JP7228840B2

JP7228840B2 - 解析装置、解析方法及び解析プログラム

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Publication number: JP7228840B2
Application number: JP2019173263A
Authority: JP
Inventors: 伸晃久野; 渉山田; 貴庸守山; 泰司鷹取; 光貴中村; 隆日景; 学山本
Original assignee: Hokkaido University NUC; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hokkaido University NUC; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2023-02-27
Anticipated expiration: 2039-09-24
Also published as: JP2021051467A

Description

本発明は、解析装置、解析方法及び解析プログラムに関する。

無線通信システムの高速化が進むにつれて、装置から発生する電磁界を適切に解析する必要性が高まっている。例えば、ＦＤＴＤ法（Finite-difference time-domain method）は、解析領域を多数のブロック（セル）に分割し、マクスウェル方程式を用いて、ブロックごとに予め定められた繰り返し回数まで電界と磁界を時間更新していく電磁界解析手法である。

ＦＤＴＤ法では、電界と磁界の時間更新を行うときに、前時間ステップにおける電界と磁界、及びブロックごとの導電率や透磁率などの媒質定数を用いる。そのため、電磁界解析のための計算には、ブロック数に応じた電界、磁界、媒質定数を保持するためのメモリが必要である（例えば、特許文献１～４参照）。

特開２０１２－００３５４６号公報特開２０１４－００６８５１号公報特開２０１５－０２２６９３号公報特開２０１７－０１１５１８号公報

従来、ＦＤＴＤ法には、ブロックごとに媒質定数を設定されたモデルが複数ある場合、モデルごとに媒質定数をメモリなどの記憶部から読出し、初期（０時刻）から電磁界の時間更新をやり直さなければならないため、長時間を要するという問題があった。

本発明は、データを記憶する記憶部からのデータの読出しを伴う計算時間を短縮させることができる解析装置、解析方法及び解析プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる解析装置は、ＦＤＴＤ法を用いて電磁界解析を行う解析装置において、複数のモデルそれぞれに対してブロックごとに定められた媒質定数を記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶している媒質定数を用いてブロックごとに電磁界成分を計算する計算部と、解析対象となる有限領域を、複数のモデル間で媒質定数が共通である複数のブロックからなる共通部分と、モデルごとに媒質定数が異なる複数のブロックからなる非共通部分とに領域分割する領域分割部と、前記共通部分に対する媒質定数を前記記憶部から１回読出すことにより、前記計算部が前記共通部分に対する電磁界成分を複数のモデルに対して更新する計算を行い、前記非共通部分に対する媒質定数を前記記憶部からモデルごとに読出すことにより、前記計算部が前記非共通部分に対する電磁界成分をモデルごとに更新する計算を行うように制御する制御部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる解析方法は、コンピュータがＦＤＴＤ法を用いて電磁界解析を行う解析方法において、解析対象となる有限領域を、複数のモデル間で媒質定数が共通である複数のブロックからなる共通部分と、モデルごとに媒質定数が異なる複数のブロックからなる非共通部分とに領域分割する領域分割工程と、複数のモデルそれぞれに対してブロックごとに定められた媒質定数を記憶する記憶部から前記共通部分に対する媒質定数を１回読出すことにより、前記共通部分に対する電磁界成分を複数のモデルに対して計算し、前記非共通部分に対する媒質定数を前記記憶部からモデルごとに読出すことにより、前記非共通部分に対する電磁界成分をモデルごとに計算する計算工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる解析プログラムは、上述した解析装置の各部としてコンピュータを機能させる。

