JP5391635B2 - 解析装置、データ保存方法およびデータ保存プログラム - Google Patents

Description

この発明は、シミュレーションによる解析結果として計算された結果データを保存し、復元する解析装置、データ保存方法およびデータ保存プログラムに関する。

従来より、規則的に離散化された３次元モデルをシミュレーションにより計算し、電磁波などを解析する技術が実施されている。このような３次元電磁波解析において、Ｍａｘｗｅｌｌ方程式を時間と空間の差分法で解くＦＤＴＤ法が知られている。ＦＤＴＤ法では、離散化した各点の電界および磁界を時間変化で計算するために結果をすべての結果データ（つまり、「空間×保存」の結果データ）を保存する。

例えば、１００×１００×１００に離散化した解析モデルの領域を１０ｆｓｅｃの時間刻みで１０ｎｓｅｃまで計算すると、１００×１００×１００×１，０００，０００ｓｔｅｐ＝１，０００，０００，０００，０００個のデータを保存することとなる。

また、各点の結果データは、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の電界と磁界を保存する必要があり、１データを単精度（ｆｌｏａｔ）型４Ｂｙｔｅとすると、各点の保存領域は、４Ｂｙｔｅ×３（方向）×２（電界/磁界）＝２４Ｂｙｔｅが必要になる。先ほどの離散化されたデータの個数と各点の保存領域から計算結果を保存する領域は、２４，０００，０００，０００，０００Ｂｙｔｅ＝２４ＴＢｙｔｅの領域(資源)が必要となる。

このように、計算結果を全て保存すると、莫大な資源を使うこととなる。このため、解析対象を間引きして解析を行う方法や、解析を行う前に間引きする計算結果の条件を設定する方法が知られている。

例えば、解析対象を間引きして解析を行う方法として、解析対象をその特徴や重要度に注目してデータを間引きする方法が実施されている（特許文献１参照）。また、解析を行う前に間引きする計算結果の条件を設定する方法として、隣接要素を結合して、計算結果を間引きするように設定する方法が実施されている（特許文献２参照）。

特開平５−７３６４９号公報 特開平５−２８２４０７号公報

ところで、解析対象を間引きして解析を行う技術では、解析対象であるデータ自体を間引きするので、解析処理の精度が粗くなるという課題があった。また、解析を行う前に間引きする計算結果の条件を設定する技術では、復元処理が困難な計算結果（例えば、異なる媒質の境目に存在するデータなど）を適切に復元することができないという課題があった。

そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、精度の高い解析処理を行うとともに、データ量を削減しつつ、復元処理において必要性が高い計算結果のみを適切に保存することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この装置は、解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるかを判定し、前記結果データが、異なる物質の境界にある媒質境界のデータ、または、回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータを含む線形補間できないデータであると判定した場合には、結果データを保存する。また、復元時には、保存された結果データを読み出すとともに、読み出された結果データを用いて、線形補間を行って、線形補間できるデータであると判定されて所定の記憶部に保存されていない結果データを復元する。

開示の装置は、精度の高い解析処理を行うとともに、データ量を削減しつつ、復元処理において必要性が高い計算結果のみを適切に保存するという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る解析装置、データ保存方法およびデータ保存プログラムの実施例を詳細に説明する。

以下の実施例では、実施例１に係る電磁波解析装置１０の構成および処理の流れを順に説明し、最後に実施例１による効果を説明する。なお、以下では、電磁波解析のためのシミュレーションとして、ＦＤＴＤ法を行う電磁波解析装置の例を説明する。

［電磁波解析装置の構成］
まず最初に、図１を用いて、実施例に係る電磁波解析装置１０の構成を説明する。図１は、実施例１に係る電磁波解析装置１０の構成を示すブロック図である。図２は、電磁界を保存する範囲を指定する入力処理を説明するための図である。図３は、媒質データを説明するための図である。図４は、回路素子データを説明するための図である。図５は、ＦＤＴＤ法の計算データ例を示す図である。図６は、媒質と回路素子のデータについて説明するための図である。

図７は、電界と磁界のデータについて説明するための図である。図８は、結果データ保存処理を説明するための図である。図９は、結果データ保存処理において間引きできないデータを説明するための図である。図１０は、ＦＤＴＤ計算データの一例を示す平面図である。図１１〜図１３は、保存されるデータの例を説明するための図である。図１４〜図１６は、復元処理を説明するための図である。図１７は、復元されたデータの精度を説明するための図である。

図１に示すように、この電磁波解析装置１０は、入力部１１、出力部１２、制御部１３、記憶部１４を有する。以下にこれらの各部の処理を説明する。

入力部１１は、計算対象である初期データ、電磁界を保存する範囲、間引きの間隔、精度係数などを入力するものであり、キーボードやマウス、マイクなどを有する。具体的には、入力部１１は、電磁界を保存する範囲の指定する方法として、図２に示すように、計算のデータのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の最小番号と最大番号をそれぞれ受け付ける。

