JP5742616B2 - 磁性体のシミュレーションプログラム、シミュレーション装置及びシミュレーション方法 - Google Patents
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Description
<シミュレーションの一例>
図1は、実施の形態1にかかるシミュレーションの一例を示す説明図である。磁性体モデルは、フェライトやアモルファス系圧粉材料などの高抵抗磁性材料で形成された磁性体をモデル化した電子データである。高抵抗磁性材料の磁性体は、たとえば、周波数fが1.0MHz以上の交流磁界となる磁性体である。磁性体モデルは3次元で表現されるが、図1では便宜上2次元で表現している。磁性体モデルは、N個(N≧2)の要素C1〜CNに個々に割り当てられる。
図2は、シミュレーションを実行するコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図である。図2において、コンピュータは、プロセッサ201、記憶装置202、入力装置203、出力装置204、および通信装置205が、バス206に接続されて構成されている。
図3は、図2に示したコンピュータを用いたシステム構成例を示す説明図である。図3において、ネットワークNWは、サーバ301,302とクライアント331〜334とが通信可能なネットワークであり、たとえば、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット、携帯電話網などで構成される。
図4は、磁性体DBの記憶内容の一例を示す説明図である。図4において、磁性体DB400には、磁性体ごとに、磁性体ID、ダンピングコンスタントα、摩擦項係数β、慣性項係数γ、導電率σ、異方性磁界Hkが格納されている。
図5は、実施の形態1にかかるシミュレーション装置の機能的構成例を示すブロック図である。シミュレーション装置500は、磁性体DB400と記憶領域511を有する。また、シミュレーション装置500は、平均磁化算出部501と、磁界算出部502と、磁化算出部503と、判断部504と、静磁界算出部505と、判定部506と、格納部507と、作成部508と、損失算出部509と、出力部510と、を有する。平均磁化算出部501〜出力部510は、具体的には、たとえば、図2に示した記憶装置202に記憶されたシミュレーションプログラムをプロセッサ201に実行させることによりその機能を実現する。また、記憶領域511は、図2に示した記憶装置202によりその機能を実現する。
図8は、実施の形態1にかかるシミュレーション装置500によるシミュレーション処理手順例を示すフローチャートである。まず、シミュレーション装置500は、要素を特定する変数gをg=1とし(ステップS801)、g>Nであるか否かを判断する(ステップS802)。Nは要素の総数である。g>Nでない場合(ステップS802:No)、シミュレーション装置500は、磁性体内の要素Cgでのシミュレーション処理を実行する(ステップS803)。
つぎに、実施の形態2について説明する。実施の形態1では、高抵抗磁性材料の磁性体について磁気共鳴の影響を考慮したシミュレーションを実行したが、実施の形態2は、磁壁の共鳴の影響を考慮したシミュレーションを実行する例である。磁壁の共鳴として考える場合、マイクロマグネティクスでは磁化の反転のみを扱うことが望ましい。マイクロマグネティクスにおいて磁化反転のみを取り扱うのは磁壁移動に対応するためである。一般的な180°磁壁を考えた場合、磁壁の移動により各磁化[Mi]は180°の反転を起こす。そのため、ある時間ステップj内で反転した[Mi]jは磁壁移動による磁化変化を表すことになる。
つぎに、実施の形態2にかかるシミュレーション処理手順例について説明する。実施の形態1と同一処理には同一ステップ番号を付し、その説明を省略する。ここでは、実施の形態1と異なる処理手順について説明する。
500,1200 シミュレーション装置
501,1203 平均磁化算出部
502,1202 磁界算出部
503 磁化算出部
504 判断部
505 静磁界算出部
506 判定部
507 格納部
508 作成部
509 損失算出部
510 出力部
1201 磁化反転量算出部
Claims (9)
- 磁性体のシミュレーションプログラムにおいて、
コンピュータに、
前記磁性体を構成する要素群のいずれかの要素から分割された領域ごとの磁化が変化する場合、各領域内の磁気的エネルギーから生成される磁界と、前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化の変化を阻止する方向に働く磁化変化速度に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出させ、
前記領域ごとに算出された実効磁界と、前記領域ごとの磁化に基づいて、前記領域ごとに磁化変化量を求めて、前記領域ごとに前記変化後の磁化を算出させ、
前記領域ごとの変化前の磁化と前記変化後の磁化に基づいて、前記いずれかの要素における磁化が収束するかを判断させ、
前記いずれかの要素における磁化が収束すると判断された場合の前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化および前記平均磁化に基づく静磁界との組み合わせを記憶装置に格納させることを特徴とする磁性体のシミュレーションプログラム。 - 前記実効磁界の算出において、
前記コンピュータに、
前記領域ごとの磁化が変化する場合、前記領域内の磁気的エネルギーにより生成される磁界と、前記磁化変化速度と、前記磁化変化速度を一定に保つ方向に前記磁界を働かせる慣性と、に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出させることを特徴とする請求項1に記載の磁性体のシミュレーションプログラム。 - 磁性体のシミュレーションプログラムにおいて、
コンピュータに、
