スタディドメインの縮小: 対称性と周期性

本旨: スタディドメインの縮小

ほとんどの場合、デバイスの予備解析において、反復パターン(周期性)や対称面の存在が明らかになります。

このような状況では、スタディドメインを次のように縮小することができます:

  • デバイスの一部分を表現する
  • モデル境界に、周期性の特性や対称性の条件を反映した適切な境界条件を割り当てる

利点

デバイスモデルを縮小すると、以下のようになります:

  • 形状記述の簡素化
  • 有限要素問題のサイズ(およびファイルサイズ)の縮小

問題のサイズが縮小されるのは、計算時間が縮小されるためです。計算時間は、未知数の数の2乗にほぼ比例します。

例:N個の未知数で構成されている問題で、モデルの縮小後に未知数がN/2個だけになる場合、全体の計算時間は4分の1になります。

スタディドメインの縮小と境界条件

形状的な周期性や対称性と物理的な周期性や対称性が同時に存在する場合、デバイスモデルを簡素化することができます。

つまり、状態変数(電位)に適用される特定の条件によって、デバイスの一部分を表現できる場合、デバイスモデルを簡素化できます。

境界条件は物理的な概念です。これらの概念は、磁気の例(Magneto Static、Transient Magnetic、またはMagneto Harmonicアプリケーション)で簡単に説明しています。

例: プレゼンテーション

モデル化されているデバイスは、磁気浮上デバイスです。これは、一連のコイル、磁束集中器、およびプレートで構成されます。

問題の解析:

このデバイスは、一連の反復線形パターン(反対向きのコイルの連続)として記述できます。

  • 形状の観点から見ると、基本パターンに含まれるのは1つのコイルのみです。
  • 物理的な観点から見ると、基本パターンには反対向きの2つのコイルが含まれます。

例: さまざまなモデル

許容されるモデルの再分割は、モデルの境界に設定される境界条件のタイプによって異なります。

可能性のあるさまざまなモデルを下の図に示します。これらの構成の境界に設定された境界条件については、次のパラグラフで説明します。