• ベストアンサー

有限要素法について

motsuanの回答

  • ベストアンサー
  • motsuan
  • ベストアンサー率40% (54/135)
回答No.1

電流を求める問題ですよね。 導電率は要素の値になると思います。 線型な有限要素近似は以下のように関数の和で表して その関数の係数をパラメータとして積分関数の極値を 求める問題だと思います。 たとえば1次元の場合は f(x)=Σf(x_i)△_i(x) 但し、 △i(x) =(x-x_(i-1))/(x_i-x_(i-1))  (x_(i-1)< x < x_i)  1  (x = 1)  (x-x_(i+1))/(x_i-x_(i+1))  (x_i < x < x_(i+1))  0  (それ以外) という具合に一つの点x_iで1 隣接点x_(i-1),x_(i+1)で0になるように線を引っ張って、 点x_iのところに3角形ができるような関数の和で表したときに、 F(f(x_1),f(x_2),f(x_3),...,f(x_N)) =積分 G(f(x)) dx で ∂F/∂f(x_i) = 0 (i=1,2,3,...,N) となる係数の組{f(x_i)}を求めよう、 あるいは、G(f(x))=0 となるときに 積分 △_i(x)G(f(x)) dx = 0 (i=1,2,3,...,N) となる係数の組{f(x_i)}をもとめよう という考え方ですよね。 したがって、点の間で積分をします。 点の間の区間を要素という所以です。 つまり要素の値を使います。 もし、頂点(っていうんでしたっけ??) にだけ値が与えられているような場合には その区間を線型近似するんだと思います (つまり、平均値ですね)。

odag
質問者

お礼

お答えくださって有難う御座いました。 とりあえずチャレンジしてみようと思います。 どうしても解けなかったらまたよろしくお願いします。 かなり助かりました!

関連するQ&A

  • 有限要素法で

    渦電流解析で、 △Φ=0 なるラプラス方程式を 有限要素法を用いて解こうとしています。 境界条件の適用方法がわかりません。 空気との境界条件→電流が流れない:J=0 →E=-▽Φ-dA/dt →E=0 や、異なる媒質間(媒質1と媒質2)の境界条件→電流連続 →σE1=σE2 等はどのように組み込めばよいのですか?

  • 有限要素法について

    以下、電磁場解析における質問です。 一般的に境界要素法では解析対象物の表面を分割するだけですが、 有限要素法は解析対象物を含む空間全体の要素分割が必要です。 境界要素法では物体表面のある値(たとえば電流など)を求めて、 その値を基に特性(たとえばアンテナ利得など)を求められると思うのですが、 有限要素法で空気領域が必要な理由は何でしょうか? ご回答よろしくお願いします。

  • 有限要素法において応力分布図の作成

    2次元有限要素法で平面応力の解析をしています。4節点アイソパラメトリック要素を用いています。接点変位は計算できました。接点応力、接点ひずみも計算しました。これらからどのような方法で応力分布やひずみ分布を計算し図を描けばよいのでしょうか?市販のソフトは使いたくないのですが。

  • 有限要素法 数式の展開1

    有限要素法について勉強している者です。 一番下の左式(3.3)と、右(3.4)式の連立を計算すれば 渦電流問題の解析が可能になるそうですが、 どのように計算すればよいか、わからないので ご教示お願い致します。

  • 境界要素法について教えてください

    なぜ境界要素法で電磁場解析などが可能なのか理解できません。有限要素法であれば、領域すべてを分割するので、なんとなく力技で計算可能な感じをうけますが、境界要素法ですと空間を分割せずに構造体表面だけを分割して解析するというのがピンときません。当方のような素人にわかるような説明やと例え話を教えてください

  • 電磁界解析での境界要素法について

    こんにちは。ちょっとつまずいてしまったので質問があります。自分は今、無線電力伝送の効率(回路はRLC直列共振回路をコイルを向き合わせて並べたもの)を境界要素法で求めるプログラムを作っています。コイルに流れる電流を境界要素法で求めればできると思うのですが、境界要素法がなかなか難しく進みません。境界要素法のだいたいの流れは理解できました。自分が理解している範囲では 1.支配方程式にグリーン関数をかけて部分積分を繰り返し境界積分方程式にする。 2.離散化して連立方程式に直して解く です。質問は3つあります。 1.まず支配方程式と境界積分方程式がわかりません。この場合はどれを用いればいいのですか? 2.境界要素法は勉強しているのですが、3次元渦電流場とかラプラス問題などいろいろありどのタイプを勉強すればいいかわかりません。この場合はどれをつかうのですか? 3.離散化の仕方がわかりません。どうすればいいのでしょうか? 情けないですが境界要素法は思ったよりかなり難しいです。参考書をよんでいるのですが、ぜんぜん理解できません;支配方程式からプログラムの考え方を詳しく教えてください。よろしくお願いします。

