.. _12_Geometry: ################################## **12. 解析の次元と局所座標系** ################################## 解析モデルの次元を指定します。 二次元計算においては，入力メッシュデータファイルで入力された面要素（一次三角形，一次四辺形要素）を対称方向に ``DELTA_Z`` あるいは ``DELTA_THETA`` だけ拡張し，一次体積要素を生成し，三次元問題として解析します。 ``GEOMETRY`` =0の時は三次元メッシュをファイル *pre_geom* より入力します。``GEOMETRY`` =1,2,3,4の場合，いずれも入力は二次元メッシュであり，ファイル *pre_geom2D* を入力とします。 ``GEOMETRY`` =4の場合，二次元モデルにおける面要素は，z方向に拡張するときz=0(x-y)面で定義すること。角度方向に拡張するときはy=0(z-x)面で定義すること。 .. important:: ``GEOMETRY`` =1,2の二次元解析では，メッシュ定義面で磁束密度が，メッシュ奥行き方向で(渦)電流が計算されます。つまり， ``GEOMETRY`` =1では，Bx，ByとJzが， ``GEOMETRY`` =2では，Bx，BzとJyとして計算されます。 局所座標系を定義します。物性の非等方性 :paramdef:`ANISOTROPY(16.1)` や，外部電流磁場ソース :paramdef:`COIL(17.1)` ，磁化ベクトルソース :paramdef:`MAGNET(17.7)` ，二次元メッシュの三次元の拡張時に用います。 なお，全体座標系（直交座標系）が ``COORD_ID`` =0で定義されていますので、全体座標系を使用する場合は、定義する必要はありません。 --------------------- 設定項目 --------------------- :paramdef:`12_Geometry` JSONキー：解析の次元と局所座標系オブジェクト :paramdef:`GEOMETRY(12)` 入力メッシュの次元を指定 :paramdef:`DELTA_Z_THETA(12)` 二次元解析で拡張する長さを設定 :paramdef:`NO_LAYERS(12)` GEOMETRY=3の二次元軸対象解析時の360度の分割数を指定 :paramdef:`ADD_SYMMETRY(12)` 二次元解析時の拡張方向の境界条件の設定解除 :paramdef:`PITCH(12)` ヘリカルメッシュの捻りピッチを設定 :paramdef:`COORDINATE(12)` 局所座標系のタイトルカード :paramdef:`NO_COORDINATES(12)` 定義する局所座標系の数 :paramdef:`COORD_ID(12)` 局所座標系の識別番号 :paramdef:`TYPE(12)` 局所座標系の種類を指定 :paramdef:`XYZ0(13)` 局所座標系の原点の全体座標における座標 :paramdef:`EX_XYZ(13)` 局所座標系のx方向単位ベクトル :paramdef:`EZ_XYZ(13)` 局所座標系のz方向単位ベクトル --------------------- 設定フォーマット --------------------- .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション **解析の次元** :種類: 固定パラメータセット :行数: 1 :パラメータ数: 5 .. code-block:: text :caption: Text format * GEOMETRY * DELTA_Z_THETA * NO_LAYERS * ADD_SYMMETRY * PITCH * I I I I E **局所座標系** :種類: 固定パラメータセット :行数: 1 :パラメータ数: 2 .. code-block:: text :caption: Text format *COORDINATE * NO_COORDINATES * COORDINATE I 局所座標系を定義する場合は，以下のパラメータを設定する。 :種類: 追加パラメータセット :行数: 3*NO_COORDINATES :パラメータ数: 5,3,3 .. code-block:: text :caption: Text format * COORD_ID * TYPE * X0 * Y0 * Z0 * I I E E E * * EX_X * EX_Y * EX_Z * E E E * * EZ_X * EZ_Y * EZ_Z * E E E ====================== JSONフォーマット ====================== .. code-block:: json :caption: JSON format from 2024.11 "12_Geometry" : { "GEOMETRY" : I, "DELTA_Z_THETA" : E, "NO_LAYERS" : I, "ADD_SYMMETRY" : I, "PITCH" : E, "COORDINATE" : [ { "COORD_ID" : I, "TYPE" : I, "XYZ0" : [ E, E, E ], "EX_XYZ" : [ E, E, E ], "EZ_XYZ" : [ E, E, E ] } ] }, .. important:: :ref:`Release 2024.11 ` JSONフォーマットでは，これらのパラメータは定義しなくてもデフォルト値を使用します。 デフォルト値は詳細説明をご覧ください。 -------------- **詳細説明** -------------- ================ **12_Geometry** ================ .. paramdef:: 12_Geometry :JSONキー: 解析の次元と局所座標系オブジェクト -------------- **解析の次元** -------------- .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション :種類: 固定パラメータセット :行数: 1 :パラメータ数: 5 =================== **GEOMETRY** =================== .. paramdef:: GEOMETRY(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [1, 1] .. list-table:: 解析の次元 :header-rows: 1 * - 設定値 - 説明 * - 0 - 三次元メッシュをファイル *pre_geom* より入力する。 * - 1 - 二次元並進対称計算。XY平面で定義。Z方向に ``DELTA_Z`` の長さで1層積み上げた三次元メッシュで二次元と等価な計算を行う。 * - 2 - 二次元軸対称計算。ZX平面で定義。θ方向に ``DELTA_THETA`` の角度で1層積み上げた三次元メッシュで二次元と等価な計算を行う。 * - 3 - 解析モデルが軸対称のとき二次元メッシュより三次元メッシュを360度分自動生成する。印加磁場は軸対称でなくてもよく，三次元計算を行う。 * - 4 - 二次元メッシュをz方向あるいは角度方向に多層に拡張し，三次元メッシュを作成する。 *2D_to_3D* ファイルの入力が必要。 二次元計算においては，入力メッシュデータファイルで入力された面要素（一次三角形，一次四辺形要素）を対称方向に ``DELTA_Z`` あるいは ``DELTA_THETA`` だけ拡張し，一次体積要素を生成し，三次元問題として解析する。 ``GEOMETRY`` =0の時は三次元メッシュをファイル *pre_geom* より入力する。``GEOMETRY`` =1,2,3,4の場合，いずれも入力は二次元メッシュであり，ファイル *pre_geom2D* を入力とする。 ``GEOMETRY`` =4の場合，二次元モデルにおける面要素は，z方向に拡張するときz=0(x-y)面で定義すること。角度方向に拡張するときはy=0(z-x)面で定義すること。 =================== **DELTA_Z_THETA** =================== .. paramdef:: DELTA_Z_THETA(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [1, 2] :型: 実数 (E) :値: >= 0 :単位: m ( ``GEOMETRY`` =1), degree ( ``GEOMETRY`` =2) :説明: ``GEOMETRY`` =1,2のときに指定する。 ``GEOMETRY`` =0，3，4のとき不要。 ``GEOMETRY`` =1のとき ``DELTA_Z`` はz方向の要素長さ（m）。 ``GEOMETRY`` =2のとき， ``DELTA_THETA`` は角度方向要素角度（degree）。 :デフォルト値: 0 =================== NO_LAYERS =================== .. paramdef:: NO_LAYERS(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [1, 3] :型: 整数 (I) :値: >= 0 :説明: ``GEOMETRY`` =1,2のとき不要。 ``GEOMETRY`` =3のとき二次元メッシュより三次元メッシュを360度分自動生成する際に， ``NO_LAYER`` 層指定する場合に使用。 0を指定すると360層作成（デフォルト）。 ``GEOMETRY`` =1のとき0を指定。 :デフォルト値: 0 =================== ADD_SYMMETRY =================== .. paramdef:: ADD_SYMMETRY(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [1, 4] .. list-table:: 境界条件の設定解除 :header-rows: 1 * - 設定値 - 説明 * - 0 - 境界条件を設定する **デフォルト値** * - 1 - ``GEOMETRY`` =1のときXY面に， ``GEOMETRY`` =2のときRZ面にBn=0面を設定しない。 :paramdef:`CYCLIC(14)` で周期境界を指定する場合に使用。 =================== PITCH =================== .. paramdef:: PITCH(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [1, 5] :型: 実数 (E) :説明: ``GEOMETRY`` =1のとき（1層積み上げメッシュ），0以外の値(m)を入力するとヘリカルメッシュの捻りピッチ(m)としてメッシュに捻り変形を加える。 ``PITCH`` >0:右ねじ方向，<0:左ねじ方向。 :デフォルト値: 0 .. note:: 改訂履歴 :ref:`Release 12.0.3 ` 二次元解析でヘリカルメッシュの設定オプションを追加 -------------- **局所座標系** -------------- .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション :種類: 固定パラメータセット :行数: 1 :パラメータ数: 2 :種類: 追加パラメータセット :行数: 3*NO_COORDINATES :パラメータ数: 5,3,3 =================== **COORDINATE** =================== .. paramdef:: COORDINATE(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [1, 1] :型: 文字列 (S) :説明: ``COORDINATE`` を指定。 .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. paramdef:: NO_COORDINATES(12) **NO_COORDINATES** .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [1, 2] Type=I 定義する局所座標系の数。全体座標系は含めない。 以下，追加パラメータセット1をこの数だけ繰り返す。 ====================== **追加データ** ====================== .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション :種類: 追加パラメータセット :行数: 3*NO_COORDINATES :パラメータ数: 5,3,3 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ **COORD_ID** ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .. paramdef:: COORD_ID(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [2, 1] :型: 整数 (I) :値: >= 1 :説明: 局所座標系の識別番号。 .. caution:: 識別番号 **0** は全体座標系を示し，入力の必要はない。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ **TYPE** ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .. paramdef:: TYPE(12) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [2, 2] .. list-table:: 局所座標系の種類 :header-rows: 1 * - 設定値 - 説明 * - 1 - 直交（デカルト）座標系。(x,y,z)を局所座標とする。 * - 2 - 円筒座標系。(r, :math:`\theta` ,z)を局所座標とする。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ **XYZ0** ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .. paramdef:: XYZ0(13) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [2, 3]～[2, 5] :型: 実数 (E) :説明: 局所座標系の原点の全体座標における座標X0,Y0,Z0の成分。配列で指定する。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ **EX_XYZ** ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .. paramdef:: EX_XYZ(13) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [3, 1]～[3, 3] :型: 実数 (E) :説明: 局所座標系のx方向単位ベクトル :math:`e_x` の全体座標に対する成分。配列で指定する。 :math:`|e_x|=1` とすること。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ **EZ_XYZ** ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ .. paramdef:: EZ_XYZ(13) .. collapsible:: :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション .. code-block:: none :caption: 固定パラメータセット1 [row, col] = [4, 1]～[4, 3] :型: 実数 (E) :説明: 局所座標系のz方向単位ベクトル :math:`e_z` の全体座標に対する成分。配列で指定する。 円筒座標系( ``TYPE`` =2)はｚ軸を軸とし，角度はx軸をゼロとする。 :math:`|e_z|=1`. :math:`e_x \cdot e_y =1` とすること。 .. figure:: figs/localCoordinate.png :width: 200 :align: center :name: localCoordinate 図　局所座標系の例