そろばん格子CIP法による日常生活内の任意物性・形状物体がある時の電磁波解析

1.研究目的とその意義・重要性双曲型方程式の数値解法である矢部によって提案されたCIP(Cubic Interpolation Polynomial(Yabe,1985))法と、CIP法に適した解適合格子であるそろばん格子(Yabe et. Al,2004)を用いた新しい汎用的電磁波解析手法を確立とその応用を行う。例えば日常的に最も我々に関連する電磁波の人体への影響は人体自身の分散性と携帯電話等に代表される複雑形状機器が関連する課題であり、FDTD(Finite-Difference Time-Domain)法に代表される差分法より計算精度の高いCIP法の適用と、境界適合格子の様な座標変換を一切用いないCIP法-そろばん格子による解析はFDTD法以上の成果が期待できる。2.研究実績平成17,18年度に確立したMaxwell方程式に対するCIP法と特性曲線法・方向分離法を用いて誘電体・金属がある場合の電磁波解析手法に、解適合そろばん格子を電磁場の状態に合わせて格子配置を行う事で電磁場の高精度解析を可能にした。前年度までの課題であったそろばん格子との整合性や手法最適化についても検証を行い、FDTD法では境界の正確な扱いが困難であるねじの様な複雑形状物体と電磁波の相互干渉といった問題に対しても十分な精度が得られた。更に本手法の電磁波解析手法確立(平成17-本年度雑誌論文・発表)を基にBKW/Vlasov方程式等への幅広い適用も示す事が出来た。しかし現在も他手法に於いて電磁波解析の最新の提案が成されており、応用範囲も多様である事から本課題終了後も実際の様々な実験的検証・計算効率の向上等も含め不可欠であるが、本課題研究期間内の論文等研究成果等を基に各方面で徐々に応用が拡がっており、本手法の有効性・今後の実用性を示す事が出来たと思われる。

1.研究目的とその意義・重要性双曲型方程式の数値解法である矢部によって提案されたCIP(Cubic Interpolation Polynomial(Yabe,1985))法と、CIP法に適した解適合格子であるそろばん格子(Yabe et. Al,2004)を用いた新しい汎用的電磁波解析手法を確立とその応用を行う。例えば日常的に最も我々に関連する電磁波の人体への影響は人体自身の分散性と携帯電話等に代表される複雑形状機器が関連する課題であり、FDTD(Finite-Difference Time-Domain)法に代表される差分法より計算精度の高いCIP法の適用と、境界適合格子の様な座標変換を一切用いないCIP法-そろばん格子による解析はFDTD法以上の成果が期待できる。2.研究実績平成17,18年度に確立したMaxwell方程式に対するCIP法と特性曲線法・方向分離法を用いて誘電体・金属がある場合の電磁波解析手法に、解適合そろばん格子を電磁場の状態に合わせて格子配置を行う事で電磁場の高精度解析を可能にした。前年度までの課題であったそろばん格子との整合性や手法最適化についても検証を行い、FDTD法では境界の正確な扱いが困難であるねじの様な複雑形状物体と電磁波の相互干渉といった問題に対しても十分な精度が得られた。更に本手法の電磁波解析手法確立(平成17-本年度雑誌論文・発表)を基にBKW/Vlasov方程式等への幅広い適用も示す事が出来た。しかし現在も他手法に於いて電磁波解析の最新の提案が成されており、応用範囲も多様である事から本課題終了後も実際の様々な実験的検証・計算効率の向上等も含め不可欠であるが、本課題研究期間内の論文等研究成果等を基に各方面で徐々に応用が拡がっており、本手法の有効性・今後の実用性を示す事が出来たと思われる。