サイトTopへ
磁場・電場解析(2020年1月31日更新)

Ver.5の概要

Qm Light版 評価版ダウンロードのページ(最新Ver.5.0.26)

※Professional版を評価されたい場合は、上記Light版の登録を行った上で、販売代理店: 株式会社キャトルアイ・サイエンスまでご連絡下さい。

Qmに関しての簡単なQ&A

何故 3次元磁場解析はQmが有利なのか! FEM系のソフトとの違いについて、理論を交えてのもう少し詳しい説明(PDF)

一般的な電磁場解析法の分類の情報

以下はQmの極めて特徴的な機能のご紹介

製品概要と説明

ライセンス形態と価格


■Ver.5の概要(Ver.3.x→Ver.5.xのメジャーバージョンアップ:2019年12月24日リリース以降)

  1. 三角柱・三角形セルの追加

    磁石・磁性体・導体セルに三角柱・三角形が使用できるようになりました。
    (1)三角柱・三角形のセルを使用すると消費する未知数が増えるにも拘わらず、一般的に精度が低下する傾向があります。 この理由については、「三角柱・三角形セルの使用上の注意」を参照して下さい。
    (2)しかしながら、多くの要望から複雑な形状の多い最近のモデルの作りやすくするため、部分的に使用できる三角形系のセルを作成いたしました。

  2. 軸対称セルの追加

    上記を含めてセルの形状別の種類が(14→33)と大幅に増えています。

  3. ソリッドモデル表示

    OpenGLによるソリッドモデル表示の画面が追加されました。
    (1)Qmeは敢えて、解析結果の難を探しやすいようにワイヤーフレームモデルを基本に表示していますが、プレゼン用など、一般に言う美しくて説得力のある3D画像が必要場合もあります。 そういったニーズにお応えするため、ソリッドモデルのレンダリングウィンドウを追加しました。
    (2)ソリッドモデル画面でも、ピックや表示数値の確認、メインのソルバービューとの同期などができるようになっています。
    (3)メインのソルバービューとほぼ同等の操作が可能です。

  4. 出力物理量の整備

    起電力・渦電流・渦電流密度など出力物理量の追加や改良がされました。
    (1)渦電流密度は、電流密度を定義する断面を明確にしないと意味がありません。
    (2) Q5は導体セルのエッジがもつ特定断面での電流密度であると明確にしました。

  5. 出力物理量の制御

    Q5は多機能になり、出力物理量が肥大化してきました。これに対処するため、出力及び表示する物理量のコントロール機能を強化しました。
    (1)解析目的に不要な出力抑制すれば、メモリーや出力データの節約になります。
    (2)確認したい結果ののみに表示抑制をすれば、表示スピード、若干の計算速度の向上が見込めます。
    (3)表示抑制は表示していないだけなので、抑制解除すると再計算しなくても表示できるようになります。
    (4)出力抑制は計算の一部及びファイルへの入出力が抑制できます。

  6. 補助グラフの整備

    結果の描画・グラフの作成(対数軸表示など)に改良が加えられました。
    (1)Q3ではXYグラフ系(時系列グラフ・空間分布グラフ・時系列XYグラフ・その他のサンプルグラフ)のウィンドウがすべて共用で一つしかありませんでしたが、Q5では、ウィンドウ種類毎にインスタンスを個別の持っていますので同時表示ができます。
    (2)また、同じ種類のXYグラフは重ね描画ができ、比較グラフも簡単に作成できます。

  7. UIの全面的な整備

    コントロールパネル・ソルバービュー・各種補助ウィンドウを設計段階から改良しました。
    (1)GUIの部品群がWindows10, Qt Ver.12ベースのものに刷新され、見た目もスマートになりました。 Q3は、MFCベースでした。
    (2)解析結果のベクトル・セルカラー・フェイスカラー・等高線の表示コントールをこれまでのセル・物性番号での絞り込み以外に、再分割化した範囲(サブIDでの範囲指定)で、より部分的に絞り込んで表示できるようにしました。
    (3)コントロールパネルで冗長な適用ボタンを極力なくし、設定と結果評価がスムースに行えるようにしました。
    ▼重要な部分の入力では確認が必要です。
    (4)フォントを見やすくし、文字の大きさが大きめになっています。 また、ソルバービューのフォントサイズを変更できるようになりました。
    (5)コントールパネルの背景色で動磁場解析(赤色背景)か静磁場解析(青色背景)どちらをしているのか、常に確認することができるようになりました。

