coil第2タグ

[2021/10/05更新]

外部電流磁場ソースは, coil第2タグ を使って表し,下記に示す項目を最初に設定します.
coil第2タグの設定項目

既定値

説明

項目名

1

1

ソースの番号

SERIES_NO

1

2

外部電流磁場ソースの時間変化の番号

TIME_ID

1

3

0

外部電流磁場ソースの移動の番号

MOTION_ID

1

4

0

TP-EEC法を用いる場合のみ必要
0: 固定部内
1: 可動部内

IN_ROTOR

1

5

1

変形ポテンシャル番号

POTENTIAL


注釈

外部電流磁場ソースは,変形ポテンシャル領域になくてはなりません.
EMSolutionでは,各種外部電流磁場ソースを使う場合は,変形ポテンシャル領域を作成しなければなりません.
外部電流磁場ソースは,複数のコイル要素を組み合わせることも可能です.
これらのコイル要素は,種類に応じて 第3タグ を使って表します.
コイル要素の各設定項目は,元となるems入力ファイルのコイル要素のケースと同じく,配列として設定します.
インダクタンスおよび電磁力の積分領域が,元のコイル形状と同じである場合,バージョン1.4.0以降では,新たに,loop+, gce+, arc+, mesh+ 第3タグを使うことができます.
coil第2タグのコイル要素

第3タグ

説明

coordid第3タグ

直後に続くコイル要素の局所座標の番号

unif第3タグ

一様磁場

line第3タグ

無限直線コイル

loop第3タグ

軸対称矩形断面コイル

loop+第3タグ

積分領域を含めた軸対称矩形断面コイル

square第3タグ

gceとarcで構成される角型コイル

square+第3タグ

積分領域を含めた角型コイル

gce第3タグ

直方体形状のコイル部品

gce+第3タグ

積分領域を含めた直方体形状のコイル部品

arc第3タグ

矩形断面の円弧状コイル部品

arc+第3タグ

積分領域を含めた円弧状コイル部品

dipo第3タグ

ダイポール磁場

fgce第3タグ

直線状線分コイル部品

farc第3タグ

円弧状線分コイル部品

mesh第3タグ

六面体要素で定義されるコイル

mesh+第3タグ

積分領域を含めた六面体要素で定義されるコイル

loop-第3タグ

インダクタンスおよび電磁力の積分領域(loop)

square-第3タグ

インダクタンスおよび電磁力の積分領域(square)

gce-第3タグ

インダクタンスおよび電磁力の積分領域(gce)

arc-第3タグ

インダクタンスおよび電磁力の積分領域(arc)

mesh-第3タグ

インダクタンスおよび電磁力の積分領域(mesh)

loop-第3タグからmesh-第3タグまでのコイル要素は,磁場の発生源としてではなく,
対応するコイル要素のインダクタンスおよび電磁力の積分領域の設定として用います.

coil要素の記述方法

通常のタグは重複することはできませんが,上に列記したcoil第3タグは,
EMSolutionの入力ファイルの記述方法との兼ね合いで,個別に重複して記述することになっています.
例えば,直方体形状のコイル要素が2個ある場合,
coil:
  1 1
  gce:
    1
    0 0 0 1 0 0
    0 0 1 0 -1 0
    1
    1 0 0 0 0 0
    0 0 1 0 1 0
ではなく
coil:
  1 1
  gce:
    1
    0 0 0 1 0 0
    0 0 1 0 -1 0
  gce:
    1
    1 0 0 0 0 0
    0 0 1 0 1 0
と記述して下さい.

coordid第3タグ

コイル要素の座標系を局所座標系で表す場合に,局所座標系の番号を設定します.
直後に定義されるコイル要素の座標系を,設定した局所座標系とします.
coordid第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

直後に続くコイル要素の局所座標の番号

COORD_ID

unif第3タグ

一様磁場入力です.
unif第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

規格化磁場のx成分

BX

1

2

規格化磁場のy成分

BY

1

3

規格化磁場のz成分

BZ

1

4

一様磁場の磁気ベクトルポテンシャルの表現方法

A_FORM

line第3タグ

無限長の直線電流です.
line第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流量(規格化電流)

