JP2019219246A - Magnetic field simulation program, information processing device, and magnetic field simulation method - Google Patents

Magnetic field simulation program, information processing device, and magnetic field simulation method Download PDF

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Abstract

To detect an inaccurate simulation result when shortening the calculation time of a micromagnetic simulation.SOLUTION: An information processing device 1 approximates the magnetostatic field vector of each element for each time of day using magnetization vector data when simulating the state of magnetization vector of each element that is obtained by dividing a magnetic substance into meshes. The information processing device 1 calculates, for each element, magnetization vector data at the next time of day using magnetostatic field vector data at a specific time of day. The information processing device 1 calculates, for each element, a change amount of magnetization vector data between the specific time of day and the next time of day. The information processing device 1 discontinues a simulation on the basis of the change amount of respective magnetization vector data having been calculated for each element, and outputs to the effect that the simulation has been discontinued.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁界シミュレーションプログラム、情報処理装置および磁界シミュレーション方法に関する。   The present invention relates to a magnetic field simulation program, an information processing device, and a magnetic field simulation method.

磁性体の磁化挙動を解析する技術として、磁性体を小さな磁石の集合としてモデル化し、磁区状態を数値シミュレーションするマイクロマグネティックシミュレーションが知られている。マイクロマグネティックシミュレーションは、HDD(Hard Disk Drive)の磁気ヘッドやMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)等のミクロな磁性デバイス、および永久磁石や電磁鋼板といった磁性材料の磁区状態を解析するために用いられる。   As a technique for analyzing the magnetization behavior of a magnetic material, a micromagnetic simulation that models a magnetic material as a set of small magnets and numerically simulates a magnetic domain state is known. The micromagnetic simulation is used to analyze a magnetic domain state of a magnetic material such as a magnetic head of an HDD (Hard Disk Drive) or a magnetic random access memory (MRAM), and a magnetic material such as a permanent magnet or an electromagnetic steel plate.

図11は、マイクロ磁化による磁性体のモデル化を説明するための図である。ここで、マイクロ磁化とは、個々の小さな磁石のことである。図11に示すように、マイクロマグネティックシミュレーションでは、磁性体を微小な要素(メッシュ)に分割し、要素ごとにマイクロ磁化91を配置し、各マイクロ磁化91の振る舞いを磁化ベクトル92として計算する。   FIG. 11 is a diagram for explaining modeling of a magnetic material by micro-magnetization. Here, the micromagnetization is an individual small magnet. As shown in FIG. 11, in the micromagnetic simulation, a magnetic material is divided into minute elements (mesh), micromagnetization 91 is arranged for each element, and the behavior of each micromagnetization 91 is calculated as a magnetization vector 92.

マイクロマグネティックシミュレーションでは、各マイクロ磁化の運動を支配する方程式(支配方程式)は、式(1)であり、LLG(Landau-Lifshitz-Gilbert)方程式と呼ばれる。

Figure 2019219246
In the micromagnetic simulation, an equation governing the motion of each micromagnetization (governing equation) is Equation (1), and is called an LLG (Landau-Lifshitz-Gilbert) equation.
Figure 2019219246

ここで、「→」が上に付されたm、γ、αおよび「→」が上に付された有効磁界ベクトルHeffは、それぞれ磁化ベクトル、ジャイロ磁気定数、ダンピング定数および有効磁界ベクトルである。「→」はベクトルであることを示す。以降、ベクトルを示す「→」は式中でのみ使用し、他の個所では省略する。「×」は外積を示す。 Here, m, γ, α with “→” above and the effective magnetic field vector H eff with “→” above are a magnetization vector, a gyromagnetic constant, a damping constant, and an effective magnetic field vector, respectively. . “→” indicates a vector. Hereinafter, “→” indicating a vector is used only in the expression, and is omitted in other places. “X” indicates a cross product.

有効磁界ベクトルHeffは、式(2)のように、異方向エネルギーEani、交換結合エネルギーEexc、ゼーマンエネルギーEappおよび静磁エネルギーEdの合成である。ここで、Msは、飽和磁化である。

Figure 2019219246
Effective magnetic field vector H eff, as in the equation (2), different directions energy E ani, exchange coupling energy E exc, is the synthesis of Zeeman energy E app and the magnetostatic energy E d. Here, Ms is the saturation magnetization.
Figure 2019219246

異方向エネルギーEani、交換結合エネルギーEexc、ゼーマンエネルギーEappおよび静磁エネルギーEdは、それぞれ式(3)、式(4)、式(5)および式(6)で計算される。

Figure 2019219246
Figure 2019219246
Figure 2019219246
Figure 2019219246
Different direction energy E ani, exchange coupling energy E exc, Zeeman energy E app and the magnetostatic energy E d are each formula (3), Equation (4), is calculated by Equation (5) and (6).
Figure 2019219246
Figure 2019219246
Figure 2019219246
Figure 2019219246

ここで、「→」が上に付されたk、K、A、Mおよび「→」が上に付されたHappは、それぞれ磁気異方性ベクトル、磁気異方性定数、交換結合定数、飽和磁化および外部磁界ベクトルである。 Here, k, K u , A, M s with “→” above and H app with “→” above are the magnetic anisotropy vector, magnetic anisotropy constant, exchange coupling, respectively. Constant, saturation magnetization and external magnetic field vector.

「→」が上に付されたHは、静磁界ベクトルであり、式(7)および式(8)で計算される。なお、φは、静磁ポテンシャルである。

Figure 2019219246
Figure 2019219246
H d where "→" is attached to the above, a static magnetic field vector is calculated by the equation (7) and (8). Here, φ is a magnetostatic potential.
Figure 2019219246
Figure 2019219246

マイクロマグネティックスシミュレーションである磁界シミュレーションを情報処理装置が実施するフローチャートの参考例を、図12を参照して説明する。図12は、磁界シミュレーションのフローチャートの参考例を示す図である。図12に示すように、情報処理装置は、まず、磁界シミュレーションに必要な計算データを生成する(ステップS91)。例えば、情報処理装置は、対象の磁性体からメッシュを生成する。情報処理装置は、メッシュごとの、静磁ポテンシャルの領域Pを生成する。情報処理装置は、メッシュごとの、磁化ベクトルを配置する領域Mを生成する。   A reference example of a flowchart in which the information processing device performs a magnetic field simulation as a micromagnetics simulation will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing a reference example of the flowchart of the magnetic field simulation. As shown in FIG. 12, the information processing apparatus first generates calculation data necessary for a magnetic field simulation (step S91). For example, the information processing device generates a mesh from a target magnetic body. The information processing apparatus generates a magnetostatic potential region P for each mesh. The information processing device generates, for each mesh, a region M where a magnetization vector is arranged.

そして、情報処理装置は、磁界シミュレーションに必要な各種パラメータを設定する(ステップS92)。例えば、情報処理装置は、メッシュごとの、静磁ポテンシャルの初期値を設定する。情報処理装置は、メッシュごとの、磁化ベクトルの初期値を設定する。情報処理装置は、最大の時間ステップkmaxを設定する。   Then, the information processing device sets various parameters necessary for the magnetic field simulation (step S92). For example, the information processing device sets an initial value of the magnetostatic potential for each mesh. The information processing device sets an initial value of the magnetization vector for each mesh. The information processing device sets the maximum time step kmax.

そして、情報処理装置は、時間ステップごとに所定の時間kmaxまで、ステップS93とステップS97で挟まれた処理を全てのメッシュの磁化ベクトルm(i)に対して繰り返し実行する。すなわち、情報処理装置は、メッシュiごとに、式(8)を用いて、静磁ポテンシャルφを更新する(ステップS94)。   Then, the information processing apparatus repeatedly executes the processing sandwiched between step S93 and step S97 on the magnetization vectors m (i) of all the meshes until a predetermined time kmax for each time step. That is, the information processing device updates the magnetostatic potential φ using Expression (8) for each mesh i (Step S94).

情報処理装置は、メッシュiごとに、磁界ベクトルを更新する(ステップS95)。例えば、情報処理装置は、式(7)および式(8)を用いて、静磁ポテンシャルφの勾配計算により静磁界ベクトルHを更新する。また、情報処理装置は、外部磁界ベクトルHapp、磁気異方性ベクトルkおよび交換結合磁界ベクトル(∇m)を更新する。 The information processing device updates the magnetic field vector for each mesh i (step S95). For example, the information processing apparatus, using Equation (7) and (8), and updates the static magnetic field vector H d gradient calculation of magnetostatic potential phi. Further, the information processing device updates the external magnetic field vector H app , the magnetic anisotropy vector k, and the exchange coupling magnetic field vector (∇m) 2 .

そして、情報処理装置は、メッシュiごとに、磁化ベクトルm(i)を更新する(ステップS96)。例えば、情報処理装置は、式(2)〜式(6)を用いて、式(1)により、磁化ベクトルm(i)を更新する(ステップS96)。   Then, the information processing device updates the magnetization vector m (i) for each mesh i (step S96). For example, the information processing apparatus updates the magnetization vector m (i) by Expression (1) using Expressions (2) to (6) (Step S96).