前記磁性体を構成する要素群のいずれかの要素から分割された領域ごとの磁化が変化する場合、各領域内の磁気的エネルギーから生成される磁界と、前記各領域のうち磁化反転が生じた領域での磁化反転速度に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出させ、
前記領域ごとに算出された実効磁界と、前記領域ごとの磁化に基づいて、前記領域ごとに磁化変化量を求めて、前記領域ごとに前記変化後の磁化を算出させ、
前記領域ごとの変化前の磁化と前記変化後の磁化に基づいて、前記いずれかの要素における磁化が収束するかを判断させ、
前記いずれかの要素における磁化が収束すると判断された場合の前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化および前記平均磁化に基づく静磁界との組み合わせを記憶装置に格納させることを特徴とする磁性体のシミュレーションプログラム。 - 前記実効磁界の算出において、
前記コンピュータに、
前記領域ごとの磁化が変化する場合、前記領域内の磁気的エネルギーにより生成される磁界と、前記磁化反転速度と、前記領域のうち磁化反転が生じた領域での磁化反転加速度と、に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出させることを特徴とする請求項3に記載の磁性体のシミュレーションプログラム。 - 前記コンピュータに、
前記記憶装置に格納された前記平均磁化および前記静磁界の組み合わせ群から得られるヒステリシス曲線の面積からヒステリシス損失を算出させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁性体のシミュレーションプログラム。 - 磁性体を構成する要素群のいずれかの要素から分割された領域ごとの磁化が変化する場合、各領域内の磁気的エネルギーから生成される磁界と、前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化の変化を阻止する方向に働く磁化変化速度に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出する磁界算出部と、
前記領域ごとに算出された実効磁界と、前記領域ごとの磁化に基づいて、前記領域ごとに磁化変化量を求めて、前記領域ごとに前記変化後の磁化を算出する磁化算出部と、
前記領域ごとの変化前の磁化と前記変化後の磁化に基づいて、前記いずれかの要素における磁化が収束するかを判断する判断部と、
前記いずれかの要素における磁化が収束すると判断された場合の前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化および前記平均磁化に基づく静磁界との組み合わせを格納する記憶装置と、
を有することを特徴とする磁性体のシミュレーション装置。 - 磁性体を構成する要素群のいずれかの要素から分割された領域ごとの磁化が変化する場合、各領域内の磁気的エネルギーから生成される磁界と、前記各領域のうち磁化反転が生じた領域での磁化反転速度に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出する磁界算出部と、
前記領域ごとに算出された実効磁界と、前記領域ごとの磁化に基づいて、前記領域ごとに磁化変化量を求めて、前記領域ごとに前記変化後の磁化を算出する磁化算出部と、
前記領域ごとの変化前の磁化と前記変化後の磁化に基づいて、前記いずれかの要素における磁化が収束するかを判断する判断部と、
前記いずれかの要素における磁化が収束すると判断された場合の前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化および前記平均磁化に基づく静磁界との組み合わせを格納する記憶装置と、
を有することを特徴とする磁性体のシミュレーション装置。 - 磁性体のシミュレーション方法において、
コンピュータが、
前記磁性体を構成する要素群のいずれかの要素から分割された領域ごとの磁化が変化する場合、各領域内の磁気的エネルギーから生成される磁界と、前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化の変化を阻止する方向に働く磁化変化速度に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出し、
前記領域ごとに算出された実効磁界と、前記領域ごとの磁化に基づいて、前記領域ごとに磁化変化量を求めて、前記領域ごとに前記変化後の磁化を算出し、
前記領域ごとの変化前の磁化と前記変化後の磁化に基づいて、前記いずれかの要素における磁化が収束するかを判断し、
前記いずれかの要素における磁化が収束すると判断した場合の前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化および前記平均磁化に基づく静磁界との組み合わせを記憶装置に格納することを特徴とする磁性体のシミュレーション方法。 - 磁性体のシミュレーション方法において、
コンピュータが、
前記磁性体を構成する要素群のいずれかの要素から分割された領域ごとの磁化が変化する場合、各領域内の磁気的エネルギーから生成される磁界と、前記各領域のうち磁化反転が生じた領域での磁化反転速度に基づく実効磁界を、前記領域ごとに算出し、
前記領域ごとに算出された実効磁界と、前記領域ごとの磁化に基づいて、前記領域ごとに磁化変化量を求めて、前記領域ごとに前記変化後の磁化を算出し、
前記領域ごとの変化前の磁化と前記変化後の磁化に基づいて、前記いずれかの要素における磁化が収束するかを判断し、
前記いずれかの要素における磁化が収束すると判断した場合の前記領域ごとの磁化を平均した平均磁化および前記平均磁化に基づく静磁界との組み合わせを記憶装置に格納することを特徴とする磁性体のシミュレーション方法。
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