CURRENT

2

1

直線の通過する点のx座標

X0

2

2

直線の通過する点のy座標

Y0

2

3

直線の通過する点のz座標

Z0

2

4

直線の方向ベクトルのx成分

DX

2

5

直線の方向ベクトルのy成分

DY

2

6

直線の方向ベクトルのz成分

DZ

loop第3タグ

矩形型の断面を持った軸対称コイルです.
他のコイル要素と異なり,1行目が 規格化電流 のみとならないことに注意して下さい.
loop第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流量(規格化電流)

CURRENT

1

2

平均半径

RADIUS

1

3

中心のz座標

CENTER_Z

1

4

径方向の幅

RADIAL_W

1

5

軸方向の幅

AXIAL_W

loop+第3タグ

loop第3タグで定義される軸対称コイルと,同じ形状の積分領域を同時に定義します.
設定項目はloop第3タグと全く同じで,loop第3タグのタグ名を
looploop+
と変更するだけで,loop-第3タグを使って積分領域の定義を行う必要がなくなります.
積分領域の,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点数 を設定しないと,loop-第3タグの該当する既定値が用いられますが,loop-第3タグと同様に,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定することもできます.
つまり
coil:
  1 1
  loop+:
    100 0.031 0 0.01 0.1
coil:
  1 1
  loop:
    100 0.031 0 0.01 0.1
  loop-:
    100 0.031 0 0.01 0.1
は同じです.
また,
coil:
  1 1
  loop+:
    100 0.031 0 0.01 0.1
    2 10 10 6
と,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定すると,
coil:
  1 1
  loop:
    100 0.031 0 0.01 0.1
  loop-:
    100 0.031 0 0.01 0.1
    2 10 10 6
と同じになります.
loop第3タグの形状と積分領域が異なるケースでは,loop第3タグとloop-第3タグの両方を使って,軸対称コイルと,その積分領域を個別に定義して下さい.

square第3タグ

arc第3タグとgce第3タグで構成される角型コイルです.
ems入力ファイルには,該当するARCおよびGCEコイル部品として出力されます.
特定の角度の範囲の角型コイル,第一象限(0[deg]~90[deg]), 第一および第二象限(0[deg]~180[deg])にも対応できます.
2行目9列目の SQUARE_THETA に,90(第一象限), 180(第一および第二象限)を設定することで,全体ではない2種類の角度の角型コイルとすることができます.
SQUARE_THETA に (設定しない / 0 / 360)の3種類の角度を設定すると,0[deg]~360[deg]の角型コイル全体となります.
square第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流量(規格化電流)

CURRENT

2

1

中心軸の始点のx座標

X0

2

2

中心軸の始点のy座標

Y0

2

3

中心軸の始点のz座標

Z0

2

4

x軸方向の半長

AX1

2

5

y軸方向の半長

BY

2

6

x軸方向の直線部の半長

AX2

2

7

矩形断面の軸方向の幅

AXIAL_W

2

8

矩形断面の径方向の幅

RADIAL_W

2

9

0

角度の範囲

SQUARE_THETA

_images/squarecoil1.png
SQURARE_THETA設定項目には,0 以外に,360, 180, 90 の値のみ有効で,それぞれの値を設定した時に生成される角型コイルは,下記の(a)~(c)図のようになります.
_images/squarecoil2.png
coil:
  1 1
  square:
    100
    0 0 -50e-3 100e-3 100e-3 100e-3 50e-3

square+第3タグ

square第3タグで定義される角型コイルと,同じ形状の積分領域を同時に定義します.
設定項目はsquare第3タグと全く同じで,square第3タグのタグ名を
squaresquare+
と変更するだけで,square-第3タグを使って積分領域の定義を行う必要がなくなります.
積分領域の,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点数 を設定しないと,square-第3タグの該当する既定値が用いられますが,square-第3タグと同様に,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定することもできます.
つまり
coil:
  1 1
  square+:
    100
    0 0 -50e-3 100e-3 100e-3 100e-3 50e-3
coil:
  1 1
  square:
    100
    0 0 -50e-3 100e-3 100e-3 100e-3 50e-3
  square-:
    100
    0 0 -50e-3 100e-3 100e-3 100e-3 50e-3
は同じです.
また,
coil:
  1 1
  square+:
    100
    0 0 -50e-3 100e-3 100e-3 100e-3 50e-3
    2 10 10 6
と,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定すると,
coil:
  1 1
  square:
    100
    0 0 -50e-3 100e-3 100e-3 100e-3 50e-3
  square-:
    100
    0 0 -50e-3 100e-3 100e-3 100e-3 50e-3
    2 10 10 6
は同じになります.
square第3タグの形状と積分領域が異なるケースでは,square第3タグとsquare-第3タグの両方を使って,角型コイルと,その積分領域を個別に定義して下さい.
なお,squareおよびsquare+第3タグによって,ems入力ファイルに生成されるGCEおよびARCコイル部品は,下記の図に示すような順番(①, ②, ...)となります.
従って,算出されるインダクタンスなどの値も,下記のコイル部品の順番となります.
_images/squarecoil3.png

