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例題１２周期境界条件を使用した解析

本例題について

誘電体（アルミナ）ブロックに電極を形成して構成されたコンデンサが空間に周期的に配置された状態を解析します。
周期境界条件ペアを設定することで解析領域を最小範囲に限定することができます。
電界分布や電位分布を解析結果として得ることができます。
表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。

解析モデルダウンロード

プロジェクトファイルをダウンロード（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）

解析空間

項目	条件
解析空間	3次元
モデル単位	mm

解析条件

静的な電位を与えて電場解析を行いますので静解析を選択します。

項目	条件
ソルバ	電場解析[Coulomb]
解析の種類	静解析（容量値）
メッシュ/メッシュのコントロール	旧メッシャ（メッシャG1）を使用する、にチェック※
解析オプション	選択なし

※初期設定のメッシャでは2ペア以上の周期境界は扱えないため、旧メッシャを使用します。

空気領域の形状を手動で作成するため、自動作成をOFFに設定しています。

タブ設定	設定項目	条件
メッシュタブ	空気領域自動作成	空気領域を自動作成する：OFF

モデル図

周期構造のモデルの最小単位部分のみモデル化します。

ボディ属性および材料の設定

ボディ No./ボディタイプ	ボディ属性名	材料名
0/Solid	Air	000_空気※
2/Solid	Block	001_アルミナ※
3/Solid	Block	001_アルミナ※

※材料データベースを利用

境界条件

境界条件名/トポロジ	タブ	境界条件の種類	条件
V1/Face	電気	電気壁	電位指定　1[V]
V2/Face	電気	電気壁	電位指定　0[V]
Periodical1	対称/不連続		周期的
Periodical2	対称/不連続		周期的
Periodical3	対称/不連続		周期的
Periodical4	対称/不連続		周期的

[モデル]タブの

[境界条件ペア] を選択し周期境界条件のペア設定を行います。

ペアリスト

Periodical1 - Periodical2

Periodical3 - Periodical4

解析結果

電界ベクトルの解析結果を示します。

電位分布のラインコンター図を示します。

それぞれの結果から周期的境界条件のペアを設定した面では解は等しくなっており、

周期構造モデルの解析が妥当に行われていることが分かります。

比較のため周期境界条件を設定せず側面はデフォルトの磁気壁条件で計算を行った場合の

電位分布ラインコンター図を示します。