JP4266113B2 - Electric field calculation result processing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有限要素法により求める誘電体境界面の電界の計算結果、すなわち誘電体境界面における不連続となる電界を、表示手段に表示する電界計算結果処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ガス絶縁高電圧機器の地下変電所等への適用が広がるにつれ、ガス絶縁高電圧機器のコンパクト化、コストダウン化が要望されるようになった。電界計算はそのようなガス絶縁高電圧機器などの設計を行う際に不可欠である。
【0003】
電力機器のコンパクト化、コストダウン化に当たり、最適設計をするためには、例えば有限要素法を用いて複雑な形状の電力機器の電界分布を精度よく計算する必要がある。そして、そのためには電界分布の計算対象とする機器の構造図を描いて形状モデル化し、その形状モデル上の各領域について電界強度がどのようになるかを計算して分布状態をシミュレーションするが、それに当たっては計算対象の形状モデルにおけるそのモデルの境界分割をどのようにするかが重要である。
【0004】
従来、図7に示すように電界計算の結果は(ステップS6)、計算終了後に任意のポスト処理が施された後(ステップS7)に、電界計算の結果が表示される(ステップS8)。
【0005】
ここで、ポスト処理とは、電界計算の結果(数字データ)をその領域全体を正しく視覚的に分かり易く表示するために、行う何等かの処理のことである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の有限要素法による電界計算では以下の問題点がある。例えば、図5に示すように誘電体境界面には電界値が2つあるため、この部分で電界は不連続となる。従って、領域法である有限要素法にて電界計算を行って結果を表示する場合、この部分で電界が不連続となり、領域全体を正しくかつ分かりやすく結果を表示するのに工夫が必要である。
【0007】
本発明は以上の問題点を解決するためなされたものであり、誘電体境界面の電界を正しくかつ分かりやすく表示する電界計算結果処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1に対応する発明は、有限要素法により求められた誘電体境界面の複数の電界計算値を取り込む電界計算値取込手段と、前記複数の電界計算値より一つに電界計算値を特定する電界計算値特定手段と、前記電界計算値特定手段で特定された同一の誘電体毎に電界値を表示するための表示用データを作成する表示用データ作成手段と、前記表示用データ作成手段で作成された表示用データを取り込みこれを表示する表示手段と、を具備した電界計算結果処理装置である。
前記目的を達成するため、請求項2に対応する発明は、有限要素法により求められた誘電体境界面の複数の電界計算値を取り込む電界計算値取込手段と、前記複数の電界計算値より一つに電界計算値を特定するものであって、誘電体境界面上の電界表示点の電界計算値がその電界表示点を構成する同一誘電体の要素の電界計算値の平均値とする電界計算値特定手段と、前記電界計算値特定手段で特定された同一の誘電体毎に電界値を表示するための表示用データを作成する表示用データ作成手段と、前記表示用データ作成手段で作成された表示用データを取り込みこれを表示する表示手段と、を具備した電界計算結果処理装置である。
前記目的を達成するため、請求項3に対応する発明は、有限要素法により求められた誘電体境界面の複数の電界計算値を取り込む電界計算値取込手段と、前記複数の電界計算値より一つに電界計算値を特定するものであって、誘電体境界面上の電界表示点の電界計算値がその電界表示点を構成する同一誘電体の要素の電界計算値の最大値とする電界計算値特定手段と、前記電界計算値特定手段で特定された同一の誘電体毎に電界値を表示するための表示用データを作成する表示用データ作成手段と、前記表示用データ作成手段で作成された表示用データを取り込みこれを表示する表示手段と、を具備した電界計算結果処理装置である。
【0010】
請求項1〜請求項3によれば、電界が不連続となりうまく表示されなかった誘電体境界面で電界が正しく表示される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0012】
(第1の実施形態)
図1は本発明の有限要素法による電界計算結果処理装置の第1の実施形態を示す機能ブロック図であり、これは図1に示すように、ハードウェア資源であるコンピュータC上で動作するソフトウェアSとして実現されている。すなわち、コンピュータCは、CPU(C1)とRAMなどを使ったメインメモリC2と、ハードデイスク装置などの補助記憶装置C3と、キーボードやマウスなどの入力装置C4と、CRTデイスプレイやプリンタなどの出力装置C5といったハードウエアを備え、これらのハードウエア上において、本発明を実現するために必要な各処理を行うルーチンの組み合わせからなるソフトウエアSが実行される。
【0013】
ソフトウエアSは、電界計算値取込手段を構成する電界計算結果読み込み部11、電界計算値特定手段を構成する電界値特定部12、表示用データ作成手段を構成する結果表示用データ作成部13を備えている。
【0014】
電界計算結果読み込み部11は、ポスト処理を行うために電界計算部20により得られた計算結果を読み込むものである。
【0015】
電界値特定部12は電界計算結果読み込み部11より読み込まれた電界値をもとに誘電体境界面上の電界値の特定計算を行う。具体的には、媒質境界面では2つあったり、媒質境界面の節点例えば図5の点Pでは、1つの媒質でも複数の電界値があったりする。このような計算結果を表示する場合、媒質境界面では1つの電界値しか表示できないため、電界値特定部12において媒質境界面にある複数の電界値を表示用に1つの電界値に特定(補正)するものである。
【0016】
結果表示用データ作成部13は電界値特定部12により特定(補正)された電界値を表示用データに作成する部分である。
【0017】
表示手段を構成する結果表示部21は、コンピュータC上で動作する結果表示部21に接続されており、ここで結果が表示される。
【0018】
次に、前記のような構成を有する本発明の第1の実施形態の動作を、図2に示すフローチャートに従って説明する。電界計算部20において有限要素法を用いて電界計算が行われる(ステップS1)と、電界計算結果読み込み部11にてその結果を読み込む(ステップS2)。読み込んだ電界値は電界値特定部12にて表示用に特定計算(補正計算)が行われる(ステップS3)。電界値の特定が行われたら結果表示用データ作成部13により表示用のデータ作成を行う(ステップS4)。このように作成されたデータを用いて結果表示部21で結果表示を行う(ステップS5)。