本発明によれば、データを記憶する記憶部からのデータの読出しを伴う計算時間を短縮させることができる。

（ａ）は、屋内に人がいない場合の解析領域を多数のブロックに分割した状態を例示する図である。（ｂ）は、屋内に人がいる場合の解析領域を多数のブロックに分割した状態を例示する図である。２つのモデルを用いて解析領域に対する電磁界を解析する方法の第１例を模式的に示す図である。図２に示した電磁界を解析する方法を実施するために解析装置が行う処理例を示すフローチャートである。２つのモデルを用いて解析領域に対する電磁界を解析する方法の第２例を模式的に示す図である。図４に示した電磁界を解析する方法を実施するために解析装置が行う処理例を示すフローチャートである。一実施形態にかかる解析装置が有する機能を例示するブロック図である。２つのモデルを用いて解析領域に対する電磁界を解析装置が解析する方法を模式的に示す図である。図７に示した電磁界を解析する方法を実施するために解析装置が行う処理例を示すフローチャートである。一実施形態にかかる解析装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下に、ＦＤＴＤ法を用いた電磁界解析例を説明する。図１は、屋内（室内）における人（人体）の有無による電波伝搬特性の差を比較するために、ＦＤＴＤ法を用いる場合の解析領域を多数のブロックに分割した状態を例示する図である。図１（ａ）は、屋内に人がいない場合の解析領域を多数のブロックに分割した状態を例示する図である。図１（ｂ）は、屋内に人がいる場合の解析領域を多数のブロックに分割した状態を例示する図である。

図１（ａ）に示すように、解析領域１は、例えば室内の空間を多数のブロック２によって分割されている。ブロック２は、それぞれ媒質定数がモデルごとに設定されている。また、解析領域１は、周囲に吸収境界条件を設定された解析対象であり、ブロック２の数が有限となっている。

解析領域１には、例えば上方の１つの角に電磁界の送信点となる波源３が設けられているとする。解析領域１においては、媒質定数が均一である場合には、波源３を中心とする球面状（電界強度コンター図では放射状）に電波が伝搬されることとなる。また、室内において固定されている物体についての媒質定数は変化しないとする。

一方、解析領域１内に人がいる場合には、人の位置や姿勢によって解析領域１内の電磁界特性（電波伝搬における遮蔽など）が変化する。人の媒質定数が人の周囲の媒質定数とは異なるためである。

また、室内に人が存在している解析領域１に対して複数のモデルを適用する場合、複数のモデルそれぞれに用いられる媒質定数は、大部分のブロック２においてほぼ共通である。

例えば、図１（ｂ）に示すように、解析領域１は、複数のモデルそれぞれに用いられる媒質定数が共通である共通部分４と、複数のモデルそれぞれに用いられる媒質定数がモデルごとに異なる非共通部分５とに領域分割することが可能である。ここで、共通部分４は、人等がいない領域に相当する。また、非共通部分５は、人等が占有している領域に相当する。

次に、複数のモデルを用いて解析領域１に対する電磁界を解析する方法について説明する。ここでは、例えばコンピュータを解析装置として用いることとする。

図２は、２つのモデルを用いて解析領域１に対する電磁界を解析する方法の第１例を模式的に示す図である。図２に示すように、まず、解析装置は、ブロックごとに定められた第１モデルに対する媒質定数をメモリから読出し、第１モデルを用いてブロックごとに電界及び磁界を計算する。そして、解析装置は、第１モデルを用いて各ブロックの電磁界を所定の時間間隔で更新する計算を行う。このとき、解析装置は、電磁界の更新を行うごとに媒質定数をメモリから読出す。

解析装置は、第１モデルの計算が終了すると、ブロックごとに定められた第２モデルに対する媒質定数をメモリから読出し、第２モデルを用いてブロックごとに電界及び磁界を計算する。そして、解析装置は、第２モデルを用いて各ブロックの電磁界を所定の時間間隔で更新する計算を行う。このとき、解析装置は、電磁界の更新を行うごとに媒質定数をメモリから読出す。

このように、解析装置は、複数のモデルを用いて電磁界を解析する場合、例えば単一のモデルごとに計算を終了させる。そして、解析装置は、各モデルにおいて、媒質定数をメモリから読出し、電界・磁界の更新を行う。