gce第3タグ

直方体の形状をしたコイル部品です.
gce第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流量(規格化電流)

CURRENT

2

1

中心軸の始点のx座標

XS

2

2

中心軸の始点のy座標

YS

2

3

中心軸の始点のz座標

ZS

2

4

中心軸の終点のx座標

XE

2

5

中心軸の終点のy座標

YE

2

6

中心軸の終点のz座標

ZE

3

1

断面半幅ベクトルaのx成分

W1X

3

2

断面半幅ベクトルaのy成分

W1Y

3

3

断面半幅ベクトルaのz成分

W1Z

3

4

断面半幅ベクトルbのx成分

W2X

3

5

断面半幅ベクトルbのy成分

W2Y

3

6

断面半幅ベクトルbのz成分

W2Z

gce+第3タグ

gce第3タグで定義される直方体形状のコイル部品と,同じ形状の積分領域を同時に定義します.
設定項目はgce第3タグと全く同じで,gce第3タグのタグ名を
gcegce+
と変更するだけで,gce-第3タグを使って積分領域の定義を行う必要がなくなります.
積分領域の,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点数 は,gce-第3タグの既定値が用いられますが,gce-第3タグと同様に,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定することもできます.
つまり
coil:
  1 1
  gce+:
    1500
    87.5e-3 0 25e-3 87.5e-3 50e-3 25e-3
    0       0 25e-3 12.5e-3 0     0
coil:
  1 1
  gce:
    1500
    87.5e-3 0 25e-3 87.5e-3 50e-3 25e-3
    0       0 25e-3 12.5e-3 0     0
  gce-:
    1500
    87.5e-3 0 25e-3 87.5e-3 50e-3 25e-3
    0       0 25e-3 12.5e-3 0     0
は同じです.
また,
coil:
  1 1
  gce+:
    1500
    87.5e-3 0 25e-3 87.5e-3 50e-3 25e-3
    0       0 25e-3 12.5e-3 0     0
    2 10 10 6
と,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定すると,
coil:
  1 1
  gce:
    1500
    87.5e-3 0 25e-3 87.5e-3 50e-3 25e-3
    0       0 25e-3 12.5e-3 0     0
  gce-:
    1500
    87.5e-3 0 25e-3 87.5e-3 50e-3 25e-3
    0       0 25e-3 12.5e-3 0     0
    2 10 10 6
と同じになります.
gce第3タグの形状と積分領域が異なるケースでは,gce第3タグとgce-第3タグの両方を使って,直方体形状のコイル部品と,その積分領域を個別に定義して下さい.

arc第3タグ

矩形型の断面をした円弧状の形状のコイル部品です.
arc第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流量(規格化電流)

