4.2 一様電界中の導体球

一様な電界中に導体の球を置いたモデルを計算します。
リスト4-2-1に入力データを示します。
図4-2-1に形状出力図を示します。 計算領域の上面と下面の全体に電極を置くと計算領域全体に一様な電界が発生します。 その中に導体球を置きます。このとき次式の解析解が存在します。([2], p.23)

(4-2-1)
ただし、導体球の中心を原点とし、導体球の電圧を0としています。 また球の半径a=0.5m、一様電界E0=4/4=1V/mです。
図4-2-2に垂直方向の電圧分布の計算結果と解析解を示します。 両者はよく一致していることがわかります。
図4-2-3に電圧の面上分布図、図4-2-4に電界の面上分布図を示します。


リスト4-2-1 一様電界中の導体球(sphere_c.ost)
OpenSTF 1 2
title = 一様電界中の導体球
xmesh = -1 100 1
ymesh = -1 100 1
zmesh = -2 200 2
volt = 0 
volt = -2 
volt = +2 
geometry = 1 2 1 -1 1 -1 1 -2 -2 
geometry = 1 3 1 -1 1 -1 1 2 2 
geometry = 1 1 2 -0.5 0.5 -0.5 0.5 -0.5 0.5 導体球
solver = 1.98 2000 100 1e-5
plot1d = V Z 0 0
1ddb = 0
1dlog = 1
plot2d = V X 0
plot2d = E X 0
2dfigure = 1 1
2ddb = 0
2dobject = 1 1
2dlog = 1
window2d = 750 500 15
window3d = 500 500 60 30
end


図4-2-1 形状出力図


図4-2-2 電圧線上分布図


図4-2-3 電圧面上分布図


図4-2-4 電界面上分布図