三次元渦電流場数値解析法の検証

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01302031
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 中田 高義 岡山大学, 工学部, 教授 (50032925)
• 研究分担者: 藤原 耕二 岡山大学, 工学部, 助手 (20190093) ; 高橋 則雄 岡山大学, 工学部, 助教授 (40108121) ; 守末 利弥 名古屋大学, 工学部, 教授 (10157894) ; 中前 栄八郎 広島大学, 工学部, 教授 (40034384) ; 小貫 天 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063428)
• キーワード: 三次元解析法 / 渦電流 / 検証モデル / 有限要素法 / 境界要素法

研究概要

各種の三次元渦電流場数値解析法の問題点の検討を行うとともに、磁界解析法検証用標準モデルの磁束及び渦電流分布の解析を行った。本年度の研究成果を要約すれば、以下のようになる。
1.各種解法の問題点の検討
(1)Αーφ法におけるゲ-ジ条件、並びにgradφについて検討した。
(2)辺要素を用いた各種解法(Αーφ法、ΤーΩ法、Τ法)の検討を用い、辺要素を用いる際、部分的に辺上のポテンシャルに固定値を与えれば、計算時間を短縮できる可能性があることがわかった。
(3)有限要素法と境界要素法の併用法(ΗーΩ法)や電界の強さΕ等を未知変数とした境界要素法の計算精度、並びに表面磁荷法の渦電流問題への拡張について検討した。
(4)ICCG法をベクトル計算機用に改良すれば、2倍程度高速化できることがわかった。
(5)Ω法で三次元非線形磁界を解析する際は、ニュ-トン・ラフソン法が収束しにくいが、このような場合でも、減速係数を導入すれば解が得られることがわかった。
(6)アクチュエ-タ等の、運動を伴う、いわゆる連成問題の解析法の検討を行った。
2.標準モデルの磁界、渦電流分布の解析
平成元年度に作成したソフトウェアを用いて、標準モデルの解析を行った。解析に必要な膨大なデ-タの入力、解析結果の出力は、三次元プリ及びポストプロセッサ(解析結果のステレオ表示が可能な会話型可視化システム)を利用して行った。
3.実験モデルの磁界、渦電流分布測定システムの開発
渦電流分布の精度よい測定が可能な改良プロ-ブ法を考案し、磁界及びうず電流分布の精度よい測定システムを構築して、実験モデルの三次元磁界及び渦電流分布の測定を行った。その結果、導体の穴の内面における渦電流の振舞い等が明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "Verification of Softwares for 3ーD Eddy Current Analysis" Advances in Electrical Engineering Software. 349-360 (1990)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "3ーD Magnetic Field Analysis Using Special Elements" IEEE Trans.on Magnetics. MAGー26,5. 2379-2381 (1990)
• [文献書誌] 藤原 耕二,中田 高義: "Results for Benchmark Problem 7(Asymmetrical Conductor with a Hole)" Compel(Special Issue). 9. 137-154 (1990)
• [文献書誌] 中田 高義,藤原 耕二: "Results for Benchmark Problem 10(Steel Plates Around a Coil)" Compel(Special Issue). 9. 181-190 (1990)
• [文献書誌] 中田 高義,藤原 耕二: "Recent Progress in Numerical Analysis for Electromagnetic Devices (Invited paper)" IEEE Trans.on Magnetics. FAー01. (1990)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "導体の運動を考慮したうず電流解析法の検討" 日本シミュレ-ション学会第12回計算電気・電子工学シンポジウム論文集. (1991)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "辺要素の特徴と周期境界条件の検討" 日本シミュレ-ション学会第12回計算電気・電子工学シンポジウム論文集. (1991)
• [文献書誌] 藤原 耕二,中田 高義: "ベクトル計算機用のICCG法の検討" 平成3年電気学会全国大会講演論文集. (1991)
• [文献書誌] 小貫 天: "Improved Boundary Element Formulation Using Scalar Potential in Hybrid BEーBF Method Applied to Electromagnetic Problems" Boundary Elements XII,(SpringerーVerlag). 295-305 (1990)
• [文献書誌] 小貫 天: "磁界の強さΗを用いた磁界解析における境界要素形状の考察" 境界要素法研究会,境界要素法論文集. 7. 147-152 (1990)
• [文献書誌] 小貫 天: "直方体有限要素(辺要素)及び直方形境界要素を用いた三次元電磁界解析" 日本シミュレ-ション学会第12回計算電気・電子工学シンポジウム論文集. (1991)
• [文献書誌] 中前 栄八郎: "Display of Distributed Scalars and Vectors Distribution" IEEE Trans.on Magnetics. 26. 755-760 (1990)
• [文献書誌] 中前 栄八郎: "位相幾何学的マッピングを用いた高速四面体要素自動作成法" 電気学会論文誌D. 111. (1991)
• [文献書誌] 中前 栄八郎: "Interactive Data Input System for Tetrahedral Element Generation" IFIP TC5/WG5,10 Working Conference on Modeling in Computer Graphics. (1991)
• [文献書誌] 中前 栄八郎: "Interactive Visualization of ThreeーDimensional Magnetic Fields" Journal of Visualization and Computer Animation. 2. (1991)
• [文献書誌] 守末 利弥: "A Comparison of the Coulomb and Lorentz Gauge Magnetic Vector Potential Formulations for 3D Eddy Current Calculations" IEEE Trans.on Magnetics. 27. (1991)