つまり、図５の例において、全ての計算データを保存範囲として指定する場合には、入力部１１は、ｘ軸の最小番号「１」、ｙ軸の最小番号「１」、ｚ軸の最小番号「１」、ｘ軸の最大番号「ｍ」、ｙ軸の最大番号「ｎ」、ｚ軸の最大番号「ｏ」を入力する。

また、出力部１２は、保存された結果データや、復元された復元データを表示するものであり、モニタ（若しくはディスプレイ、タッチパネル）やスピーカを有して構成される。

例えば、入出力装置１０では、出力部１２が保存された結果データを表示すると、ユーザが表示された結果を見ながら電界や磁界の強い箇所など、詳細に分析する箇所を入力部１１から範囲選択する。そして、入出力装置１０は、選択された範囲内の結果データを復元し、出力部１２に出力する。

記憶部１４は、制御部１３による各種処理に必要なデータおよびプログラムを格納するが、特に、媒質データ記憶部１４ａ、回路素子データ記憶部１４ｂおよび結果データ記憶部１４ｃを有する。

媒質データ記憶部１４ａは、計算される初期データにおける媒質に関する情報を記憶する。具体的には、媒質データ記憶部１４ａは、図３に例示するように、初期データに含まれる「材料数」、各材料を一意に識別する「材料番号」、材料の名前を示す「材料名」、誘電率や導電率を示す「物性値」、初期データにおける「各座標の材料番号」をそれぞれ記憶する。

回路素子データ記憶部１４ｂは、計算される初期データに含まれる回路素子に関する情報を記憶する。具体的には、回路素子データ記憶部１４ｂは、図４に例示するように、初期データに含まれる「回路素子数」、各回路素子を一意に識別する「回路素子番号」、回路素子の名前を示す「回路素子名」、回路の種別（抵抗、コンデンサ、コイルなど）を示す「回路種別」を記憶する。

また、回路素子データ記憶部１４ｂは、図４に例示するように、回路素子の特性（抵抗値など）を示す「値」、回路素子が配置されたｘ軸、ｙ軸、ｚ軸上における方向と位置を示す「回路素子方向と位置」を記憶する。

結果データ記憶部１４ｃは、電磁界解析の計算により算出された結果データのうち、間引きされた結果データを記憶する。具体的には、結果データ記憶部１４ｃは、後述する結果データ保存部１３ｂによって間引きされた結果データを記憶する（後に説明する図１１〜図１３参照）。

制御部１３は、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行するが、特に、電磁界計算部１３ａ、結果データ保存部１３ｂ、データ復元部１３ｃを有する。

電磁界計算部１３ａは、計算対象である初期データに対し、ＦＤＴＤ法で電磁界解析の計算を行う。具体的には、電磁界計算部１３ａは、電磁界解析の計算処理の開始指示を受け付けると、入力部１１から入力された初期データの各格子すべてに対し、ＦＤＴＤ法で電磁界解析の計算を行い、計算結果のデータを結果データ保存部１３ｂに通知する。

ここで、電磁界解析の計算を具体的に説明する。ＦＤＴＤ法では、空間の電磁界を、所定の時間間隔で計算する。この所定の時間間隔は、安定な解を得るために、クーラン条件を満たす時間間隔が設定される。

また、計算される初期データは、図５に示すように、直交格子に離散化されており、規則的にデータが並んでいる。そこで、ｘ軸の格子に座標の小さいほうから、１、２、３・・・、ｉ、・・・・ｍと番号を割り付ける。ｙ軸の格子には、１、２、３・・・、ｊ、・・・・ｎ、１、２、３・・・、ｋ、・・・・ｏの番号を割り付ける。

図５に例示される初期データに含まれる媒質および回路素子の例について説明する。図６に例示するように、（ｉ、ｊ、ｋ）から（ｉ＋１、ｊ＋１、ｋ＋１）の内部の媒質Ｄを、Ｄ（ｉ、ｊ、ｋ）とする。

また、回路素子については、図６に例示するように、位置（ｉ、ｊ、ｋ）と位置（ｉ、ｊ、ｋ＋１）の間に接続されたものをＣｘ（ｉ、ｊ、ｋ）、位置（ｉ、ｊ、ｋ）と位置（ｉ＋１、ｊ、ｋ）の間に接続されたものをＣｙ（ｉ、ｊ、ｋ）、位置（ｉ、ｊ、ｋ）と位置（ｉ、ｊ＋１、ｋ）の間に接続されたものをＣｚ（ｉ、ｊ、ｋ）とする。

