Development of Advanced Numerical Techniques for Electromagnetic Field Computations for Design of Engineering Application Using High-Temperature Superconductor

开发用于高温超导体工程应用设计的电磁场计算先进数值技术

基本信息

  • 批准号:
    21K04016
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

電流ベクトル・ポテンシャル法で定式化された遮蔽電流密度方程式の初期値・境界値問題を時間に関して離散化すると,各時間ステップにおいて非線形境界値問題が得られる.しかしながら,高温超伝導薄膜がクラックを含む場合,非線形境界値問題にNewton法を適用すると,膨大な計算時間を浪費する.これは,Newton法の各反復で解くべき非対称鞍点問題に起因している.よく知られているように,鞍点問題は数値的に解くのが困難である.同問題を解く目的で零空間法や変数低減法(Variable Reduction Method, VRM)が開発されたが,両法は計算コストの高いQR分解を必要とする.この問題を解決する目的で,筆者等はQR分解を用いないで,対称鞍点問題のソルバーとして改良型変数低減法(improved VariableReduction Method, iVRM) [1] を定式化した.さらに,iVRM の性能を数値的に調べた結果,収束特性と計算コストの両面からiVRM はICCG 法よりも優れていることが判明した.本来,iVRM は対称鞍点問題のソルバーとして開発されたものであるから,そのままでは遮蔽電流密度解析に現れる非対称鞍点問題には適用できない.本年度は,非対称鞍点問題に適用できるようにiVRM の基本概念を拡張することによって,非対称鞍点問題の高性能ソルバーAiVRMとAiVRM2を開発することを成功した.[1]A. Kamitani et al.: “Linear-System Solver for EFG-Type Saddle-Point Problem without Using QR Decomposition,” Plasma Fusion Res., Vol. 17 (2022) Art. No. 2403014.
Current ベ ク ト ル · ポ テ ン シ ャ ル method で demean さ れ た covered current density equation is の early on numerical, boundary numerical problem を time に masato し て discretization す る と, each time ス テ ッ プ に お い て が problem on nonlinear boundary numerical ら れ る. し か し な が ら, high temperature and ultra 伝 guide film が ク ラ ッ ク を contain む occasions, nonlinear boundary numerical problem に を Newton law す る と, expands な computing time waste を す る. Youdaoplaceholder2 れ, Newton 's <s:1> repeated で solution くべ くべ non-symmetric saddle point problem に cause て て る る る. Youdaoplaceholder0 it is known that られて られて るように るように, the に solution of the saddle point problem るように values く が が is difficult である. With や く purpose で を solutions are zero space Method - low subtraction (Variable Reduction Method, VRM) が open 発 さ れ た が, struck は Method コ ス ト の high い QR decomposition を necessary と す る. で こ の を solve す る purpose, the author and other は QR decomposition を い な い で, said seaborne saddle point problem の ソ ル バ ー と し て altered - low subtraction (improved VariableReduction Method, iVRM) [1] を demean し た. さ ら に, iVRM の を performance of the numerical に adjustable べ た results, 収 beam computational コ と ス ト の struck surface か ら iVRM は ICCG method よ り も optimal れ て い る こ と が.at し た. Originally, iVRM は said seaborne saddle point problem の ソ ル バ ー と し て open 発 さ れ た も の で あ る か ら, そ の ま ま で は covered current density resolution に now れ る non said seaborne saddle point problem に は applicable で き な い. は this year, the polices according to saddle point problem に applicable で き る よ う に iVRM の basic concept を company, zhang す る こ と に よ っ て, non said seaborne saddle point problem の high-performance ソ ル バ ー AiVRM と AiVRM2 を open 発 す る こ と を successful し た. [1]A. Kamitani et al.: “Linear-System Solver for EFG-Type Saddle-Point Problem without Using QR Decomposition,” Plasma Fusion Res., Vol. 17 (2022) Art. No. 2403014.