CURRENT

2

1

円弧の中心座標のx成分

X

2

2

円弧の中心座標のy成分

Y

2

3

円弧の中心座標のz成分

Z

2

4

円弧の中心半径

RADIUS

2

5

矩形断面の軸方向の幅

AXIAL_W

2

5

矩形断面の径方向の幅

RADIAL_W

3

1

オイラー角α

ALPHA

3

2

オイラー角β

BETA

3

3

x2軸よりの始点角度Φ1

PHI1

3

4

x2軸よりの終点角度Φ2

PHI2

arc+第3タグ

arc第3タグで定義される矩形型断面の円弧状コイル部品と,同じ形状の積分領域を同時に定義します.
設定項目はarc第3タグと全く同じで,arc第3タグのタグ名を
arcarc+
と変更するだけで,arc-第3タグを使って積分領域の定義を行う必要がなくなります.
積分領域の,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点数 は,arc-第3タグの既定値が用いられますが,arc-第3タグと同様に,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定することもできます.
つまり
coil:
  1 1
  arc+:
    1500
    50e-3 50e-3 25e-3 37.5e-3 50e-3 25e-3
    0 0 0 90
coil:
  1 1
  arc:
    1500
    50e-3 50e-3 25e-3 37.5e-3 50e-3 25e-3
    0 0 0 90
  arc-:
    1500
    50e-3 50e-3 25e-3 37.5e-3 50e-3 25e-3
    0 0 0 90
は同じです.
また,
coil:
  1 1
  arc+:
    1500
    50e-3 50e-3 25e-3 37.5e-3 50e-3 25e-3
    0 0 0 90
    2 10 10 6
と,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定すると,
coil:
  1 1
  arc:
    1500
    50e-3 50e-3 25e-3 37.5e-3 50e-3 25e-3
    0 0 0 90
  arc-:
    1500
    50e-3 50e-3 25e-3 37.5e-3 50e-3 25e-3
    0 0 0 90
    2 10 10 6
と同じになります.
arc第3タグの形状と積分領域が異なるケースでは,arc第3タグとarc-第3タグの両方を使って,矩形型断面の円弧状コイル部品と,その積分領域を個別に定義して下さい.

dipo第3タグ

ダイポール形状の磁場です.
dipo第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

z軸方向磁場のx軸方向への規格化磁場勾配

DBZDX

fgce第3タグ

線分状の電流部品です.
fgce第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流(規格化電流)

CURRENT

2

1

始点のx座標

XS

2

2

始点のy座標

YS

2

3

始点のz座標

ZS

2

4

終点のx座標

XE

2

5

終点のy座標

YE

2

6

終点のz座標

ZE

farc第3タグ

円弧状の線分の電流部品です.
farc第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流(規格化電流)

CURRENT

2

1

円弧の中心座標のx成分

X

2

2

円弧の中心座標のy成分

Y

2

3

円弧の中心座標のz成分

Z

2

4

円弧の中心半径

RADIUS

3

1

オイラー角α

ALPHA

3

2

オイラー角β

BETA

3

3

x2軸よりの始点角度Φ1

PHI1

3

4

x2軸よりの終点角度Φ2

PHI1

mesh第3タグ

コイル用の六面体メッシュ(COIL_geom)を別途用意しておき,各要素の底面から上面へ電流が流れるコイルです.
mesh第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

各要素を流れる電流値(規格化電流)

CURRENT

1

2

要素の物性番号

MESH_ID

mesh+第3タグ

mesh第3タグで定義される六面体要素で構成されるコイルと,同じ形状の積分領域を同時に定義します.
設定項目はmesh第3タグと全く同じで,mesh第3タグのタグ名を
meshmesh+
と変更するだけで,mesh-第3タグを使って積分領域の定義を行う必要がなくなります.
積分領域の,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点数 は,mesh-第3タグの既定値が用いられますが,mesh-第3タグと同様に,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定することもできます.
つまり
coil:
  1 1
  mesh+:
    1 10
coil:
  1 1
  mesh:
    1 10
  mesh-:
    1 10
は同じです.
また,
coil:
  1 1
  mesh+:
    1 10
    2 10 10 6
と,電流方向分割数 および各種 ガウス積分点 を設定すると,
coil:
  1 1
  mesh:
    1 10
  mesh-:
    1 10
    2 10 10 6
と同じになります.
mesh第3タグの形状と積分領域が異なるケースでは,mesh第3タグとmesh-第3タグの両方を使って,六面体要素で構成されるコイルと,その積分領域を個別に定義して下さい.

loop-第3タグ

loop第3タグで定義される軸対称コイルのインダクタンスおよび電磁力の積分領域です.
loop第3タグと異なり,磁場は生成されません.
他のコイル要素と異なり,1行目が"規格化電流"のみとならないことに注意して下さい.
2行目を記載しない場合は,既定値が使われます.
loop-第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