また、電界および磁界のデータについて説明する。図７に例示するように、タイムステップｎ回目の時刻の電界をＥ^ｎで表し、位置ｉ、ｊ、ｋにある電界を成分毎にｘ軸方向の成分をＥｘ^ｎ _{（ｉ，ｊ，ｋ）}、ｙ軸方向の成分をＥｙ^ｎ _{（ｉ，ｊ，ｋ）}、ｚ方向の成分をＥｚ^ｎ _{（ｉ，ｊ，ｋ）}とする。磁界Ｈについては、電界とタイムステップを半分時間をずらして、位置を半分ずらして、Ｈｘ^−１／２ _{（ｉ、ｊ＋１／２、ｋ＋１／２）}、Ｈｙ^{ｎ−１／２} _{（ｉ＋１／２、ｊ、ｋ＋１／２）}、Ｈｚ^{ｎ−１／２} _{（ｉ＋１／２、ｊ＋１／２、ｋ）}とする。

結果データ保存部１３ｂは、解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるか判定し、線形補間できないデータ（媒質境界のデータ、解析境界のデータまたは回路素子境界のデータ）であると判定した場合には、結果データを結果データ記憶部１４ｃに保存する。

具体的には、結果データ保存部１３ｂは、電磁界計算部１３ａから結果データを受信すると、受信した結果データが線形補間できない両端（解析境界）のデータであるか否か判定する。その結果、結果データ保存部１３ｂは、解析境界であると判定した場合には、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する。

また、結果データ保存部１３ｂは、解析境界でないと判定した場合には、結果データが異なる物質の境界である媒質境界であるか否か判定する。ここで、結果データ保存部１３ｂは、媒質境界であるか判定する方法として、媒質データ記憶部１４ａから結果データの座標に対応する媒質データと隣接するセルの媒質データとを読み出し、材料番号が異なるか判定する。

ここで、解析境界および媒質境界の判定について図８を用いて説明する。図８において、斜線の掛かっている部分が媒質の異なる物質であり、黒い丸が保存するセルの位置であり、白い丸が保存しないセルの位置であり、点のパターンの四角が精度係数の範囲内に媒質境界があるために保存する必要のデータ（後に図９を用いて詳述）であることを示す。

図８の例では、解析境界の結果データは、電磁界を保存する範囲の端にある縦横の結果データ（つまり、図８の端にある縦８横１６の黒い丸）を、解析境界の結果データとして、結果データ記憶部１４ｃに保存する。また、図８に示すように、媒質の異なる物質が存在する斜線の掛かっている部分の境界にある結果データを、媒質境界の結果データとして、結果データ記憶部１４ｃに保存する。なお、解析境界および媒質境界以外の黒丸については、間引き間隔によって保存される結果データである（図８の例では、間引き間隔「２」）。

この結果、結果データ保存部１３ｂは、媒質境界であると判定した場合には、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する。また、結果データ保存部１３ｂは、媒質境界でないと判定した場合には、回路素子が存在する回路素子境界であるか否か判定する。ここで、結果データ保存部１３ｂは、回路素子境界であるか判定する方法として、回路素子データ記憶部１４ｂから結果データの座標に対応する回路素子データが存在するか判定する。

その結果、結果データ保存部１３ｂは、回路素子境界であると判定した場合には、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する。また、結果データ保存部１３ｂは、回路素子境界であると判定した場合には、間引きできるか判定する間引き判定処理を行う。

結果データ保存部１３ｂは、間引き判定処理として、間引き間隔により間引き出来ないデータであるか否かを判定する。その結果、結果データ保存部１３ｂは、間引き間隔により間引き出来ないデータである場合には、精度係数の範囲内に媒質境界があるか否か判定する。

ここで、精度係数の判定処理について図９を用いて説明する。図９において、斜線の掛かっている部分が媒質の異なる物質であり、黒い丸が保存するセルの位置であり、点のパターンの四角が精度係数の範囲内に媒質境界があるために保存する必要のデータであることを示す。また、図９の例では、精度係数が「１」である場合を示す。

同図に例示するように、（２）における電界および磁界について、（６）の位置で媒質が異なるため、（１）と（４）のデータの補完では復元の精度が十分でない。このように媒質が異なるセルの隣（精度係数が「２」以上であれば、数セル隣）のデータを保存する必要がある。つまり、（２）における電界および磁界は、隣のセルに媒質の異なる境界があるため、保存する。同様に、（７）も（６）が異なる媒質の境界のため、保存する。

図９の例では、隣に媒質境界があるかどうかを判定する精度係数「１」の場合を説明したが、精度係数を大きくすると保存するデータは増え、圧縮率は悪くなる。なお、精度係数の範囲は、０からセル数の上限まで設定可能である。

その結果、結果データ保存部１３ｂは、精度係数の範囲内に媒質境界があると判定した場合には、間引きできないデータであると判断し、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する。また、結果データ保存部１３ｂは、間引き間隔により間引き出来るデータであると判定した場合、または、精度係数の範囲内に媒質境界がないと判定した場合には、間引きできるデータであると判断し、データの保存を行わない。

ここで、保存されるデータの例を図１０〜図１３を用いて説明する。ＦＤＴＤ計算データより、「Ｚ軸＝１」の平面を図１０に示す。同図に示すように、電界／磁界の計算では、各格子をすべて計算する。そして、電磁波解析装置１０では、図１１〜図１３に示すように、計算された全てのデータから間引きして、保存する。