そして、所定の時間分の繰り返しが完了すると、情報処理装置は、磁化ベクトルのシミュレーション結果を出力する。   When the repetition for a predetermined time is completed, the information processing device outputs a simulation result of the magnetization vector.

特開平10−124479号公報JP-A-10-124479 特開平10−325858号公報JP-A-10-325858 特開2008−275403号公報JP 2008-275403 A

ところで、マイクロマグネティックスシミュレーションでは、膨大な計算時間を要し、その大部分を静磁界ベクトルHの計算(式(7))に用いられる静磁ポテンシャルφの計算(式(8))が占めている。そこで、静磁界ベクトルHの計算は、静磁ポテンシャルφの計算を実施しないで、式(9)により実施することもできる。なお、N、μは、反磁界係数、真空の透磁率を表す。

Figure 2019219246
Incidentally, in the micromagnetics simulation requires a large computational time, the majority of the calculations of the static magnetic field vector H d (Equation (7)) the calculation of the magnetostatic potential φ used in (Equation (8)) occupies its ing. Therefore, the calculation of the static magnetic field vector H d, do not perform the calculations of the magnetostatic potential phi, it can also be carried out by Equation (9). Incidentally, N, mu 0 denotes demagnetization factor, the magnetic permeability of vacuum.
Figure 2019219246

静磁界ベクトルHが式(9)により実施されると、シミュレーションの計算が不正確になる場合があるという問題がある。すなわち、静磁界ベクトルHが式(9)により実施されることで、静磁ポテンシャルφの計算時間を省略し、シミュレーションの計算時間を短縮することができる。しかしながら、静磁界ベクトルHの計算は、近似のため、場合によっては、シミュレーションの計算が破綻し、不正確なシミュレーション結果となることがある。 When the static magnetic field vector Hd is implemented by Expression (9), there is a problem that the calculation of the simulation may be inaccurate. That is, by the static magnetic field vector H d is performed by equation (9), it is possible to omit the calculation time of the magnetostatic potential phi, to shorten the calculation time of the simulation. However, calculation of the static magnetic field vector H d because of approximation, in some cases, a simulation calculation is broken, it may become inaccurate simulation results.

本発明は、1つの側面では、マイクロマグネティックシミュレーションの計算時間を短縮する場合に、不正確なシミュレーション結果を検出することを目的とする。   In one aspect, an object of the present invention is to detect an incorrect simulation result when shortening the calculation time of a micromagnetic simulation.

本願の開示する磁界シミュレーションプログラムは、1つの態様において、磁性体をメッシュ分割して得られる各要素の磁化ベクトルの状態をシミュレーションする際に、時刻ごとの各要素の静磁界ベクトルデータを、磁化ベクトルデータを用いて近似し、要素ごとに、特定の時刻の前記静磁界ベクトルデータを用いて次の時刻の磁化ベクトルデータを算出し、要素ごとに、特定の時刻と次の時刻との前記磁化ベクトルデータの変化量を算出し、要素ごとに算出された、前記磁化ベクトルデータの変化量に基づいて、前記シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する、処理をコンピュータに実行させる。   In one aspect, a magnetic field simulation program disclosed in the present application, when simulating a state of a magnetization vector of each element obtained by dividing a magnetic material into meshes, converts static magnetic field vector data of each element at each time into a magnetization vector. Approximate using data, for each element, calculate the magnetization vector data at the next time using the static magnetic field vector data at a specific time, and calculate the magnetization vector at a specific time and the next time for each element. The computer is caused to execute a process of calculating a change amount of data, stopping the simulation based on the change amount of the magnetization vector data calculated for each element, and outputting a message indicating that the simulation is stopped.

1実施態様によれば、マイクロマグネティックシミュレーションの計算時間を短縮する場合に、不正確なシミュレーション結果を検出することができる。   According to one embodiment, an incorrect simulation result can be detected when the calculation time of the micromagnetic simulation is reduced.

図1は、実施例1に係る情報処理装置の構成を示す機能ブロック図である。1. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of the information processing apparatus according to the first embodiment. 図2は、データの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of data. 図3Aは、磁化変化量の特徴の一例を示す図(1)である。FIG. 3A is a diagram (1) illustrating an example of a characteristic of a magnetization change amount. 図3Bは、磁化変化量の特徴の一例を示す図(2)である。FIG. 3B is a diagram (2) illustrating an example of a feature of the magnetization change amount. 図4は、実施例1に係る磁界シミュレーションのフローチャートの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a flowchart of the magnetic field simulation according to the first embodiment. 図5は、実施例1に係る磁化変化量算出処理のフローチャートの一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a magnetization change amount calculation process according to the first embodiment. 図6は、実施例1を適用する磁性体モデルの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a magnetic body model to which the first embodiment is applied. 図7は、実施例1に係る結果データの一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the result data according to the first embodiment. 図8は、実施例2に係る磁界シミュレーションのフローチャートの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a magnetic field simulation according to the second embodiment. 図9は、実施例2に係る磁化変化量算出処理のフローチャートの一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a magnetization change amount calculation process according to the second embodiment. 図10は、磁界シミュレーションプログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a computer that executes a magnetic field simulation program. 図11は、マイクロ磁化による磁性体のモデル化を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining modeling of a magnetic material by micro-magnetization. 図12は、磁界シミュレーションのフローチャートの参考例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a reference example of the flowchart of the magnetic field simulation.

以下に、本願の開示する磁界シミュレーションプログラム、情報処理装置および磁界シミュレーション方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、情報処理装置は、マイクロマグネティックスシミュレーションを行う装置であり、磁化ベクトルを一定の時間ステップ毎に所定の時間分計算して表示する。また、本発明は、実施例により限定されるものではなく、磁界シミュレーションに広く適用可能である。   Hereinafter, embodiments of a magnetic field simulation program, an information processing device, and a magnetic field simulation method disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. Note that the information processing device is a device that performs a micromagnetics simulation, and calculates and displays a magnetization vector for a predetermined time at fixed time steps. In addition, the present invention is not limited to the embodiments, and is widely applicable to magnetic field simulation.

[情報処理装置の構成]
図1は、実施例に係る情報処理装置の構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、情報処理装置1は、入力部2と、表示部3と、記憶部4と、制御部5とを有する。
[Configuration of Information Processing Device]
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of the information processing apparatus according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the information processing device 1 includes an input unit 2, a display unit 3, a storage unit 4, and a control unit 5.

入力部2は、解析を行うユーザが各種の情報や指示を情報処理装置1に入力するための入力装置である。例えば、入力部2は、キーボード、マウス、タッチパネルに対応する。表示部3は、各種の情報を表示する表示装置である。例えば、表示部3は、ディスプレイ、タッチパネルに対応する。   The input unit 2 is an input device for a user who performs analysis to input various information and instructions to the information processing device 1. For example, the input unit 2 corresponds to a keyboard, a mouse, and a touch panel. The display unit 3 is a display device that displays various information. For example, the display unit 3 corresponds to a display and a touch panel.

記憶部4は、例えば、RAM、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。記憶部4は、メッシュデータ41と、計算条件データ42と、磁化ベクトルデータ43と、磁界ベクトルデータ44とを記憶する。   The storage unit 4 is, for example, a semiconductor memory device such as a RAM or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk. The storage unit 4 stores mesh data 41, calculation condition data 42, magnetization vector data 43, and magnetic field vector data 44.

メッシュデータ41は、シミュレーション対象となる磁性体の領域を有限要素法や有限差分法により有限個に分割された複数の要素からなるデータである。要素とは、シミュレーション対象となる領域を分割した最小単位の領域であり、複数の節点によって構成される。   The mesh data 41 is data composed of a plurality of elements obtained by dividing a magnetic material region to be simulated into a finite number by a finite element method or a finite difference method. An element is an area of a minimum unit obtained by dividing an area to be simulated, and is composed of a plurality of nodes.

計算条件データ42は、磁界シミュレーションの計算条件に関するデータである。計算条件データ42には、例えば、有限要素法や有限差分法で扱うメッシュの個々の要素の数や、時間ステップの値が含まれる。   The calculation condition data 42 is data on calculation conditions of the magnetic field simulation. The calculation condition data 42 includes, for example, the number of individual elements of the mesh handled by the finite element method or the finite difference method, and the value of the time step.

磁化ベクトルデータ43は、磁界シミュ―レーションすなわちマイクロマグネティックシミュレーションの結果を示す磁化ベクトルのデータである。磁化ベクトルデータ43には、時間ステップ毎の各要素の磁化ベクトルの計算値が所定の時間分含まれる。   The magnetization vector data 43 is data of a magnetization vector indicating a result of a magnetic field simulation, that is, a micromagnetic simulation. The magnetization vector data 43 includes a calculated value of the magnetization vector of each element for each time step for a predetermined time.

