電位分布解析 — トラブルシューティングガイド

電位解析で収束しない——接地境界条件の設定ミスと材料定数の不整合

静電界FEM解析で「残差が収束しない」「電位が際限なく上昇する」という典型的な問題は、接地（Dirichlet）境界条件の設定漏れが原因のケースが最多だ。電界解析では必ず少なくとも1つの電位固定点（V=0のグラウンド）が必要で、これがないとポアソン方程式の解が一意に定まらず発散する。また多層誘電体の境界で誘電率の設定ミスがあると、電束密度の法線成分保存条件が満たされず界面で電界が跳び（不連続）、収束が大幅に遅化する。診断手順：①全ての材料領域に誘電率を正しく割り当てているか確認する。②Dirichlet境界条件（固定電位）が少なくとも1カ所に設定されているか確認する。③非常に細いフィレット（R<1um）をモデルに含めていないか——電界集中で数値発散のリスクがある。