有限体積法による三次元電位・電流分布解析

Three-dimensional electric potential and current distribution analysis with FVM


本稿では、三次元空間における電位・電流分布を有限体積法を用いて解析する。 具体的には解析領域を微小な立方体に分割し、それぞれに電流保存則を適用して巨大な連立一次方程式を立てて、解くというものである。 本稿では理論解が存在する球型・円筒型及び円錐台型の抵抗体の解析を行い、計算プログラムが妥当である事を確認した後、 複雑な形状であるH型管を用いた水電気分解装置の電流分布解析を行う。

In this report, I analyzed electric potential and current distribution in the three-dimensional space with Finite Volume Method. Concretely, first divide the analysis space into micro cubes, next apply Kirchhoff's Current Law to each cubes, finally set up huge coalition linear equation and solve it. After analyzing the ball type, cylinder type as well as truncated cone type resistor which has theoretical solutions and having confirmed that the calculation program is proper, I analyzed the electric current distribution of the water electrolytic cell using the H shaped glass tube which is complicated shape.


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図1 H型管内の電位分布
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図2 H型管内の電流分布
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図3 H型管内の連絡管接合部

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