磁界ベクトルデータ44は、磁界シミュ―レーションすなわちマイクロマグネティックシミュレーションの結果を計算する際に用いられる静磁界ベクトルのデータである。磁界ベクトルデータ44には、時間ステップ毎の各要素の静磁界ベクトルなどの磁界ベクトルの計算値が所定の時間分含まれる。   The magnetic field vector data 44 is data of a static magnetic field vector used when calculating the result of the magnetic field simulation, that is, the micromagnetic simulation. The magnetic field vector data 44 includes a calculated value of a magnetic field vector such as a static magnetic field vector of each element in each time step for a predetermined time.

制御部5は、CPU(Central Processing Unit)等の電子回路に対応する。そして、制御部5は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。例えば、制御部5は、磁界シミュレーション処理を実行する。磁界シミュレーション処理は、記憶部4からメッシュデータ41および計算条件データ42を読み込んで計算を開始する。そして、磁界シミュレーション処理は、時間ごとに各メッシュの磁化ベクトルを算出するときに、算出結果のチェックを行い、計算が破綻する前に、処理を中止し、中止をユーザに通知する。   The control unit 5 corresponds to an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit). The control unit 5 has an internal memory for storing programs and control data that define various processing procedures, and executes various processing by these. For example, the control unit 5 executes a magnetic field simulation process. In the magnetic field simulation processing, the calculation is started by reading the mesh data 41 and the calculation condition data 42 from the storage unit 4. Then, the magnetic field simulation process checks the calculation result when calculating the magnetization vector of each mesh every time, stops the process before the calculation fails, and notifies the user of the stop.

制御部5は、前処理部51と、磁界計算部52と、磁化計算部53と、磁化変化量判定部54と、異常出力部55とを有する。なお、磁界計算部52は、磁界ベクトル計算部の一例である。磁化計算部53は、磁化計算部の一例である。磁化変化量判定部54は、変化量計算部の一例である。異常出力部55は、出力部の一例である。   The control unit 5 includes a preprocessing unit 51, a magnetic field calculation unit 52, a magnetization calculation unit 53, a magnetization change amount determination unit 54, and an abnormal output unit 55. The magnetic field calculator 52 is an example of a magnetic field vector calculator. The magnetization calculation unit 53 is an example of a magnetization calculation unit. The magnetization change amount determination unit 54 is an example of a change amount calculation unit. The abnormality output unit 55 is an example of an output unit.

前処理部51は、磁界シミュレーション処理の前に、前処理を行う。例えば、前処理部51は、メッシュデータ41を生成する。また、前処理部51は、メッシュデータ41の各要素に配置する磁化ベクトルを生成し、初期値を設定する。また、前処理部51は、磁界シミュレーション処理に必要な各種パラメータを設定する。   The preprocessing unit 51 performs preprocessing before the magnetic field simulation processing. For example, the pre-processing unit 51 generates the mesh data 41. Further, the preprocessing unit 51 generates a magnetization vector to be arranged in each element of the mesh data 41 and sets an initial value. Further, the pre-processing unit 51 sets various parameters necessary for the magnetic field simulation processing.

磁界計算部52は、各要素の磁化ベクトルの状態をシミュレーションする際に、時刻ごとの各要素の磁界ベクトルを計算する。   When simulating the state of the magnetization vector of each element, the magnetic field calculation unit 52 calculates the magnetic field vector of each element at each time.

例えば、磁界計算部52は、式(9)を用いて、静磁界ベクトルHを計算する。すなわち、磁界計算部52は、静磁ポテンシャルの計算を実施しないで、静磁界ベクトルを近似する。なお、式(9)の中のN、μは、反磁界係数、真空の透磁率である。式(9)の中のMsは、飽和磁化である。これにより、磁界計算部52は、式(8)の静磁ポテンシャルφの計算時間を省略し、静磁界ベクトルHを近似することで、結果的に磁界シミュレーションの計算時間を短縮することが可能となる。 For example, the magnetic field calculator 52 uses the equation (9), calculates the static magnetic field vector H d. That is, the magnetic field calculation unit 52 approximates the static magnetic field vector without calculating the magnetostatic potential. Incidentally, N, mu 0 in equation (9), the demagnetizing factor is the permeability of vacuum. Ms in the equation (9) is a saturation magnetization. Thus, the magnetic field calculator 52 is omitted computation time of magnetostatic potential φ of the formula (8), to approximate the static magnetic field vector H d, can be consequently reduce the computation time of the magnetic field simulation It becomes.

加えて、磁界計算部52は、外部磁界ベクトルHappを計算する。磁界計算部52は、外部磁界ベクトルHappを計算する。磁界計算部52は、磁気異方性ベクトルkを計算する。磁界計算部52は、交換結合磁界ベクトル(∇m)を計算する。 In addition, the magnetic field calculation unit 52 calculates the external magnetic field vector H app . The magnetic field calculation unit 52 calculates an external magnetic field vector H app . The magnetic field calculator 52 calculates a magnetic anisotropy vector k. The magnetic field calculation unit 52 calculates an exchange coupling magnetic field vector (∇m) 2 .

また、磁界計算部52は、各種磁界ベクトルの計算結果を磁界ベクトルデータ44として記憶部4に格納する。   Further, the magnetic field calculation unit 52 stores the calculation results of various magnetic field vectors in the storage unit 4 as magnetic field vector data 44.

磁化計算部53は、要素ごとに、特定の時刻の磁界ベクトルを用いて次の時刻の磁化ベクトルを計算する。例えば、磁化計算部53は、磁界計算部52によって計算された各種ベクトルを式(3)〜式(6)に代入して、各種エネルギーを計算する。そして、磁化計算部53は、式(2)により有効磁界ベクトルHeffを算出する。そして、磁化計算部53は、有効磁界ベクトルHeffを式(1)に代入して、次の時刻の磁化ベクトルを計算する。 The magnetization calculation unit 53 calculates a magnetization vector at the next time using a magnetic field vector at a specific time for each element. For example, the magnetization calculation unit 53 calculates various energies by substituting the various vectors calculated by the magnetic field calculation unit 52 into Expressions (3) to (6). Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the effective magnetic field vector H eff according to Expression (2). Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the magnetization vector at the next time by substituting the effective magnetic field vector H eff into Expression (1).

また、磁化計算部53は、計算結果を磁化ベクトルデータ43として記憶部4に格納する。   Further, the magnetization calculation unit 53 stores the calculation result in the storage unit 4 as the magnetization vector data 43.

磁化変化量判定部54は、磁化ベクトルの変化量を判定する。例えば、磁化変化量判定部54は、要素ごとに、特定の時刻と次の時刻との磁化ベクトルの変化量を算出する。なお、磁化ベクトルの変化量は、以降、「磁化の変化量」や「磁化変化量」と同義である。磁化変化量判定部54は、要素ごとの各磁化の変化量の最大値を取得する。磁化変化量判定部54は、取得した変化量の最大値が変化量の閾値より大きいか否かを判定する。   The magnetization change amount determination unit 54 determines the amount of change in the magnetization vector. For example, the magnetization change amount determination unit 54 calculates the change amount of the magnetization vector between a specific time and the next time for each element. Hereafter, the change amount of the magnetization vector is synonymous with “magnetization change amount” or “magnetization change amount”. The magnetization change amount determination unit 54 acquires the maximum value of the change amount of each magnetization for each element. The magnetization change amount determination unit 54 determines whether the acquired maximum value of the change amount is larger than the threshold value of the change amount.

なお、変化量の閾値は、磁化シミュレーションの計算実行時に、作業者によって定義される。特定の時刻と次の時刻との時間刻みが大きいと、時間積分の回数が減るため、計算時間は短縮されるが、1時間ステップ当たりの磁化変化量は大きくなる。磁化シミュレーションでは、磁化の歳差運動(式(1)の右辺第1項)を取り扱う必要があり、磁化の変化量が大きい場合には解析の精度が著しく下がってしまう。そこで、作業者は、計算時間と計算精度のバランスを考え、磁化変化量の閾値および時間刻みを定義する必要がある。   The threshold value of the change amount is defined by the operator when the calculation of the magnetization simulation is executed. If the time interval between the specific time and the next time is large, the number of time integrations is reduced, so that the calculation time is shortened, but the amount of magnetization change per hour step is increased. In the magnetization simulation, it is necessary to handle the precession of magnetization (the first term on the right side of Expression (1)), and when the amount of change in magnetization is large, the accuracy of analysis is significantly reduced. Therefore, it is necessary for an operator to define the threshold value and the time interval of the magnetization change amount in consideration of the balance between the calculation time and the calculation accuracy.