【0019】
第1の実施形態によれば、従来電界が不連続となりうまく表示されなかった誘電体境界面での電界値が正しく表示される。図5のような媒質境界面では、媒質1側の電界値E1〜E3と、媒質2側の電界値E4〜E6と、2種類ある。このような媒質境界面では結果を同時に2つ表示できないので、電界値特定部12において、電界値の一つが何等かの電界値特定手法により特定(補正)される。このように誘電体境界面の電界値が一つ特定され、かつこれが結果表示部21において表示されるので、誘電体境界面の電界が正しく分かり易くなる。
【0020】
(第2の実施形態)
図3は本発明における第2の実施形態の内容を示すフローチャートである。第2の実施形態では、前述の第1の実施形態で説明した図2のフローチャートのステップS3で電界値を特定後、結果表示用データ作成部13で行っていたステップS4の処理を、次のように変更したものである。すなわち、結果表示用データ作成部13において、同一の誘電体毎に電界値を表示(媒質毎に表示)するように表示用データを作成するようにしたものである(ステップS9)。その後の処理は第1の実施形態1と同じで、作成されたデータを用いて結果表示部21で結果表示を行う(ステップS5)。
【0021】
このように第2の実施形態では、媒質毎に表示するようにしたものである。具体的に、例えば図5において媒質1の電界値E1、E2、E3の一つ、また媒質2の電界値E4、E5、E6の一つを表示する。このようにすることにより、第1の実施形態と同様に、従来電界が不連続となりうまく表示されなかった誘電体境界面の電界値が分かりやすく表示される。
【0022】
(第3の実施形態)
図4は本発明における第3の実施形態の内容を示すフローチャートである。第3の実施形態は、前述の第1の実施形態における電界値特定部12での電界値特定方法を、次のようにしたものである。すなわち、誘電体境界面上の電界表示点の電界を、その電界表示点を構成する同一誘電体の要素の電界値の平均をとるようにしたものである(ステップS10)。図5に誘電体境界面上の電界表示点Pとそれを構成する要素1〜6を示す。点Pの媒質1側の電界は、点Pを構成する媒質1側の要素1〜3の電界値E1〜E3の平均をとる。同様に点Pの媒質2側の電界は、点Pを構成する媒質2側の要素4〜6の電界値E4〜E6の平均をとる。その後の処理は第1の実施形態と同じである。
【0023】
本実施形態によれば、各媒質1、2の電界値E1〜E3、4〜E6の平均をとることにより、誘電体境界面の各電界表示点を構成する要素の電界を考慮した表示が可能になる。
【0024】
(第4の実施形態)
図6は本発明における第4の実施形態の内容を示すフローチャートである。第4の実施形態は、前述の第1の実施形態における電界値特定部12での電界値特定方法を、次のようにしたものである。すなわち、誘電体境界面上の電界表示点を構成する同一誘電体の要素の電界値の最大値をとるようにしたものである(ステップS11)。図5に示す媒質1側の要素1〜3の電界値E1〜E3のうちの最大値をとる。同様に媒質2側の電界値E4〜E6のうちの最大値をとる。その後の処理は第1の実施形態と同じである。
【0025】
本実施形態によれば、各媒質1、2の電界値E1〜E3、4〜E6の最大値をとることにより、誘電体境界面の各電界表示点を構成する要素の電界を考慮した表示が可能になる。
【0026】
なお、上記説明はあくまでも一例であり、種々変形して実施可能である。また、本発明において、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0027】
また、本発明における実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク(フレキシブルディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD、MOなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもでき、また、ネットワークを介しての伝送により、頒布したりすることができるなど、プログラムとしても発明を捉えることもできる。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、誘電体境界面は電界値が2つあるため表示が困難であった誘電体境界面の電界を正しくかつ分かりやすく表示させることができる電界計算結果処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電界計算結果処理装置を示すブロック図。
【図2】本発明の第1の実施形態の電界計算の結果処理方法を示すフローチャート。
【図3】本発明の第2の実施形態の電界計算の結果処理方法を示すフローチャート。
【図4】本発明の第3の実施の形態の電界計算の結果処理方法を示すフローチャート。
【図5】誘電体境界面の電界表示点とそれを構成する要素の例を示す図。
【図6】本発明の第4の実施の形態の電界計算の結果処理方法を示すフローチャート。
【図7】従来の有限要素法による電界計算の結果処理方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
11…電界計算結果読み込み部、12…電界値特定部、13…表示用データ作成部、20…電界計算部、21…結果表示部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, an electric field calculation result of the dielectric boundary surface obtained by the finite element method, i.e., relates the electric field to be discontinuous in the dielectric boundary surface, the electric field calculation result processing equipment to be displayed on the display unit.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the application of gas-insulated high-voltage equipment to underground substations and the like has spread, there has been a demand for compact and cost-reducing gas-insulated high-voltage equipment. Electric field calculation is indispensable when designing such gas-insulated high-voltage equipment.
