高温超伝導体の電磁界解析に関する高速数値解析技術の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560276
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 神谷 淳 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00224668)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 酸化物超伝導体 / 混合状態 / 有限要素法 / 臨界電流密度 / 非接触測定法 / 数値シミュレーション

研究概要

本研究では, 高温超伝導体中を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する高速・高精度数値シミュレーション・コードを開発し, 臨界電流密度の非接触・無侵襲測定である誘導法と永久磁石法を同コードによって数値的に再現することに成功した.その際, 数値シミュレーションを高精度化する目的で, 特異積分の評価方法として2重指数関数型積分公式と正則化積分公式を採用した.その結果, 数十nmの厚みをもつ超伝導薄膜を流れる遮蔽電流密度を高精度に計算することが可能となった.

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Investigations on Inductive Method for Film/Bulk Superconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn Vol.45, No.3 ページ: 1230-1233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of inductive method for measuring critical current density of HTS bulk (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 雑誌名: Physica C Vol.468 ページ: 1490-1493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of inductive method for measuring critical current density of HTS thin film (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Takayama, A. Kamitani, and S. Ikuno
  • 雑誌名: Physica C Vol.468 ページ: 1685-1687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical investigations on permanent magnet method using meshless approach (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ikuno, T. Takayama, and A. Kamitani
  • 雑誌名: Physica C Vol.468 ページ: 1693-1696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of AC Losses in High Tc Superconductor Thin Film by Element-Free Galerkin Method and Double Exponential Formula (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ikuno, T. Takayama, and A. Kamitani
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity Vol.18, No.2 ページ: 1349-1352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Noncontact Method for Measuring Critical Current Density : Permanent Magnet Method and Inductive Method (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Takayama, S. Ikuno, and A. Kamitani
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity Vol.18, No.2 ページ: 1577-1580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Parallelized Meshless Approach: Application to Shielding Current Analysis in HTS (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ikuno, T. Hanawa, T. Takayama, and A. Kamitani
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn Vol.44, No.6 ページ: 1230-1233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Inductive Method and Permanent Magnet Method for Measuring Critical Current Density (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn Vol.44, No.6 ページ: 926-929
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温超薄膜内の高精度遮蔽電流密度解析 : 誘導法への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高山彰優,神谷淳
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 Vol.J91-C, No.4 ページ: 235-243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of parallel processing technique to shielding current analysis on HTS thin film (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Ikuno, T. Takayama, and A. Kamitani
  • 雑誌名: Physica C Vol.463-465 ページ: 1013-1016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate numerical calculation of shielding current density in HTS thin film : applicatin to noncontact measurement method of critical current density (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 雑誌名: Physica C Vol.463-465 ページ: 1009-1012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Permanent Magnet Method : Relation between Critical Current Density and Maximum Repulsive Force (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takayama, A. Kamitani, S. Ohshima and A. Saito
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity Vol.17, No.2 ページ: 3745-3748
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate Calculation of Shielding Current Density in HTS Thin Film (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity Vol.17, No.2 ページ: 3749-3752
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Method for Imposing Essential Boundary Condition on Meshless Galerkin/Petrov-Galerkin Approaches (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Ikuno, K. Takakura, and A. Kamitani
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn. Vol.43, No.4 ページ: 1501-1504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy Improvement of Inner-Point Formula in Three-Dimensional BEM (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh and A. Kamitani
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn Vol.43, No.4 ページ: 1489-1492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Shielding Current Density in High-Temperature Superconducting Thin Film (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn Vol.43, No.4 ページ: 1377-1380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimantal and Numerical Investigations on Permanent Magnet Method for Measuring Critical Current Density in HTS Films