• [文献書誌] 守末 利弥: "磁気ベクトルポテンシャル法と角点問題" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー90ー28 RMー90ー40. 39-48 (1990)
• [文献書誌] 宅間 董: "うず電流計算におけるスカラ-ポテンシャルの意味" 平成2年電気学会全国大会講演論文集. 8. 8-20-8-21 (1990)
• [文献書誌] 宅間 董: "うず電流計算におけるスカラ-ポテンシャルの物理的意味" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー90ー32 RMー90ー44. 77-86 (1990)
• [文献書誌] 坪井 始: "ThreeーDimensional Eddy Current Analysis by the Boundary Element Method Using Vector Potential" IEEE Trans.on Magnetics. 26. 454-457 (1990)
• [文献書誌] 坪井 始: "境界要素法による静電界および静磁界解析における未知ベクトル変数の計算精度への影響" 電気学会論文誌A. 110. 231-240 (1990)
• [文献書誌] 坪井 始: "ソ-ス電流を考慮した薄板導体の渦電流解析" 電気学会論文誌A. 110. 591-597 (1990)
• [文献書誌] 坪井 始: "Eddy Current and Deflection Analysis of a Thin Plate in TimeーChanging Magnetic Field" IEEE Trans.on Magnetics. 26. 1647-1649 (1990)
• [文献書誌] 高木 敏行: "3ーD Numerical Simulation of Eddy Current Testing of a Block with a Crack" Review of Progress in Quantitative NonーDestructive Evaluation. 9. 327-334 (1990)
• [文献書誌] 高木 敏行: "Dynamic Behavior of a Thin Plate Under a Moving Magnetic Field" International Journal of Applied Electroーmagnetics in Materials. 1. 147-154 (1990)
• [文献書誌] 高木 敏行: "超電導発電機ダンパの三次元渦電流解析" 電気学会論文誌D. 110. 997-1004 (1990)
• [文献書誌] 榎園 正人: "Boundary Element Analysis for the ThreeーDimensional Eddy Current Problem" IEEE Trans.on Magnetics. 26. 446-449 (1990)
• [文献書誌] 榎園 正人: "Threeーdimensional Boundary Element Method using a Timeーdependent Fundamental Solution" International Journal of Applied Electromagnetics in Materials. 1. 327-333 (1990)
• [文献書誌] 榎園 正人: "ThreeーDimensional Eddy Current Analysis on Thin Conductors with Boundary Element Method" IEEE Trans.on Magnetics. (1991)
• [文献書誌] 野村 達衛: "境界要素法による渦電流解析の比較検討" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. (1991)
• [文献書誌] 沢 孝一郎: "A Study on Two Scalar Potentials BEM for 3ーD Magnetostatic field calculation" Boundary Elements XII (SpringerーVerlag). 269-281 (1990)
• [文献書誌] 沢 孝一郎: "FEMによる3次元磁界解析とゲ-ジ条件" 電子情報通信学会機構部品研究会資料. EMC90ー61. 17-22 (1991)
• [文献書誌] 沢 孝一郎: "FEMによる電磁力計算の精度と分割についての一検討" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー91ー3 RMー91ー12. (1991)
• [文献書誌] 長谷部 信也: "静磁界解析におけるΤーΩ法と新しい電流モデルとの関係" 電気学会論文誌A. 110. 555-560 (1990)
• [文献書誌] 長谷部 信也: "静磁界解析における多媒質境界での境界条件とゲ-ジ関係" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー90ー14 RMー90ー26. 1-10 (1990)
• [文献書誌] 長谷部 信也: "静磁界解析における多媒質境界での流束条件" 日本シミュレ-ション学会第12回計算電気・電子工学シンポジウム論文集. (1991)
• [文献書誌] 長谷部 信也: "静磁界での源泉の性質とゲ-ジとの関係" 平成3年電気学会全国大会講演論文集. (1991)
• [文献書誌] 河瀬 順洋,伊藤 昭吉: "直流電磁石の過度動作特性の三次元解析" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー90ー40 RMー90ー52. 151-160 (1990)
• [文献書誌] 河瀬 順洋,伊藤 昭吉: "直流電磁石の過度動作特性に影響を及ぼす諸因子の三次元解析" 平成3年電気学会全国大会講演論文集. (1991)
• [文献書誌] 河瀬 順洋,伊藤 昭吉: "直流電磁石の過度応答性の三次元解析" 平成3年電気学会全国大会講演論文集. (1991)
• [文献書誌] 河瀬 順洋,伊藤 昭吉: "直流電磁石の過度動作特性" 平成2年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集. 153 (1990)
• [文献書誌] 河瀬 順洋,伊藤 昭吉: "3ーD Nonliner Transient Analysis of Dynamic Behavior of the Clapper Type DC Electromagnet" IEEE Trans.on Magnetics. (1991)
• [文献書誌] 羽野 光夫: "全周波数領域に適用可能な線形三次元電磁界の有限要素法解析ー理論編" 電気学会論文誌A. 110. 570-576 (1990)
• [文献書誌] 羽野 光夫: "全周波数領域に適用可能な線形三次元電磁界の有限要素法解析ー計算編" 電気学会論文誌A. 110. 577-583 (1990)
• [文献書誌] 羽野 光夫: "ベクトルポテンシャルによる静磁場の有限要素法解析における問題点" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー90ー19 RMー90ー31. 51-60 (1990)