[0003]
In order to make an optimal design in order to reduce the size and cost of a power device, it is necessary to accurately calculate the electric field distribution of the power device having a complicated shape using, for example, a finite element method. And for that purpose, draw a structural diagram of the device that is the subject of the electric field distribution calculation and make a shape model, calculate what the electric field strength will be for each region on the shape model, and simulate the distribution state, In that case, it is important how to perform boundary division of the model in the geometric model to be calculated.
[0004]
Conventionally, as shown in FIG. 7, the result of electric field calculation (step S6) is displayed after arbitrary post processing (step S7) after completion of the calculation (step S8).
[0005]
Here, the post processing is any processing performed in order to display the result of electric field calculation (numerical data) correctly and clearly in its entirety.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The electric field calculation by the finite element method has the following problems. For example, as shown in FIG. 5, since there are two electric field values at the dielectric interface, the electric field is discontinuous at this portion. Therefore, when the electric field calculation is performed by the finite element method which is a region method and the result is displayed, the electric field becomes discontinuous in this portion, and it is necessary to devise to display the result correctly and easily in the entire region.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a field calculation result processing equipment for display easily correct and to understand the field of the dielectric interface.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention corresponding to
In order to achieve the above object, the invention corresponding to
In order to achieve the above object, the invention corresponding to
[0010]
According to the first to third aspects, the electric field is correctly displayed on the dielectric interface where the electric field is discontinuous and not displayed well.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram showing a first embodiment of an electric field calculation result processing apparatus according to the finite element method of the present invention, which is software operating on a computer C as a hardware resource, as shown in FIG. S is realized. That is, the computer C includes a main memory C2 using a CPU (C1) and a RAM, an auxiliary storage device C3 such as a hard disk device, an input device C4 such as a keyboard and a mouse, and an output device C5 such as a CRT display and a printer. The software S including a combination of routines for performing each process necessary for realizing the present invention is executed on these hardware.
