FDTD法による多層構造導体のサージ特性評価と回路計算のためのモデリング

使用FDTD方法评估多层结构导体的浪涌特性并进行电路计算建模

• 批准号: 14750215
• 负责人: 馬場 吉弘
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750215/
• 关键词: FDTD法; サージ; 電磁界解析

(1)FDTD解析で一般に用いられる直方体セルではなく,対象とする導体系の境界面をフィッティングするのに適した任意多角形セルを用いるFDTD法に基づくサージ解析プログラムを作成し,同手法を用いた場合の計算精度,計算時間刻みの選定法および吸収境界近傍の電界の取扱い等について検討を行なった。その結果、任意多角形セルを用いる場合には,解析空間内に形の異なる数種類の電界・磁界ループが現れるため、直方体セルを対象にしたCourant(安定)条件をそのまま使用することはできないことが判明した。このため,任意多角形セルを用いた場合において安定に計算を行うための計算時間刻みの目安を求める式を導出し,その妥当性を実証した。また,多角形セルを用いる場合には,従来の吸収境界条件が適切に機能しない場合が生じることが明らかになった。この対策として,境界面に接する部分の一層を直方体セルで埋め尽くす手法を提案し,同手法が適切に機能することを明らかにした。(2)FDTD法を用いて,接地電極の過渡接地抵抗の解析を行った。その結果,電極電圧を電圧基準線によって評価する場合と電界積分によって評価する場合とでは,初期の2μsの応答がかなり異なるが,定常値はぼ同一となることが示された。また,電極から土中への電流流出率が,電流補助線の配置に大きな影響を受けることが判明した。大地誘電率を変化させても,電極の接地抵抗値は全く影響されないが,土中電極に沿った電流伝搬様相がその値によってかなり変化することが明らかになった。これらの事実は,土中電極の分布定数あるいは集中定数回路モデルを作成する上で極めて基本的かつ重要な知見である。以上の成果は,1件の雑誌論文として印刷公表されることが決まっている。また,上記以外に,この期間に行なった研究の成果は,2件の雑誌論文として印刷公表されており,3件が印刷公表されることに決まっている。

(1)FDTD analysis is generally used in the case of a rectangular body, and the boundary surface of the image guide system is used in the case of an arbitrary polygon. FDTD method is used in the case of a fundamental analysis, and the calculation accuracy is used in the case of a calculation time. The result is that the number of different shapes in the analytic space is different, and the number of different shapes in the analytic space is different. The calculation of stability in the case of arbitrary polygon is carried out in the calculation of time, and the calculation of safety is carried out in the case of arbitrary polygon In the case of polygonal shape, the absorption condition is appropriate, and the function is appropriate. The first layer of the interface is the first layer of the interface, and the second layer of the interface is the first layer of the interface. (2)FDTD method is used to analyze the transient grounding resistance of grounding electrode. As a result, the electrode voltage reference line is evaluated in the case where the voltage integral is evaluated, and the initial 2μs response is different, and the constant value is the same. The current outflow rate of the electrode in the earth is different, and the configuration of the current auxiliary line is greatly affected. The earth inductance is changed, the earth resistance value of the electrode is completely affected, and the earth electrode is changed along the current transfer phase. The distribution of electrodes in the soil is determined by the number of concentrated fixed circuits. The above results include one ambitious paper and one printed public report. In addition to the above, the results of the research during this period include 2 journal papers and 3 print reports.

项目成果

Yoshihiro Baba: "Lightning Return-Stroke Model Incorporating Current Distortion"IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 44・3. 476-478 (2002)

Yoshihiro Baba：“结合电流失真的闪电回程模型”IEEE 电磁兼容性交易 44・3 (2002)。