| 研究課題/領域番号 |
06452201
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
中田 高義 岡山大学, 工学部, 教授 (50032925)
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| 研究分担者 |
藤原 耕二 岡山大学, 工学部, 助教授 (20190093)
高橋 則雄 岡山大学, 工学部, 教授 (40108121)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | 速度項 / 渦電流 / 運動座標系 / 静止座標系 / 二次元有限要素法 / 磁気ベクトルポテンシャル / 電気スカラポテンシャル / ICCG法 |
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| 研究概要 |
本研究では、導体の運動を考慮した三次元渦電流解析法を開発し、検証用モデルを用いて各種解析法の優劣比較を行った。また、大次元連立一次方程式の反復解法であるICCG法の高速化について検討した。その成果を要約すると、以下のようになる。
1.導体の運動を考慮した渦電流解析法の開発
導体の運動を考慮した渦電流解析法を磁気回路の観点から体系的に分類し、各解析条件に対応した最適な解析方法を示した。さらに、それら全ての解析方法に対して、座標を運動物体上に置く運動座標系と、通常の静止座標系を適用する場合の渦電流項の取扱法を明らかにし、ソフトウェアを開発した。
2.各種解析方法の優劣比較
リニアモータを想定した検証用モデルを用いて、解析精度、記憶容量及び計算時間の観点から上記二種類の座標系の優劣比較を行うことにより、以下の知見を得た。
(1)過渡解析においては、解析精度、記憶容量及び計算時間の全ての観点から、運動座標系を用いた解析法が、静止座標系を用いた解析法よりも優れている。また、その際、時間微分項の差分近似法としては後退差分法が良い。
(2)直流場及び線形交流場の解析において、通常のガラーキン有限要素法を用いると、導体速度が非常に速い場合、静止座標系では解が振動するのに対し、運動座標系では安定に解が求まる。また、運動座標系を用いる場合に必要な時間差分の時間刻み幅Δtの最適値を、印加磁界の周波数及び導体速度の観点から明らかにした。
3.大次元連立一次方程式の高速解法
三次元解析を行う場合に用いられる大次元連立一次方程式の反復解法であるICCG法の高速化について検討した。まず、係数マトリクス中の非零要素分布の計算法を改良し、高速化した。さらに、未知変数として磁気ベクトルポテンシャルAのみを用いる辺要素有限要素法では、電気スカラポテンシャルφを導入することにより、ICCG法の収束性が大幅に改善されることを明らかにした。
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