チューブ導体モード： メッシュ化

概要

本項では、チューブ導体に使用できる4つのメッシュ化方法と、そのメッシュ化を実現するために入力を必要とするパラメータについて説明します。

均一メッシュ化

この手法の実現方法は、以下の表に示すように、導体断面が矩形、さまざまな形状の中実、さまざまな形状の中空のどれであるかに応じて異なります。したがって、必要な設定も、これらの断面形状ごとに異なります。

形状メッシュ化

このメッシュ化手法は、長方形断面でのみ使用できます。主に高周波域で効率的なメッシュ化です。

チューブ導体の断面に形状メッシュを適用する場合は、次の値を指定する必要があります：

• プロファイルの2辺（幅と高さ）のどちらを細分化するかに応じたPEEC要素の数nとm
• これらの要素のK（幅に対する密度係数）とH（高さに対する密度係数）。これらの値は、隣接する2つの要素のサイズどうしの関係を表します。正数を指定する必要があります。

すべての要素のサイズがFlux PEECソフトウェアによって自動的に決まります。

基本要素（幅L方向の大きさがa、高さT方向の大きさがb）は次の式で計算できます：

bは、L、K、nをそれぞれT、H、mに置き換えた同じ式で計算できます。

形状メッシュの例を次の図に示します。

密度の値が1である場合は目的の方向で均一メッシュが選択されている点に注目してください。

ユーザーの観点からは、電磁界の散乱現象を正しくモデル化するには、a要素とb要素のサイズを必ず表皮厚さ程度にすることが妥当です。そのためには、次の手順が必要です：

1. 要素の数nとして所望の値を選択します（3、4、5、6など）。
2. 次の各式を使用してKの最適値を計算します：

δは、§アプリケーションの選択と定義にある式で推定できる表皮厚さです。

周波数の関数とした自動メッシュ

この手法は、メッシュの数を最小限にすることによって得られる結果のきわめて高い品質と結び付いていることから、最も効率的であると考えられます。

Flux PEECソフトウェアで考慮する周波数として、プロジェクトの基準周波数またはユーザーが選択した別の周波数を使用できます。どちらの周波数でもメッシュのアルゴリズムは同じです。

以下で説明するように、断面が矩形、さまざまな形状の中実、さまざまな形状の中空のどれであるかに応じて、この手法の適用方法が異なります。

断面	説明
矩形	断面の2方向の要素数はソフトウェアによって適用されます。その値は表皮厚さ（および暗黙的に周波数）に依存し、必ず5以下です。その詳細を次の表に示します。 の場合 の場合 要素の均一分布 要素のサイズを求める式： 要素の形状分布 密度係数Kを求める式： ここで： Ent(x)はxの大きい方の値 δは検討対象の周波数における表皮厚さ Lは断面の2つのサイズのいずれか
さまざまな形状の中実断面	表皮厚さ（および暗黙的に周波数）に応じて、次のようにメッシュ要素の配置処理が実行されます： この断面を囲む矩形は、外形のポイントの座標で決まる副間隔で細分化されます。 外形の輪郭線をまたぐメッシュは、その輪郭線が対角線方向にメッシュと交差するように細分化されます。 形状の輪郭線を正確にたどることができるように、また表皮効果が考慮されるように、エッジに細分化の手法が適用されます。その結果、2つほどのメッシュで表皮厚さがモデル化されます。 表皮厚さに含まれず、マージが可能な寸法のメッシュは、メッシュの総数を削減するためにマージされます。
さまざまな形状の中空断面	ここで使用するアルゴリズムは、さまざまな形状の中空断面の均一メッシュに使用するアルゴリズムにきわめて類似しています。相違点は次のとおりです。 プロファイルの境界を細分化して得られるPEEC要素の最大幅は、ユーザーが選択するのではなく、ソフトウェアによって自動的に評価され、基準周波数で計算した表皮厚さに相当する値になります。