概要

多くの要件が求められる電気機器の最適設計には、設計空間をできる限り広くとった大域的な設計探査が必要です。大域的な設計探査を行うためには多くの設計案の評価が必要なため、いかに高速に計算するかが課題になります。誘導加熱コイルのように三次元磁気回路を有し、かつ磁界解析と熱解析の連成が必要な場合、開発期間内に最適化が行えるかどうかが実用化に向けての大きな課題です。そのソリューションとして期待されているのが、代理モデルを援用した最適化計算です。
本事例では、JMAGで代理モデルを援用して誘導加熱コイルの寸法を最適化し、解析結果の妥当性と計算時間がどのくらい短縮するのかを確認しました。

図1　誘導加熱コイルの初期形状
本事例では誘導加熱コイルの形状最適化を行います。目的関数は温度偏差最小化、温度バイアス最小化、ジュール損最小化、設計変数はコイルの寸法や位置としました。