図２に示した例では、モデル数をＭ、各モデルの収束までのタイムステップ数をＴ、各モデルのブロック数をＮとすると、媒質定数をメモリから読出すためにメモリにアクセスする回数は、Ｍ×Ｔ×Ｎ（回）となる。

図３は、図２に示した電磁界を解析する方法を実施するために解析装置が行う処理例を示すフローチャートである。

まず、解析装置は、計算対象モデルを更新し（Ｓ１００）、３次元（ｉ，ｊ，ｋ）絶対座標値をモデルに対して入力する（Ｓ１０２）。

ここで、ｉはｘ軸インデックス（ｉ＝１・・・Ｎｘ）、ｊはｙ軸インデックス（ｊ＝１・・・Ｎｙ）、ｋはｚ軸インデックス（ｋ＝１・・・Ｎｚ）であるとする。

次に、解析装置は、各座標値に対応する媒質定数を例えば以下のように割当てる（Ｓ１０４）。
Ｗ（１，１，１）＝ε_０（air）
Ｗ（１，１，２）＝ε_１（Glass）
Ｗ（１，１，３）＝ε_０（air）
Ｗ（１，１，４）＝ε_０（air）
Ｗ（１，２，１）＝ε_２（人体）
・
・
・
Ｗ（Ｎｚ，Ｎｙ，Ｎｚ）＝ε_０（air）

そして、解析装置は、時間ステップの更新を行う（Ｓ１０６）。次に、解析装置は、計算対象ブロックの媒質定数の読出しを行う（Ｓ１０８）。このとき、解析装置は、上述した各座標値に対応する媒質定数を読出す。

続けて、解析装置は、前時間ステップの電磁界成分を読込み（Ｓ１１０）、電磁界成分の計算・更新（Ｓ１１２）を行った後、全ブロックの計算が終了したか否かを判定する（Ｓ１１４）。解析装置は、全ブロックの計算が終了したと判定した場合（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）にはＳ１１６の処理に進み、全ブロックの計算が終了していないと判定した場合（Ｓ１１４：Ｎｏ）にはＳ１０８の処理に戻る。

Ｓ１１６の処理において、解析装置は、電界成分計算が収束したか否かを判定する。解析装置は、電界成分計算が収束したと判定した場合（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）にはＳ１１８の処理に進み、電界成分計算が収束していないと判定した場合（Ｓ１１６：Ｎｏ）にはＳ１０６の処理に戻る。

Ｓ１１８の処理において、解析装置は、全モデルについて計算を終了したか否かを判定する。解析装置は、全モデルについて計算を終了したと判定した場合（Ｓ１１８：Ｙｅｓ）には処理を終了し、全モデルについて計算を終了していないと判定した場合（Ｓ１１８：Ｎｏ）にはＳ１００の処理に戻る。

図４は、２つのモデルを用いて解析領域１に対する電磁界を解析する方法の第２例を模式的に示す図である。図４に示すように、解析装置は、複数のモデルを用いて電磁界を解析する場合に、全モデルの媒質定数をメモリから読出し、各時間ステップにおいて全モデルの電界・磁界を順次に更新する計算を行ってもよい。このとき、解析装置は、電磁界の更新を行うごとに全モデルの媒質定数をメモリから読出す。

図４に示した例では、モデル数をＭ、各モデルの収束までのタイムステップ数をＴ、各モデルのブロック数をＮとすると、媒質定数をメモリから読出すためにメモリにアクセスする回数は、Ｍ×Ｔ×Ｎ（回）となる。