図１０の例を用いて保存されるデータを詳しく説明すると、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝１、Ｚ＝１の行のＸ軸方向のデータ保存について、解析境界であるから全ての結果データを保存する。また、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝２、Ｚ＝１の行のデータ保存について、図１１に示すように、データ圧縮して保存する。

例えば、図１０および図１１に例示するように、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝２、Ｚ＝１の行の結果データについて、（１、２、１）から（２０、２、１）まで媒質の変化がないが、Ｘ軸方向のみ、近くに媒質境界がある箇所（４、２、１）、（７、２、１）、（１１、２、１）、（１３、２、１）を線形補間できない結果データとして保存してもよい。

また、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝３、Ｚ＝１の行のデータ保存について、図１２に示すように、データ圧縮して保存する。つまり、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝３、Ｚ＝１の行のＸ軸方向およびＺ軸方向について、媒質境界がある箇所（４、２、１）、（７、２、１）、（１１、２、１）、（１３、２、１）を保存する。また、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝３、Ｚ＝１の行のＹ軸方向について、（１、２、１）から（２０、２、１）まで媒質境界であるので、すべての結果データを保存する。

また、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝６、Ｚ＝１の行のデータ保存について、図１３に示すように、データ圧縮して保存する。つまり、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝６、Ｚ＝１の行のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向について、媒質境界がある箇所（４、６、１）、（１３、６、１）を保存するとともに、回路素子（Ｃｉｒｃｕｉｔ）がある（５、６、１）を保存する。

このように、Ｚ＝１の面の保存について、２０×２０×６＝２４００データに対して、境界３６×６＋Ｘ方向３０×２＋Ｙ方向２０×２＋Ｚ方向２４×２＋Ｃｉｒｃｕｉｔ１×６＝３７０データを保存することとなり、１／６．５倍の圧縮となる。

データ復元部１３ｃは、結果データ保存部によって保存された結果データを読み出すとともに、読み出された結果データを用いて、線形補間を行って結果データを復元する。具体的には、データ復元部１３は、復元開始の指示を受け付けると、復元する位置に媒質の境界があるか判定する。その結果、データ復元部１３は、図１４に例示するように、復元する位置（図１４の例では、Ｅ_ｉ）に媒質の境界がない場合には、下記（１）式を用いて、結果データを復元する。

また、データ復元部１３ｃは、図１５に例示するように、復元する位置に媒質の境界がある場合には、結果データ記憶部１４ｃから結果データを読み出して、復元する。その後、データ復元部１３は、電界および磁界それぞれについて、指定されたｘ、ｙ、ｚ方向すべての復元処理が終了するまで処理を繰り返す。

ここで、図１６の例を用いて、復元処理を具体的に説明する。図１６の例では、電磁波解析装置１０は、Ｙ＝２、Ｚ＝１のデータについて、（１、２、１）と（２、２、１）との距離をｌ１とし、（２、２、１）と（４、２、１）との距離をｌ２とすると、上記（１）式を利用して、下記（２）式のように、Ｅｘ（２、２、１）を復元する。なお、図１６の例では、Ｙ＝１、Ｚ＝１のデータについては、解析境界なのですべて保存されているので、結果データ記憶部１４ｃから結果データを読み出して復元する。

また、電磁波解析装置１０は、（２、１、１）と（２、２、１）との距離をｌ３とし、（２、２、１）と（２、２０、１）との距離をｌ４とすると、上記（１）式を利用して、下記（３）式のように、Ｅｙ（２、２、１）を復元する。

つまり、電磁波解析装置１０では、媒質の変わらない箇所について、その間の保存されたデータから上記（１）式を利用して復元することができる。また、データが保存されている位置は、モデルによるもので、保存条件と同様なルールで検索が可能である。このことで、復元するためのデータが保存されている位置を保存する必要がなく、必要なデータは、モデルと間引き間隔、精度係数である。

ここで、復元されたデータを図１７に示す。同図に示すように、ＦＤＴＤ法で計算した結果（図１７の例では、実線の結果）と復元されたデータの結果（図１７の例では、点線の結果）と比較すると、ほぼ等しい結果となる。

［電磁波解析装置による処理］
次に、図１８〜２０を用いて、実施例１に係る電磁波解析装置１０による処理を説明する。図１８は、実施例１に係る電磁波解析装置の結果データ保存処理の動作を示すフローチャートである。図１９は、実施例１に係る電磁波解析装置の間引き判定処理の動作を示すフローチャートである。図２０は、実施例２に係る電磁波解析装置のデータ復元処理の動作を示すフローチャートである。