  8. 簡易応力計算・トルク計算

    簡易的に磁性体セルのみで応力・トルク計算
    の計算ができるようになりました。
    (1)Q3では空間場計算セルを配置して、マックスウェルの応力を計算する必要がありましたが、Q5では、磁性体表面を直接指定して簡易的にその部分のマックスウェルの応力が計算できるようになりました。
    (2)ただし、剪断応力計算などでは簡易応力計算では精度がかなり落ちますので、従来の空間場セルを使用する方法を採用して下さい。

  9. 新しくかつ安定した開発技術の採用

    ソースレベルでスクラッチ&ビルドを行い処理系をC++11, Qt Ver.12, Intel MKL 2018と新しくかつ少し安定した環境で開発しました。
    Q3は、MFCベースでした。

  10. 多言語対応

    現在は、ソフト本体のみですが、英語表記にも対応しています。
    (1)「メインメニュー」→「ヘルプ」→「バージョン情報」→「ユーザ登録(情報)」の画面で表示言語を切り替えることができます。 
    (2)言語切り替え後は、Q5本体を再起動して下さい。 再起動後、指定の言語に切り替わります。

複雑な動きをする導体に発生する渦電流の解析


渦電流が発生する導体が交錯して動くような解析例
湾曲したアルミ板が中央の磁石の周りを異なった方向に回転し相互に干渉しながら渦電流を発生
(Qmでは空間メッシュがないので非常に簡単に解析できますが、FEMの外場機能では不可能な解析です。)

回転方向が逆の例
渦電流ベクトルを値により
色分けで塗りつぶし
回転軸(Z軸とX軸)が異なる例
渦電流ベクトルは赤で値により
大きさを変更表示・セル色は
ジュール熱

解析結果を精査する多彩な表現力



すべての物理量のベクトルで以下の操作が可能になりました。
(1)ベクトルを値によって色分けする機能を追加しました。
(2)ベクトルが帰属するセルの物性番号毎に表示・非表示ができるようにしました。
 長さによる大きさの表示・頭の大きい塗りつぶしの表示も組み合わせて利用できます。


         ベクトル値による色表示              ベクトルの塗りつぶし表示


(3)等高線・セルカラー・ベクトルの値の色表示で、色スペクトルを指定した範囲で変更できます。
(4)Ver.5 からはOpenGLによるソリッドモデル表示がこれに加わりましたので、より多岐にわたる可視化ができます。


3次元リアルタイム磁場解析ソルバQm Ver.5.0(Light版, Professional版)
永久磁石同期モータトルク波形図
永久磁石同期モータのベンチマークモデル
電気学会「回転機の高精度数値シミュレーション
技術調査専門委員会」資料のモデルを計算
非対称穴あき導体モデルの渦電流分布図
非対称穴あき導体モデル
(TEAM Workshop Problem7 )

■製品概要と説明

製品概要 汎用3次元非線形動磁場解析のソルバです。計算条件等を変更・編集するためのプリ機能とマルチスレッドの技術を用い計算結果をリアルタイムに表示するポスト機能を持っています。
製品説明 1)汎用3次元非線形動磁場解析のソルバーです。

2)磁気モーメント法を利用したソルバーであるので、FEMのように空間メッシュが不要です。 また、積分法を改良することにより、モデルが粗いメッシュでも高精度が得られます。 短時間で有限要素法では得られることのできない高精度な結果が得られます。

3)運動及び渦電流(非線形磁性体を含む)を含めた解析ができます。
空間メッシュがないので、複雑な動きに関する解析にほとんど制限がありません。
・磁気シールドなど広い空間の解析、薄型モータなど3Dの漏れ磁場解析
・運動・動的な変化を数式(連続関数)を使用して複雑な合成関数・波形をサポートする機能
・渦電流が発生する導体が交錯して動くような解析(FEMの外場機能では不可能な解析)

4)誘導加熱解析等で必要なヒステリシス計算(任意波形によるマイナーループも考慮)・ジュール熱の計算ができます。

5)磁場解析をこれから始めようとする方へのチュートリアル・サンプル・ドキュメントが充実しています。

6)ソルバー自体にポスト機能が付いています。 ソルバービューに表示される形状図・ベクトル・図等高線図は、計算の進行に応じてリアルタイムに表示変更され、図の操作も可能です。 Ver.5 からソリッドモデル表示ができます。