図５は、図４に示した電磁界を解析する方法を実施するために解析装置が行う処理例を示すフローチャートである。

まず、解析装置は、全計算モデルの読込を行い（Ｓ２００）、各モデルの３次元（ｉ，ｊ，ｋ）絶対座標値をモデルそれぞれに対して入力する（Ｓ２０２）。

次に、解析装置は、各モデルの各座標値に対応する媒質定数をそれぞれ以下のように割当てる（Ｓ２０４）。

例えば、解析装置は、第１モデルに対して以下の媒質定数を割当てる。
Ｗ_１（１，１，１）＝ε_０（air）
Ｗ_１（１，１，２）＝ε_１（Glass）
Ｗ_１（１，１，３）＝ε_０（air）
Ｗ_１（１，１，４）＝ε_０（air）
Ｗ_１（１，２，１）＝ε_２（人体）
・
・
・
Ｗ_１（Ｎｚ，Ｎｙ，Ｎｚ）＝ε_０（air）

また、解析装置は、例えば第２モデルに対して以下の媒質定数を割当てる。
Ｗ_２（１，１，１）＝ε_１（Glass）
Ｗ_２（１，１，２）＝ε_１（Glass）
Ｗ_２（１，１，３）＝ε_０（air）
Ｗ_２（１，１，４）＝ε_０（air）
Ｗ_２（１，２，１）＝ε_２（人体）
・
・
・
Ｗ_２（Ｎｚ，Ｎｙ，Ｎｚ）＝ε_２（人体）

なお、解析装置は、モデルがＭ個である場合には、例えばＷＭ（Ｎｚ，Ｎｙ，Ｎｚ）＝ε_１（Glass）などを割当てる。

そして、解析装置は、時間ステップの更新を行う（Ｓ２０６）。次に、解析装置は、計算対象ブロックの媒質定数の読出しを行う（Ｓ２０８）。このとき、解析装置は、上述した各モデルの各座標値に対応する媒質定数を読出す。

続けて、解析装置は、前時間ステップの電磁界成分を読込み（Ｓ２１０）、電磁界成分の計算・更新（Ｓ２１２）を行った後、各モデルにおける全ブロックの計算が終了したか否かを判定する（Ｓ２１４）。解析装置は、各モデルにおける全ブロックの計算が終了したと判定した場合（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）にはＳ２１６の処理に進み、各モデルにおける全ブロックの計算が終了していないと判定した場合（Ｓ２１４：Ｎｏ）にはＳ２０８の処理に戻る。

Ｓ２１６の処理において、解析装置は、電界成分計算が収束したか否かを判定する。解析装置は、電界成分計算が収束したと判定した場合（Ｓ２１６：Ｙｅｓ）には処理を終了し、電界成分計算が収束していないと判定した場合（Ｓ２１６：Ｎｏ）にはＳ２０６の処理に戻る。

次に、データを記憶する記憶部からのデータの読出しを伴う計算時間を短縮させ、複数のモデルを用いて解析領域１に対する電磁界を解析する解析装置について説明する。

図６は、一実施形態にかかる解析装置１０が有する機能を例示するブロック図である。図６に示すように、解析装置１０は、記憶部１１、パラメータ設定部１２、配列初期化部１３、配列データ読取部１４、計算部１５、領域分割部１６及び制御部１７を有し、ＦＤＴＤ法を用いて電磁界解析を行う。例えば、解析装置１０は、複数のモデルを用いて解析領域１に対する電磁界を解析する。

記憶部１１は、解析空間情報記憶部１１０及びブロックモデル記憶部１１２を有し、例えばバス１００及びバス１０２を介してデータの読込み（書込み）及び読出しを可能にされたメモリなどによって構成されている。また、記憶部１１は、計算部１５及び領域分割部１６が処理した結果も記憶するようにされている。

解析空間情報記憶部１１０は、解析領域１に関する情報を記憶する。例えば、解析空間情報記憶部１１０は、上述したブロック２それぞれの媒質定数をモデルごとに記憶する。ブロックモデル記憶部１１２は、例えば上述した第１モデル及び第２モデルなどの複数のモデルを記憶する。

パラメータ設定部１２は、解析を行うための解析領域１に対する解析空間サイズ、ブロック（セル）サイズ、離散時間間隔の定義、解析モデル（アンテナや空間の条件等）の設定を行い、バス１００を介して設定値を記憶部１１に記憶させる。