ここで、特定の時刻と次の時刻との磁化ベクトルの変化量の算出方法について、説明する。特定の時刻kの要素iの磁化ベクトルをm とする。次の時刻k+1の要素iの磁化ベクトルをm k+1とする。かかる場合に、磁化変化量判定部54は、磁化ベクトルの変化量dm を、式(10)により算出する。

Figure 2019219246
Here, a method of calculating the amount of change in the magnetization vector between a specific time and the next time will be described. The magnetization vector of the element i at a specific time k is set as m i k . The magnetization vector of the element i at the next time k + 1 is set to m i k + 1 . In such a case, the magnetization change amount determination unit 54 calculates the change amount dm i k of the magnetization vector by Expression (10).
Figure 2019219246

そして、磁化変化量判定部54は、算出された要素ごとの各磁化の変化量dm の最大値dmを取得する。磁化変化量判定部54は、取得した変化量のdmが変化量の閾値dm_maxより大きいか否かを判定する。 Then, the magnetization change amount determination unit 54 acquires the maximum value dm of the calculated change amount dm i k of each magnetization for each element. The magnetization change amount determination unit 54 determines whether or not the obtained change amount dm is larger than the change amount threshold value dm_max.

異常出力部55は、異常を出力する。例えば、異常出力部55は、磁化変化量判定部54によって変化量の最大値が変化量の閾値より大きい場合には、磁界シミュレーションを中止し、中止の旨を通知する。これにより、異常出力部55は、磁界シミュレーションの計算時間を短縮する場合に、不正確な磁界シミュレーション結果を検出することができる。この結果、ユーザは、不正確な磁界シミュレーション結果を受け取ることを回避できる。   The abnormality output unit 55 outputs an abnormality. For example, when the maximum value of the amount of change is larger than the threshold value of the amount of change by the magnetization change amount determining unit 54, the abnormal output unit 55 stops the magnetic field simulation and notifies the user of the stop. Thereby, the abnormal output unit 55 can detect an inaccurate magnetic field simulation result when shortening the calculation time of the magnetic field simulation. As a result, the user can avoid receiving an incorrect magnetic field simulation result.

[データの一例]
ここで、データの一例を、図2を参照して説明する。図2は、データの一例を示す図である。
[Example of data]
Here, an example of the data will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of data.

図2左図は、メッシュデータ41の一例である。図2左図に示すように、メッシュデータ41には、磁性体をメッシュ分割して得られる各要素の位置が設定されている。なお、メッシュデータ41は、前処理部51によって生成される。   2 is an example of the mesh data 41. As shown in the left diagram of FIG. 2, in the mesh data 41, the position of each element obtained by dividing the magnetic material into meshes is set. The mesh data 41 is generated by the pre-processing unit 51.

図2中図は、磁化ベクトルデータ43の一例である。図2中図に示すように、磁化ベクトルデータ43には、時間ステップ毎の各要素の磁化ベクトルが設定されている。なお、磁化ベクトルデータ43は、磁化計算部53によって更新される。   FIG. 2 shows an example of the magnetization vector data 43. As shown in the diagram in FIG. 2, the magnetization vector of each element for each time step is set in the magnetization vector data 43. The magnetization vector data 43 is updated by the magnetization calculation unit 53.

図2右図は、磁界ベクトルデータ44の一例である。図2中図に示すように、磁界ベクトルデータ44には、時間ステップ毎の各要素の磁界ベクトルが設定されている。なお、磁界ベクトルデータ44は、磁界計算部52によって更新される。   2 is an example of the magnetic field vector data 44. As shown in the diagram in FIG. 2, the magnetic field vector data 44 is set with the magnetic field vector of each element for each time step. The magnetic field vector data 44 is updated by the magnetic field calculator 52.

[磁化変化量の特徴の一例]
次に、磁化変化量の特徴の一例を、図3Aおよび図3Bを参照して説明する。図3Aおよび図3Bは、磁化変化量の特徴の一例を示す図である。なお、図3Aおよび図3Bで示される磁化ベクトルは、磁化シミュレーションでは、規格化して取り扱われるため、大きさを1とする。
[Example of characteristics of magnetization change amount]
Next, an example of the characteristics of the magnetization change amount will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. 3A and 3B are diagrams illustrating an example of the characteristics of the amount of change in magnetization. The magnitude of the magnetization vector shown in FIGS. 3A and 3B is set to 1 because it is standardized and handled in the magnetization simulation.

図3Aに示すように、要素iについて、時刻kから時刻k+1に磁化ベクトルが更新されている。かかる場合には、磁化ベクトルが反転し、磁化変化量が「2」を示す。すなわち、磁化変化量が極端に大きくなってしまった場合である。かかる場合には、この要素iから磁化の振動が伝搬してしまうため、磁界シミュレーション処理は、不正確な結果となる。そこで、磁化シミュレーションの計算を中止する必要がある。つまり、異常出力部55は、磁化変化量判定部54によって各磁性要素の変化量の最大値が閾値より大きければ、磁化ベクトルデータの計算を中止し、中止の旨を通知する。   As shown in FIG. 3A, for element i, the magnetization vector is updated from time k to time k + 1. In such a case, the magnetization vector is inverted, and the magnetization change amount indicates “2”. That is, this is the case where the amount of change in magnetization becomes extremely large. In such a case, since the vibration of the magnetization is propagated from the element i, the magnetic field simulation processing results in an inaccurate result. Therefore, it is necessary to stop the calculation of the magnetization simulation. That is, if the maximum value of the change amount of each magnetic element is larger than the threshold value by the magnetization change amount determining unit 54, the abnormal output unit 55 stops the calculation of the magnetization vector data and notifies the stop.

図3Bに示すように、要素iについて、時刻kから時刻k+1に磁化ベクトルが更新されている。かかる場合には、磁化ベクトルが90度回転し、磁化変化量が「1」を示す。すなわち、磁化変化量が極端に大きくない場合である。かかる場合には、この要素iから磁化の振動が伝搬しないため、磁界シミュレーション処理は、正確な結果となる。   As shown in FIG. 3B, for element i, the magnetization vector is updated from time k to time k + 1. In such a case, the magnetization vector rotates 90 degrees, and the magnetization change amount indicates “1”. That is, the case where the amount of change in magnetization is not extremely large. In such a case, since the oscillation of the magnetization does not propagate from the element i, the magnetic field simulation processing gives accurate results.

[磁界シミュレーションのフローチャート]
図4は、実施例1に係る磁界シミュレーションのフローチャートの一例を示す図である。
[Flow chart of magnetic field simulation]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a flowchart of the magnetic field simulation according to the first embodiment.

図4に示すように、前処理部51は、計算データを生成する(ステップS11)。例えば、前処理部51は、磁界シミュレーションで用いられるメッシュデータ41を生成する。前処理部51は、磁界シミュレーションで用いられる磁化ベクトルデータ43を生成する。   As shown in FIG. 4, the preprocessing unit 51 generates calculation data (Step S11). For example, the preprocessing unit 51 generates the mesh data 41 used in the magnetic field simulation. The preprocessing unit 51 generates the magnetization vector data 43 used in the magnetic field simulation.

そして、前処理部51は、各種パラメータを設定する(ステップS12)。例えば、前処理部51は、磁化ベクトルデータ43の初期値を設定する。前処理部51は、最大のステップ数であるkmaxを設定する。前処理部51は、変化量の閾値であるdm_maxを設定する。   Then, the preprocessing unit 51 sets various parameters (Step S12). For example, the preprocessing unit 51 sets an initial value of the magnetization vector data 43. The preprocessing unit 51 sets kmax, which is the maximum number of steps. The preprocessing unit 51 sets dm_max, which is a threshold value of the amount of change.

そして、情報処理装置1は、時間ステップk毎に最大のステップ数kmaxまで、ステップS13とS17で挟まれた処理を繰り返し実行する。すなわち、磁界計算部52は、要素ごとに、静磁界ベクトルを含む磁界ベクトルを更新する(ステップS14)。そして、磁化計算部53は、要素ごとに、磁化ベクトルを更新する(ステップS15)。そして、磁化変化量判定部54は、要素ごとに、時間ステップkと前回の時間ステップk−1との磁化ベクトルの変化量(磁化変化量)を算出する。そして、磁化変化量判定部54は、要素ごとの磁化変化量から、この時間ステップkに対する磁化変化量dmを算出する。かかる磁化変化量算出処理のフローチャートは、後述する。   Then, the information processing apparatus 1 repeatedly executes the processing sandwiched between steps S13 and S17 up to the maximum step number kmax for each time step k. That is, the magnetic field calculation unit 52 updates the magnetic field vector including the static magnetic field vector for each element (Step S14). Then, the magnetization calculation unit 53 updates the magnetization vector for each element (step S15). Then, the magnetization change amount determination unit 54 calculates, for each element, a change amount (magnetization change amount) of the magnetization vector between the time step k and the previous time step k-1. Then, the magnetization change amount determination unit 54 calculates the magnetization change amount dm for this time step k from the magnetization change amount for each element. The flowchart of the magnetization change amount calculation processing will be described later.

そして、磁化変化量判定部54は、磁化変化量dmが変化量の閾値dm_maxより大きいか否かを判定する(ステップS16)。磁化変化量dmが変化量の閾値dm_max以下であると判定した場合(ステップS16;No)、情報処理装置1は、時間ステップkを1加算すべく、ステップS13に移行する。情報処理装置1は、時間ステップkが最大のステップ数kmaxに達すると、磁界シミュレーションを終了する。   Then, the magnetization change amount determination unit 54 determines whether the magnetization change amount dm is larger than the change amount threshold value dm_max (step S16). When it is determined that the magnetization change amount dm is equal to or less than the change amount threshold value dm_max (Step S16; No), the information processing apparatus 1 proceeds to Step S13 to add 1 to the time step k. When the time step k reaches the maximum number of steps kmax, the information processing apparatus 1 ends the magnetic field simulation.

