積分方程式法の一種です。
磁気モーメント法、表面電荷法、代用電荷法などを改良、統合した独自の手法です。
積分方程式法は電磁気学的相互作用を連立方程式で解く手法です。

空間メッシュが不要です。
境界条件が不要です。
空間電場・空間磁場評価が連続的です。
粗い要素でも精度よく解けます。
計算スピードが速いです。
運動の計算が簡単です。

積分方程式法は電磁気学的相互作用を連立方程式で解く手法です。
しかし、単純な連立方程式を立てて解くと、不自然な解が得られることがあります。
そのため、市販ソフトとしては成立し難い状況です。
ELFシリーズでは独自の解析手法で連立方程式を立てることにより自然な解が得られます。

有限要素法はマクスウエルの方程式の微分形を解きます。
ポテンシャルを変数としています。
空間メッシュや境界条件が必要です。

積分方程式法はマクスウエルの方程式の積分形を解きます。
電場・磁場のソースを変数としています。
空間メッシュや境界条件が不要です。

例えば、境界要素法では境界のみを分割します。
境界のみの分割なので、凹凸のある磁性体や誘電体の解析が困難であり、
磁気飽和の取り扱いも困難です。

また、表面電荷法は境界要素法に近い手法です。
ELFシリーズは表面電荷法の手法を併用し、
電位を与える電極などの安定して精度の良い部分に利用しています。

さらに、磁気モーメント法は高速に解けますが、磁束の流れが乱れることがあります。
ELFシリーズは磁気モーメント法の手法を取込み、
独自の改良を1985年,1993年,2003年,2013年に行い、
磁束の流れが乱れない自然な解が得られるようにしました。

磁石、複雑なコイル形状、広い空間がある問題、物体が運動する場合なども簡単に計算できます。

複雑な電極、誘電率の高い誘電体なども簡単に計算できます。
精密な空間電場が計算できます。

荷電粒子が飛ぶ位置に空間メッシュを作成する必要がなく、
粒子点での電場・磁場をソースからの解析式で計算するので高精度で計算できます。
また、壁などで粒子を途中で止めたりすることもできます。

付属のプリ・ポストのみを使って形状データの作成や結果の表示が簡単にできます。
また、NASTRAN形式やUNIVERSAL形式やFemapなどの形状データを読み込んで変換して計算することもできます。

解析事例の場合はこの要素数で十分だと考えていますが、もっと大きな問題も解けます。
また、非常に少ない要素数で有限要素法と比べて同様の精度が出ます。

CPU 10980XE 18コアのPCで解いた時間です。
15,000元(1.7GB)の密行列マトリックス 4秒
30,000元(6.7GB)の密行列マトリックス 25秒
60,000元(26.8GB)の密行列マトリックス 173秒
120,000元(107.2GB)の密行列マトリックス 23分(予想)
180,000元(241.2GB)の密行列マトリックス 78分(予想)

ELFシリーズは高度に並列化してあります。
そのため、マルチコアで計算すると、ほぼ全ての部分で高速化されます。

使用パソコンの CPU Xeon 16コア

並列化数168421
マトリックス組み立て時間(速度比)4.03.32.51.61.0
マトリックスソルバー時間(速度比)10.06.53.61.91.0
空間磁場計算時間(速度比)11.06.53.61.91.0

OSは64ビットであること。(Windows 10,11 推奨)
メモリーは32GB以上推奨。メモリーの大きさによって、解ける問題の規模が変わります。
ハードディスクは SSD を推奨
CPUは Intel社製であること。
 ◎ AVX512に対応したCPU
 ○ AVX2に対応したCPU
コア数が並列化数以上のPCを推奨
並列計算にEコアを参加させると計算速度が落ちます。
Eコアを除外するには、BIOS設定するか、並列化数をPコア数以下に設定します。

ELF/MAGICの推奨PCの例です。
ELF/MAGIC

ELFINの推奨PCの例です。
ELFIN

ELF/BEAMの推奨PCの例です。
ELF/BEAM

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