[0013]
The software S includes an electric field calculation result reading unit 11 constituting an electric field calculated value fetching unit, an electric field
[0014]
The electric field calculation result reading unit 11 reads the calculation result obtained by the electric
[0015]
The electric field
[0016]
The result display
[0017]
The
[0018]
Next, the operation of the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the electric
[0019]
According to the first embodiment, the electric field value at the dielectric interface, which is not displayed well due to the discontinuity of the electric field in the related art, is displayed correctly. There are two types of electric field values E1 to E3 on the
[0020]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, after the electric field value is specified in step S3 of the flowchart of FIG. 2 described in the first embodiment, the process of step S4 performed by the result display
[0021]
As described above, in the second embodiment, display is performed for each medium. Specifically, for example, in FIG. 5, one of the electric field values E1, E2, and E3 of the
[0022]
(Third embodiment)
FIG. 4 is a flowchart showing the contents of the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the electric field value specifying method in the electric field
[0023]
According to this embodiment, by taking the average of the electric field values E1 to E3 and 4 to E6 of the
[0024]
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a flowchart showing the contents of the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the electric field value specifying method in the electric field
[0025]
According to the present embodiment, by taking the maximum values of the electric field values E1 to E3 and 4 to E6 of the
[0026]
The above description is merely an example, and various modifications can be made. In the present invention, the above embodiment includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. When at least one of the effects is obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
[0027]
In addition, the method described in the embodiment of the present invention uses a magnetic disk (flexible disk, hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, MO) as programs that can be executed by a computer. Etc.) and can be stored and distributed in a recording medium such as a semiconductor memory, or can be distributed by transmission via a network.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, the dielectric boundary surface can provide a field calculation result processing equipment that can be displayed intelligibly and displayed correctly field of a dielectric interface difficult because the electric field value is two.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electric field calculation result processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a result processing method of electric field calculation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a result processing method of electric field calculation according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a result processing method of electric field calculation according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of an electric field display point on a dielectric boundary surface and elements constituting the electric field display point.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a result processing method of electric field calculation according to the fourth embodiment of this invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a result processing method of electric field calculation by a conventional finite element method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Electric field calculation result reading part, 12 ... Electric field value specific | specification part, 13 ... Display data preparation part, 20 ... Electric field calculation part, 21 ... Result display part
Claims (3)
前記複数の電界計算値より一つに電界計算値を特定する電界計算値特定手段と、
前記電界計算値特定手段で特定された同一の誘電体毎に電界値を表示するための表示用データを作成する表示用データ作成手段と、
前記表示用データ作成手段で作成された表示用データを取り込みこれを表示する表示手段と、
を具備した電界計算結果処理装置。Electric field calculated value capturing means for capturing a plurality of electric field calculated values of the dielectric interface obtained by the finite element method,
An electric field calculation value specifying means for specifying an electric field calculation value in one of the plurality of electric field calculation values;
Display data creating means for creating display data for displaying an electric field value for each identical dielectric specified by the electric field calculated value specifying means;
Display means for capturing the display data created by the display data creation means and displaying it;
An electric field calculation result processing apparatus comprising:
前記複数の電界計算値より一つに電界計算値を特定するものであって、誘電体境界面上の電界表示点の電界計算値がその電界表示点を構成する同一誘電体の要素の電界計算値の平均値とする電界計算値特定手段と、
前記電界計算値特定手段で特定された同一の誘電体毎に電界値を表示するための表示用データを作成する表示用データ作成手段と、
前記表示用データ作成手段で作成された表示用データを取り込みこれを表示する表示手段と、
を具備した電界計算結果処理装置。 Electric field calculated value capturing means for capturing a plurality of electric field calculated values of the dielectric interface obtained by the finite element method,
An electric field calculation value is specified by one of the plurality of electric field calculation values, and the electric field calculation value of the electric field display point on the dielectric boundary surface is the electric field calculation of the same dielectric element constituting the electric field display point Electric field calculation value specifying means to be an average value,
Display data creating means for creating display data for displaying an electric field value for each identical dielectric specified by the electric field calculated value specifying means;
Display means for capturing the display data created by the display data creation means and displaying it;
An electric field calculation result processing apparatus comprising:
前記複数の電界計算値より一つに電界計算値を特定するものであって、誘電体境界面上の電界表示点の電界計算値がその電界表示点を構成する同一誘電体の要素の電界計算値の最大値とする電界計算値特定手段と、
前記電界計算値特定手段で特定された同一の誘電体毎に電界値を表示するための表示用データを作成する表示用データ作成手段と、
前記表示用データ作成手段で作成された表示用データを取り込みこれを表示する表示手段と、
を具備した電界計算結果処理装置。 Electric field calculated value capturing means for capturing a plurality of electric field calculated values of the dielectric interface obtained by the finite element method,
An electric field calculation value is specified by one of the plurality of electric field calculation values, and the electric field calculation value of the electric field display point on the dielectric boundary surface is the electric field calculation of the same dielectric element constituting the electric field display point Electric field calculation value specifying means to be the maximum value,
Display data creating means for creating display data for displaying an electric field value for each identical dielectric specified by the electric field calculated value specifying means;
Display means for capturing the display data created by the display data creation means and displaying it;
An electric field calculation result processing apparatus comprising:
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