規格化電流

CURRENT

1

2

平均半径

RADIUS

1

3

中心のz座標

CENTER_Z

1

4

径方向の幅

RADIAL_W

1

5

軸方向の幅

AXIAL_W

2

1

1

電流方向分割数

NDIV

2

2

5

径方向ガウス積分点数

INT_X

2

3

5

軸方向ガウス積分点数

INT_Y

2

4

3

z軸方向ガウス積分点数

INT_Z

gce-第3タグ

gce第3タグで定義されるコイルのインダクタンスおよび電磁力の積分領域です.
gce第3タグと異なり,磁場は生成されません.
4行目を記載しない場合は,既定値が使われます.
gce-第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

規格化電流

CURRENT

2

1

中心軸の始点のx座標

XS

2

2

中心軸の始点のy座標

YS

2

3

中心軸の始点のz座標

ZS

2

4

中心軸の終点のx座標

XE

2

5

中心軸の終点のy座標

YE

2

6

中心軸の終点のz座標

ZE

3

1

断面半幅ベクトルaのx成分

W1X

3

2

断面半幅ベクトルaのy成分

W1Y

3

3

断面半幅ベクトルaのz成分

W1Z

3

4

断面半幅ベクトルbのx成分

W2X

3

5

断面半幅ベクトルbのy成分

W2Y

3

6

断面半幅ベクトルbのz成分

W2Z

4

1

1

電流方向分割数

NDIV

4

2

5

ベクトルa方向ガウス積分点数

INT_X

4

3

5

ベクトルb方向ガウス積分点数

INT_Y

4

4

3

電流方向ガウス積分点数

INT_Z

arc-第3タグ

arc第3タグで定義されるコイルのインダクタンスおよび電磁力の積分領域です.
arc第3タグと異なり,磁場は生成されません.
4行目を記載しない場合は,既定値が使われます.
arc-第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

規格化電流

CURRENT

2

1

円弧の中心座標のx成分

X

2

2

円弧の中心座標のy成分

Y

2

3

円弧の中心座標のz成分

Z

2

4

円弧の中心半径

RADIUS

2

5

矩形断面の軸方向の幅

AXIAL_W

2

5

矩形断面の径方向の幅

RADIAL_W

3

1

オイラー角α

ALPHA

3

2

オイラー角β

BETA

3

3

x2軸よりの始点角度Φ1

PHI1

3

4

x2軸よりの終点角度Φ2

PHI2

4

1

1

電流方向分割数

NDIV

4

2

5

径方向ガウス積分点数

INT_X

4

3

5

軸方向ガウス積分点数

INT_Y

4

4

3

z軸方向ガウス積分点数

INT_Z

mesh-第3タグ

mesh第3タグで定義されるコイルのインダクタンスおよび電磁力の積分領域です.
mesh第3タグと異なり,磁場は生成されません.
電流方向分割数(NDIV)は1のみ有効です.
2行目を記載しない場合は,既定値が使われます.
mesh第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

規格化電流

CURRENT

1

2

コイルを表す要素の物性番号

MESH_ID

2

1

1

電流方向分割数

NDIV

2

2

5

x軸方向ガウス積分点数

INT_X

2

3

5

y軸方向ガウス積分点数

INT_Y

2

4

3

z軸方向ガウス積分点数

INT_Z

square-第3タグ

square第3タグで定義される角型コイルのインダクタンスおよび電磁力の積分領域です.
square第3タグと異なり,磁場は生成されません.
3行目を記載しない場合は,既定値が使われます.
square第3タグの設定項目

既定値

説明

項目

1

1

コイルを流れる総電流量(規格化電流)

CURRENT

2

1

中心軸の始点のx座標

XS

2

2

中心軸の始点のy座標

YS

2

3

中心軸の始点のz座標

ZS

2

4

x軸方向の半長

AX1

2

5

y軸方向の半長

BY

2

6

x軸方向の直線部の半長

AX2

2

7

矩形断面の軸方向の幅

AXIAL_W

2

8

矩形断面の径方向の幅

RADIAL_W

2

9

0

角度の範囲

SQUARE_THETA

3

1

1

電流方向分割数

NDIV

3

2

5

径方向ガウス積分点数

INT_X

3

3

5

軸方向ガウス積分点数

INT_Y

3

4

3

z軸方向ガウス積分点数

INT_Z