2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
02J01614
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
立松 明芳 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 固体絶縁物 / 帯電 / 絶縁特性 / 静電気特性 / 数値電界計算 / 逆問題 |
Research Abstract |
最も一般的な帯電電荷測定法は静電プローブを用いる方法であるが,厚みの大きな絶縁物では静電プローブ出力はプローブ近傍の帯電電荷量を直接意味しない。このため,多点のプローブ計測値から逆計算によって帯電電荷分布を算出する必要がある。こうした多点測定の必要性は,現在では広く認識されるようになったが,信頼性の高い実用定量測定法の確立には未だ至っていない。この理由として,(i)逆計算の数値的不安定性に対する配慮と対策が必要,(ii)係数行列の計算に,解像度nに対してO(n^4)の演算とO(n^2)の記憶容量を必要とし,高解像度解析または実機規模の解析が困難であること,が挙げられる。 こうした実用上の問題点を克服するために,本研究では以下の内容について検討を行った。(I)ペナルティ付き最小二乗法に対する,ラプラシアンフィルタに基づくペナルティ行列の設計とペナルティ重み最適化による,逆計算のさらなる安定性向上。(II)高速多重極表面電荷法の適用による係数行列の計算速度向上と取り扱い可能問題の大規模化。 円柱形スペーサを針電極からのコロナで帯電させたのち,1794解像度(測定点数3042)の帯電電荷測定を実施した。推定結果は,針電極先端付近で電荷密度が高く,先端から離れるほど低電荷密度となっており,定性的に妥当な結果であった。数値シミュレーションによる精度解析の結果からは,測定ノイズの推定誤差に対する分散の拡大率は約3.9倍であり,高解像度測定において高精度推定が可能であることが示され,実測においても同レベルの推定精度を有すると考えられる。 今年度の研究において,多点静電プローブ計測に基づく帯電電荷定量測定法に関し,実機解析に不可欠な高解像度測定法を検討し,数値電界計算法の高精度・高速・大容量化と逆計算手法の高安定度化により,1794解像度帯電電荷測定に成功した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 立松明芳: "帯電電化測定法の解析(6)"平成14年電気関係学会関西支部連合大会. G1-G39 (2002)
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[Publications] 青木康二郎: "静電プローブによる固体絶縁物の帯電電化測定"平成14年電気学会基礎・材料・共通部門大会. 326-331 (2002)
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[Publications] Akiyoshi Tatematsu: "Measurement of Accumulated Surface Charge with an Electrostatic Probe"2002 Joint Conference of ACED & K-J Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering. 2. 668-671 (2002)
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[Publications] 立松明芳: "帯電電荷測定法の解析(7)"平成15年電気学会全国大会講演論文集. 1. 97-98 (2003)
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[Publications] Akiyoshi Tatematsu: "A Study on the Accuracy of Surface Charge Measurement"IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. Vol.9,No.3. 406-415 (2002)
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[Publications] Akiyoshi Tatematsu: "High-resolution Measurement of Surface Charge for High Voltage Insulating Supports"13^<th> International Syposium on High Voltage Engineering(ISH-2003). (発表予定).