一方、磁化変化量dmが変化量の閾値dm_maxより大きいと判定した場合(ステップS16;Yes)、異常出力部55は、磁界シミュレーションを中止し、中止の旨を通知する(ステップS18)。   On the other hand, when it is determined that the magnetization change amount dm is larger than the change amount threshold dm_max (step S16; Yes), the abnormal output unit 55 stops the magnetic field simulation and notifies the stop (step S18).

[磁化変化量算出処理のフローチャート]
図5は、実施例1に係る磁化変化量算出処理のフローチャートの一例を示す図である。なお、図5のフローチャートは、時刻kにおける要素iに対するループを行い、時刻kにおける磁化変化量dmを算出する。
[Flowchart of magnetization change amount calculation processing]
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a magnetization change amount calculation process according to the first embodiment. In the flowchart of FIG. 5, the loop for the element i at the time k is performed to calculate the magnetization change amount dm at the time k.

図5に示すように、磁化変化量算出処理は、磁化変化量dmを初期化する(ステップS21)。磁化変化量算出処理は、ステップS22とステップS30で挟まれる処理を要素iに対する処理として、iを変えながら全ての要素に対して行う。   As shown in FIG. 5, the magnetization change amount calculation processing initializes the magnetization change amount dm (step S21). The magnetization change amount calculation processing is performed on all elements while changing i, with the processing sandwiched between step S22 and step S30 as processing for element i.

各要素iに対して、磁界計算部52は、静磁界ベクトルHを更新する(ステップS23)。例えば、磁界計算部52は、式(9)より、静磁界ベクトルHを更新する。そして、磁化計算部53は、式(6)により、静磁界ベクトルHを用いて静磁エネルギーEを算出する。そして、磁化計算部53は、静磁エネルギーEを用いて、式(2)の第4項を算出する。 For each element i, the magnetic field calculator 52 updates the static magnetic field vector H d (step S23). For example, the magnetic field calculator 52, the equation (9), and updates the static magnetic field vector H d. Then, magnetization calculation section 53, by the equation (6), to calculate the magnetostatic energy E d with a static magnetic field vector H d. Then, magnetization calculation section 53 uses the magnetostatic energy E d, and calculates the fourth term of the equation (2).

各要素iに対して、磁界計算部52は、外部磁界ベクトルHappを更新する(ステップS24)。例えば、磁界計算部52は、外部磁界ベクトルHappを更新する。そして、磁化計算部53は、式(5)により、外部磁界ベクトルHappを用いて外部磁界エネルギーEappを算出する。そして、磁化計算部53は、外部磁界エネルギーHappを用いて、式(2)の第3項を算出する。 The magnetic field calculation unit 52 updates the external magnetic field vector H app for each element i (step S24). For example, the magnetic field calculation unit 52 updates the external magnetic field vector H app . Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the external magnetic field energy E app using the external magnetic field vector H app by Expression (5). Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the third term of Expression (2) using the external magnetic field energy H app .

各要素iに対して、磁界計算部52は、異方性磁界ベクトルkを更新する(ステップS25)。例えば、磁界計算部52は、磁気異方性ベクトルkを更新する。そして、磁化計算部53は、式(3)により、磁気異方性ベクトルkを用いて異方性エネルギーEaniを算出する。そして、磁化計算部53は、異方性エネルギーEaniを用いて、式(2)の第1項を算出する。 The magnetic field calculation unit 52 updates the anisotropic magnetic field vector k for each element i (Step S25). For example, the magnetic field calculation unit 52 updates the magnetic anisotropy vector k. Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the anisotropic energy E ani using the magnetic anisotropy vector k by Expression (3). Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the first term of the equation (2) using the anisotropic energy E ani .

各要素iに対して、磁界計算部52は、交換結合磁界ベクトル(∇m)を更新する(ステップS26)。なお、mは、磁化ベクトルである。例えば、磁界計算部52は、交換結合磁界ベクトル(∇m)を更新する。そして、磁化計算部53は、式(4)により、交換結合磁界ベクトル(∇m)を用いて交換結合エネルギーEexcを算出する。そして、磁化計算部53は、交換結合エネルギーEexcを用いて、式(2)の第2項を算出する。 For each element i, the magnetic field calculation unit 52 updates the exchange coupling magnetic field vector (∇m) 2 (step S26). Note that m is a magnetization vector. For example, the magnetic field calculation unit 52 updates the exchange coupling magnetic field vector (Δm) 2 . Then, magnetization calculation section 53, by the equation (4), calculates the exchange coupling energy E exc using an exchange coupling magnetic field vector (∇m) 2. Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the second term of Expression (2) using the exchange coupling energy Eexc .

各要素iに対して、磁化計算部53は、磁化ベクトルmを更新する(ステップS27)。例えば、磁化計算部53は、式(2)により有効磁界ベクトルHeffを算出する。そして、磁化計算部53は、計算した有効磁界ベクトルHeffを用いて式(1)を算出し、磁化ベクトルmを更新する。 For each element i, the magnetization calculation section 53 updates the magnetization vector m i (step S27). For example, the magnetization calculation unit 53 calculates the effective magnetic field vector H eff using Expression (2). Then, magnetization calculation section 53 uses the effective magnetic field vector H eff calculated to calculate the equation (1), and updates the magnetization vector m i.

各要素iに対して、磁化変化量判定部54は、磁化変化量dmを計算する(ステップS28)。例えば、磁化変化量判定部54は、時間ステップkと前回の時間ステップk−1との磁化ベクトルmの変化量(磁化変化量)dmを算出する。 For each element i, the magnetization change amount determination unit 54 calculates the magnetization variation dm i (step S28). For example, the magnetization variation determining section 54 calculates the magnetization variation of the vector m i (magnetization change amount) dm i the time step k-1 time steps k and the previous.

そして、磁化変化量判定部54は、磁化変化量dmを更新する(ステップS29)。例えば、磁化変化量判定部54は、各要素iに対する磁化変化量dmのうち、最大の磁化変化量dmを磁化変化量dmとして更新する。すなわち、磁化変化量判定部54は、時刻kにおける磁化変化量dmを更新する。 Then, the magnetization change amount determination unit 54 updates the magnetization change amount dm (Step S29). For example, the magnetization change amount determination unit 54, among the magnetic variation dm i for each element i, and updates the maximum magnetization variation dm i as the magnetization variation dm. That is, the magnetization change amount determination unit 54 updates the magnetization change amount dm at the time k.

そして、磁化変化量判定部54は、全ての要素iに対して磁化変化量dmを計算し、磁化変化量dmを計算すると処理を終了する。 Then, the magnetization change amount determination unit 54 calculates the magnetization variation dm i for all elements i, the process ends and calculating a magnetization variation dm.

[磁性体モデルの一例]
図6は、実施例1を適用する磁性体モデルの一例を示す図である。図6左図には、磁性体モデルとして単層磁性薄膜モデルが表わされている。単層磁性薄膜モデルは、磁性体である薄膜が単層である場合のモデルである。図6右図には、磁性体モデルとして多層磁性薄膜モデルが表わされている。多層磁性薄膜モデルは、磁性体である薄膜が多層である場合のモデルである。
[Example of magnetic material model]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a magnetic body model to which the first embodiment is applied. 6 shows a single-layer magnetic thin film model as a magnetic material model. The single-layer magnetic thin film model is a model in which the magnetic thin film is a single layer. The right side of FIG. 6 shows a multilayer magnetic thin film model as a magnetic body model. The multilayer magnetic thin film model is a model when the magnetic thin film is a multilayer.

[結果データの一例]
このような磁性体モデルを用いて、実施例1に係る磁界シミュレーションを実行した結果について説明する。図7は、実施例1に係る結果データの一例を示す図である。
[Example of result data]
A result of executing a magnetic field simulation according to the first embodiment using such a magnetic material model will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the result data according to the first embodiment.

実施例1に係る磁界シミュレーションでは、磁化変化量の閾値dm_maxが0.1に設定された。かかる場合には、情報処理装置1は、閾値dm_maxを用いた磁化変化量の判定に失敗することなく、磁界シミュレーションの計算を正常に実行する。   In the magnetic field simulation according to the first embodiment, the threshold value dm_max of the magnetization change amount was set to 0.1. In such a case, the information processing apparatus 1 normally executes the calculation of the magnetic field simulation without failing to determine the magnetization change amount using the threshold dm_max.

