静磁場解析結果からのSUFCURを用いたリスタート
バルク導体に電流を流すSUFCUR(面流入電流ソース)を用いた過渡解析を、与えられた電流分布による静磁場解析結果からリスタートしたい場合が考えられます。SUFCURは、静磁場解析には現状使えません。このため、静磁場解析をELMCUR(要素電流ソース)あるいはSDEFCOIL(表面定義電流ソース)を用いて行い、これを初期条件として過渡解析を行います。

ここでは、Fig.1に示す解析モデルを用い、その例を示します。この例では、SDEFCOILを用いて電流を流し、静磁場解析を行っています。Fig.1には、与えられた電流分布を示しています。上下対称面の上下合わせて3000Aの電流を流しています。 これは、SDEFCOIL(表面定義電流ソース)を用いた静磁場解析で示したものと同じものです。ただし、ここでは、1ターンのコイルと考えています。


Fig.1 解析モデル


 
静磁場解析結果を初期条件とし、SUFCURに電圧0の定電流源を接続し、電流の減衰を見ます。SUFCURに接続された電源の電流初期値を3000Aと入力します。Fig.2に計算されたコイル電流の時間変化を示します。Fig.2 には、回路として計算された電流値と、断面で積分した電流値を示しています。本来、この両電流値は一致すべきものですが、若干の誤差はでてきます。誤差は小さなものになっています。

Fig.3には初期電流密度分布(t=0sec)を、Fig4,5にはt=0.02,0.05の電流密度分布を示します。電流減衰過程で上側や外側の電流が先に減衰し、内側、特に角部の電流は遅れて減衰することが見られます。


Fig.2 コイル電流変化

Fig.3 コイル電流密度分布(初期電流)

Fig.4 コイル電流密度分布(0.02sec)

Fig.5 コイル電流密度分布(0.05sec)


以上のように、ELMCURあるいはSDEFCOILで与えた電流分布による静磁場解析結果を初期条件として、SUFCURを用いてバルク導体中の電流変化を調べることができます。

注意していただきたいことは、ELMCURやSDEFCOILで与えられる電流密度分布は、コイル内で一定であり、定常電流場を解いたものでは無いことです。実際、バルクコイルに一定電圧を加えた定常電流分布は一定ではなく、コイル内側に寄った分布になるはずです。

将来的には、EMSolutionにおいて、定常電流場を解析可能とし、それを電流ソースとして与えたり、それからのリスタートを可能にしたいと考えています。
 



使用データ:
静磁場解析:input.1,pre_geom2D.neu, 2D_to_3D
過渡解析:input.2,pre_geom2D.neu, 2D_to_3D