| 研究概要 |
本研究の目的は酸化物超伝導体中の遮蔽電流密度の時間発展を数値的に解析する手法を考案し,同手法を用いて超伝導体の磁気遮蔽効果を調べることである.
本年度は混合状態下の超伝導体を記述する微積分方程式系を離散化する手法を検討した.有限要素法(FEM)は,これまで計算科学の分野で幅広く用いられてきたが,FEM自体が内包している問題点が2つ挙げられる.第1に,FEMを用いた解析で不可欠となる要素分割は,有限要素方程式を構成し,その解を求めるよりも,マンパワーとCPU時間を浪費する.第2の問題点は,有限要素解の滑らかさ(連続微分可能性)に限界があることである.この2つの問題点のため,CPU時間は多少かかってもデータの準備にコストがかからない方法と滑らかな形状関数を基底にもつ関数空間内で弱形式を離散化する手法の開発が望まれてきたのである.
本研究では,メッシュレス法に基づく遮蔽電流密度シミュレーション技法の開発を行った.その結果,開発されたメッシュレス法のコードでは,節点と境界情報だけから成るメッシュだけが必要となり,幾何学的な有限要素は全く不必要となっている.さらに,近似解に任意の連続微分可能性を仮定することができるため,電界や電流密度の滑らかな分布を得ることができた.さらに,上記コードを用いれば,要素分割という前処理が不必要となるため,複雑な形状をした磁気遮蔽装置(例えば,磁気遮蔽ルーム)の遮蔽性能を高精度に評価することが可能となった.
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