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圧粉磁芯モータの低損失・高出力磁気回路実現のための創発的位相最適化手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25820099
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関法政大学 (2015)
宇都宮大学 (2013-2014)

研究代表者

岡本 吉史  法政大学, 理工学部, 准教授 (40415112)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードトポロジー最適化 / 高速大規模電磁界解析 / 感度解析 / 随伴変数法 / レベルセット関数 / 並列計算 / 電気機器工学 / MMA / 逐次線形計画法 / 計算電磁気学 / 並列アルゴリズム
研究成果の概要

高効率モータ設計を行うため,トポロジー最適化による実用的な解を導出する方法として,レベルセット関数の移流を使用したトポロジー最適化手法の開発と,三次元問題でも実用的な計算時間内に最適化可能な有限要素法の高速化手法の開発に注力する.
レベルセット関数の移流を考慮したトポロジー最適化では,磁気非線形性を考慮できる三次元静磁界最適化問題へ適用し,その優位性を明らかにした.
有限要素法の高速化手法の開発では,連立一次方程式解法であるICCG法の高速化を主眼として研究を進めた.具体的には,電磁界解析で現れる係数行列の非ゼロ要素分布を並列化に適した分布へオーダリングする手法を開発する.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Topology Optimization Based on Regularized Level Set Function for Solving 3-D Nonlinear Magnetic Field System with Spatial Symmetric Condition2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 52 号: 3 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2015.2492978

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 辺有限要素法による周波数領域電磁界解析から得られる複素対称線形方程式におけるマルチカラーオーダリングを使用した前処理付きCOMRTR法の並列性能2015

    • 著者名/発表者名
      圓谷友紀,岡本吉史,里周二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 135 号: 12 ページ: 765-773

    • DOI

      10.1541/ieejpes.135.765

    • NAID

      130005112601

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast Nonlinear Finite Element Analysis Using Newton-Raphson Method Implemented by Krylov Subspace Method with Relaxed Convergence Criterion2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Akihisa Kameari, Koji Fujiwara, Tomonori Tsuburaya, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering

      巻: 34 号: 5 ページ: 1537-1552

    • DOI

      10.1108/compel-02-2015-0075

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelized ICCG Method Using Block-multicolor Orderings in Real Symmetric Linear System Derived from Voltage-driven FEM in Time Domain2015

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Tsuburaya, Yoshifumi Okamoto, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering

      巻: 34 号: 5 ページ: 1433-1446

    • DOI

      10.1108/compel-02-2015-0069

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material-density-based Topology Optimization with Magnetic Nonlinearity by Means of Stabilized Sequential Linear Programming: SLPSTAB2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Yu Matsubayashi, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: Vol. 51, No. 3 ページ: 7207804-7207804

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelization of Preconditioned MRTR Method With Eisenstat’s Technique by Means of Algebraic Multicolor Ordering2015

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Tsuburaya, Yoshifumi Okamoto, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: Vol. 51, No. 3 号: 3 ページ: 7206505-7206505

    • DOI

      10.1109/tmag.2014.2361360

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topology Optimization of Rotor Core Combined With Identification of Current Phase Angle in IPM Motor Using Multistep Genetic Algorithm2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Yusuke Tominaga, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: VOL. 50, NO. 2 号: 2 ページ: 7017904-7017904

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2285580

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvements in Material-Density-Based Topology Optimization for 3-D Magnetic Circuit Design by FEM and Sequential Linear Programming Method2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Yusuke Tominaga, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: VOL. 50, NO. 2 号: 2 ページ: 7017004-7017004

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2285261

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of Preconditioned Linear Solvers Based on Minimum Residual for Complex Symmetric Linear Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Tsuburaya, Yoshifumi Okamoto, Koji Fujiwara, and Shuji Sato
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS

      巻: VOL. 50, NO. 2 号: 2 ページ: 7013704-7013704

    • DOI

      10.1109/tmag.2013.2281410

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 各種オーダリングを適用した並列化ブロックICCG法の特質2016