  • 著者名/発表者名: S. Ikuno, T. Takayama, A. Kamitani, K. Umetsu, A. Saito, and S. Ohshima
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Shielding Current Density in HTS : Application of High-Performance Method for Calculating Improper Integrals
  • 著者名/発表者名: T. Takayama, A. Kamitani, A. Tanaka, and S. Ikuno
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Inductive Method for Measuring Critical Current Density : Dependence of Accuracy on Shape and Configuration of Coil
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, A. Tanaka, and S. Ikuno
  • 雑誌名: Physica C (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axisymmetric Simulation of Inductive Measurement Method for Critical Current Density in Bulk HTS : Relation between Third Harmonic Voltage and Coil Current
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Inductive Measurement Method for Critical Current Density in HTS Thin Film : Influence of DC Magnetic Field on Accuracy
  • 著者名/発表者名: T. Takayama and A. Kamitani
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Measurement Method for Critical Current Density by Using Permanent Magnet
  • 著者名/発表者名: S. Ikuno, T. Takayama, A. Kamitani, A. Saito, and S. Ohshima
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 積分セル非依存型完全Meshless法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神谷淳
  • 学会等名: 核融合科学研究所平成20年度一般共同研究成果報告会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
  • 年月日: 2009-01-29
• [学会発表] セル無し二重相反境界節点法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 齋藤歩, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会環瀬戸内応用数理研究部会第12回シンポジウム
  • 発表場所: 山形大学理学部
  • 年月日: 2008-10-12
• [学会発表] 高温超伝導体を流れる遮蔽電流密度の高精度解析法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高山彰優, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会環瀬戸内応用数理研究部会第12回シンポジウム
  • 発表場所: 山形大学理学部
  • 年月日: 2008-10-12
• [学会発表] 高温超伝導薄膜内の遮蔽電流密度解析II : 誘導法への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高山彰優, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会2008年度年会
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 積分セルを用いない境界節点法の開発 : 2次元楕円型境界値問題への適用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 齋藤歩, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会2008年度年会
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] 永久磁石による臨界電流密度測定法の数値シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 高山彰優, 神谷淳, 生野壮一郎, 武石健太, 齊藤敦, 大嶋重利
  • 学会等名: 2008年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 明星大学
  • 年月日: 2008-05-27
• [学会発表] 永久磁石を用いた超電導薄膜のJc面内分布測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大嶋重利, 齊藤敦, 高山彰優, 神谷淳, 生野壮一郎, 武石健太
  • 学会等名: 2008年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 明星大学
  • 年月日: 2008-05-27
• [学会発表] Two-Dimensional Boundary Node Method without Cells : Application to Potential Problem (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh and A. Kamitani
  • 学会等名: The 13th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (CEFC 2008)
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 2008-05-14
• [学会発表] Numerical Investigations on Inductive Method for Film/Bulk Superconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Kamitani, T. Takayama, and S. Ikuno
  • 学会等名: The 13th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (CEFC 2008)
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 2008-05-14
• [学会発表] セルを用いない二次元境界節点法 : 完全なメッシュレスを目指して (2008)
  • 著者名/発表者名: 齋藤歩, 神谷淳
  • 学会等名: 2008年日本シミュレーション学会研究委員会連合発表会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
  • 年月日: 2008-03-09
• [学会発表] 高温超伝導体の臨界電流密度に対する非接触測定法の数値シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 高山彰優, 神谷淳
  • 学会等名: 2008年日本シミュレーション学会研究委員会連合発表会
  • 発表場所: 首都大学東京, 南大沢キャンパス
  • 年月日: 2008-03-09
• [学会発表] メッシュレス法を用いた超伝導薄膜の遮蔽電流密度解析 : 永久磁石法のシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 生野壮一郎, 高山彰優, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会
  • 発表場所: 北海道大学工学部
  • 年月日: 2007-09-17
• [学会発表] 境界節点法の高精度化II : 境界近傍での解の精度劣化を回避するためのアプローチ (2007)
  • 著者名/発表者名: 齋藤歩, 田中覚, 仲田晋, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会
  • 発表場所: 北海道大学工学部
  • 年月日: 2007-09-16
• [学会発表] 高温超伝導薄膜内の遮蔽電流密度解析I : 誘導法のシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 高山彰優, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会
  • 発表場所: 北海道大学工学部
  • 年月日: 2007-09-15
• [学会発表] 積分セルを用いない境界節点法 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大槻恭士, 神谷淳
  • 学会等名: 日本応用数理学会
  • 発表場所: 北海道大学工学部
  • 年月日: 2007-09-15
• [学会発表] Investigations on Iterative Method with Mixed-Precision on Cell Broadband Engine (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hanawa, S.Ikuno, and A. Kamitani
  • 学会等名: The 16th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2007)
  • 発表場所: Eurogress, Aachen, Germany
  • 年月日: 2007-06-28
• [学会発表] Accuracy Improvement of BNM (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh and A. Kamitani
  • 学会等名: The 16th International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG 2007)
  • 発表場所: Eurogress, Aachen, Germany
  • 年月日: 2007-06-27