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2021 年度 研究成果報告書

導体のエッジ特性を考慮した超高精度三次元電磁波解析法の開発と応用

研究課題

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研究課題/領域番号 17K05150
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関沼津工業高等専門学校

研究代表者

芹澤 弘秀  沼津工業高等専門学校, 制御情報工学科, 教授 (70226687)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード小林ポテンシャル / 厳密解 / 方形開口 / 電磁波回折 / エッジ特性 / 数値計算
研究成果の概要

方形物体による電磁波散乱と放射の問題に対する高精度な解析方法(問題に付随する二重無限積分と二重無限級数を希望の精度で計算するための数値計算法を含む)を開発して、様々な方形物体(遮蔽板内の方形開口、フランジ付導波管、複数の開口等)に対する厳密解を導出し、それを応用することで電磁現象を正確に把握するとともに、汎用数値解法(有限要素法)の計算精度を定量的に評価した。さらに、解の収束性に対するエッジ特性組込の効果についても調査した。

自由記述の分野

電磁波工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発された三次元厳密解法は小林ポテンシャル法(KP法)を応用したものであり、特に従来手法が苦手とする共振構造や微小開口を含む問題で威力を発揮する。種々の規範問題に対して得られた厳密解は、エッジ特性が組み込まれているため少ない項数で高精度な数値結果を得ることができ、汎用的数値解法の精度を正しく評価するための基準解として使用できる。さらに、正確な電磁現象の把握が可能であるため、研究成果はメタマテリアル等の電気的人工媒質や高性能アンテナ・新センサプローブ等の開発に役立てることができる。

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公開日: 2023-01-30  

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