パラメータ オリジナルのジャイルズ・アサートンモデルでは、以下のパラメータを考慮しています。[ 1 ]
Rameshら[ 3 ] によって導入され、Szewczyk [ 4 ] によって修正された一軸異方性を考慮した拡張には、追加のパラメータが必要です。
磁気ヒステリシスループのモデリング
有効磁場 有効磁場H e {\displaystyle H_{\text{e}}} 材料内の磁気モーメント への影響は、次の式から計算できます。 [ 1 ]
H e = H + α M {\displaystyle H_{\text{e}}=H+\alpha M} この有効磁場は、 磁気ドメイン 内の磁気モーメント に作用するワイス平均場に類似している。[ 1 ]
無ヒステリシス磁化 一定の磁場の影響下で磁性材料を脱磁すると、非ヒステリシス磁化を実験的に観測できます。しかし、脱磁プロセス中に磁束計が積分精度を維持する必要があるため、非ヒステリシス磁化の測定は非常に複雑です。その結果、非ヒステリシス磁化モデルの実験的検証は、ヒステリシスループが無視できる材料に対してのみ可能です。[ 4 ] 典型的な磁性材料の非ヒステリシス磁化は、等方性および異方性の非ヒステリシス磁化の加重和 として計算できます。 [ 5 ]
M 1 = ( 1 − t ) M 1 イソ + t M 1 アニソ {\displaystyle M_{\text{an}}=(1-t)M_{\text{an}}^{\text{iso}}+tM_{\text{an}}^{\text{aniso}}}
等方性 等方性無ヒステリシス磁化M 1 イソ {\displaystyle M_{\text{an}}^{\text{iso}}} はボルツマン分布 に基づいて決定される。等方性磁性材料の場合、ボルツマン分布は 等方性無ヒステリシス磁化と有効磁場を結びつけるランジュバン関数 に簡略化できる。H e {\displaystyle H_{\text{e}}} : [ 1 ]
M 1 イソ = M s ( 布 ( H e 1 ) − 1 H e ) {\displaystyle M_{\text{an}}^{\text{iso}}=M_{\text{s}}\left(\coth \left({\frac {H_{\text{e}}}{a}}\right)-{\frac {a}{H_{\text{e}}}}\right)}
磁化磁場に対する磁束密度の関係 フラックス密度 B {\displaystyle B} 資料には次のように記載されています: [ 1 ]
B ( H ) = μ 0 ( H + M ( H ) ) {\displaystyle B(H)=\mu _{0}(H+M(H))} どこμ 0 \displaystyle \mu _{0}} は磁気定数 です。
ベクトル化されたジャイルズ・アサートンモデルベクトル化されたジャイルズ・アサートンモデルは、各主軸に対応する3つのスカラーモデルの重ね合わせとして構築されます。[ 7 ] このモデルは、有限要素法 計算に特に適しています。
数値実装 Jiles–Atherton モデルは、MATLAB / OCTAVE ツールボックスである JAmodel に実装されています。これは、常微分方程式を 解くためにRunge-Kutta アルゴリズムを使用します。JAmodel はオープンソースであり、 MIT ライセンスの 下で提供されています。[ 8 ]
Jiles–Atherton モデルに関連する 2 つの最も重要な計算上の問題が特定されました: [ 8 ]
異方性非ヒステリシス磁化の数値積分 M 1 アニソ {\displaystyle M_{\text{an}}^{\text{aniso}}} 常微分方程式 を解くM ( H ) {\displaystyle M(H)} 依存。異方性非ヒステリシス磁化の数値 積分M 1 アニソ {\displaystyle M_{\text{an}}^{\text{aniso}}} ガウス・クロンロッド求積法 を用いる必要があります。GNU Octave では、この求積法はquadgk() 関数として実装されています。
常微分方程式 を解くにはM ( H ) {\displaystyle M(H)} 依存性がある場合、ルンゲ・クッタ法 が推奨されます。最も優れた性能を示したのは4次固定ステップ法であることが観察されました。[ 8 ]
さらなる開発 1984年の導入以来、ジャイルズ・アサートンモデルは集中的に開発されてきた。その結果、このモデルは以下のようなモデリングに適用できるようになった。
さらに、特に以下のような様々な修正が実施されました。
可逆透過性が負の場合の非物理的な状態を回避するため[ 15 ] ピン止めサイトを破壊するために必要な平均エネルギーの変化を考慮する[ 16 ]
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外部リンク Octave/MATLAB 用 Jiles–Atherton モデル ( 2014 年 7 月 26 日 アーカイブ) - GNU Octave およびMatlab で Jiles–Atherton モデルを実装するためのオープンソース ソフトウェア ジャイルズ・アサートンモデルパラメータを最適化するためのブラインド効率的な方法