製品開発や設計における電磁気学の役割が多様化し、ますます重要性が増すにつれて、新たな課題が生まれています。効率性や信頼性、互換性、耐久性の高い製品を提供するには、複雑化する電磁界や電磁波がどのように作用し、変化するかをまず把握しなければなりません。
Simcenterは、各領域固有の要件に対応した低周波および高周波電磁界シミュレーション機能を備えています。電磁界シミュレーションを通じて、電気機械部品の性能、エネルギー変換、アンテナの設計と配置、電磁両立性 (EMC)、電磁干渉 (EMI) を深く知ることができます。高速の初期解析から最終検証まで、幅広いシミュレーションをサポートし、革新的なCAEプロセスを提供する専用ソルバー (時間・周波数ベース、線形・非線形、有限要素、境界要素) を備えています。
製品開発や設計における電磁気学の役割が多様化し、ますます重要性が増すにつれて、新たな課題が生まれています。効率性や信頼性、互換性、耐久性の高い製品を提供するには、複雑化する電磁界や電磁波がどのように作用し、変化するかをまず把握しなければなりません。
Simcenterは、各領域固有の要件に対応した低周波および高周波電磁界シミュレーション機能を備えています。電磁界シミュレーションを通じて、電気機械部品の性能、エネルギー変換、アンテナの設計と配置、電磁両立性 (EMC)、電磁干渉 (EMI) を深く知ることができます。高速の初期解析から最終検証まで、幅広いシミュレーションをサポートし、革新的なCAEプロセスを提供する専用ソルバー (時間・周波数ベース、線形・非線形、有限要素、境界要素) を備えています。
Simcenter low-frequency electromagnetic solutions allow you to explore designs to meet performance, and make timely-decisions in product development, reducing the number of physical prototypes. The flexibility in our solutions, which includes finite element static, time-harmonic, transient solvers with the motion for any number of components, permits the design and analysis of electromagnetic and electromechanical devices of any complexity.
As systems become more electrified, the insight of simulations on the performance of electromagnetic devices such as motors, generators, MRI, sensors, transformers, actuators, solenoids, or any component with permanent magnets or coils, is priceless. Accurately replicate the test conditions, including sources, loads, advanced motion, and materials, with flexible, efficient solvers, letting you to quickly search for a practical design that meets performance in a timely and cost-efficient manner.
永久磁石、電磁誘導、同期、電子整流子 / ブラシ整流子を用いた発電機の包括的な設計 / 解析ソフトウェアです。等価回路の高速性とFEA (有限要素解析) の精度を活かして、生産効率の低いタスクを自動化しながら、発電機を迅速かつ正確に解析します。
使いやすいテンプレートベースのインターフェースは、実質的にどのタイプのモーターにも対処できる柔軟性に富んでおり、カスタムの回転子や固定子にも対応しています。メッシュやソルバーのリファインメント、巻線の設計、モーション解析、1Dモデルのエクスポートを含むポスト処理など、典型的なFEAの作業はユーザーに代わってソフトウェアが実行します。性能パラメーター、波形、フィールドプロットは、クリック1つで生成できます。
Simcenterのプラズマ・モデリング機能を使用して、さまざまな種類の遮断器 (ガス吹付型 / 自己噴射型、配線用、高電圧、低電圧遮断器など) の設計を最適化することができます。
Maxwell方程式を近似せずに離散形式で解くMoMは、問題を離散化して、連立一次方程式に変換します。標準 (直接) 解法と高速 (多段階高速多重極アルゴリズムを使った反復) 解法のアプローチがあります。電界積分方程式 (EFIE) やインピーダンス境界条件 (IBC)、混合界積分方程式 (CFIE)、ポッジョ・ミラー・チャン・ハリントン・ウー・ツァイ (PMCHWT) 定式化など、異なる境界条件に対応しています。