同図に示すように、電磁波解析装置１０は、計算対象である初期データに対し、電磁界解析の計算処理の開始指示を受け付けると、ｋ、ｊ、ｉをそれぞれカウントし、ｋ＞ｏであるか、ｊ＞ｎであるか、ｊ＞ｍであるかを順に判定する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。つまり、電磁波解析装置１０は、初期データで指定されたｘ、ｙ、ｚ軸の端まで計算が行われたかを判定しており、後述するＳ１０４〜Ｓ１０９に処理が終わると、Ｓ１０１に戻って、ｘ、ｙ、ｚの番号をカウントアップして、ｘ、ｙ、ｚ軸全ての端まで計算が終了し、「ｋ＞ｏ、ｊ＞ｎ、ｊ＞ｍ」となるまで、処理を繰り返す。

そして、電磁波解析装置１０は、電界または磁界を計算すると（ステップＳ１０４）、計算された結果データが線形補間できない両端（解析境界）のデータであるか否か判定する（ステップＳ１０５）。その結果、電磁波解析装置１０は、解析境界であると判定した場合には（ステップＳ１０５肯定）、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する（ステップＳ１１０）。

また、電磁波解析装置１０は、解析境界でないと判定した場合には（ステップＳ１０５否定）、結果データが異なる物質の境界にある媒質境界のデータであるか否か判定する（ステップＳ１０６）。ここで、電磁波解析装置１０は、媒質境界であるか判定する方法として、媒質データ記憶部１４ａから結果データの座標に対応する媒質データと隣接するセルの媒質データとを読み出し、材料番号が異なるか判定する。

この結果、電磁波解析装置１０は、媒質境界であると判定した場合には（ステップＳ１０６肯定）、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する（ステップＳ１１０）。また、電磁波解析装置１０は、媒質境界でないと判定した場合には（ステップＳ１０６否定）、回路素子が存在する回路素子境界であるか否か判定する（ステップＳ１０７）。ここで、電磁波解析装置１０は、回路素子境界であるか判定する方法として、回路素子データ記憶部１４ｂから結果データの座標に対応する回路素子データが存在するか判定する。

その結果、電磁波解析装置１０は、回路素子境界であると判定した場合には（ステップＳ１０７）、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する（ステップＳ１１０）。また、電磁波解析装置１０は、回路素子境界であると判定した場合には、間引きできるか判定する間引き判定処理（後に、図１９を用いて詳述）を行う（ステップＳ１０９）。

その結果、電磁波解析装置１０は、間引きできないデータであると判定した場合には（ステップＳ１０９否定）、結果データ記憶部１４ｃに結果データを保存する（ステップＳ１１０）。また、電磁波解析装置１０は、間引きできるデータであると判断した場合には（ステップＳ１０９肯定）、データの保存を行わずに、ステップＳ１０１に戻る。

次に、図１９を用いて、間引き判定処理の動作について説明する。同図に示すように、電磁波解析装置１０は、間引き間隔により間引き出来ないデータであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。その結果、電磁波解析装置１０は、間引き間隔により間引き出来ないデータである場合には（ステップＳ２０１肯定）、精度係数の範囲内に媒質境界があるか否か判定する（ステップＳ２０２）。

その結果、電磁波解析装置１０は、精度係数の範囲内に媒質境界があると判定した場合には（ステップＳ２０２肯定）、間引きできないデータであると判断する（ステップＳ２０３）。また、電磁波解析装置１０は、間引き間隔により間引き出来るデータであると判定した場合（ステップＳ２０１否定）、または、精度係数の範囲内に媒質境界がないと判定した場合には（ステップＳ２０２否定）、間引きできるデータであると判断する（ステップＳ２０４）。

次に、図２０を用いて、データ復元処理の動作について説明する。同図に示すように、電磁波解析装置１０は、復元開始の指示を受け付けると、電界および磁界それぞれについて復元処理が終了したか判定し（ステップＳ３０１）、指定されたｘ、ｙ、ｚ方向すべての復元処理が終了したかを判定する（ステップＳ３０２）。つまり、電磁波解析装置１０は、復元を指定されたデータ電界および磁界それぞれについて、指定されたｘ、ｙ、ｚ方向すべての復元処理が終了したかを判定しており、後述するＳ３０３〜Ｓ３０５の処理が終わると、Ｓ３０１に戻って処理を繰り返す。

そして、電磁波解析装置１０は、復元する位置に媒質の境界があるか判定する（ステップＳ３０３）。その結果、電磁波解析装置１０は、復元する位置に媒質の境界がない場合には（ステップＳ３０３否定）、上記（１）式を用いて、結果データを復元する（ステップＳ３０４）。

また、電磁波解析装置１０は、復元する位置に媒質の境界がある場合には（ステップＳ３０３肯定）、結果データ記憶部１４ｃから結果データを読み出して、復元する（ステップＳ３０５）。その後、電磁波解析装置１０は、Ｓ３０１に戻って、電界および磁界それぞれについて、指定されたｘ、ｙ、ｚ方向すべての復元処理が終了するまで処理を繰り返す（ステップＳ３０１〜Ｓ３０５）。

