理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
ELC500X2(電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 500)電気機器の数理最適化特論Advanced Lecture on Mathematical Optimization of Electridal Machines
岡本 吉史Yoshifumi OKAMOTO
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 | 2022 |
授業コードClass code | YA543 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 春学期授業/Spring |
曜日・時限Day/Period | 火3/Tue.3 |
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)
The lecture is focused on learning the design optimization method "Topology Optimization", which is composed of 3-D finite element method and mathematical programming.
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
三次元有限要素法と最適化手法を礎とした電気機器の設計最適化手法「トポロジー最適化」について講義を行う.
到達目標Goal
有限要素法と最適化手法を併用し,簡易モデルに対して設計最適化を行える.
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. )
電気機器の設計最適化手法について,講義を進める.初学者でも理解できるように,複雑な定式化についても細部まで分かりやすい式変形に努める.
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:対面/face to face
※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。
1[対面/face to face]:改良磁気回路法
リング試料の解析
2[対面/face to face]:改良磁気回路法と電気回路の強連成解析
リング試料の解析
3[対面/face to face]:辺要素を用いた有限要素法による磁界解析 1
静磁界,ガラーキン法,節点要素・辺要素による空間方向の離散化
4[対面/face to face]:辺要素を用いた有限要素法による磁界解析 2
磁気非線形性を考慮した静磁界解析,過少緩和法,ニュートンラフソン法
5[対面/face to face]:辺要素を用いた有限要素法による磁界解析 3
A-φ法を使用した渦電流解析
6[対面/face to face]:辺要素を用いた有限要素法による磁界解析 4
電気回路方程式との強連成解析
7[対面/face to face]:辺要素を用いた有限要素法による磁界解析 5
三相交流電源との強連成解析
8[対面/face to face]:辺要素を用いた有限要素法による磁界解析 6
各種電動機の特性解析に必要な解析条件,鉄損解析手法
9[対面/face to face]:設計最適化手法概論
各種最適化手法の分類,トポロジー最適化
10[対面/face to face]:数理計画法
非線形最適化手法,制約条件の考慮法,KKT
11[対面/face to face]:随伴変数法 1
線形静磁界,非線形静磁界における随伴問題の求解
12[対面/face to face]:随伴変数法 II
時間領域渦電流解析における随伴問題の求解
13[対面/face to face]:随伴変数法 III
回路方程式との強連成時における随伴問題の求解
14[対面/face to face]:電気機器のトポロジー最適化
感度解析を援用したトポロジー最適化
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。】
オンライン講義の場合,同時双方向型講義を実施します.ノートテークして頂きますので,皆さんの貸与ノートパソコン等,比較的大きいモニターで講義を聴講してください.
テキスト(教科書)Textbooks
特に指定しない.
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
原武久:「非構造分野における有限要素法の基礎」,昭晃堂
Peter P. Silvester, Ronald L. Ferrari, "Finite elements for electrical engineers," CANBRIDGE
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
本間利久,五十嵐一,川口秀樹:「数値電磁力学 -基礎と応用-」,培風館
竹内則雄,樫山和男,寺田賢二郎:「計算力学 有限要素法の基礎」,森北出版株式会社
北村充:「数理計画法による最適化 実際の問題に活かすための考え方と手法」,森北出版株式会社
田村明久,村松正和:「工系数学口座17 最適化法」,共立出版株式会社
寒野善博,土谷隆:「東京大学工学教程 基礎系 数学 最適化法と変分法」,丸善出版株式会社
矢部博,八巻直一:「応用数値計算ライブラリ 非線形計画法」,朝倉書店
成績評価の方法と基準Grading criteria
レポート等を総合化して,成績を評価する.
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
貸与ノートPC
その他の重要事項Others
特になし.