図7では、実施例1に係る磁界シミュレーションを実行した場合と、従来の磁界シミュレーションを実行した場合との、総計算時間が示されている。従来の磁界シミュレーションとは、図12で示した磁界シミュレーションのことをいう。すなわち、従来手法では、静磁界ベクトルHの計算に、静磁ポテンシャルφの計算を実施した場合の磁界シミュレーション手法である。なお、図7では、実施例1に係る磁界シミュレーションを新手法といい、従来の磁界シミュレーションを従来手法というものとする。 FIG. 7 shows the total calculation time when the magnetic field simulation according to the first embodiment is executed and when the conventional magnetic field simulation is executed. The conventional magnetic field simulation refers to the magnetic field simulation shown in FIG. That is, in the conventional technique, the calculation of the static magnetic field vector H d, is the magnetic field simulation technique in the case of carrying out the calculation of the magnetostatic potential phi. In FIG. 7, the magnetic field simulation according to the first embodiment is referred to as a new method, and the conventional magnetic field simulation is referred to as a conventional method.

図12によると、磁性体モデルが単層磁性薄膜である場合には、新手法の総計算時間は、152秒であり、従来手法の総計算時間は、8042秒である。したがって、新手法は、従来手法より、総計算時間を約1/50に短縮できた。また、磁性体モデルが複層磁性薄膜である場合には、新手法の総計算時間は、165秒であり、従来手法の総計算時間は、4633秒である。したがって、新手法は、従来手法より、総計算時間を約1/30に短縮できた。   According to FIG. 12, when the magnetic material model is a single-layer magnetic thin film, the total calculation time of the new method is 152 seconds, and the total calculation time of the conventional method is 8042 seconds. Therefore, the new method was able to reduce the total calculation time to about 1/50 compared to the conventional method. When the magnetic material model is a multilayer magnetic thin film, the total calculation time of the new method is 165 seconds, and the total calculation time of the conventional method is 4633 seconds. Therefore, the new method was able to reduce the total calculation time to about 1/30 compared to the conventional method.

[実施例1の効果]
このようにして、実施例1では、情報処理装置1は、磁性体をメッシュ分割して得られる各要素の磁化ベクトルの状態をシミュレーションする際に、時刻ごとの各要素の静磁界ベクトルデータを、磁化ベクトルデータを用いて近似する。情報処理装置1は、要素ごとに、特定の時刻の静磁界ベクトルデータを用いて次の時刻の磁化ベクトルデータを算出する。情報処理装置1は、要素ごとに、特定の時刻と次の時刻との磁化ベクトルデータの変化量を算出する。情報処理装置1は、要素ごとに算出された、それぞれの磁化ベクトルデータの変化量に基づいて、シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する。かかる構成によれば、情報処理装置1は、磁界シミュレーションの計算時間を短縮する場合に、不正確なシミュレーション結果を検出することができる。
[Effect of Embodiment 1]
In this way, in the first embodiment, the information processing apparatus 1 simulates the static magnetic field vector data of each element at each time when simulating the state of the magnetization vector of each element obtained by dividing the magnetic body into meshes. Approximation is performed using magnetization vector data. The information processing device 1 calculates magnetization vector data at the next time using static magnetic field vector data at a specific time for each element. The information processing apparatus 1 calculates, for each element, the amount of change in the magnetization vector data between a specific time and the next time. The information processing device 1 stops the simulation based on the amount of change in the respective magnetization vector data calculated for each element, and outputs a message indicating that the simulation is stopped. According to such a configuration, the information processing apparatus 1 can detect an incorrect simulation result when shortening the calculation time of the magnetic field simulation.

また、情報処理装置1は、要素ごとに算出された、それぞれの磁化ベクトルデータの変化量の最大値が所定量を超える場合に、シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する。かかる構成によれば、ユーザは、不正確な磁界シミュレーション結果を受け取ることを回避できる。   In addition, when the maximum value of the change amount of each piece of magnetization vector data calculated for each element exceeds a predetermined amount, the information processing device 1 stops the simulation and outputs a message indicating that the simulation is stopped. According to such a configuration, the user can avoid receiving an incorrect magnetic field simulation result.

ところで、実施例1では、磁化変化量判定部54は、要素ごとの各磁化の変化量の最大値が変化量の閾値より大きい場合に、磁界シミュレーションを中止し、中止の旨を通知すると説明した。しかしながら、磁化変化量判定部54は、これに限定されず、要素ごとの各磁化の変化量の平均値が変化量の閾値より大きい場合に、磁界シミュレーションを中止し、中止の旨を通知しても良い。特に、式(1)の計算に陽解法を用いる場合には、時間刻み間隔が所定の条件を満たさないと、数値が不安定となる。そして、磁界シミュレーションの計算が発散し、磁化変化量の平均値が大きくなる場合がある。かかる場合には、実施例2の磁化変化量の平均値による判定が有効である。   By the way, in the first embodiment, it has been described that the magnetization change amount determination unit 54 stops the magnetic field simulation and notifies the stop when the maximum value of the change amount of each magnetization for each element is larger than the threshold value of the change amount. . However, the magnetization change amount determination unit 54 is not limited to this, and stops the magnetic field simulation when the average value of the change amount of each magnetization for each element is larger than the threshold value of the change amount, and notifies the cancellation. Is also good. In particular, when the explicit method is used in the calculation of Expression (1), the numerical value becomes unstable unless the time interval satisfies a predetermined condition. Then, the calculation of the magnetic field simulation may diverge, and the average value of the magnetization change amount may increase. In such a case, the determination based on the average value of the amount of change in magnetization in the second embodiment is effective.

そこで、実施例2に係る磁化変化量判定部54は、要素ごとの各磁化の変化量の平均値が変化量の閾値より大きい場合に、磁界シミュレーションを中止し、中止の旨を通知する場合を説明する。   Therefore, the magnetization change amount determination unit 54 according to the second embodiment stops the magnetic field simulation when the average value of the change amount of each magnetization for each element is larger than the threshold value of the change amount, and notifies the user of the stop. explain.

[実施例2に係る情報処理装置の構成]
実施例2に係る情報処理装置1は、実施例1の図1に示す情報処理装置1と同一であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
[Configuration of the information processing apparatus according to the second embodiment]
The information processing apparatus 1 according to the second embodiment is the same as the information processing apparatus 1 according to the first embodiment illustrated in FIG. 1, and a description of the overlapping configuration and operation will be omitted.

[磁界シミュレーションのフローチャート]
図8は、実施例2に係る磁界シミュレーションのフローチャートの一例を示す図である。
[Flow chart of magnetic field simulation]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a magnetic field simulation according to the second embodiment.

図8に示すように、前処理部51は、計算データを生成する(ステップS41)。例えば、前処理部51は、磁界シミュレーションで用いられるメッシュデータ41を生成する。前処理部51は、磁界シミュレーションで用いられる磁化ベクトルデータ43を生成する。   As shown in FIG. 8, the preprocessing unit 51 generates calculation data (Step S41). For example, the preprocessing unit 51 generates the mesh data 41 used in the magnetic field simulation. The preprocessing unit 51 generates the magnetization vector data 43 used in the magnetic field simulation.

そして、前処理部51は、各種パラメータを設定する(ステップS42)。例えば、前処理部51は、磁化ベクトルデータ43の初期値を設定する。前処理部51は、最大のステップ数であるkmaxを設定する。前処理部51は、変化量の閾値であるdm_maxを設定する。   Then, the preprocessing unit 51 sets various parameters (Step S42). For example, the preprocessing unit 51 sets an initial value of the magnetization vector data 43. The preprocessing unit 51 sets kmax, which is the maximum number of steps. The preprocessing unit 51 sets dm_max, which is a threshold value of the amount of change.

そして、情報処理装置1は、時間ステップk毎に最大のステップ数kmaxまで、ステップS43とS47で挟まれた処理を繰り返し実行する。すなわち、磁界計算部52は、要素ごとに、静磁界ベクトルを含む磁界ベクトルを更新する(ステップS44)。そして、磁化計算部53は、要素ごとに、磁化ベクトルを更新する(ステップS45)。そして、磁化変化量判定部54は、要素ごとに、時間ステップkと前回の時間ステップk−1との磁化ベクトルの変化量(磁化変化量)を算出する。そして、磁化変化量判定部54は、要素ごとの磁化変化量から、この時間ステップkに対する磁化変化量の合計dm_totalを算出する。かかる磁化変化量算出処理のフローチャートは、後述する。   Then, the information processing device 1 repeatedly executes the processing sandwiched between steps S43 and S47 up to the maximum number of steps kmax for each time step k. That is, the magnetic field calculation unit 52 updates the magnetic field vector including the static magnetic field vector for each element (Step S44). Then, the magnetization calculation unit 53 updates the magnetization vector for each element (Step S45). Then, the magnetization change amount determination unit 54 calculates, for each element, a change amount (magnetization change amount) of the magnetization vector between the time step k and the previous time step k-1. Then, the magnetization change amount determination unit 54 calculates the total dm_total of the magnetization change amount for the time step k from the magnetization change amount for each element. The flowchart of the magnetization change amount calculation processing will be described later.

