電場解析チュートリアル動画(音声付)

CAEソフトFemtetの電場解析のチュートリアル動画です。複数の電極に異なる電位が設定された積層誘電体の電場解析の一連の操作手順を音声付で解説しています。

00:00 イントロダクション
00:23 新規プロジェクトの作成
00:48 誘電体と空気のモデル形状(直方体)を作成
03:03 電極のモデル形状(長方形)を作成
04:20 解析条件の設定
05:11 ボディ属性/材料定数の設定
06:55 電極の境界条件の設定
08:53 解析実行
09:32 解析結果(電界分布、電位分布、電極間の静電容量)の確認

 

 

【書き起こし】(2) 電場解析チュートリアル動画(音声付) 

(00:00) この電波解析のチュートリアルでは2層の 誘電堆積層構造体の内部に3枚の電極が ありそれぞれにプラス1ボルト プラスにボルト 0vの電位が与えられた場合の青電解の 分布を解析します 電解分布以外にも核電極間の静電容量を 結果として確認することができます プロジェクトを新規に作成します アプリケーション メニューから新規プロジェクトをクリック します 解析空間の設定として モデル単位がmm 解析空間として3次元解析となっている ことを確認しOKをクリックしますこれで 新規プロジェクトが作成できました モデル形状を作成します 充電体の直方体を2つ 空気領域の直方体を一つ 作図します モデルタブの基本図形グループから直方体 長さ指定をクリックします
(01:05) 視点を指定します X0 Y0Z0を入力し 次へをクリックします 幅を設定します ダイアログに幅10を入力し 次へをクリックします 奥行きを設定します ダイアログに奥行10を入力し 次へをクリックします 高さを設定します ダイアログに高さ1を入力し 完了をクリックしますこれで 充電体の直方体が一つできました 続けて 直方体を削除します 視点を指定します X0 Y0Z1を入力し 次へをクリックします 幅を設定します ダイアログに幅10を入力し 次へをクリックします 奥行きを設定します ダイアログに奥行10を入力し 次へをクリックします 高さを設定します
(02:09) ダイアログに高さ1を入力し 完了をクリックしますこれで 充電体の直方体が2つ作図できました さらに 続けて空気領域の直方体を削除します 視点を指定します X0 Y0 Z2を入力し 次へをクリックします 幅を設定します ダイアログに幅10を入力し 次へをクリックします 奥行きを設定します ダイアログに奥行10を入力し 次へをクリックします 高さを設定します ダイアログに高さ2を入力し 完了をクリックしてさらに 作図モード終了をクリックしますこれで 直方体が3つ作図できました 次に 内部電極の長方形2つを作成します モデルタブの基本図形グループから長方形 長さ指定をクリックします
(03:15) 視点を設定します x3.5 Yさん Z1を入力し 次へをクリックします 幅を設定します 幅3を入力して 次へをクリックします高さを設定します 高さ7を入力して 完了をクリックします 続けて2つ目の長方形を作成します 起点を設定します x3.5 Y0 Z2を入力し 次へをクリックします 幅を設定します 幅3を入力して次へをクリックします 高さを設定します 高さ 7を入力して 完了をクリックし最後に 作図モード終了をクリックしますこれで2 つの内部電極の長方形が作図できました 解析条件を設定します
(04:24) モデルタブの解析グループの解析条件を クリックし 解析条件の設定ダイアログを開きます ソルバの選択タブで電波解析 クーロンにチェックを入れます 電波解析タブをクリックします 解析の種類が正解石 容量値になっていることを確認します メッシュタブをクリックし メッシュサイズを設定します 標準メッシュサイズを自動的に決定するの チェックを外し 標準メッシュサイズを0.5とします さらに空気領域自動作成の空気領域を自動 作成するのチェックも外しますこれで解析 条件の設定ができました 先ほど作成した各ボディに ボディ属性と材料定数を設定します 上側の誘電体をハイライトしてクリックし 選択します 右クリックメニューのボディ属性 材料定数を選択します
