三次元渦電流場数値解析法の検証

1991 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を解析し、測定値との比較を行った。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)A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(Aーφ法、TーΩ法、T法)の検討を行い、節点要素よりも計算時間を短縮できることを示した。
(3)スカラ-ポテンシャルを用いた境界要素法や、有限要素法と境界要素法の併用法(HーΩ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)三次元渦電流問題でICCG法が収束しない場合に,加速係数を導入すれば解が求まることを示した。
(5)異方性材料の任意方向の磁気特性表示法の検討を行った。
(6)アクチュエ-タ等の、運動を伴う、いわゆる連成問題の三次元過渡解析法の検討を行った。
2.検証モデルの磁束及び渦電流分布の解析並びに測定結果との比較
検証モデルの三次元磁界及び渦電流分布を各種解法を用いて計算し,計算時間や記憶容量の比較を行った。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を利用して行った。また,検証モデルの三次元磁界分布を測定するとともに,昨年度開発した改良プロ-ブ法を用いて,渦電流分布の精度良い測定を行い,解析結果と比較的よく一致することを示した。

研究成果

• [文献書誌] 中田 高義,藤原 耕二: "Recent Progress in Numerical Analysis for Electromagnetic Devices(Invited)" IEEE Trans.on Magnetics. 27. 4221-4226 (1991)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "Comparison of Various Methods of Analysis and Finite Elements in 3ーD Magnetic Field Analysis" IEEE Trans.on Magnetics. 27. 4073-4076 (1991)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "Investigation of Effectiveness of 3ーD Nonconforming Mesh" IEEE Trans.on Magnetics. 27. (1991)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "Factors Affecting Errors due to 2ーD Approximate Analysis of 3ーD Magnetic Fields with Eddy Currents" IEEE Trans.on Magnetics. 27. (1991)
• [文献書誌] 藤原 耕二,中田 高義: "ICCG法の高速化手法に関する検討" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー91ー43 RMー91ー106. (1991)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "浮き節点を含む三次元有限要素法解析" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー91ー36 RMー91ー106. (1991)
• [文献書誌] 中田 高義,高橋 則雄,藤原 耕二: "Investigation of Effectiveness of Edge Elements" IEEE Trans.on Magnetics. 28. (1992)
• [文献書誌] 藤原 耕二,中田 高義: "非対称マトリクス用反復解法における各種前処理法の検討" 平成4年電気学会全国大会講演論文集. 830 (1992)
• [文献書誌] 小貫 天: "Novel Boundary Element Formulation in Hybrid FEーBE Method for Electromagnetic Field Computations" IEEE Trans.on Magnetics. 28. (1992)
• [文献書誌] 小貫 天: "境界要素法を用いた各種三次元磁界解析の比較検討" 境界要素法研究会 境界要素法論文集. 8. 125-130 (1991)
• [文献書誌] 小貫 天: "磁界の強さHを用いた有限・境界要素併用法による三次元渦電流解析" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー91ー29 RMー91ー92. 31-38 (1991)
• [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. 150-158 (1991)
• [文献書誌] 中前 栄八郎: "Interactive Visualization of ThreeーDimensional Magnetic Fields" The Journal of Visualization and Computer Animation. 2. 34-40 (1991)
• [文献書誌] 中前 栄八郎: "インタラクティブビジュアライゼ-ションー電磁界の世界を覗くー" 電子情報通信学会誌. 74. 375-380 (1991)
• [文献書誌] 中前 栄八郎: "3磁元交流定常場相互作用のインタラクティブ可視化法" 情報処理学会論文誌. 32. 570-579 (1991)