    • 著者名/発表者名
      圓谷友紀,岡本吉史,里周二
    • 学会等名
      平成28年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      富士通株式会社本社事務所(東京都港区東新橋1-5-2 汐留シティセンター)
    • 年月日
      2016-01-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Extension of Topology Optimization Method Based on Regularized Level Set Function to Solving 3-D Electromagnetic Field System2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 20th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, COMPUMAG 2015
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parallelization of Preconditioned MRTR Method Combined with Block-multicolor Ordering Supported by Level Structure Arising in RCM ordering2015

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Tsuburaya, Yoshifumi Okamoto, and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 20th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, COMPUMAG 2015
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RCMオーダリングで現れるレベル構造を援用したブロックマルチカラーオーダリングによる前処理付きMRTR法の並列化に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      圓谷友紀,岡本吉史,里周二
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レベルセット関数の移流に基づく電磁界問題最適化手法の改良に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      岡本吉史,若尾真治,里周二
    • 学会等名
      平成27年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      宮古島マリンターミナル
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 代数マルチカラーオーダリングによる並列化前処理付き線形解法に基づく回転機の高速有限要素解析2014

    • 著者名/発表者名
      圓谷友紀,岡本吉史,里周二
    • 学会等名
      日本機械学会 第27回計算力学講演会(CMD2014)
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2014-11-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] RCMオーダリングから得られるレベル構造を用いたブロック代数マルチカラーオーダリングによるICCG法の並列化2014

    • 著者名/発表者名
      圓谷友紀,岡本吉史,里周二
    • 学会等名
      平成26年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] レベルセット関数の移流による電磁界システム最適化問題の求解2014

    • 著者名/発表者名
      岡本吉史,若尾真治,里周二
    • 学会等名
      平成26年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast Nonlinear Finite Element Analysis Using Krylov Subspace Method with Relaxed Convergence Criterion2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Koji Fujiwara, Akihisa Kameari, Tomonori Tsuburaya, and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 16th International IGTE Symposium on Numerical Field Calculation in Electrical Engineering
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Material-density-based Topology Optimization for 3-D Magnetic Circuits with Magnetic Nonlinearity2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Yu Matsubayashi, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 16th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation
    • 発表場所
      Annecy, France
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Parallelized Preconditioned MRTR Method with Eisenstat’s Technique Supported by Algebraic Multicolor Ordering2014

    • 著者名/発表者名
      Tomonoti, Tsuburaya, Yoshifumi Okamoto and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 16th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation
    • 発表場所
      Annecy, France
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 材料密度ベースの位相最適化における逐次線形計画法の収束特性改善2014

    • 著者名/発表者名
      岡本吉史,若尾真治,里周二
    • 学会等名
      平成26年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      東京工科大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック化前処理を用いた並列化実対称線形解法に関する基礎検討2014

    • 著者名/発表者名
      圓谷友紀,岡本吉史,若尾真治,里周二
    • 学会等名
      平成26年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      東京工科大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Topology Optimization Using Material Density Based on Sigmoid Function by Means of Sequential Linear Programming2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Yusuke Tominaga, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 19th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, COMPUMAG 2013
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Convergence Characteristics of Preconditioned Linear Solvers Based on Minimum Residual for Complex Symmetric Linear Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Tsuburaya, Yoshifumi Okamoto, Koji Fujiwara, and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 19th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, COMPUMAG 2013
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Topology Optimization of an IPM Motor Flux Barrier Based on Current Phase Angle Using a Multistep Evolutionary Algorithm2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Okamoto, Yusuke Tominaga, Shinji Wakao, and Shuji Sato
    • 学会等名
      the 19th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields, COMPUMAG 2013
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気回路設計における解の多様性向上のための二段階位相最適化手法2013

    • 著者名/発表者名
      松林祐,永野拓身,若尾真治,岡本吉史
    • 学会等名
      平成25年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      秋田市にぎわい交流館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ブロック化前処理を用いた並列化実対称線形解法に関する基礎検討2013

    • 著者名/発表者名
      圓谷友紀,岡本吉史,若尾真治,里周二
    • 学会等名
      平成26年電気学会静止器・回転機合同研究会
    • 発表場所
      秋田市にぎわい交流館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 法政大学 理工学部電気電子工学科 情報電磁気学研究室 -> 研究内容

    • URL

      http://information-electromagnetics.weebly.com/30740313502086923481.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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