【電磁界】電磁界のお話 Vol.11｜境界条件

2019年11月11日

今回は電磁界解析における境界条件について紹介いたします。
電磁界を利用した製品の多くは細かく複雑な形状をしています。
一方である対称性をもつ製品も多いのではないでしょうか。

例えば、回転駆動に用いられるモーターや軸受けなどは回転対称性を持っています。
このような対称性を持っている場合、一般的に解析結果も対称的になります。

はじめから結果が対称的で分かっているのであれば、ハーフモデル（４分の１モデル）に対して正しく境界条件を与えることで計算量を半分さらには４分の１と軽減させることが可能です。

電磁界解析の境界条件では一般的に以下のものなどがあります。
１．物性値の異なる境界面での境界条件
２．電界が垂直で磁束が平行になる電気壁条件
３．電束が平行で磁界が垂直となる磁気壁条件
４．特定の値を与える固定境界条件

EMSでは以下のように各境界条件を利用することができます。

１．については各部品に材料を適用することで設定されます。

２．については「接線方向磁束のみ有効」を利用することで設定できます。
例えば、円形コイルを半円形になるように半分にした場合、その断面上ではコイルの周りを回るように成分のみ（法線成分０）の磁束が発生します。このような面に対して「接線方向磁束のみ有効」を適用します。多くの場合にはこの境界条件によりハーフモデルの解析を行います。

３．については「法線方向磁束のみ有効」で利用することができます。
例えば、円形コイルを円形になるように半分にした場合、その断面上では法線方向のみの磁束が発生します。
このような面に対して「法線方向磁束のみ有効」を適用します。

４．については「固定電圧」等で設定することができます。
この条件は１．と同様にハーフモデル計算する場合に限らず必須の条件となります。

ハーフモデルでの解析は少し難しい部分もありますが、大幅に計算時間を短縮することが可能ですのでぜひお試しください。

[From K.Yamaguchi ]

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