理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
ELC500X2（電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 500）電磁界有限要素法特論Advanced lecture on electromagnetic field finite element method
阿波根 明Akira AHAGON
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学研究科Graduate School of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2023 |
| 授業コードClass code | YA509 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 金4/Fri.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| カテゴリーCategory | 電気電子工学専攻 |
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Outline (in English)
This course introduces the basics of the three-dimensional finite element method for electromagnetic field analysis and practical analysis techniques.
The goal of this course are to master the discretization technique with the finite element method from the governing equations of the electromagnetic field and to obtain applied technologies.
Lecture/Exercise (two-credits)
Students will be expected to have completed the required assignments after each class meeting. Your study time will be more than four hours for a class.
Your overall grade in the class will be decided based on the following
Presentation : 20% Short reports : 30%, in class contribution : 50%
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
商用周波数帯の電磁界解析を行うための三次元有限要素法の基礎を学ぶ．また，電気機器設計のための実用的な解析技術の学習を行う．
到達目標Goal
電磁界の支配方程式から有限要素法による離散化と応用技術の習得を目標とする．
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP2」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
電磁界解析に関する三次元有限要素法について講義を進める．初学者が理解できるように，数式変形の細部まで説明する．
また，適宜課題とそのフィードバックにより理解度を確認するとともにコミュニケーションを図る．
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：オンライン/online
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[オンライン/online]：ベクトル解析
電磁界解析と有限要素法に必要な数学的知識について学ぶ
第2回[オンライン/online]：有限要素法による定式化
支配方程式から有限要素法の離散化式の導出を行う
第3回[オンライン/online]：実習１
ソフトウェアを用いた基礎演習を行う
第4回[オンライン/online]：実習２
ソフトウェアを用いたヒステリシス，並列計算演習を行う
第5回[オンライン/online]：形状関数の導出１
スカラ形状関数とベクトル形状関数の求め方を学ぶ
第6回[オンライン/online]：形状関数の導出２
高次ベクトル形状関数へ拡張させる
第7回[オンライン/online]：形状関数の導出３
さらに発展した高次ベクトル形状関数とゲージの関係について学ぶ
第8回[オンライン/online]：ヒステリシス解析１
各種ヒステリシスモデルとプレイモデルの概要を学ぶ
第9回[オンライン/online]：ヒステリシス解析２
プレイモデルの有限要素法への適用について学ぶ
第10回[オンライン/online]：ヒステリシス解析３
プレイモデルの実用的な手法について学ぶ
第11回[オンライン/online]：連立方程式の解求法
大規模連立方程式解法であるICCG法などの反復法を学ぶ
第12回[オンライン/online]：梯子型回路１
梯子型回路の基礎理論について学ぶ
第13回[オンライン/online]：梯子型回路２
梯子型回路を用いた実用的な電磁界解析への応用について学ぶ
第14回[オンライン/online]：電磁力計算とまとめ
節点力法と誤差修正法による電磁力計算を学ぶ
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習時間は、各４時間を標準とします。】
授業内で皆さんの研究内容についてプレゼンをしていただきます．また，授業後に課題に対するレポートを提出していただくこともあります．
テキスト（教科書）Textbooks
特に指定なし．
参考書References
中田高義，髙橋則雄：「電気工学の有限要素法」，森北出版株式会社
五十嵐一，亀有昭久，加川幸雄，西口磯春，A.ボサビ：「新しい計算電磁気学」，培風館
成績評価の方法と基準Grading criteria
以下の配分で成績を評価します．
プレゼン（20%），レポート（30%），平常点（50%）．
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
なし．
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
オンライン授業の場合，ネットワーク環境と貸与ノートＰＣ，または同等以上のスペックを持つＰＣが必要．
その他の重要事項Others
教員の都合により，日程や講義の順序が入れ替わることがある．