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Innovation Messtechnik 2017

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Inhalt:

VO Simulationswerkzeuge in der Mechatronik

Ziele

Einen Überblick über die Methode der finiten Elemente zur numerischen Lösung partieller Differentialgleichungen in der Elektrotechnik erhalten. Unter Kenntnis der zugrundeliegenden Differenzialgleichungen sollen auch Formulierungen für nichtelektrische physikalische Vorgänge, z. B. Kopplung mit Bewegungsgleichungen möglich sein. Die aus den mit der FEM berechneten Feldern abgeleiteten integralen Parameter sollen in Netzwerkmodellen realisiert werden können um damit weitere Simulationen durchführen zu können.

Lehrinhalte

Im Rahmen dieser Vorlesung sollen die Studierenden in die Methoden zur numerischen Lösung von elektromagnetischen und thermischen Feldproblemen eingeführt werden. Eingangs werden die notwendigen mathematischen Grundlagen zur Formulierung eines Feldproblems erläutert.
An der Formulierung für das stationäre elektrische Strömungsfeld unter Verwendung eines elektrischen Skalarpotenziales werden Rand- und Symmetriebedingungen erläutert. Die Lösung für ein einfaches elektrostatisches Problem wird gezeigt.
Unter Zuhilfenahme des magnetischen Vektorpotenzials wird eine Formulierung für stationäre Magnetfelder besprochen. Es wird u.a. die Abschirmung magnetischer Felder diskutiert.
Die bei niederfrequenten Wirbelströmen auftretenden Stromverdrängungserscheinungen sollen aufgezeigt werden.
Unter Verwendung von Netzwerk-Berechnungsprogrammen wird gezeigt, wie die Ergebnisse numerischer Feldberechnungen in Netzwerkmodellen eingebaut werden können.

Methoden

Vortrag durch LVA-Leiter, erarbeiten von praktischen Beispielen

Beurteilung

Bearbeiten und Präsentieren von praktischen Beispielen

Literatur

  • Hans Rudolf Schwarz, Methode der finiten Elemente, Teubner Verlag, Stuttgart
  • Claus Kühnel, Schaltungsdesign mit PSPICE, Francis Verlag
  • John Keown, PSPICE and Circuit Analysis, Merill, NY, paperback
  • Andrei Vladimirescu, The SPICE BOOK, John Wiley & Sons, NY

Sprache

Deutsch