GCE（直方体電流要素）使用上の留意点

EMＳolutionには外部電流磁場ソースの一つとして、直方体電流要素GCEを用意していますが、この要素をつなぎ曲線状のコイルを模擬しますと、電流連続の条件を満たさなくなり、問題があります。例えば、Fig.1の様な正方形のコイルをGCEだけで作りますと、そのつなぎ目で、電流が不連続となります。
Fig.1では、中心に線形磁性体（図は全体の1/8）がある場合の静磁場計算の結果（磁性体内の磁場分布）を示していますが、ICCG法が10^-3程度までしか収束していません。もちろん、Fig.2の様にARC（矩形断面円弧要素）でつなげば電流連続が満足され、収束も良くなります。
ARCも使用してコイルを模擬することが望まれますが、データ作成はかなりやっかいです。今回、r7.5におきまして、GCEおよびARCの細線近似版を用意しました。FGCE、FARCと呼ぶことにします。断面のない線電流とします。その例をFig.3に示します。FGCEは点をつないで行くだけで作れますので、データ作成は簡単になります。ICCG法の収束も問題ありません。但し、線電流近傍では磁場が非常に大きくなりますので、ご注意下さい。線上では磁場は0としています。
r7.4以前では、断面寸法を非常に小さくしますと線電流近似になり、同じことができます。

Fig.1　GCEのみでコイルを模擬したとき

Fig.2　GCEとARCでコイルを模擬したとき

Fig.3　FGCEでコイルを模擬したとき