配列初期化部１３は、解析を行うために必要なサイズの配列を、解析空間の電界及び磁界を算出するために確保し、バス１００を介して記憶部１１に記憶させる。

配列データ読取部１４は、算出に用いる配列データを読取り、バス１００を介して記憶部１１に記憶させる。

計算部１５は、電界成分計算部１５０、電界吸収境界条件計算部１５２、磁界成分計算部１５４、及び磁界吸収境界条件計算部１５６を有する。

電界成分計算部１５０は、解析空間情報記憶部１１０からブロックごとに媒質定数を読出し、ブロックモデル記憶部１１２から読出したモデルごとに各ブロック２に対する電界成分を計算し、バス１０２を介して計算結果を記憶部１１に記憶させる。

電界吸収境界条件計算部１５２は、解析領域１における電界成分の吸収境界条件を算出し、電界成分計算部１５０が算出した電界成分に対して吸収境界条件を適用する計算を行い、バス１０２を介して計算結果を記憶部１１に記憶させる。

磁界成分計算部１５４は、解析空間情報記憶部１１０からブロックごとに媒質定数を読出し、ブロックモデル記憶部１１２から読出したモデルごとに各ブロック２に対する磁界成分を計算し、バス１０２を介して計算結果を記憶部１１に記憶させる。

磁界吸収境界条件計算部１５６は、解析領域１における磁界成分の吸収境界条件を算出し、磁界成分計算部１５４が算出した磁界成分に対して吸収境界条件を適用する計算を行い、バス１０２を介して計算結果を記憶部１１に記憶させる。

領域分割部１６は、解析対象となる有限領域である解析領域１を、複数のモデル間で媒質定数が共通である複数のブロック２からなる共通部分と、モデルごとに媒質定数が異なる複数のブロック２からなる非共通部分とに領域分割し、バス１０２を介して領域分割した結果を記憶部１１に記憶させる。

制御部１７は、バス１０２を介して記憶部１１、計算部１５及び領域分割部１６を制御する。例えば、制御部１７は、上述した共通部分に対する媒質定数を記憶部１１から１回読出すことにより、計算部１５が共通部分に対する電磁界成分を複数のモデルに対して更新する計算を行うように制御する。また、制御部１７は、上述した非共通部分に対する媒質定数を記憶部１１からモデルごとに読出すことにより、計算部１５が非共通部分に対する電磁界成分をモデルごとに更新する計算を行うように制御する。

次に、図７，８を用いて解析装置１０の具体的な動作例について説明する。図７は、２つのモデルを用いて図１（ｂ）に示した解析領域１に対する電磁界を解析装置１０が解析する方法を模式的に示す図である。

図７に示すように、解析装置１０は、複数のモデルを用いて電磁界を解析する場合に、全モデルの媒質定数をメモリから読出し、各時間ステップにおいて全モデルの電界・磁界を順次に更新する計算を行う。このとき、解析装置１０は、波源３（図１（ｂ）参照）を基準点として、全モデルにおける共通部分４の各ブロック２に対する媒質定数をメモリからなる記憶部１１から１回読出し、モデルごとに非共通部分５の各ブロック２に対する媒質定数を記憶部１１から読出す。また、解析装置１０は、電磁界の更新を行うごとに、媒質定数をメモリから読出す。

つまり、解析装置１０は、モデル数が複数であっても、共通部分４に対する媒質定数をメモリから１回読出し、非共通部分５に対する媒質定数のみをモデルごとにメモリから読出して電磁界の計算を行う。

このとき、制御部１７（図６）は、共通部分４及び非共通部分５に対し、互いの境界面における境界条件を共通にするように制御する。また、計算部１５は、モデルごとに並列させて電磁界成分を計算する。

