Numerische Feldberechnung

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Vorlesung

Dozent
Dr.-Ing. H. Roßmanith
richtet sich an
Studenten im Hauptstudium
Semesterwochenstunden
zwei im Wintersemester
Literatur
Begleitende Arbeitsblätter

Bei der Vorentwicklung und Entwicklung von elektrischen Anlagen und Geräten werden immer häufiger Feldberechnungsprogramme eingesetzt. Das ist zum einen notwendig, wenn die gewünschte Funktion des Geräts von magnetischen und elektrischen Feldern abhängt. Zum anderen sollen Effekte in Geräten wie unerwünschte Abstrahlung und Einstrahlung von elektromagnetischen Feldern ebenfalls im Vorfeld untersucht werden.

Diese Vorlesung soll die Fähigkeit vermitteln, Feldberechnungsprogramme einzusetzen, wobei elektromagnetische Feldprobleme im Vordergrund stehen. Gleichzeitig soll ein besseres Verständnis elektromagnetischer Feldprobleme erreicht werden.

In drei Lehreinheiten werden verschiedene Verfahren zur Lösung von Feldproblemen vorgestellt:

  • Das Finite-Elemente-Verfahren (FEM) am Beispiel von Comsol
  • Die Methode der partiellen Elemente (PEEC) am Beispiel von FastHenry
  • Die FDTD-Methode (Finite Differences Time Domain) am Beispiel von CST Microwave Studio

In weiteren Lehreinheiten werden am Beispiel von COMSOL die Bedienung und das typische Vorgehen bei Feldberechnungsprogrammen behandelt:

  • Benutzerschnittstelle
  • Auswahl des Modells
  • mögliche Randbedingungen
  • Lösungsmethoden (direkte, indirekte Solver)
  • Auswertung (Mawxellsche Spannungen, virtuelle Verrückung)
  • Programmierschnittstelle und Kopplung mit MATLAB oder SPICE
  • Eigenwertprobleme
  • Kopplung elektromagnetischer Probleme mit thermischen Problemen

Ein Großteil der Übungen besteht darin, am Rechner anhand des Finite-Elemente-Programms COMSOL den Vorlesungsstoff praktisch anzuwenden und Erfahrung bei der Bedienung einer Feldberechnungssoftware zu gewinnen.

Übung

Dozent
Dr.-Ing. H. Roßmanith
richtet sich an
Studenten im Hauptstudium
Semesterwochenstunden
zwei im Wintersemester
Voraussetzung
gleichzeitiger Besuch der Vorlesung
Literatur
Unterlagen zur Vorlesung
Übungsblätter

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