(05:28) ボディ属性 材料定数ダイアログにおいて ボディ属性名としてサブ1 材料名としてアルミナを入力し 材料定数のデータ編集をクリックします 充電率タブの比充電率を10に設定しOK をクリックしさらにボディ属性材料定数 設定ダイアログもOKをクリックして終了 します 下側の誘電体をハイライトしてクリックし 選択します 右クリックメニューのボディ属性 材料定数を選択します ボディ属性 材料定数ダイアログにおいて ボディ属性名としてサブに 材料名としてプルダウンでアルミナを選択 しOKをクリックします 次に空気領域をハイライトしてクリックし 選択します 右クリックメニューのボディ属性 材料定数を選択します ボディ属性 材料定数ダイアログにおいて ボディ属性名としてアウトサイド
(06:31) 材料名としてエアーを入力し 材料定数のデータ編集をクリックします 誘電率タブの比喩電力を1に設定しOKを クリックしさらにボディ属性材料定数設定 ダイアログもOKをクリックして終了し ますこれでボディ属性 材料定数の設定は終わりです 電極の境界条件を設定します モデルタブの選択加工グループのボディ 選択のプルダウンを綿選択に変更します サブ2の上面にある情報系をハイライトし て クリックし 選択します 右クリックメニューから境界条件を選択し ます 境界条件ダイアログの境界条件名にV1を 入力し データ編集をクリックします 電気タブの境界条件の種類を電気壁 電位指定の電位の値を1ボルトに設定し OKをクリックします さらに境界条件ダイアログもOKを
(07:37) クリックして終了します 次にサブ1の上面にある長方形を ハイライトして クリックし 選択します 右クリックメニューから境界条件を選択し ます 境界条件ダイアログの教会条件名にV2を 入力し データ編集をクリックします 電気タブの境界条件の種類を電気壁 電位指定の電位の値を2Vに設定しOKを クリックしますさらに境界条件ダイアログ もOKをクリックして終了します 次にアース部分の境界条件を設定します モデルの底面をハイライトし クリックして選択します 右クリックメニューから境界条件を選択し ます 境界条件ダイアログの境界条件名にアース を入力し データ編集をクリックします 電気タブの境界条件の種類を電気壁 電位指定の電位の値をデイボルトに設定し OKをクリックしますさらに境界条件
(08:45) ダイアログもOKをクリックして終了し ますこれで境界条件の設定ができました 解析を実行します モデルタブの解析グループの解析実行を クリックすると すぐに解析が実行されます 解析が終了すると 解析終了ダイアログが表示されます フィールドを表示 及び テーブルを表示にチェックを入れ 解析結果を表示をクリックします すると解析結果ウィンドウに変わり 計算値テーブルが表示されます 計算値テーブルを閉じると メッシュ図が表示されます 解析結果を確認しますまずは電解ベクトル 図を表示します 解析結果タブの表示内容グループの フィールドタイプを電解に変更し 要素ベクトル図をクリックします 電解ベクトルズが表示されます
(09:51) 電位の高い電極V2から電位の低い電極 V1やアースに向かうように電解ベクトル が分布していることがわかります 続いて 電位のコンターズを表示します 解析結果タブの表示内容グループの フィールドタイプをデインに変更し コンターをクリックしますさらに 断面ボタンを押してモデルの中央部分の 断面図を表示します 電位が電極部位にから電極V1やアースに 向かって低くなるため コンターの色が赤から青に段階的に変化し ながら分布している様子がわかります 最後に電極間の静電容量を確認します 結果表示グループのテーブルのボタンを クリックし 容量を表示します アース v1v2にそれぞれ1番2番3番の電極 番号が振られていて 家電局間の容量値が表示されています最も 容量が大きいのは C1ハイフン2の3.0ピコファラットで
(10:54) あることがわかりますがこれはアースと V1の境界条件を設定した電極間の容量と いうことになります 逆に最も容量が小さいのは C1ハイフンさんの0.85ピコ ファラットであることが わかりますがこれはアースとV2の境界 条件を設定した電極間の容量ということに なります 電極間の距離が短く 面積が大きいほど容量値は大きくなる傾向 がありますがまさにその傾向がこのモデル の容量値の結果にも見られています 最後にプロジェクトファイルを保存します アプリケーション メニューから名前をつけて保存をクリック します 保存したプロジェクトをフェムテッドで 開くことで 後日 モデルや解析結果を確認いただくことが できます 電波解析のチュートリアルは以上となり ます フェムテッドヘルプのチュートリアルには 本動画で紹介した項目以外の参考情報が
(12:00) 掲載されておりますので ぜひご参照ください

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