図８は、図７に示した電磁界を解析する方法を実施するために解析装置１０が行う処理例を示すフローチャートである。

まず、解析装置１０は、全計算モデルの読込を行い（Ｓ３００）、各モデルの３次元（ｉ，ｊ，ｋ）絶対座標値をモデルそれぞれに対して入力する（Ｓ３０２）。

次に、解析装置１０は、各モデルの各座標値に対応する媒質定数をそれぞれ以下のように割当てる（Ｓ３０４）。

例えば、解析装置１０は、座標値に基づいて共通部分４（図１（ｂ））に対して以下の媒質定数を割当てる。
Ｗ（１，１，２）＝ε_１（Glass）
Ｗ（１，１，３）＝ε_０（air）
Ｗ（１，１，４）＝ε_０（air）
・
・
・

また、解析装置１０は、座標値に基づいて非共通部分５に対して以下の媒質定数を割当てる。例えば、解析装置１０は、非共通部分５の第１モデルに対して以下の媒質定数を割当てる。
Ｗ_１（１，１，１）＝ε_０（air）
・
・
・
Ｗ_１（Ｎｚ，Ｎｙ，Ｎｚ）＝ε_０（air）

また、解析装置は、座標値に基づいて非共通部分５の第２モデルに対して以下の媒質定数を割当てる。
Ｗ_２（１，１，１）＝ε_１（Glass）
・
・
・
Ｗ_２（Ｎｚ，Ｎｙ，Ｎｚ）＝ε_２（人体）

なお、解析装置１０は、モデルがＭ個である場合には、例えばＷＭ（Ｎｚ，Ｎｙ，Ｎｚ）＝ε_１（Glass）などを割当てる。

次に、解析装置１０は、領域分割部１６が媒質定数に基づいて共通部分４と非共通部分５とを領域分割する（Ｓ３０６）。

そして、解析装置１０は、時間ステップの更新を行う（Ｓ３０８）。次に、解析装置１０は、前時間ステップの電磁界成分を読込み（Ｓ３１０）、共通部分４に対する電磁界成分の計算・更新（Ｓ３１２）を行った後、共通部分４と非共通部分５との境界条件を評価周波数と媒質定数に基づいて共有（共通化）する（Ｓ３１４）。

次に、解析装置１０は、非共通部分５に対する電磁界成分の計算・更新（Ｓ３１６）を行った後、共通部分４と非共通部分５との境界条件を評価周波数と媒質定数に基づいて共有（共通化）する（Ｓ３１８）。

その後、Ｓ３２０の処理において、解析装置１０は、電界成分計算が収束したか否かを判定する。解析装置１０は、電界成分計算が収束したと判定した場合（Ｓ３２０：Ｙｅｓ）には処理を終了し、電界成分計算が収束していないと判定した場合（Ｓ３２０：Ｎｏ）にはＳ３０８の処理に戻る。

このように、解析装置１０は、共通部分４に対する媒質定数の記憶部１１からの読出しを複数モデルでまとめて１回とし、電磁界の時間更新を並列計算して、記憶部１１に対するアクセス回数を減少させ、記憶部１１からのデータの読出しを伴う計算時間を短縮させる。

なお、非共通部分５の媒質が完全導体である場合、又は、評価周波数帯が第５世代移動通信（５Ｇ）候補周波数帯であって非共通部分５の媒質が人体程度の複素誘電率である場合においては、解析装置１０は、共通部分４と非共通部分５との境界条件のみを考慮し、非共通部分５の内部の電磁界計算を省略してもよい。

なお、解析装置１０が有する各機能は、それぞれ一部又は全部がハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。

すなわち、本発明にかかる解析装置１０は、コンピュータとプログラムを用いて実現することができ、プログラムを記憶媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

図９は、一実施形態にかかる解析装置１０のハードウェア構成例を示す図である。図９に示すように、解析装置１０は、例えば入力部２０、出力部２１、通信部２２、ＣＰＵ２３、メモリ２４及びＨＤＤ２５がバス２６を介して接続され、コンピュータとしての機能を備える。また、解析装置１０は、記憶媒体２７との間でデータを入出力することができるようにされている。