• [文献書誌] 守末 利弥: "Uniqueness Theorem for a Formulation Using the Mgnetic Vector Potential for 3D Eddy Current Problems" Proceeding of JapanーHungary Joint Seminar on Applied Electromagnetics in Materials and Computational Technology. 1-4 (1991)
• [文献書誌] 守末 利弥: "A Comparison of the Coulomb and Lorentz Gauge Magnetic Vector Potential Formulations from the Numerical Point of View" Proceedings of 13th IMACS World Congerss on Computation and Applied Mathematics. 1622-1623 (1991)
• [文献書誌] 守末 利弥: "Analysis of a Problem in Non Destructive Testing" IEEE Trans.on Magnetics. 28. (1992)
• [文献書誌] 石原 好之: "方向性けい素鋼鈑の任意方向の磁化特性測定法" 電気学会論文誌A. 112. (1992)
• [文献書誌] 宅間 薫: "変形磁気ベクトルポテンシャルを用いた三次元うず電流場の検討" 電力中央研究所報告. (1991)
• [文献書誌] 宅間 薫: "変形磁気ベクトルポテンシャルを用いた三次元うず電流場の計算" 平成3年電気学会全国大会講演論文集. (1991)
• [文献書誌] 宅間 薫: "うず電流計算の基礎的問題(その1)" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. (1991)
• [文献書誌] 宅間 薫: "変形磁気ベクトルポテンシャルを用いた三次元うず電流場の検討" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. (1991)
• [文献書誌] 野村 達衛: "TーΩ法による超電導発電機回転子ダンパの渦電流特性の解析" 電気学会静止器・回転機合同研究会資料. SAー91ー21 RMー91ー84. 71-77 (1991)
• [文献書誌] 野村 達衛: "境界要素法による渦電流解析法の比較検討" 電気学会研究会.
• [文献書誌] 高木 敏行: "3ーD Eddy Current Analysis Using TーMethod and lts Application to NonーDestructive Testing" Proceedings of 13thlMACS World Congress on Computation and Applied Mathematics. 4. 1632-1633 (1991)
• [文献書誌] 高木 敏行: "Numerical Analysis and Experiment of a Problem in Eddy Current Testing“Coil Above a Crack"" Proc.Asian TEAM Workshop and International Seminar on Computational Applied Electromagnetics. 21-26 (1991)
• [文献書誌] 河瀬 順洋,伊藤 昭吉: "直流電磁石の過渡動作特性の三次元数値解析" 電気学会論文誌B. 111. 1051-1056 (1991)
• [文献書誌] 河瀬 順洋,伊藤 昭吉: "直流電磁石の過渡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: "直流電磁石の過渡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] 伊藤 昭吉,河瀬 順洋: "配線用遮断器のア-ク磁気駆動力の三次元解析" 平成4年電気学会全国大会講演論文集. (1992)
• [文献書誌] 羽野 光夫: "辺要素による3次元渦電流解析" 平成3年電気学会全国大会講演論文集. (1991)
• [文献書誌] 羽野 光夫: "有限要素法による静磁波励振問題の解析" 電子情報通信学会マイクロ波研究会資料. SAT91ー78 MW91ー71. (1991)
• [文献書誌] 羽野 光夫: "3次元有限要素法による高誘電率誘電体導波路フィルタの伝達特性の解析" 電子情報通信学会マイクロ波研究会資料. MWー91ー117. (1991)
• [文献書誌] 榎園 正人: "Constitutive Equation B=μH and TwoーDimensional Magnetic Properties" Proceedings of Int.WorkshopーOita. 5-13 (1992)
• [文献書誌] 榎園 正人: "構成方程式と磁界解析" 第13回計算電気・電子工学シンポジウム論文集. (1992)
• [文献書誌] 沢 孝一郎: "FEMによる電磁力の計算法についての検討" 電気学会回転機研究会資料. RMー91ー119. 115-124 (1991)
• [文献書誌] 沢 孝一郎: "2スカラ-ポテンシャルを用いた境界要素法による三次元静磁界解析法の改良" 電気学会論文誌A. 112. 9-15 (1992)
• [文献書誌] 沢 孝一郎: "有限要素法を用いたプランジャ形ソレノイドの最適設計に関する検討" 電気学会論文誌D. 112. 45-54 (1992)
• [文献書誌] 沢 孝一郎: "三次元有限要素法によるゲ-ジ条件の検討" 平成4年電気学会全国大会講演論文集. (1992)
• [文献書誌] 長谷部 信也: "磁場における積分形と保存則との関係" 電気学会研究会資料. SAー91ー3 RMー91ー76. (1991)
• [文献書誌] 中田 高義,伊藤 昭吉,河瀬 順洋: "有限要素法による交流電磁石の設計と応用" 森北出版(株), 170 (1991)
• [文献書誌] 高木 敏行: "Electromagnetic Forces and Applications" Elsevier, 532 (1992)