電気系／機械系マルチフィジックス・シミュレーション技術の基盤形成に関する研究

机电多物理场仿真技术基础研究

• 批准号: 13J05488
• 负责人: 關根 惟敏
• 金额: $ 2.53万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J05488/
• 关键词: マルチフィジックス; 電気系シミュレーション; 機械系シミュレーション; アイソジオメトリック解析; CAD; NURBS; 大規模問題; 高速解析; CAD (Computer-Aided Design); NURBS (non-uniform rational B-spline)

●具体的内容：大規模問題を効率的にモデル化することができる「等角メッシュモデル化手法」と高速解析手法である「Leapfrog ADI (Alternating Direction Implicit)法」を組み合わせたシミュレーション手法を提案しました．この手法は，昨年度までの研究成果である「アイソジオメトリック解析」における変数の配置が格子状であることに着目し，同様の配置となる「等角メッシュモデル」に「Leapfrog ADI法」が有効であるとする着眼点が独創的です．この手法により，従来のメッシュモデル化手法よりも大幅に変数を減らすことができ，かつ高速な過渡解析を行えることを実証しました．また，昨年度に引き続き，従来の陽解法の欠点である数値的不安定性を取り除くことで高速な解析を行うことができる「安定化陽解法」の研究を発展させました．この発展により，安定化陽解法に関する基礎理論の体系化を行えただけでなく，形状の複雑なプリント基板のシミュレーションに応用することで，従来の高速化手法よりも数十倍，商用シミュレータよりも数百倍高速な解析が行えることを実証しました．●意義：複数の物理現象を扱うマルチフィジックス・シミュレーションでは，取り扱う問題が大規模になるため，現実的な大規模問題を高速に解析する技術が必要不可欠となります．そのため，実問題への応用可能性を示した2つの提案手法や，それらに関する研究は，有意義であると考えます．●重要性：電気系の解析と機械系の解析を結びつけるアイソジオメトリック解析の実用化に向けた高速化手法の研究を行いました．これはマルチフィジックス・シミュレーションによる統合的解析技術の基盤形成，及び先駆的な研究として非常に重要であると考えます．

●具体内容：我们提出了一种模拟方法，该方法结合了“保形网状建模方法”，该方法允许有效地建模大规模问题，“ leapfrog adi（交替方向隐式）方法，一种快速的分析方法。此方法侧重于“ ISODEMOTER分析”中变量的稳定布置，直到上一年和最初的观点，并且观看了观点。与常规的网格模型方法相比，具有相似的排列的“固结模型”可以显着降低变量，并且可以更快地进行暂时性分析，此后，我们已经开发了对“稳定分析”的固定范围的稳定解决方案的研究。稳定解决方案的基本理论，但也证明，通过将其应用于具有复杂形状的印刷电路板的模拟，分析可以比常规加速方法快几十次，并且比商业模拟器快几百次。 ●提要：在处理多种物理现象的多物理模拟中，要解决的问题是大规模的，因此快速分析现实的大规模问题的技术至关重要。因此，我们考虑了两种提出的方​​法，这些方法证明了将实际问题应用于实际问题的可能性是有意义的。 ●重要性：我们对旨在实际应用等速度计分析的加速方法进行了研究，该方法将电气和机械分析联系起来。我们认为，这对于使用多物理模拟和开创性研究的综合分析技术的基础非常重要。

项目成果

節点ブロック緩和法を用いた不均一な多導体伝送線路の高速過渡解析

使用节点块松弛法对非均匀多导体传输线进行高速瞬态分析

• 发表时间: 2013
• 期刊: 電子情報通信学会論文誌C
• 作者: 高崎貴大;關根惟敏;浅井秀樹
• 通讯作者: 浅井秀樹

Unconditionally Stable Explicit Method for the Fast 3-D Simulation of On-Chip Power Distribution Network

用于片上配电网络快速 3D 仿真的无条件稳定显式方法

• 发表时间: 2013
• 作者: Hideaki Muraoka;Yuta Inoue;Tadatoshi Sekine;and Hideki Asai;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;關根 惟敏;關根 惟敏;關根 惟敏;關根 惟敏;關根 惟敏;關根 惟敏
• 通讯作者: 關根 惟敏

A Stabilized Leapfrog Scheme for Circuit-Based Analysis of Power Delivery Network

用于供电网络电路分析的稳定蛙跳方案

• 发表时间: 2015
• 作者: Hideaki Muraoka;Yuta Inoue;Tadatoshi Sekine;and Hideki Asai;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine
• 通讯作者: Tadatoshi Sekine

Fast Transient Analysis of Nonuniform Multiconductor Transmission Lines Using HIE-Block-LIM

• DOI: 10.1109/lmwc.2013.2278280
• 发表时间: 2013-08
• 期刊: IEEE Microwave and Wireless Components Letters
• 影响因子: 3
• 作者: T. Takasaki;T. Sekine;H. Asai

Efficient Modeling and Analysis of Multilayered Power Distribution Network by Using Conformal Mesh and Block-Tyne Leanfrog Scheme

使用共形网格和 Block-Tyne Leanfrog 方案对多层配电网络进行高效建模和分析

• 发表时间: 2013
• 作者: Hideaki Muraoka;Yuta Inoue;Tadatoshi Sekine;and Hideki Asai;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;Tadatoshi Sekine;關根 惟敏;關根 惟敏;關根 惟敏
• 通讯作者: 關根 惟敏