.. _16_Material_Properties:

##################################
**16. 要素特性**
##################################

メッシュに対する物性値を割り当てる項目を宣言します。  
詳細な定義は以下で行います。

:ref:`16_1_3D_Element_Properties`

:ref:`16_2_2D_Element_Properties`

:ref:`16_1_2_ES_3D_Element_Properties`

---------------------
設定項目
---------------------
:paramdef:`16_Material_Properties`    JSONキー：要素特性オブジェクト

:paramdef:`EXTEND_TOTAL(16)`    ``COIL(17.1)`` を使用する際に，トータルポテンシャル領域を変形ポテンシャル領域から一層拡張するオプション。

:paramdef:`EXTEND_TOTAL_for_COIL(16)`    JSONキー： ``COIL(17.1)`` を使用する際に，トータルポテンシャル領域を変形ポテンシャル領域から一層拡張するオプション。

:paramdef:`THIN_CRITERION(16)`    ``THIN_CRITERION`` （アスペクト比）の体積要素に  ``THIN_ELEMENT`` が適用される。
    
---------------------
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


    .. code-block:: none
        :caption: 固定パラメータセット1

        [row, col] = [1, 3]
        Type=I

    .. code-block:: text
        :caption: Text format

        * NO_MAT_IDS *  EXTEND_TOTAL *  NO_SMAT_IDS *
            I              I             I

======================
JSONフォーマット
======================

.. code-block:: json
    :caption: JSON format from 2024.11

    "16_Material_Properties" : 
    {
        "EXTEND_TOTAL_for_COIL" : I,
        "THIN_CRITERION" : E,
        "16_1_3D_Element_Properties" : 
        [
            {
                "MAT_ID" : I,
                "POTENTIAL" : I,
                "ElectricProperty" : 
                {
                    "conductivity" : 
                    {
                        "comment" : "SIGMA_XYZ for anisotropic, or isotropic SIGMA if not defined.",
                        "SIGMA" : E
                    }
                },
                "MagneticProperty" : 
                {
                    "comment" : "MU_XYZ for anisotropic, or isotropic MU if not defined.",
                    "MU" : E
                }
            },
            {
                "MAT_ID" : I,
                "POTENTIAL" : I,
                "ElectricProperty" : 
                {
                    "conductivity" : 
                    {
                        "comment" : "SIGMA_XYZ for anisotropic, or isotropic SIGMA if not defined.",
                        "SIGMA" : E
                    }
                },
                "MagneticProperty" : 
                {
                    "comment" : "MU_XYZ for anisotropic, or isotropic MU if not defined.",
                    "MU" : E,
                    "BH_CURVE_ID" : I
                }
            }
        ]
    }

---------------------
**詳細説明**
---------------------

======================
**16_Material_Properties**
======================
.. paramdef:: 16_Material_Properties

:JSONキー: 要素特性オブジェクト


.. collapsible:: 
    :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション

    **MAT_IDS(テキストのみ)**
        .. code-block:: none
            :caption: 固定パラメータセット1

            [row, col] = [1, 1]
            Type=I

    体積要素物性番号数。メッシュ入力体積要素（二次元解析の時は面要素）にある物性総数。

==========================================
**EXTEND_TOTAL(テキスト)  EXTEND_TOTAL_for_COIL(JSON)**
==========================================
.. paramdef:: EXTEND_TOTAL(16)
.. paramdef:: EXTEND_TOTAL_for_COIL(16)

.. 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]

.. list-table:: トータルポテンシャル領域の拡張
   :header-rows: 1

   * - 設定値
     - 説明
   * - 0: **デフォルト値**
     - トータルポテンシャル領域を変形ポテンシャル領域に拡張しない。
   * - 1
     - トータルポテンシャル領域を変形ポテンシャル領域に拡張する。

=1のとき，トータルポテンシャル領域を一層変形ポテンシャル領域に拡張する。節点力を求めるとき必要 :paramdef:`FORCE_NODAL(10.3)` , :paramdef:`FORCE_NODAL(11)` 。節点力を求める場合には，導体や磁性体の周りに一層以上の空気領域が必要なため。また，磁性体を含む解析で，磁気スカラポテンシャルを用いる場合( :paramdef:`POTENTIAL(3)` = 1,3)， ``EXTEND_TOTAL_for_COIL`` =1 とする。

.. note::
    導体や磁性体の表面を含めた節点力を求める場合には，表面の節点がトータルポテンシャル領域に含まれるようにする必要がある。つまり，導体や磁性体の表面がトータルポテンシャル領域と変形ポテンシャル領域の境界面だと境界面上の節点の節点力が計算できないため。

.. collapsible:: 
    :title: テキストフォーマットの折りたたみセクション

    **NO_SMAT_IDS**
    
    .. code-block:: none
        :caption: 固定パラメータセット1

        [row, col] = [1, 1]
        Type=I

    面物性番号数。表面インピーダンス面要素，ギャップ要素および非磁性薄板要素の特性総数。

==========================
**THIN_CRITERION**
==========================
.. paramdef:: THIN_CRITERION(16)
    
.. 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]
        Type=E

        * THIN_CRITERION * NO_MAT_IDS *
            E              I
        * MAT_IDS *
            I

    NO_MAT_IDS: 体積要素番号数
    MAT_IDS: 体積要素ID

:型: 実数 (E)
:説明: 六面体及び三角柱要素の長辺と短辺の比（アスペクト比）が ``THIN_CRITERION`` （アスペクト比の閾値）より大きい体積要素に対して ``THIN_ELEMENT`` が適用される。


.. note:: 
    ``THIN_ELEMENT`` とは，六面体及び三角柱要素の長辺と短辺の比（アスペクト比）が ``THIN_CRITERION`` より大きい場合，つまり扁平な要素に適用することで扁平な要素による収束計算の悪化が改善し，計算精度を向上させることができる。

    ただし，扁平な要素間で磁束密度の変化が少ない場合に有効であり，渦電流が発生する導体表面の扁平な要素では効果が小さいため，空気領域に適用するのが効果的である。