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
超伝導リニア加速システムの FEM シミュレーション:電磁石電流がペレット速度に及ぼす影響
超导线性加速系统的有限元模拟:电磁铁电流对颗粒速度的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kazuki Fujita;Masaru Hasegawa;小川 公平,桐生 昭吾;高山彰優
  • 通讯作者:
    高山彰優
Improved Variable-Reduction Method for Asymmetric Saddle-Point Problem
非对称鞍点问题的改进变量约简方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Aoi Noda;Yota Matui;Weisen Luo;and Xiuqin Wei;Atsushi Kamitani
  • 通讯作者:
    Atsushi Kamitani
Numerical Approach to Enhanced-Performance of Superconducting Linear Accelerator Using Multiple-Electromagnets
利用多电磁体增强超导直线加速器性能的数值方法
Multi-Objective Optimization of Superconducting Linear Acceleration System for Pellet Injection by Using Finite Element Method
颗粒注射超导线性加速系统有限元多目标优化
  • DOI:
    10.1585/pfr.16.2401025
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    TAKAYAMA Teruou;YAMAGUCHI Takazumi;SAITOH Ayumu;KAMITANI Atsushi;NAKAMURA Hiroaki
  • 通讯作者:
    NAKAMURA Hiroaki
Numerical Simulation of Superconducting Linear Accelerator: Enhanced-Performance of Pellet Injection
超导直线加速器数值模拟:增强颗粒注射性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    清水 捷冶,石川 裕真;長谷川 勝;Teruou Takayama
  • 通讯作者:
    Teruou Takayama
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神谷 淳其他文献

HTS薄膜内遮蔽電流密度解析の高速化 II: QR分解とH行列法の実装
加速 HTS 薄膜中屏蔽电流密度的分析 II:QR 分解和 H 矩阵方法的实现
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高山 彰優;齋藤 歩;神谷 淳
  • 通讯作者:
    神谷 淳
拡張境界節点法の高速化
扩展边界节点法加速
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大西 章介;齋藤 歩;伊東 拓;神谷 淳;上浦 尚武;松井 伸之
  • 通讯作者:
    松井 伸之
境界型メッシュレス法の高速化手法
边界无网格法的加速方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    齋藤 歩;伊東 拓;松井 伸之;神谷 淳;齋藤歩,神谷淳
  • 通讯作者:
    齋藤歩,神谷淳
2次元定常電磁波散乱問題へのCollocation EFGM-BEMの適用
搭配EFGM-BEM在二维平稳电磁波散射问题中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    齋藤 歩;高山 彰優;神谷 淳
  • 通讯作者:
    神谷 淳
難分解性化合物分解に関与する2サブユニットのメタ解裂酵素の諸性質の比較
参与持久性化合物分解的双亚基元切割酶的特性比较
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Azham bin Zulkarnain;神谷 淳;岩田 健一;羽部 浩;野尻 秀昭;大森 俊雄
  • 通讯作者:
    大森 俊雄

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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超伝導磁気シールドに関する数値的研究
超导磁屏蔽数值研究
  • 批准号:
    07750337
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
強制冷却型超伝導コイルの安定性に関する数値的研究
强制冷却超导线圈稳定性数值研究
  • 批准号:
    03750188
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似海外基金

High Performance Shielding Current Density Analysis for Optimal Design of High-Temperature Superconducting Devices
用于高温超导器件优化设计的高性能屏蔽电流密度分析
  • 批准号:
    20K14709
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Time-Evolution Simulation of Shielding Current Density in High-Temperature Superconductor
高温超导体屏蔽电流密度的时间演化模拟
  • 批准号:
    17560245
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Numerical Simulation of Shielding Current Density in High-Temperature Superconductor by Parallel Processing on PC Cluster
PC集群并行处理高温超导体屏蔽电流密度数值模拟
  • 批准号:
    15607001
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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知道了