そして、磁化変化量判定部54は、磁化変化量の平均値(dm_total/imax)が変化量の閾値dm_maxより大きいか否かを判定する(ステップS46)。なお、dm_totalは、各要素に対する磁化変化量の合計であり、imaxは、要素の最大数である。磁化変化量の平均値が変化量の閾値dm_maxより大きいか否かを判定する(ステップS46)。磁化変化量の平均値が変化量の閾値dm_max以下であると判定した場合(ステップS46;No)、情報処理装置1は、時間ステップkを1加算すべく、ステップS43に移行する。情報処理装置1は、時間ステップkが最大のステップ数kmaxに達すると、磁界シミュレーションを終了する。   Then, the magnetization change amount determination unit 54 determines whether or not the average value (dm_total / imax) of the magnetization change amount is larger than the change amount threshold value dm_max (step S46). Note that dm_total is the sum of the amount of change in magnetization for each element, and imax is the maximum number of elements. It is determined whether or not the average value of the magnetization change amount is larger than the change amount threshold value dm_max (step S46). When it is determined that the average value of the magnetization change amount is equal to or smaller than the change amount threshold value dm_max (Step S46; No), the information processing device 1 proceeds to Step S43 to add 1 to the time step k. When the time step k reaches the maximum number of steps kmax, the information processing apparatus 1 ends the magnetic field simulation.

一方、磁化変化量の平均値が変化量の閾値dm_maxより大きいと判定した場合(ステップS46;Yes)、異常出力部55は、磁界シミュレーションを中止し、中止の旨を通知する(ステップS48)。   On the other hand, when it is determined that the average value of the magnetization change amount is larger than the change amount threshold value dm_max (Step S46; Yes), the abnormal output unit 55 stops the magnetic field simulation and notifies the stop (Step S48).

[磁化変化量算出処理のフローチャート]
図9は、実施例2に係る磁化変化量算出処理のフローチャートの一例を示す図である。なお、図9のフローチャートは、時刻kにおける要素iに対するループを行い、時刻kにおける磁化変化量の合計dm_totalを算出する。
[Flowchart of magnetization change amount calculation processing]
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a flowchart of a magnetization change amount calculation process according to the second embodiment. Note that the flowchart of FIG. 9 performs a loop for the element i at the time k, and calculates the total dm_total of the magnetization change amounts at the time k.

図9に示すように、磁化変化量算出処理は、磁化変化量の合計dm_totalを初期化する(ステップS51)。磁化変化量算出処理は、ステップS52とステップS60で挟まれる処理を要素iに対する処理として、iを変えながら全ての要素に対して行う。   As shown in FIG. 9, the magnetization change amount calculation processing initializes the total dm_total of the magnetization change amounts (step S51). The magnetization change amount calculation processing is performed on all the elements while changing i, with the processing sandwiched between steps S52 and S60 as the processing on the element i.

各要素iに対して、磁界計算部52は、静磁界ベクトルHを更新する(ステップS53)。例えば、磁界計算部52は、式(9)より、静磁界ベクトルHを更新する。そして、磁化計算部53は、式(6)により、静磁界ベクトルHを用いて静磁エネルギーEを算出する。そして、磁化計算部53は、静磁エネルギーEを用いて、式(2)の第4項を算出する。 For each element i, the magnetic field calculator 52 updates the static magnetic field vector H d (step S53). For example, the magnetic field calculator 52, the equation (9), and updates the static magnetic field vector H d. Then, magnetization calculation section 53, by the equation (6), to calculate the magnetostatic energy E d with a static magnetic field vector H d. Then, magnetization calculation section 53 uses the magnetostatic energy E d, and calculates the fourth term of the equation (2).

各要素iに対して、磁界計算部52は、外部磁界ベクトルHappを更新する(ステップS54)。例えば、磁界計算部52は、外部磁界ベクトルHappを更新する。そして、磁化計算部53は、式(5)により、外部磁界ベクトルHappを用いて外部磁界エネルギーEappを算出する。そして、磁化計算部53は、外部磁界エネルギーHappを用いて、式(2)の第3項を算出する。 The magnetic field calculation unit 52 updates the external magnetic field vector H app for each element i (step S54). For example, the magnetic field calculation unit 52 updates the external magnetic field vector H app . Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the external magnetic field energy E app using the external magnetic field vector H app by Expression (5). Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the third term of Expression (2) using the external magnetic field energy H app .

各要素iに対して、磁界計算部52は、異方性磁界ベクトルkを更新する(ステップS55)。例えば、磁界計算部52は、磁気異方性ベクトルkを更新する。そして、磁化計算部53は、式(3)により、磁気異方性ベクトルkを用いて異方性エネルギーEaniを算出する。そして、磁化計算部53は、異方性エネルギーEaniを用いて、式(2)の第1項を算出する。 For each element i, the magnetic field calculation unit 52 updates the anisotropic magnetic field vector k (Step S55). For example, the magnetic field calculation unit 52 updates the magnetic anisotropy vector k. Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the anisotropic energy E ani using the magnetic anisotropy vector k by Expression (3). Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the first term of the equation (2) using the anisotropic energy E ani .

各要素iに対して、磁界計算部52は、交換結合磁界ベクトル(∇m)を更新する(ステップS56)。なお、mは、磁化ベクトルである。例えば、磁界計算部52は、交換結合磁界ベクトル(∇m)を更新する。そして、磁化計算部53は、式(4)により、交換結合磁界ベクトル(∇m)を用いて交換結合エネルギーEexcを算出する。そして、磁化計算部53は、交換結合エネルギーEexcを用いて、式(2)の第2項を算出する。 For each element i, the magnetic field calculation unit 52 updates the exchange coupling magnetic field vector (∇m) 2 (step S56). Note that m is a magnetization vector. For example, the magnetic field calculation unit 52 updates the exchange coupling magnetic field vector (Δm) 2 . Then, magnetization calculation section 53, by the equation (4), calculates the exchange coupling energy E exc using an exchange coupling magnetic field vector (∇m) 2. Then, the magnetization calculation unit 53 calculates the second term of Expression (2) using the exchange coupling energy Eexc .

各要素iに対して、磁化計算部53は、磁化ベクトルmを更新する(ステップS57)。例えば、磁化計算部53は、式(2)により有効磁界ベクトルHeffを算出する。そして、磁化計算部53は、計算した有効磁界ベクトルHeffを用いて式(1)を算出し、磁化ベクトルmを更新する。 For each element i, the magnetization calculation section 53 updates the magnetization vector m i (step S57). For example, the magnetization calculation unit 53 calculates the effective magnetic field vector H eff using Expression (2). Then, magnetization calculation section 53 uses the effective magnetic field vector H eff calculated to calculate the equation (1), and updates the magnetization vector m i.

各要素iに対して、磁化変化量判定部54は、磁化変化量dmを計算する(ステップS58)。例えば、磁化変化量判定部54は、時間ステップkと前回の時間ステップk−1との磁化ベクトルmの変化量(磁化変化量)dmを算出する。 For each element i, the magnetization change amount determination unit 54 calculates the magnetization variation dm i (step S58). For example, the magnetization variation determining section 54 calculates the magnetization variation of the vector m i (magnetization change amount) dm i the time step k-1 time steps k and the previous.

そして、磁化変化量判定部54は、磁化変化量の合計dm_totalを更新する(ステップS59)。例えば、磁化変化量判定部54は、各要素iに対する磁化変化量dmをdm_totalに加算する。すなわち、磁化変化量判定部54は、時刻kにおける磁化変化量の合計dm_totalを更新する。 Then, the magnetization change amount determination unit 54 updates the total dm_total of the magnetization change amounts (step S59). For example, the magnetization change amount determination unit 54 adds the magnetization change amount dmi for each element i to dm_total. That is, the magnetization change amount determination unit 54 updates the total dm_total of the magnetization change amounts at the time k.

そして、磁化変化量判定部54は、全ての要素iに対する磁化変化量の合計dm_toalを計算すると処理を終了する。   Then, the magnetization change amount determination unit 54 ends the process after calculating the total dm_toal of the magnetization change amounts for all the elements i.

[実施例2の効果]
このようにして、実施例2では、情報処理装置1は、要素ごとに算出された、それぞれの磁化ベクトルデータの変化量の平均値が所定量を超える場合に、シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する。かかる構成によれば、ユーザは、不正確な磁界シミュレーション結果を受け取ることを回避できる。
[Effect of Embodiment 2]
As described above, in the second embodiment, the information processing apparatus 1 stops the simulation when the average value of the change amounts of the respective magnetization vector data calculated for each element exceeds the predetermined amount, and informs the user of the stoppage. Is output. According to such a configuration, the user can avoid receiving an incorrect magnetic field simulation result.

なお、情報処理装置1は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の情報処理装置に、上記した制御部5および記憶部4等の各機能を搭載することによって実現することができる。   The information processing apparatus 1 can be realized by mounting the functions of the control unit 5 and the storage unit 4 on an information processing apparatus such as a known personal computer and a work station.