[実施例１の効果]
上述してきたように、電磁波解析装置１０は、解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるか判定し、線形補間できないデータであると判定した場合には、結果データを結果データ記憶部１４ｃに保存する。そして、電磁波解析装置１０は、保存された結果データを読み出すとともに、読み出された結果データを用いて、線形補間を行って結果データを復元する。このため、精度の高い解析処理を行うとともに、データ量を削減しつつ、復元処理において必要性が高い結果データのみを適切に保存することが可能である。

つまり、電磁波解析装置１０は、解析対象である初期データを間引きすることなく解析処理を行いつつ、解析結果である解析データの保存をするべきか否かを動的に判断するので、精度の高い解析処理を行うとともに、データ量を削減することができる。

また、電磁波解析装置１０は、線形補間できるデータであるか否かを判断し、線形補間できるデータについては削除し、一方、線形補間できないデータについては、復元処理において必要性が高いデータまたは復元処理で復元できないデータとして保存する。このため、保存するデータ量を削減しつつ、復元処理において必要性が高い計算結果のみを適切に保存することが可能である。

また、実施例１によれば、電磁波解析装置１０は、結果データが異なる物質の境界にある媒質境界のデータであるか判定し、媒質境界のデータであると判定した場合には、結果データを結果データ記憶部１４ｃに保存する。このため、媒質境界にある結果データを、復元処理において必要性が高く、線形補間で復元できない結果データとして保存することができる結果、精度良く復元することが可能である。

また、実施例１によれば、電磁波解析装置１０は、結果データが解析対象の端にある解析境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、結果データを結果データ記憶部１４ｃに保存する。このため、端にあるため線形補間で復元できない解析境界にある結果データを保存することができる結果、精度良く復元することが可能である。

また、実施例１によれば、電磁波解析装置１０は、結果データが回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータであるか判定し、回路素子境界のデータであると判定した場合には、結果データを結果データ記憶部１４ｃに保存する。このため、回路素子境界にある結果データを、復元処理において必要性が高く、線形補間で復元できない結果データとして保存することができる結果、精度良く復元することが可能である。

また、実施例１によれば、媒質境界からいずれの範囲にある結果データまでを保存するかを指定する精度係数を受け付け、受け付けられた精度係数により指定される範囲内に結果データがあるか判定する。その結果、電磁波解析装置１０は、範囲内にある結果データであると判定した場合には、結果データを結果データ記憶部１４ｃに保存する。このため、精度係数を大きくして復元精度を上げるか、精度係数を小さくして圧縮率を高めるかを、ユーザが任意に調整することが可能である。

さて、これまで実施例１について説明したが、本発明は上述した実施例１以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例２として本発明に含まれる他の実施例を説明する。

（１）媒質境界
上記の実施例１では、媒質境界にある結果データを全て保存する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、媒質境界にある結果データを選択的に保存してもよい。つまり、解析対象に異なる媒質が多数存在して、媒質境界が広範囲にわたる場合に、媒質境界にある結果データをすべて保存してしまうと、データ量を削減できない場合がある。そのため、このような場合には、所定の条件（例えば、似た特性の媒質同士が隣接する場合には、その媒質境界にある結果データを保存しないように設定）に従って、媒質境界にある一部の結果データを保存しないようにしてもよい。

ここで、媒質境界にありながら、保存されていない結果データがある場合の復元処理について、図２１〜図２３を用いて説明する。図２１に示すように、実施例２に係る電磁波解析装置は、図２０で説明したのと同様に復元する位置に媒質の境界があるか判定した後（ステップＳ４０３）、復元する位置に媒質の境界がある場合には（ステップＳ４０３肯定）、復元する一つ前の位置にある媒質境界があるか判定する（ステップＳ４０５）。

その結果、電磁波解析装置は、復元する一つ前の位置にある媒質境界がない場合には（ステップＳ４０５否定）、図２２に示すように、下記（４）式を用いて、結果データを復元する（ステップＳ４０６）。つまり、図２２に例示するように、ｉに媒質境界があり、ｉ−２およびｉ−１の媒質が一様である場合の例である。

また、電磁波解析装置は、復元する一つ前の位置にある媒質境界がある場合には（ステップＳ４０６肯定）、復元する一つ先の位置に媒質の境界があるか判定する（ステップＳ４０７）。その結果、電磁波解析装置は、復元する一つ先の位置に媒質の境界がない場合には（ステップＳ４０７否定）、図２３に示すように、下記（５）式を用いて、結果データを復元する（ステップＳ４０８）。つまり、図２３に例示するように、ｉおよびｉ−１に媒質境界がある場合であり、Ｅｉ＋２を前記した（１）で計算し、計算されたＥｉ＋２を用いて下記（５）式で計算する。

また、電磁波解析装置は、復元する一つ先の位置に媒質の境界あるい場合には（ステップＳ４０７肯定）、結果データ記憶部１４ｃから結果データを読み出して、復元する（ステップＳ３０５）。

