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フィールド重ね合わせの設定

この機能は、調和解析 正弦波で駆動したときの解析。解析条件で駆動する周波数を指定する。でのみ有効な機能で、現在、電磁波解析（Hertz （ヘルツ） Femtetの電磁波解析ソルバの名称）と圧電解析（Rayleigh （レイリー） Femtetの圧電解析ソルバの名称、もしくは人名）が対応しています。

 

解析条件の調和解析タブで、“フィールド 電場解析における電界、熱解析における温度、応力解析における変位のように解析モデル空間において分布を持つ物理量表示でポート毎に重み指定を可能にする”にチェックを入ると、
ポート（圧電では電圧境界条件）毎に重みを設定して、その重ね合わせたフィールドを見る事ができます。
この設定は、

 

1. [モデル]タブの

 

 

の[フィールド重ね合わせの設定]

 

または、

2. [解析結果]タブの
   

 

から、[描画設定]の下の▼を押下して、サブメニューの[フィールド重ね合わせの設定]

 

から設定することができます。

 

 

重み[W]と、入力する値[MAG]と[PHASE]の関係は、次のようになります。

 

　　W = MAG × Exp( j PHASE )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)

 

j は虚数単位です。入力した重みを元のフィールド分布に掛けて、
得られたフィールド分布が表示されます。

 

 

 

電磁波解析の場合

電磁波解析では、フィールド重ね合わせの設定を、
主に次の3つの用途のために用いることができます。

• 複数のポートに給電したときの解析を行う

• ポートごとに入力電力（あるいはポートの電圧や電流の振幅 振動の中心と最大値との差）を
  の値を変えた解析を行う

• 特定のポートのみに特定の伝搬モードを入射したときの解析を行う

複数のポートに給電する

「電磁波解析例題26 アレイアンテナ」のように、複数のポートを持つモデルに対して、
複数のポートに給電したときの放射特性を計算できます。

ポートごとに入力電力を変える

ポート毎に入力する電磁波を足し合わせ、ポートごとに入力電力を変えることができます。

 

電力ポートの場合、足し合わせの元になる電磁波の電力は、調和解析タブの入力電力で決まります。
フィールド重ね合わせの設定で入力した係数は、電界の係数となりますので、入力電力は次式で表されます。

　　　　　Pj = Pin × |wj|²                                                           (2)

Pj   ： j 番目のポートからの入力電力 [W]
Pin ： 解析条件、調和解析タブで設定した入力電力 [W]
wj   ： j 番目のポートの係数（式(1)）

 

• 　電圧ポートの場合、MAG[V]の電圧を与えることになります。

 

• 　電流ポートの場合、MAG[A]の電流を与えることになります。

 

入射波の伝搬モードを切り替える

ひとつのポートに伝搬モードが複数ある場合、フィールド重ね合わせの設定を行うことで
入射波の伝搬モードを切り替えてフィールドを表示することができます。

 

まず、[解析タイプ]をポートにし、伝搬モードの導波路モード番号を調べます。
例として、「電磁波解析例題33 導波管を伝搬する特定の伝搬モードの解析」で使用する導波管モデル（図1）を、
ポートPORT1（ポート番号： P1）とPORT2（P2）の実際に3次元解析で使用するモード数を3として解析したときの、
導波路モード番号（mx）とポートの電界、電界から分かる各ポートの伝搬モードを次の表に示します。

図1 導波管モデル

 

• 実際に3次元解析で使用するモード数の設定の仕方は
  「電磁波解析の入出力ポート」をご覧ください。

 

• 導波路モード番号の調べ方は、
  「電磁波解析例題33 導波管を伝搬する特定の伝搬モードの解析」をご覧ください。

 

導波路モード番号	ポートの電界	伝搬モード
1		PORT1： TE10 PORT2： TE10
2		PORT1： TE20 PORT2： TE20
3		PORT1： TE01 PORT2： TE01

 

次に、[解析タイプ]を電磁波解析にし、[フィールド重ね合わせの設定] をクリックします。
[フィールド重ね合わせの設定]ダイアログのPortName欄の「PortName : mx」という表記は、
ポートPortName への導波路モード番号x の伝搬モードの入射を表します。
電磁波を入射したいポートと入射したい伝搬モードのMAGを“1”とし、他のMAGを“0”とすることで、
特定のポートだけに特定の伝搬モードを入射したときのフィールドを表示することができます。
次の表に、PORT1にTE10を入射したとき、PORT1にTE20を入射したとき、およびPORT2にTE01を入射したときの
フィールドを表示するためのフィールド重ね合わせの設定と、電界ベクトル図を示します。

 

電磁波を入射するポートと 伝搬モード	フィールド重ね合わせの設定	電界ベクトル図
PORT1にTE10（m1）を入射
PORT1にTE20（m2）を入射
PORT2にTE01（m3）を入射

 

圧電解析の場合

電位指定境界条件毎に得られたフィールド状態を足し合わせます。また機械的な荷重も重みを指定して足し合わせる事が可能です。境界条件 力、温度、電圧など、ボディの境界(トポロジ)に与える条件で電圧を指定すると、電圧、位相を入力できます。ここで指定した重みは、境界条件で指定した電圧、位相に乗る事になります。

 

音波解析の場合

駆動する境界条件（圧力、速度など）毎に得られたフィールド状態を足し合わせます。例えば、境界条件 力、温度、電圧など、ボディの境界(トポロジ)に与える条件で圧力を選択し、大きさ、位相を入力できます。ここで指定した重みは、境界条件で指定した値に、掛け合わされる事になります。