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Computational Electromagnetics 1

€48,00

Ausrufungszeichen
Nur für Online-Master-Studierende verfügbar, siehe unsere Allgemeinen Geschäftsbedingungen.


Art.-Nr.: 03 Stichwort: .

Beschreibung

Die computergestützte Lösung der Maxwell-Gleichungen spielt eine immer wichtigere Rolle in der aktuellen Elektrotechnik. Die sukzessiven Verbesserungen, sowohl in der Computertechnologie als auch bei den numerischen Algorithmen selbst, tragen dazu bei, dass heutzutage sehr viele Elektromagnetik-Probleme aus der Praxis gelöst werden können.
Die „virtuelle Optimierung” mit Hilfe eines Computers ist sehr viel kostengünstiger und effizienter als das traditionelle Vorgehen mittels Bau und Prüfung von Prototypen-Reihen.
Die möglichen Einsatzbereiche finden sich in vielen Sparten der modernen Elektrotechnik: z.B. Wirbelstromprobleme bei elektrischen Maschinen, Mikrowellen-Schaltungen und -Antennen, optische Komponenten, Radarsysteme, Streuungsprobleme und die elektromagnetische Kompatibilität.
Der Kurs Computational Electromagnetics 1 (CEM-1) hat zwei wesentliche Ziele:

  •  Die Vermittlung von Grundkenntnissen über die drei wichtigsten Methoden zur numerischen Lösung von elektromagnetischen Feldproblemen, namentlich die Finite-Differenzen Methode (FDM, auch FDTD = Finite-Difference Time-Domain), die Finite-Elemente Methode (FEM) und die Momenten-Methode (MoM, auch BEM = Boundary Element Method).
  • Die “sichere” und effiziente Benutzung von (kommerziellen) Simulations-Werkzeugen auf Basis der o.g. numerischen Methoden, namentlich die Software EMPIRE XPU™ (http://www.empire.de) von der IMST GmbH, das open-source FDTD Programm openEMS (http://openems.de), der FEM-solver COMSOL Multiphysics™ (https://www.comsol.de/) und das MoM-basierte tool FEKO™ (https://www.feko.info) von Altair Engineering. Die entsprechenden Kenntnisse werden durch das selbstständige Durcharbeiten von sog. Tutorials (Übungen am PC) vertieft.

Die Kurs-Teilnehmer sind abschließend in der Lage die geeignetste Software für „ihr” elektromagnetik-Problem auszuwählen. Die notwendigen Test-Lizenzen für die o.g. kommerziellen Entwurfswerkzeuge werden vermittelt.

Zusätzliche Informationen

Modulverantwortlicher

Rennings, Dr.-Ing. Andreas

Lehrende

Rennings, Dr.-Ing. Andreas

Creditpunkte

4

Sprache

Deutsch

Semester

3, 4

Arbeitsaufwand in h

120

Modultyp

Pflichtmodul, Wahlpflichtmodul

Zusammensetzung der Modulprüfung / Modulnote

Unbenotete Studienleistung (Online-Test), benotete Prüfungsleistung (Klausur 60 bis 120 min oder mündliche Prüfung 30 bis 60 Minuten).

Literatur

[1] G. D. Smith: Numerical Solution of Partial Differential Equations: Finite Difference Methods (Third Edition), Oxford University Press, Oxford, 1985    ***   [2]  John C. Strikwerda, Finite Difference Schemes and Partial Differential Equations, Wadsworth & Brooks, Belmont, Calif., 1989    ***   [3] Jianming Jin: The Finite Element Method in Electromagnetics. New York: John Wiley & Sons, 2002    ***   [4] Roger F. Harrington: Field Computation by Moment Methods. New York: John Wiley & Sons, 1993. (reprint of IEEE Press)    ***   [5] An Engineer‘s Guide to Matlab, Edward B. Magrab et al., Prentice Hall, 2000, ISBN: 0-1301-1335-2.