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誘導加熱解析事例

電界 有限要素法 静解析

静電界解析事例

1.概要

下図のようなモデルに対して、F-VOLTで静電界解析を行いました。
電極間の球体が金属の場合と誘電体の場合で電界分布がどのように変化するか解析してみました。

電界解析ソフトウェア F-VOLT

1-1.解析モデルの概要

今回解析しましたモデルの外観形状は図1の通りです。

形状的な対称性を利用すると、四分の一モデルでも解析できますが、今回は解析結果が見やすいように、二分の一モデルで解析します。
電極間の球体が金属の場合、その周囲は同電位になりますので(浮導体)、その境界条件を設定しました。
3次元電界解析モデル外観図

図1 ソリッドデータ外観図

1-2.解析仕様

物性条件

比誘電率
ケース1 ケース2 ケース3
電    極
球    体 1(金属) 100
誘  電  体 100

解析条件

図2のように、各電極に [1v] および[0v] を設定しました。 電位設定

図2 電位設定図

2.解析結果

電極間の球体が金属の場合と誘電体の場合で電位分布および電界分布は下図のようになりました。

2.1 電位分布コンター図 ( 単位:V)

3次元電界解析 電位分布

図3 球体:金属
/電極間:誘電体 (εr = 3)
3次元電界解析 電位分布

図4 球体:誘電体 (εr = 100)
/電極間:誘電体 (εr = 3)
3次元電界解析 電位分布

図5 球体:誘電体 (εr = 3)
/電極間:誘電体 (εr = 100)

2.2 電位分布グラフ ( 単位:V)

3次元電界解析 電位分布グラフ範囲

図6 グラフ化範囲

3次元電界解析 電位分布グラフ

図7 電位分布グラフ(Z方向)
3次元電界解析 電位分布

図8 電位分布グラフ(X方向)

2.3 電界分布コンター図 ( 単位:V/m)

3次元電界解析 電界分布

図9 球体:金属
/電極間:誘電体 ( εr = 3 )
3次元電界解析 電界分布

図10 球体:誘電体 (εr = 100)
/電極間:誘電体 (εr = 3)
3次元電界解析 電界分布

図11 球体:誘電体 (εr = 3)
/電極間:誘電体 (εr = 100)

2.4 電界分布グラフ ( 単位:V/m)

3次元電界解析 電位分布グラフ範囲

図12 グラフ化範囲

3次元電界解析 電位分布グラフ

図13 電界分布グラフ(Z方向)
3次元電界解析 電位分布

図14 電界分布グラフ(X方向)

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