このように、媒質境界にある結果データを選択的に保存するので、例えば、解析対象に異なる媒質が多数存在して、媒質境界が広範囲にわたる場合でも、データ量を削減しつつ、適切に復元処理を行うことが可能である。

（２）システム構成等
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、電磁界計算部１３ａと結果データ保存部１３ｂを統合してもよい。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

（３）プログラム
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図２４を用いて、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図２４は、結果データ保存プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

同図に示すように、電磁波解析装置としてのコンピュータ６００は、ＨＤＤ６１０、ＲＡＭ６２０、ＲＯＭ６３０およびＣＰＵ６４０をバス６５０で接続して構成される。

そして、ＲＯＭ６３０には、上記の実施例と同様の機能を発揮する結果データ保存プログラム、つまり、図２４に示すように、電磁界計算プログラム６３１、結果データ保存プログラム６３２、データ復元プログラム６３３が予め記憶されている。なお、プログラム６３１〜６３３については、図１に示した電磁波解析装置の各構成要素と同様、適宜統合または分散してもよい。

そして、ＣＰＵ６４０が、これらのプログラム６３１〜６３３をＲＯＭ６３０から読み出して実行することで、図２４に示すように、各プログラム６３１〜６３３は、電磁界計算プロセス６４１、結果データ保存プロセス６４２、データ復元プロセス６４３として機能するようになる。各プロセス６４１〜６４３は、図１に示した電磁界計算部１３ａ、結果データ保存部１３ｂ、データ復元部１３ｃにそれぞれ対応する。

また、ＨＤＤ６１０には、図２４に示すように、結果データテーブル６１１が設けられる。なお、ウェブデータテーブル６１１は、図２４に示した結果データ記憶部１４ｃに対応する。そして、ＣＰＵ６４０は、結果データテーブル６１１に対してデータを登録するとともに結果データテーブル６１１から結果データ６２１を読み出してＲＡＭ６２０に格納し、ＲＡＭ６２０に格納されたウェブデータ６２１に基づいて処理を実行する。

以上の実施例１〜２を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるか判定し、線形補間できないデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存する結果データ保存部と、
前記結果データ保存部によって保存された前記結果データを読み出すとともに、当該読み出された結果データを用いて、線形補間を行って前記結果データを復元するデータ復元部と、
を備えることを特徴とする解析装置。

（付記２）前記結果データ保存部は、前記結果データが異なる物質の境界にある媒質境界のデータであるか判定し、媒質境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記１に記載の解析装置。

（付記３）前記結果データ保存部は、前記結果データが解析対象の端にある解析境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記１または２に記載の解析装置。

（付記４）前記結果データ保存部は、前記結果データが回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の解析装置。

（付記５）前記媒質境界からいずれの範囲にある結果データまでを保存するかを指定する精度係数を受け付ける精度係数受付部をさらに備え、
前記結果データ保存部は、前記精度係数受付部によって受け付けられた前記精度係数により指定される範囲内に前記結果データがあるか判定し、当該範囲内にある前記結果データであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の解析装置。

（付記６）解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるか判定し、線形補間できないデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存する結果データ保存ステップと、
前記結果データ保存ステップによって保存された前記結果データを読み出すとともに、当該読み出された結果データを用いて、線形補間を行って前記結果データを復元するデータ復元ステップと、
を含んだことを特徴とするデータ保存方法。

（付記７）前記結果データ保存ステップは、前記結果データが異なる物質の境界にある媒質境界のデータであるか判定し、媒質境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記６に記載のデータ保存方法。

（付記８）前記結果データ保存ステップは、前記結果データが解析対象の端にある解析境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記６または７に記載のデータ保存方法。

（付記９）前記結果データ保存ステップは、前記結果データが回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記６〜８のいずれか一つに記載のデータ保存方法。

（付記１０）前記媒質境界からいずれの範囲にある結果データまでを保存するかを指定する精度係数を受け付ける精度係数受付ステップをさらに含み、
前記結果データ保存ステップは、前記精度係数受付ステップによって受け付けられた前記精度係数により指定される範囲内に前記結果データがあるか判定し、当該範囲内にある前記結果データであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記７〜９のいずれか一つに記載のデータ保存方法。

（付記１１）解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるか判定し、線形補間できないデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存する結果データ保存手順と、
前記結果データ保存手順によって保存された前記結果データを読み出すとともに、当該読み出された結果データを用いて、線形補間を行って前記結果データを復元するデータ復元手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ保存プログラム。

（付記１２）前記結果データ保存手順は、前記結果データが異なる物質の境界にある媒質境界のデータであるか判定し、媒質境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記１１に記載のデータ保存プログラム。

（付記１３）前記結果データ保存手順は、前記結果データが解析対象の端にある解析境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記１１または１２に記載のデータ保存プログラム。

（付記１４）前記結果データ保存手順は、前記結果データが回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記１１〜１３のいずれか一つに記載のデータ保存プログラム。

