Numerical Simulation in Electromagnetic Processing - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Mathematik 1-3, Physik 1-2, Allgemeine Elektrotechnik 1-3, Theoretische Elektrotechnik 1

Die Studierenden kennen und verstehen nach der Vorlesung und dazu gehörigen Übungen die numerische Berechnung von Feldproblemen am Beispiel der Finiten Element Methode und der Methode der Finiten Volumen. Sie kennen die Differentialgleichungen und Randbedingungen, die zur Berechnung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern, verkoppelt mit Temperaturfeldern und Strömungsfeldern, notwendig sind. Sie verstehen die Besonderheiten numerischer Lösungsverfahren am Beispiel der Finiten Element Methode, der Boundary Element Methode und der Methode der Finiten Volumen. Die Studierenden sind in der Lage, mit dem kommerziellen Programm ANSYS-WORKBENCH Problemstellungen zu den genannten Feldkonstellationen zu erfassen, zu berechnen und auszuwerten.

• Übersicht
• Formulierung von Randwertaufgaben
  - Elektrostatik und Gleichstromfeld
  - Statonäre und transiente Wärmeleitung
  - Elektromagnetische Felder
  - Strömungsfelder
• Numerische Näherungsverfahren
  - Finite Element Methode
  - Boundary Element Methode
  - Methode der Finiten Volumen
• Diskretisierungstechniken
  - Gitternetze
  - Knoten- und kantenorientierte Elemente
  - Form- bzw. Ansatzfunktionen
  
• Fehlerbetrachtung

Der Tafelvortrag wird durch Powerpoint-Präsentationen und Videoanimationen ergänzt. Die Präsentationen und die Übungsaufgaben sind als pdf-Dokumente aus dem Intranet abrufbar.

[1] K. Küpfmüller: Theoretische Elektrotechnik - eine Einführung, 17. bearb. Aufl. - Berlin, Springer-Verlag, ISBN 978-3-540-26615-0, 2005.
[2] I. Babuska, T. Strouboulis: The Finite Element Method and ist Reliability, Clarendon Press, Oxford, ISBN 0 19 850276 1, 2001.
[3] A. Kost: Numerische Methoden in der Berechnung elektromagnetischer Felder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-55005-4, 1994.