  • 有限要素法における接触問題

    現在大学で,工作物のフィクスチユアリング設計の自動化という課題に対し,力学的アプローチを試み,汎用FEMプログラム(ANSYS,MARCなど)を使っております. しかし,問題なのは,ある程度のフィクスチユアリング方法が決定した後に変形解析などを行い,その結果を踏まえて,境界条件やMESHなどのモデリングをやり直してやる必要がある. すなわち,FEMを使いたいが,それには境界条件の設定やMESHの設定が必要.しかし境界条件の設定やMESHの設定はFEM解析結果を見てみないとなんとも設定のしようがない. という,ループ的な問題に直面しております. MESHに関してはP法有限要素法などもありますのでいいのですが,境界条件に関してはまだ解決策を見出しておりません.幾何学的境界条件をデジタル的ではなくアナログ的にしたらいいのではとかいろいろ考えています. 日本機械学会や精密工学会などの過去の論文を調べてはみましたが,まだこれだというものを探り当てておりません.何かご助言をいただけるか,この問題に関する論文を紹介していただけたらと思います.よろしくお願いします.

  • 自由端の境界条件(二次元有限要素法)

    自由端の境界条件(二次元有限要素法)を教えてください。 二次元有限要素法を使って、薄いテープ状の線材の断面(厚みー長さ平面)の・熱応力・を計算したいのですがうまくいきません。 この線材は厚み方向に3層構造になっているんですが、 知りたいのは 中心の層と上下の層の界面に働くせん断応力・ひずみ 中心の層に働く長手方向の応力・ひずみ です。 最初は剛体壁に両端を固定された状態で線材全体を一様に温度上昇させるモデルで 解析していたのですが、両端を固定(両端の接点変位=0)しているためか 長手方向応力はありえない程大きい値になるし、 せん断ひずみや応力はほとんど0になってしまいます。 そこで境界条件を自由端にしたいのですが、 自由端の境界条件を教えていただけないでしょうか? よろしくお願いいたします。 また、このようなテープ状の材料の強度を評価するためには何を調べればいいんでしょうか? 上ではせん断応力~と書きましたが自分で半信半疑です。曲げモーメント(?)とかも計算するべきでしょうか? 私、専門は電気工学で突然降ってきた仕事にとても困っています。 後、このようなテープ状の材料を解析するのに適した要素をしっておられましたらアドバイスお願い致します。 ちなみにサイズが厚さが数100umで、幅が数mmオーダー、長さが10cm程度です。

  • 有限要素法の理論を理解するための良書を紹介してください。

    有限要素法を勉強しています。 理論的なものの入門として、 「よくわかる有限要素法」福森 栄次をベースに勉強しています。 有限要素法の理論が式の構築と、 解法など、必要な数学などを含めて分かりやすいと思っていますし、 大学での講義と結ばれる印象も受けています。 ただ、この書のレビューとか見ると、 導入としては分かりやすいが、 式の導き方等に筆者の偏見があるとか、 途中式の解説がないといった指摘があります。 この本だけで理論を分かった気になるのは危険なので、 補足的に他の理論書を探しています。 実務的な内容や、実際のモデル化に関する本ではなく、 あくまでこの本の内容にあるような理論に関するもので、 良書を教えて下さい。 内容としては解析学としての有限要素法(ほかには差分法、境界要素法などがあると思います)で、仮想仕事の原理だけなく、重み付け残差法についても理解ができるものを希望しています。 ちなみに「有限要素法ハンドブック1、2」鷲津 久一郎は 大学等で閲覧は可能ですが、 すでに絶版近く、入手が困難なので、 他の本でお願い致します。 よろしくお願い致します。

  • メッシュ体の圧縮実験で有限要素解析以外の解析方法?

    Instron試験機でアルミニウムやプラスチックで作られた メッシュ状構造物の圧縮実験を行っています。 http://www.instron.jp/wa/glossary/Compression-Test.aspx ※これは製品内容物を充填させるために使うもので、 ある程度の柔軟性をもたらすために使用する製品です。 日常的な頑強さを目標とする製品ではありません。 有限要素解析による力学解析値と 実験によって算出される実験値の比較を行いたいのですが、 有限要素解析では節点数やコンピュータの都合上、 解析に限界があると感じています。 アルミニウム梁の集合体と考えて、 一本での弾性率と二本での弾性率、・・・そのようにして増やしていき、 何かしらの法則性を見つけて算出することにより、 構造物の解析のみで力学解析が可能になるような手法はないものでしょうか?