序一

JMAG诞生于1983年。与其他众多计算机辅助工程（CAE）软件诞生于大学研究室再进行商业化的模式不同，JMAG是一家与大学无关的民营公司在与顾客的不断交流中诞生的。也许这并不是一件特别值得一提的事情，但我认为，这作为JMAG的基因多少会影响到其性格。因为，对于我们来说，最优先的课题不是技术的突破，而是如何更好地支持客户的产品开发。这个初心至今没有改变过。

例如，在20世纪80年代末，虽然电磁场仿真技术的学术领域热点是三维仿真，但我们从与某个客户的相遇开始，就一直致力于电机的二维仿真技术开发，并没有贸然地加入三维仿真的技术突破队伍中去。当时，电机的二维仿真技术应该没有什么难点了。但是，如果往深处挖掘的话，比如转子旋转的滑动边界、齿槽转矩的计算精度等实用化的课题依然堆积如山，仿真还无法再现实际产品的特性。我们在知道教科书的理论和实际应用之间存在着高墙的同时，通过自研技术解决了这些问题并积累了电机仿真的技术。然而，电机在漫长的历史中也确立了设计理论，除了大型发电机外几乎没有出现有限元仿真（Finite Element Analysis，FEA）的需求。因此，当时电机并不是FEA的主流对象。尽管如此，只要建模正确，FEA就可以精准预测理论无法处理的齿槽转矩等问题，让世人感觉到了FEA的前景。

然而，进入20世纪90年代后，空调和混合动力汽车等领域内电机的再次兴起使得情况发生了转变。电机的种类也从感应电机和有刷电机变成永磁电机。然后，内置式永磁（Interior Permanent Magnet，IPM）电机成为主流，并且FEA在此时也成为必备工具。这时，我们在此之前培养的技术就变得非常有用，JMAG的应用场景也得到了飞跃性的扩张。我们以当时开发高效率、高输出电机的优秀工程师为中心设立了用户团体，这也决定了JMAG未来的方向。例如，作为JMAG擅长领域之一的损耗仿真技术是20世纪90年代末为了提高高效率电机的性能而开始研发的。又例如，用于MIL·HIL（Model-in-the-Loop·Hardware-in-the-Loop）中的高精度模型（JMAG-RT）是在21世纪初，开发电机控制器的用户提出了“想要把JMAG用于实时仿真中”这种要求而开始的。

另一方面，现在JMAG强项之一的三维仿真功能是通过感应加热仿真得到大幅飞跃的。故事要追溯到20世纪90年代初期，当时的商用代码中很早地加入了边界元和CG求解器的组合，实现了高速计算。这被感应加热装置的制造商发现并开始使用。但是在感应加热的计算中，有必要正确地计算铁表面产生的涡流分布，同时也需要考虑温度的依存性。JMAG的高速求解器和多功能化开发就是在这个时候开始的。经过了一段时间，电机的设计在需要三维仿真和多功能化开发时，JMAG之前积累的技术就开始起作用了。比方说，为了准确地预测电机的效率，除了铁损之外，还需要精确地计算磁钢和机壳上产生的涡流，这与之前感应加热仿真需求近似。当时JMAG的开发重心之所以毫不犹豫地转移到三维仿真中，是因为我们有了之前感应加热的经验。当然，除此以外还需要进一步提高仿真速度。2000年下半年，有用户提出“希望速度加快10倍”的需求，我们便开始进行并行求解器的开发，现在的计算速度已经提高了100多倍了。

像这样在与客户的交流中开始的技术开发、发展和融合，支撑着现在的JMAG。最近，除了高速、高精度的仿真外，JMAG还强化了包括拓扑优化在内的优化功能。我认为，在迄今为止的混合动力汽车（Hybrid Vehicle，HV）、纯电动汽车（Electric Vehicle，EV）等电动化转型过程中，原本作为机械设计者的汽车制造商在电机这款电气设备的开发上已经十分成功了。在此背景下，通过仿真可以大幅缩短原本设计+试制+试验需要的时间。今后，传统的设计技术将被优化技术所取代，而熟练运用优化技术的公司将获得这个领域内的技术领导力。

JMAG在2003年进入中国，从那时开始，一直由艾迪捷公司提供给中国市场上的各位用户，现在也有幸被众多制造商所使用。公司每年秋天都会举办用户见面会，以进行高水平的讨论，我每年都很期待参加用户见面会。中国用户给我的感觉是很少拘泥于传统的方法论，善于随机应变，具有挑战精神并且精力旺盛。因此，对于软件开发方来说，中国用户提出的有难度的要求也不少。不过，这样的用户声音对于JMAG的开发来说是非常重要的输入，JMAG的成长食粮就是用户严苛的要求。

艾迪捷公司长年从事JMAG顾客支持工作，他们组织编写本书的目的，是给予仿真电气设备用户更为全面的指导。其内容不仅仅是JMAG的功能和使用方法，对于电磁场仿真的基础、具体的建模、领先的话题、多功能性、控制联合等都有相关的介绍。本书内容不仅实用性较强，而且对于读者在今后提高电磁场仿真领域的技能也有很大的帮助。

如果在不久的将来，能通过本书与对JMAG感兴趣的人相遇、聊天，对我来说就没有比这更好的事情了。

JMAG原厂JSOL Corporation
JMAG Division
CTO山田隆
2020年8月