目次
CFDが動くんだから
OpenFOAMで結構なことができることは、わかっている。
GPU使わなくても、そこそこの時間内でできるので、そろそろFDTDとかモーメント法のシミュレーションもオープンソースのものがそこそこ動くんじゃないか？って気になっています。
CFDや拡散方程式系だとOpenFOAMがよくできていそうだけど、電磁界解析の方は、どれがいいのか？ちょっと離れていたので、少し調べてみようかと。。
http://freeplanets.ship.jp/NumericalSimulation/Simulation.html
このサイトをみつけて。。オープンソースでもういろいろできるようになってることを確認(笑)
回路シミュレーション（LT-Spice）
ちなみに、電磁界解析までしなくても、SPICE的な回路計算でもEMCではとっても役に立ちました。ただ、SPICEでも大地との結合だったり浮遊容量を入れたり、LやCにもR成分を必ずつけたりしないとちゃんと計算できないっていうのは、とても面白いところです。現実をできるだけ再現してあげるってことが数値シミュレーション（数値実験）ではとても大切ですね。
僕はPSpiceを使っていたけど、今はなくなってて、LT-Spiceが主流みたい。
Analog Devicesはかなりいろんなツールを公開していますね。
https://www.analog.com/jp/design-center/design-tools-and-calculators.html
昔からPCでできたけど、本当に早く計算できるようになりましたね。
細かい使い方は忘れているけど、だいたいP-Spiceと同じ感じで動きますね。
使い方などは、こちらのページが大変参考になります。
https://www.denshi.club/ltspice/2015/03/ltspice1.html
https://service.macnica.co.jp/library/list?sort%5Blibrary_publish_at2_d%5D=desc&tag=LTspice
後で説明するかどうかわかんないですが、PEEC（部分要素等価回路）って方法を使うと、SPICEモデルでも電磁界解析ができます。
ちなみに、最近、Qucsという統合型の回路シミュレータもでているのですね。
http://qucs.github.io/
日本語での詳しい解説は、Anagixのページが良さそうです。
https://sites.google.com/a/anagix.com/public/free-opensource-eda-tools
SPICEモデルが沢山あるサイト
https://www.youspice.com/getting-started-with-spice-opus/
https://www.youspice.com/links-to-spice-libraries/
http://www.ti.com/design-resources/design-tools-simulation/models-simulators/spice-library.html
https://www.analog.com/jp/design-center/simulation-models/spice-models.html
https://www.njr.co.jp/products/semicon/design_support/macro/macro.html
OpenCAE
流体・構造解析などのCAEの基本は、ここがとても詳しいです。
http://mogura7.zenno.info/~et/wordpress/ocse/
基本的に、CAEをしようと思うと、CAD、メッシュ作成のソフトなどの入力部分、ソルバーと呼ばれる数値計算を行う部分、そして表示部分 に使うソフトが必要になります。
ここは、あとで説明とか。。あるいはOpenFoam系の僕のページにたくさん乗ってますのでそちらを参照してくださいませ。
電磁界シミュレーションはいろいろあるんですよねぇ～
もともと、微分系から始まるのと積分系からやるのとシミュレーションはいろいろなやり方があって、計算時間がかかるからということもあって、やりたい事に対して割と適した方法を選ばないとぜんぜん計算できないんです。。Wikiに詳しくのってますね。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E5%A0%B4%E8%A7%A3%E6%9E%90
あと、「電磁界シミュレーションの基礎知識」も読んでみると最近の動向がわかります。
本当に沢山のシミュレータがでています。売り物であれば、ANSOFTあたりHFSSとかを入れていればほとんどなんでもできるようになってそうですねぇ～(笑)
新しくオープンソース化されていたりで、何がなんだか？浦島太郎状態ですけど。。気になるリンクをまずは上げていこうかな？ってことで。
github で Electromagnetic で検索すると、割と最新動向がわかりやすいかもです。
（追記）海外のリンクにあるものを、いろいろ試しました。
大御所のNEC２
http://www.nec2.org/
モーメント法でアンテナ解析とかにもう３０年以上前から使われていますね。まだ健在。
現在は4NEC2等できているようです。
https://www.qsl.net/4nec2/
線状アンテナシミュレーションでは、これがとても有効ですね。
4NEC2とPyNECを試してみました。
【電磁界シミュレータ】Windowsで使えるGUI付の4NEC2と、Pythonから使えるPyNEC【Google Colab】
日本製のOpenFDTD、OpenMonなど E EM
http://www.e-em.co.jp/index.html
アンテナ解析だと、GPUも使って高速に計算できるようです。凄いですねぇ 後で試す候補
スウェーデンのオルフソンさんがやってるEMC関係のソフト
https://www.sp.se/en/index/research/emc/Sidor/default.aspx
ここには、PCBmonとかのソフトがあります。
OpenEMS
http://openems.de/start/index.php
MatlabやOctaveをインターフェースとして、FDTDを動かすオープンソース
これも後で試す候補（試しました 使えますね）
FreeFEM
https://freefem.org/
こちらは、有限要素法 流体から電磁波までなんでもできる。かなり総合的なCAEになってますね。有限要素法で流体・力学解析なら、Elmer や Salome も 有名ですね。日本ではDEXCSとして、配布もされています。
あとで試す候補
gprMax
