パラメータサーベイの実行方法

パラメータサーベイの実行方法#

pyemsol では，多数ケースの計算時に計算条件を更新することができます。

変更できる計算条件は，以下の通りです。

Note

pyemsol のインストール方法，基本情報については， Pythonによる実行 を参照してください。

pyemsol の実行手順（簡単に）#

pyemsol をPythonスクリプトで実行するには，以下の関数を順番に呼び出します。

Python code#
import pyemsol

# 初期化
pyemsol.initialize(json_data, current_directory)
# 計算条件の更新
for i in range(num_case):
    # 計算条件の更新
    # update Time_Function
    # json_data["18_Time_Function"] = new_time_function
    pyemsol.update_Time_Function(json_data)
    # 計算実行, 計算結果の取得
    output = pyemsol.solve()

# 計算終了
pyemsol.finalize()

pyemsol.initialize を使用して初期化し， pyemsol.solve を複数回実行することができます。 pyemsol.finalize で終了します。

pyemsol.solve を複数回実行できるようになったことで，計算条件を変更して，複数回計算を行うことができます。

材料特性の更新#

材料特性の更新は，以下のように，設計領域に指定したいプロパティに，is_DESIGN_DOMAIN(16.1) を指定します。

"is_DESIGN_DOMAIN" : 1 と指定されたプロパティは，次に示す反復計算手順内で材料物性を変更することが可能です。

JSON format from 2024.11#
"16_Material_Properties" :
{
    "EXTEND_TOTAL_for_COIL" : I,
    "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,
                "BH_CURVE_ID" : I
            },
            "is_DESIGN_DOMAIN" : 1
        }
    ]
}

材料特性を更新する方法は，二つあります。一つめは pyemsol.update_properties_to_elements を用いて，設計領域の材料特性を更新する方法です。詳細は， トポロジー最適化用設計領域の設定方法 を参照してください。

もう一つの方法は， pyemsol.update_properties_in_design_domain を用いて，設計領域に指定したプロパティの材料特性を更新する方法です。ここではこの方法について説明します。

pyemsol.update_properties_in_design_domain を用いて，設計領域に指定したプロパティの材料特性を更新する方法は，以下のように行います。

Python code#
    import pyemsol

    # 計算条件の初期化
    # json_data は input.json のデータ
    # current_directory は input.json のあるディレクトリ
    pyemsol.initialize(json_data, current_directory)

    # 材料特性の更新
    # default permeability = 1.0, update to 5.0
    permeability = 5.0
    matData = json_data["16_Material_Properties"]
    data3D = matData["16_1_3D_Element_Properties"]
    for element in data3D:
        if element["MAT_ID"] == 1:
            element["MagneticProperty"]["MU"] = permeability
            break

    # 計算条件の更新
    pyemsol.update_properties_in_design_domain(new_material_properties)
    # 計算実行, 計算結果の取得
    output = pyemsol.solve()

    # 計算終了
    pyemsol.finalize()

input.json 内の 16_Material_Properties の 16_1_3D_Element_Properties 内の is_DESIGN_DOMAIN を 1 に指定したプロパティの材料特性を更新することができます。

材料特性として，比透磁率 MU を更新する例を示しましたが，その他の材料特性も同様に更新することができます。 MagneticProperty 自体を更新することも可能です。

Python code#
    import pyemsol

    # 計算条件の初期化
    # json_data は input.json のデータ
    # current_directory は input.json のあるディレクトリ
    pyemsol.initialize(json_data, current_directory)

    # Initialize variables to hold MagneticProperty values
    magnetic_property_mat_id_10 = None
    data3D = matData["16_1_3D_Element_Properties"]
    for element in data3D:
        if element["MAT_ID"] == 10:
            magnetic_property_mat_id_10 = element["MagneticProperty"]
            break

    # 材料特性の更新
    matData = json_data["16_Material_Properties"]
    data3D = matData["16_1_3D_Element_Properties"]
    for element in data3D:
        if element["MAT_ID"] == 1:
            element["MagneticProperty"] = magnetic_property_mat_id_10
            break

    # 計算条件の更新
    pyemsol.update_properties_in_design_domain(new_material_properties)
    # 計算実行, 計算結果の取得
    output = pyemsol.solve()

    # 計算終了
    pyemsol.finalize()

プロパティの材料を，空気，鉄などに変更した感度解析を実行したい場合に有用化と思われます。

サンプルコードは， update_properties_in_design_domain を使用して設計領域の材料特性データを更新するサンプルコード を参照してください。

時間関数の更新#

時間関数の更新は，例えばモータ解析において，電流―トルク特性を計算する場合に使用できます。 時間関数は， 18_Time_Function(18) にて指定します。

ここでは， 交流表示(18.3) を用いた例を示します。

以下に示す時間関数 18_Time_Function(18) が 電気回路 NETWORK(17.9) に接続されているものとします。

JSON format from 2024.11#
    "18_Time_Function":
    [
        {
            "TIME_ID": I,
            "OPTION": 2,
            "AMPLITUDE": 1.0,
            "TCYCLE": 0.02,
            "PHASE": 0.0
        }
    ]

電流位相は 0.0 degで固定とし，電流振幅を変更する場合は，以下のように pyemsol.update_Time_Function を用いて，時間関数の振幅を更新します。

Python code#
    import pyemsol

    # 計算条件の初期化
    # json_data は input.json のデータ
    # current_directory は input.json のあるディレクトリ
    pyemsol.initialize(json_data, current_directory)

    # 時間関数の更新
    # 三相交流は，TIME_ID=1,2,3として定義されているとする。
    for current in current_rms:
        # 交流表示の時間関数の振幅を変更
        time_function = json_data["18_Time_Function"]
        for function in time_function:
            if function["TIME_ID"] == 1 or function["TIME_ID"] == 2 or function["TIME_ID"] == 3:
                function["AMPLITUDE"] = current

        # 計算条件の更新
        pyemsol.update_Time_Function(json_data)
        # 計算実行, 計算結果の取得
        output = pyemsol.solve()
        # 計算結果の処理


    # 計算終了
    pyemsol.finalize()

pyemsol.update_Time_Function の引数には， input.json のデータを指定してください。JSONデータに 18_Time_Function キーが含まれている必要があるためです。

電流位相を更新する場合は， PHASE を変更します。

サンプルコードは， update_Time_Function を使用して時間関数を更新するサンプルコード を参照してください。

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