前処理 (多重解像度、SPLU、ILUTなど) を行うことで、反復解法を迅速に収束させます。低周波ブレークダウンの問題 (非常に悪条件の連立一次方程式) を解く低周波安定化法 (S-PEEC式) や、アクティブな解を評価するときの計算負荷を最小化するマルチ・ポート・アプローチもサポートします。MoMは、複雑な問題 (形状や材料など) に精度が求められる場合や、放射線源と散乱構造間の相互作用が強い場合に適しています。
一様回折理論 (UTD) は、Maxwell方程式の漸近解に基づく「光線」法です。UTDは、放射源がフィールド波長の寸法よりもはるかに大きな散乱構造 (例: 船舶や自動車、または空港や工場、都市のようなシナリオ構成) と相互作用する場合にあてはまります。光学の場合と同様に、電磁散乱は、光線の伝播に関する比較的単純な幾何学的法則にしたがって、構造体 (エッジ、ウェッジ、頂点) 上に分布する多くの「ホットポイント」からの離散寄与 (次数の異なる反射と回折) の組み合わせとして記述することができます。UTDは透過係数と反射係数に特徴づけられる実際の材料を管理します。
反復物理光学 (IPO: Iterative Physical Optics) は、電流に基づく反復的な高周波技術です。IPOは、フィールド波長の寸法よりも大きな散乱構造 (アンテナ反射板、レドーム、自動車など) と放射源の相互作用を評価する場合に利用できます。散乱メカニズムの記述に等価定理を適用し、反復プロセスを採用することで、レイトレーシングに頼らずに複雑なシナリオにおける物体間の相互作用を再構築することができます。計算能力は、GPUコンピューティングや高速遠方界近似アルゴリズム、緩和反復法といった最先端の技術を駆使して最適化されます。薄層およびインピーダンス境界条件式が利用可能です。
有限要素法熱連成解析は、電気機械デバイスの温度上昇や冷却の結果としての温度分布をシミュレーションするものです。電磁 / 電界シミュレーションとシームレスに連成し、その電力損失データを熱源として使用して、温度変化が及ぼす全体性能への影響を予測します。この解析を使用すると、特定の熱源よって発生する経時変化の温度分布や、非線形の定常状態の温度分布を特定できます。
抵抗、渦電流、コア、誘電体による電力損失が引き起こす温度分布と、その影響 (材料特性、電磁界 / 電界への影響) も予測できます。このため、永久磁石の減磁やホットスポットを正確に予測して、デバイスの負荷容量と耐用年数を特定することが可能です。
電界解析には、静的解析 (DC電圧と電荷分布によって生成される)、AC解析 (AC電圧によって生成される)、過渡解析 (任意に時間変動する電圧によって生成される) の3種類があります。また電界解析では、導電性材料と接触している電極上のDC電圧によって生成される静的電流の密度など、電流のシミュレーションも可能です。
電界解析は通常、高電圧アプリケーションの絶縁や巻線の故障予測、雷インパルスシミュレーション、部分放電解析、送電塔・送電線のインピーダンス解析に使用されます。
Simcenterには、さまざまな電磁界シミュレーションに対応した幅広いモデルが用意されています。磁気バルブやソレノイド、アクチュエーター、変圧器、電動機などさまざまなアプリケーション用の有限体積 (FV) 2D、FV 2D軸対称、FV 3D、有限要素 (FE) 3Dモデルが利用可能です。プラズマアークのシミュレーションや、ガス吹付遮断器、溶接などの磁気流体力学 (MHD) アプリケーションも、2D FV MHDソルバーで最適化できます。ハーモニック・バランス・ソルバーは、軸対称ソルバーや3D FVソルバーの適用範囲を拡大し、周波数 / 時間ドメインの問題を練成シミュレーションで解析する必要性をなくします。
電磁コンポーネントを個別に設計する必要はありません。流れや熱伝導、電気化学、固体力学、運動など、実世界のマルチフィジックス現象を含めて、必要な物理学をすべてシミュレーションし、結合させることができます。
ワイヤレスIIoTシステムを実装したインダストリー4.0の工場はいずれ、複雑で高ノイズの電磁環境でも稼働するようになるでしょう。車載電子機器や電気ケーブル、ワイヤの数は増加の一途をたどり、アンテナの種類や新型の無線機器も増えつつあるなか、周囲のデバイスからの影響を受けず、また干渉せずに、機器を正常に動作させ続けることは、ますます困難になってきています。
高周波電磁界解析機能を備えるSimcenterは、幅広い周波数スペクトルに対応し、主要なあらゆる解析のニーズを満たします。ユーザーは、専用ソルバーの中から最適なものを選択できます。例えば、Maxwellの電磁方程式を解く積分法 (モーメント法) に基づくフルウェーブソルバーや、一様回折理論 (UTD) や反復物理光学 (IPO) に基づく漸近法などがあります。2.5Dフィールドと完全3Dフィールドに対応した効率的なソルバーです。ソルバー・アクセラレーション・オプションが内蔵されているため、航空機や衛星、船舶、自動車全体といった超大規模なシステムレベルのモデルも簡単に扱うことができます。
