Eigenfrequency と Frequency Domain の違い

Eigenfrequency Frequency Domain
何を解いているか 外部からの励振が一切ない状態で,系が本来持っている固有周波数と電磁場分布を求める解析です.数学的には「同次の固有値問題」を解いている.結果として得られるのは
  • 固有値.固有(共振)振動数のこと.減衰がある場合は複素数になる.
  • 固有関数.対応するモードの電磁場分布.
であり,外力に対する応答振幅は出てこない.
あらかじめ与えた周波数・大きさの調和外力(正弦波励振)に対して,系がどのように定常応答するかを計算する解析です.結果は複素数の場量(振幅と位相)として得られる.
典型的な用途 共振の状態を知るため
  • 共振周波数の把握
  • モード形状の確認
  • 形状・材料・境界条件が固有特性に与える影響の評価
実際に駆動したとき状態を知るため
  • 実際の励振に対する応答の評価
  • 伝達関数,ピーク応答,電磁場の大きさの評価
  • 共振近傍での応答確認
入力条件・境界条件
  • 境界条件と内部の媒質の物性値(誘電率や透磁率)
  • 計算するモード数や探索範囲 (シフト)
  • ハーモニックロード(Harmonic Loads/高調波負荷),ポート,ソースなど
  • 計算する周波数点や周波数範囲
  • 材料の物性値
減衰・損失の扱い
  • 減衰があると固有値は複素数になる
  • 減衰や複素材料定数により,共振ピークが低くなる,共振幅が広がる.
  • 応答の大きさと位相に直接影響する.
計算上の特徴
  • 1回の固有値計算で複数のモードを同時に取得できる.
  • 周波数ごとに連立方程式を解く.
  • 周波数掃引は計算コストが高くなりやすい.
  • 共振付近では応答が急増するため,適応掃引やモード法を併用すると効率が良い.