入力部２０は、例えばキーボード及びマウス等である。出力部２１は、例えばディスプレイなどの表示装置である。通信部２２は、例えば有線及び無線のネットワークインターフェースである。

ＣＰＵ２３は、解析装置１０を構成する各部を制御し、上述した計算等を行う。メモリ２４及びＨＤＤ２５は、データを記憶する記憶部１１を構成する。特に、メモリ２４は、上述した計算に用いる各データを記憶する。記憶媒体２７は、解析装置１０が有する機能を実行させる解析プログラム等を記憶可能にされている。なお、解析装置１０を構成するアーキテクチャは図９に示した例に限定されない。

以上述べた実施形態は、本発明の実施形態を例示的に示すものであって、限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様でも実施することができる。

１・・・解析領域、２・・・ブロック、３・・・波源、４・・・共通部分、５・・・非共通部分、１０・・・解析装置、１１・・・記憶部、１２・・・パラメータ設定部、１３・・・配列初期化部、１４・・・配列データ読取部、１５・・・計算部、１６・・・領域分割部、１７・・・制御部、２０・・・入力部、２１・・・出力部、２２・・・通信部、２３・・・ＣＰＵ、２４・・・メモリ、２５・・・ＨＤＤ、２６・・・バス、２７・・・記憶媒体、１１０・・・解析空間情報記憶部、１１２・・・ブロックモデル記憶部、１５０・・・電界成分計算部、１５２・・・電界吸収境界条件計算部、１５４・・・磁界成分計算部、１５６・・・磁界吸収境界条件計算部

Claims

ＦＤＴＤ法を用いて電磁界解析を行う解析装置において、
複数のモデルそれぞれに対してブロックごとに定められた媒質定数を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶している媒質定数を用いてブロックごとに電磁界成分を計算する計算部と、
解析対象となる有限領域を、複数のモデル間で媒質定数が共通である複数のブロックからなる共通部分と、モデルごとに媒質定数が異なる複数のブロックからなる非共通部分とに領域分割する領域分割部と、
前記共通部分に対する媒質定数を前記記憶部から１回読出すことにより、前記計算部が前記共通部分に対する電磁界成分を複数のモデルに対して更新する計算を行い、前記非共通部分に対する媒質定数を前記記憶部からモデルごとに読出すことにより、前記計算部が前記非共通部分に対する電磁界成分をモデルごとに更新する計算を行うように制御する制御部と
を有することを特徴とする解析装置。
前記制御部は、
前記共通部分及び前記非共通部分に対し、互いの境界面における境界条件を共通にするように制御すること
を特徴とする請求項１に記載の解析装置。
前記計算部は、
モデルごとに並列させて電磁界成分を計算すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の解析装置。
コンピュータがＦＤＴＤ法を用いて電磁界解析を行う解析方法において、
解析対象となる有限領域を、複数のモデル間で媒質定数が共通である複数のブロックからなる共通部分と、モデルごとに媒質定数が異なる複数のブロックからなる非共通部分とに領域分割する領域分割工程と、
複数のモデルそれぞれに対してブロックごとに定められた媒質定数を記憶する記憶部から前記共通部分に対する媒質定数を１回読出すことにより、前記共通部分に対する電磁界成分を複数のモデルに対して計算し、前記非共通部分に対する媒質定数を前記記憶部からモデルごとに読出すことにより、前記非共通部分に対する電磁界成分をモデルごとに計算する計算工程と
を含むことを特徴とする解析方法。
前記計算工程は、
前記共通部分及び前記非共通部分に対し、互いの境界面における境界条件を共通にして電磁界成分を計算すること
を特徴とする請求項４に記載の解析方法。
前記計算工程は、
モデルごとに並列させて電磁界成分を計算すること
を特徴とする請求項４又は５に記載の解析方法。
請求項１～３のいずれか１項に記載の解析装置の各部としてコンピュータを機能させるための解析プログラム。