7)ベクトル等をマウスでクリックすると値が画面上に表示されます。

8)起磁力・物性値・磁場計算点の間隔・対称条件・非線形収束計算条件等 はソルバーのコントロールパネルで編集できます。

9)ソルバーへの指示は、Windowsエクスプローラ風のコントロールパネルで行います。  コントロールパネルは設定項目を左のツリービューで選択し、右のペインで値を設定します。 コントロールパネルで操作した結果は、直ちにソルバービューに反映されます。 多岐にわたるソルバーのパラメータ設定でも、ソルバーの状態を見ながら、見通しよくダイレクトに操作できます。

10)30種以上の多彩な時系列関数とその数式演算機能で、運動・電流・一様変動磁場が汎用な合成関数で入力できる機能を持ちます。

11)運動は複雑な動きを関数で合成できる強制運動や回転系及び並進系の運動方程式との連成ができます。空間メッシュフリーなので運動モデル化の制限が非常に少ないです。

12)体積抵抗率・ヒステリシス・B-H曲線等動磁場の計算に便利な物性データベースを内蔵しています。

13)時系列グラフ・空間グラフ表示機能を持っています。 ジュール熱・マックウェル応力・トルクなどのグラフ・集計ができます。

14)タイムステップ進行状況がリアルタイムにコントロールできるパネルにより、1ステップずつグラフ等の結果を確認しながら計算したり、パックステップ、一部の条件を途中から変更できるステアリングが可能です。 

15)タイムステップの途中で計算を止めても、それまでの結果が保証されている自動リスタート機能を持っています。

16)リスタートに必要なファイルとして、内容が見えないバイナリファイルは使用していません。 テキストベースの入出力ファイル1個ででリスタートできます。 (表示方法を保存・再現するための補助的なXMLファイルを使いますがリスタートの解析には必須でありません。) 従いまして、データの互換性・可搬性・可読性・再利用性・加工性に優れています。 すなわち、解析ソフトウェアとしては信頼性を示す重要な要素の一つである入出力データの透明性を持っています。

17)多岐にわたる計算結果の図の表示方法を保存・再現する機能があります。 設定した図の表示方法をデータとともに記憶、再現できます。

18)円筒形の空間セル要素があります。 中心、半径、と分割数を与えるだけで、トルクが簡単に求めることができます。

19)ソルバービュー・グラフ等の画面をボタン一つでgif,jpg,png,bmp等の画像ファイルに取り込むことができます。 Professional版では、バッチ処理で撮るべきシーンの自動スケジューリングができます。(バッチ処理機能はProfessional版のみ)

20)64bit ネイティブ版のみです。

21)マトリックスソルバーは複数コアに対応したマルチスレッド版で並列化により高速です。
※インテル系のcpuのみになります。

製品詳細情報
サポート、サービス テクニカルサポート・導入・トレーニング・カスタマイズ・保守契約・バージョンアップiにつきましては、本ページ下段 株式会社キャトルアイ・サイエンス 第一営業部 までお問い合わせ下さい。

動作条件
ハードウェア 最低条件
 CPU 1GHz 64bit(x64)
 メモリー 2GB以上(64bit)
 ストレージ 50GB以上
 画面解像度 1280X768以上
推奨
 CPU DualCore相当以上のCPU
 メモリー 4GB以上
ソフトウェア 対応OS
 Windows10 詳しくはこちらをご覧下さい。

■ライセンスと価格

価格等
ライセンス形態 Light版 年間レンタルのノードロック、シングルユーザライセンス
 指定の一台のPCで、登録ユーザ様一名のみが使用できます。
Professional版 無期限のノードロック、シングルユーザライセンス
 指定の一台のPCで、登録ユーザ様一名のみが使用できます。
価格 Light版 \216,000- (税込/年間レンタル) プリプロセッサPを含む
Professional版  \1,620,000- (税込/ライセンス) プリプロセッサPを含む
Professional版は上記価格の他に次年度から年間保守\324,000-(税込/ライセンス)が必要です。


リストマーク お問い合わせ先 
  販売代理店 :
株式会社キャトルアイ・サイエンス 第一営業部
TEL 0774-39-8687 FAX 050-3356-9006
email E-Mail:sales1@i4s.co.jp

製造元 :
株式会社シフトロック
email E-Mail:info@slock.co.jp

サイトTopへ