http://www.gprmax.com/
地中レーダの伝搬をシミュレーションする目的で作られているFDTDのシミュレータ。媒質中の散乱を見るのには地中だけでなく使えそうですね。
MEEP
これが本命なのかな？MITが開発しているPythonインターフェースがあるFDTDシミュレータ。
https://meep.readthedocs.io/en/latest/
Pythonのユーティリティをあつめた物もありますね。
https://github.com/FilipDominec/python-meep-utils
参考になる使い方としては、
http://freeplanets.ship.jp/NumericalSimulation/MEEP/IR-Microlens/MEEP-IR-MIcrolens.html
http://ab-initio.mit.edu/wiki/index.php/Meep_tutorial
http://flex.phys.tohoku.ac.jp/japanese/pukiwiki/index.php?MEEP%20%28%B8%F8%B3%AB%29
https://github.com/NanoComp/meep
など Python使えて、JupiterNotebookでできるのは、勉強するにもとてもいいかもですね。
平野先生の電磁界解析概論 や 信学会 EST研究会
http://www.takuichi.net/em_analysis/index.html
https://www.ieice.org/es/est/
ソフトコンテストもあるんですね。
https://github.com/h403/EST2018/wiki/%E3%82%B5%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%AB%E3%83%97%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A0%E3%81%AE%E5%8B%95%E3%81%8B%E3%81%97%E6%96%B9
Binderで試せるSimPEG
実際に鉄板表面電流などを求めている BinderでJupyterを動かしてシミュレーションができます。リポジトリはこちらで
https://github.com/simpeg-research/heagy-2018-em-casing
Binderは
https://mybinder.org/v2/gh/simpeg-research/heagy-2018-em-casing/master
これをクリックすると、Jupyterが立ち上がりシミュレーションができる
↑これ動かなくなってますね。２０１９バージョンができてる。
こちらは、地質学的な電磁波シミュレーションです。
https://github.com/simpeg-research/Astic-2019-PGI
https://mybinder.org/v2/gh/simpeg-research/Astic-2019-PGI/master?filepath=index.ipynb
SimPEG自体は、こちら
https://github.com/simpeg-research
https://docs.simpeg.xyz/index.html
https://simpeg.xyz/
どこからやっていくか？
実はこれが一番重要なのかも。。 どれも大量に情報があって、読んでいくのも大変。どこかでつまづきそうな気もするし。。どうしようかな？やるの大変そうだな。。って思ってしまうのは、普通ですね。
でも・・ そんな時は、好きなやつからやってみる。 自分がやりたいことだったり、何か課題があってやらなければならないってものがあったら。。それに近そうなものからやってみると、なぜかやってるうちに、できるようになるんですよねぇ～（笑）
とにかくやってみることが、重要なのかも。。
Pythonが少しいじれる人・やってみたい人 → MEEPかSimPEGな？
Octaveが少しいじれる人・やってみたい人 → OpenEMSかな？
Cが少しいじれる人・やってみたい人 → OpenFDTDとかかな？
たぶん、最終的には、ぜんぶちょこっとやってみることになると思います（笑）
もし、これ読んで、これがいいよ！とか新しい情報お持ちの方は、ご連絡ください。
それぞれ、Tutorialをやってみた感想などを書いて行こうかな？って思います。
市販の伝搬系のシミュレーター
Wifi室内シミュレーション
https://www.ntt-at.co.jp/product/ibwave-wi-fi/
建物や地形などの障害物を考慮した電波伝搬をレイトレース法を用いてシミュレーション
https://network.kke.co.jp/products/wi/
https://www.remcom.com/examples/wifi-performance-simulation-in-a-house-with-two-routers
通信用のシミュレータと一緒に通信レートなども算出できる
同様な製品はたくさんありますね。
http://www.johokobo.co.jp/propnet/propnet_index.html
http://www.johokobo.co.jp/winprop/winprop_index.html
http://www.johokobo.co.jp/opnet_rd/modeler_top.html
主に、レイトレースと、FDTDなどを使っていますね。どちらかというと、最近はモデラーの方が大切なのかもですね。
建物や都市のモデルは、この記事が詳しい
ちょっと検索するだけでもたくさんでてきますね。
https://www.cadcenter.co.jp/real3dmap/
https://www.zenrin.co.jp/contents/product/service/3d/asset/index.html
https://www.zenrin.co.jp/product/category/gis/contents/3d/index.html
ゼンリンでも販売しているようです。
こんなこともできるんですね。OSMから引っこ抜いて、AutoCAD形式にする方法なんかもある
http://image-model.blog.jp/archives/1067135000.html
へ～
https://osmbuildings.org/
UnityならGoogle Earthで使えるのですよね（笑）
https://i.meet-i.com/?p=218118
関連項目
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