（付記１５）前記媒質境界からいずれの範囲にある結果データまでを保存するかを指定する精度係数を受け付ける精度係数受付手順をさらにコンピュータに実行させ、
前記結果データ保存手順は、前記精度係数受付手順によって受け付けられた前記精度係数により指定される範囲内に前記結果データがあるか判定し、当該範囲内にある前記結果データであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする付記１２〜１４のいずれか一つに記載のデータ保存プログラム。

実施例１に係る電磁波解析装置の構成を示すブロック図である。 電磁界を保存する範囲を指定する入力処理を説明するための図である。 媒質データを説明するための図である。 回路素子データを説明するための図である。 ＦＤＴＤ法の計算データ例を示す図である。 媒質と回路素子のデータについて説明するための図である。 電界と磁界のデータについて説明するための図である。 結果データ保存処理を説明するための図である。 結果データ保存処理において間引きできないデータを説明するための図である。 ＦＤＴＤ計算データの一例を示す平面図である。 保存されるデータの例を説明するための図である。 保存されるデータの例を説明するための図である。 保存されるデータの例を説明するための図である。 復元処理を説明するための図である。 復元処理を説明するための図である。 復元処理の具体的な例を説明するための図である。 復元されたデータの精度を説明するための図である。 実施例１に係る電磁波解析装置の結果データ保存処理の動作を示すフローチャートである。 実施例１に係る電磁波解析装置の間引き判定処理の動作を示すフローチャートである。 実施例１に係る電磁波解析装置のデータ復元処理の動作を示すフローチャートである。 実施例２に係る電磁波解析装置のデータ復元処理の動作を示すフローチャートである。 復元処理を説明するための図である。 復元処理を説明するための図である。 結果データ保存プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

符号の説明

１０ 電磁波解析装置
１１ 入力部
１２ 出力部
１３ 制御部
１３ａ 電磁界計算部
１３ｂ 結果データ保存部
１３ｃ データ復元部
１４ 記憶部
１４ａ 媒質データ記憶部
１４ｂ 回路素子データ記憶部
１４ｃ 結果データ記憶部

Claims (10)

1. 解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるかを判定し、前記結果データが、異なる物質の境界にある媒質境界のデータ、または、回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータを含む線形補間できないデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存する結果データ保存部と、
   前記結果データ保存部によって保存された前記結果データを読み出すとともに、当該読み出された結果データを用いて、線形補間を行って、前記線形補間できるデータであると判定されて前記所定の記憶部に保存されていない結果データを復元するデータ復元部と、
   を備えることを特徴とする解析装置。
2. 前記結果データ保存部は、前記結果データが異なる物質の境界にある媒質境界のデータであるか判定し、媒質境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする請求項１に記載の解析装置。
3. 前記結果データ保存部は、前記結果データが解析対象の端にある解析境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする請求項１または２に記載の解析装置。
4. 前記結果データ保存部は、前記結果データが回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータであるかを判定し、前記回路素子境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の解析装置。
5. 前記媒質境界からいずれの範囲にある結果データまでを保存するかを指定する精度係数を受け付ける精度係数受付部をさらに備え、
   前記結果データ保存部は、前記精度係数受付部によって受け付けられた前記精度係数により指定される範囲内に前記結果データがあるか判定し、当該範囲内にある前記結果データであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の解析装置。
6. 解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるかを判定し、前記結果データが、異なる物質の境界にある媒質境界のデータ、または、回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータを含む線形補間できないデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存する結果データ保存ステップと、
   前記結果データ保存ステップによって保存された前記結果データを読み出すとともに、当該読み出された結果データを用いて、線形補間を行って、前記線形補間できるデータであると判定されて前記所定の記憶部に保存されていない結果データを復元するデータ復元ステップと、
   を含んだことを特徴とするデータ保存方法。
7. 前記結果データ保存ステップは、前記結果データが異なる物質の境界にある媒質境界のデータであるか判定し、媒質境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする請求項６に記載のデータ保存方法。
8. 前記結果データ保存ステップは、前記結果データが解析対象の端にある解析境界のデータであるか判定し、解析境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする請求項６または７に記載のデータ保存方法。
9. 前記結果データ保存ステップは、前記結果データが回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータであるか判定し、前記回路素子境界のデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載のデータ保存方法。
10. 解析結果として計算された結果データが線形補間できるデータであるかを判定し、前記結果データが、異なる物質の境界にある媒質境界のデータ、または、回路素子の存在する境界にある回路素子境界のデータを含む線形補間できないデータであると判定した場合には、当該結果データを所定の記憶部に保存する結果データ保存手順と、
    前記結果データ保存手順によって保存された前記結果データを読み出すとともに、当該読み出された結果データを用いて、線形補間を行って、前記線形補間できるデータであると判定されて前記所定の記憶部に保存されていない結果データを復元するデータ復元手順と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするデータ保存プログラム。

Images