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電流方向指定方法による結果の変化

磁場解析では、電流方向の指定方法によってインダクタンスなどの結果が変化するケースがあります。

具体的には、以下の２条件を満たす場合です。

• 3次元磁場静解析

• ループコイルでない場合

 

この場合、電流方向の指定方法は[流入出面指定]、[流入出面指定（内部）]のいずれかを
選択することになりますが、[流入出面指定（内部）]の方がインダクタンスが小さくなります。

インダクタンスが異なる理由

[流入出面指定]の場合は、コイルの端面が解析領域外周（電気壁 電界がその境界に対し垂直に向く扱いになる境界条件。電磁場を解析するモデルの対称境界や完全導体面などに用いる。）に接するのでコイルが無限に続いており、
その一部を切り取った前提の解析になります。現実にはありえない状態です。

 

コイル形状が下図のような単純な真直ぐの形状の場合、空気領域のサイズを広くしていくと
理論上無制限にインダクタンスが増えていくため、現実と乖離が発生します。

この現象は上図のような形状のコイルで顕著に表れますが、ヘリカルコイルのような一般的な巻き形状では影響が小さくなります。

ループコイルの場合はこの現象は表れません。

 

一方、「流入出面指定（内部）」の場合は有限長のコイルの解析になります。

こちらの方が現実には近いのですが、以下のデメリットがあります。

• 静解析 時間的に変化のない解析。たとえば一定の力を加えた時の応力解析や直流電流による磁界解析など。でしか利用できない

• 流入出面付近の磁場の精度が少し低い
  

どちらを使うべきか

上記理由をふまえて選択してください。

一般的には、静解析の場合は[流入出面指定（内部）]、それ以外の場合は[流入出面指定]を使うことが多いです。

 

静解析以外の場合は

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。、過渡解析 時間的にフィールド分布が変化している解析。では[流入出面指定（内部）]が使えません。

これは有限要素法の計算上の問題です。