また、上記実施例1,2では、図示した装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、装置の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、磁界計算部52と、磁化計算部53とを統合しても良い。前処理部51を、メッシュデータや磁化ベクトルデータ等の計算データを生成する第1の前処理部と、磁化ベクトルの初期値や最大ステップ数等の各種パラメータを設定する第2の前処理部とに分散しても良い。記憶部4を情報処理装置1の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。   In the first and second embodiments, each component of the illustrated apparatus does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the specific mode of the distribution / integration of the apparatus is not limited to the illustrated one, and all or a part of the apparatus is functionally or physically distributed / integrated in an arbitrary unit according to various loads and usage conditions. Can be configured. For example, the magnetic field calculation unit 52 and the magnetization calculation unit 53 may be integrated. The preprocessing unit 51 includes a first preprocessing unit that generates calculation data such as mesh data and magnetization vector data, and a second preprocessing unit that sets various parameters such as the initial value of the magnetization vector and the maximum number of steps. May be dispersed. The storage unit 4 may be connected as an external device of the information processing device 1 via a network.

また、上記実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図1に示した情報処理装置1と同様の機能を実現する磁界シミュレータプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図10は、磁界シミュレータプログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。   Further, the various processes described in the above embodiments can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation. Therefore, an example of a computer that executes a magnetic field simulator program that realizes the same functions as the information processing device 1 illustrated in FIG. 1 will be described below. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a computer that executes a magnetic field simulator program.

図10に示すように、コンピュータ200は、各種演算処理を実行するCPU203と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置215と、表示装置209を制御する表示制御部207とを有する。また、コンピュータ200は、記憶媒体からプログラム等を読取るドライブ装置213と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行う通信制御部217とを有する。また、コンピュータ200は、各種情報を一時記憶するメモリ201と、HDD(Hard Disk Drive)205を有する。そして、メモリ201、CPU203、HDD205、表示制御部207、ドライブ装置213、入力装置215、通信制御部217は、バス219で接続されている。   As illustrated in FIG. 10, the computer 200 includes a CPU 203 that performs various types of arithmetic processing, an input device 215 that receives input of data from a user, and a display control unit 207 that controls a display device 209. In addition, the computer 200 includes a drive device 213 that reads a program or the like from a storage medium, and a communication control unit 217 that exchanges data with another computer via a network. Further, the computer 200 has a memory 201 for temporarily storing various information, and an HDD (Hard Disk Drive) 205. The memory 201, CPU 203, HDD 205, display control unit 207, drive device 213, input device 215, and communication control unit 217 are connected by a bus 219.

ドライブ装置213は、例えばリムーバブルディスク211用の装置である。HDD205は、磁界シミュレータプログラム205aおよび磁界シミュレータ関連情報205bを記憶する。   The drive device 213 is a device for the removable disk 211, for example. The HDD 205 stores a magnetic field simulator program 205a and magnetic field simulator related information 205b.

CPU203は、磁界シミュレータプログラム205aを読み出して、メモリ201に展開し、プロセスとして実行する。磁界シミュレータ関連情報205bは、メッシュデータ41、計算条件データ42、磁化ベクトルデータ43および磁界ベクトルデータ44に対応する。そして、例えばリムーバブルディスク211が、磁界シミュレータプログラム205a等の各情報を記憶する。   The CPU 203 reads out the magnetic field simulator program 205a, expands it in the memory 201, and executes it as a process. The magnetic field simulator related information 205b corresponds to the mesh data 41, the calculation condition data 42, the magnetization vector data 43, and the magnetic field vector data 44. Then, for example, the removable disk 211 stores information such as the magnetic field simulator program 205a.

なお、磁界シミュレータプログラム205aについては、必ずしも最初からHDD205に記憶させておかなくても良い。例えば、コンピュータ200に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、光磁気ディスク、IC(Integrated Circuit)カード等の「可搬用の物理媒体」に当該プログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ200がこれらから磁化解析プログラム205aを読み出して実行するようにしても良い。   Note that the magnetic field simulator program 205a does not necessarily need to be stored in the HDD 205 from the beginning. For example, a “portable physical medium” such as a flexible disk (FD), a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), a magneto-optical disk, or an IC (Integrated Circuit) card inserted into the computer 200. The program is stored in "." Then, the computer 200 may read out the magnetization analysis program 205a from these and execute it.

1 情報処理装置
2 入力部
3 表示部
4 記憶部
41 メッシュデータ
42 計算条件データ
43 磁化ベクトルデータ
44 磁界ベクトルデータ
5 制御部
51 前処理部
52 磁界計算部
53 磁化計算部
54 磁化変化量判定部
55 異常出力部
REFERENCE SIGNS LIST 1 information processing device 2 input unit 3 display unit 4 storage unit 41 mesh data 42 calculation condition data 43 magnetization vector data 44 magnetic field vector data 5 control unit 51 preprocessing unit 52 magnetic field calculation unit 53 magnetization calculation unit 54 magnetization change amount determination unit 55 Error output section

Claims (5)

磁性体をメッシュ分割して得られる各要素の磁化ベクトルの状態をシミュレーションする際に、時刻ごとに、各要素の静磁界ベクトルデータを、磁化ベクトルデータを用いて近似し、
要素ごとに、特定の時刻の前記静磁界ベクトルデータを用いて次の時刻の磁化ベクトルデータを算出し、
要素ごとに、特定の時刻と次の時刻との前記磁化ベクトルデータの変化量を算出し、
要素ごとに算出された、それぞれの前記磁化ベクトルデータの変化量に基づいて、前記シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする磁界シミュレーションプログラム。
When simulating the state of the magnetization vector of each element obtained by dividing the magnetic material into meshes, at each time, the static magnetic field vector data of each element is approximated using the magnetization vector data,
For each element, calculate the magnetization vector data at the next time using the static magnetic field vector data at a specific time,
For each element, calculate the amount of change in the magnetization vector data between a specific time and the next time,
A magnetic field simulation program for causing a computer to execute a process of stopping the simulation based on a change amount of each of the magnetization vector data calculated for each element and outputting a message indicating that the simulation is stopped.
該出力する処理は、要素ごとに算出された、それぞれの前記磁化ベクトルデータの変化量の最大値が所定量を超える場合に、前記シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の磁界シミュレーションプログラム。
In the output process, when the maximum value of the change amount of each of the magnetization vector data calculated for each element exceeds a predetermined amount, the simulation is stopped and a message to the effect is output. A magnetic field simulation program according to claim 1.
該出力する処理は、要素ごとに算出された、それぞれの前記磁化ベクトルデータの変化量の平均値が所定量を超える場合に、前記シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の磁界シミュレーションプログラム。
In the output process, when the average value of the change amount of each of the magnetization vector data calculated for each element exceeds a predetermined amount, the simulation is stopped and a message to the effect is output. A magnetic field simulation program according to claim 1.
磁性体をメッシュ分割して得られる各要素の磁化ベクトルの状態をシミュレーションする際に、時刻ごとに、各要素の静磁界ベクトルデータを、磁化ベクトルデータを用いて近似する磁界ベクトル計算部と、
要素ごとに、特定の時刻の前記静磁界ベクトルデータを用いて次の時刻の磁化ベクトルデータを算出する磁化計算部と、
要素ごとに、特定の時刻と次の時刻との前記磁化ベクトルデータの変化量を算出し変化量計算部と、
要素ごとに算出された、それぞれの前記磁化ベクトルデータの変化量に基づいて、前記シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する出力部と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
When simulating the state of the magnetization vector of each element obtained by dividing the magnetic material into meshes, a magnetic field vector calculation unit that approximates the static magnetic field vector data of each element using the magnetization vector data at each time,
For each element, a magnetization calculation unit that calculates magnetization vector data at the next time using the static magnetic field vector data at a specific time,
For each element, calculate a change amount of the magnetization vector data between a specific time and the next time, and calculate a change amount;
An output unit that stops the simulation based on the amount of change in each of the magnetization vector data calculated for each element and outputs a message indicating that the simulation is stopped;
An information processing apparatus comprising:
磁性体をメッシュ分割して得られる各要素の磁化ベクトルの状態をシミュレーションする際に、時刻ごとに、各要素の静磁界ベクトルデータを、磁化ベクトルデータを用いて近似し、
要素ごとに、特定の時刻の前記静磁界ベクトルデータを用いて次の時刻の磁化ベクトルデータを算出し、
要素ごとに、特定の時刻と次の時刻との前記磁化ベクトルデータの変化量を算出し、
要素ごとに算出された、それぞれの前記磁化ベクトルデータの変化量に基づいて、前記シミュレーションを中止し、中止の旨を出力する
処理をコンピュータが実行することを特徴とする磁界シミュレーション方法。
When simulating the state of the magnetization vector of each element obtained by dividing the magnetic material into meshes, at each time, the static magnetic field vector data of each element is approximated using the magnetization vector data,
For each element, calculate the magnetization vector data at the next time using the static magnetic field vector data at a specific time,
For each element, calculate the amount of change in the magnetization vector data between a specific time and the next time,
A magnetic field simulation method, comprising: performing a process of stopping the simulation based on the amount of change in each of the magnetization vector data calculated for each element and outputting a message indicating that the simulation has been stopped.
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