Der Entwurf und die numerische Verifikation komplexer Aktoren und Sensoren einschließlich deren elektronischer Steuerung ist Gegenstand der vorliegenden Lehrveranstaltung. Die Unterteilung erfolgt in die wesentlichen Bereiche: CAD/CAE, Strukturmechanik, Elektrostatik, Elektromagnetik, Wärmeleitung, Strömungsmechanik und Fluid-Struktur-Wechselwirkung.
Allen Disziplinen gemeinsam ist die Einbettung in einen übergreifenden Systemsimulator, welcher die schritthaltende Berechnung von Regelkreisen mit Leistungs- und Signalelektronik ermöglicht.
Strukturmechanik
CAD/CAE, Ansys Workbench, Materialmodellierung, Bewegungsgleichungen. Beispiele aus Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Bauingenieurwesen. Vertiefung Frontlader:
Wärmeleitung
Wärmeübertragung, Wärmeleitung, Strahlung, Phasenübergänge. Materialmodellierung. Beispiele aus Induktorbau, Brandschutz.
Vertiefung Induktive Erwärmung:
Systemsimulation
Systemsimulator Simplorer, Reduzierte Systemmodelle, Schaltkreissimulation in der Feldsimulation. Vertiefung Energyharvester zur Versorgung von Herzschrittmachern:
Elektromagnetik
Ansys Electronics Desktop, Maxwell-Gleichungen, Magnetwerkstoffe, Elektromagnetische Antriebe.
Vertiefung bistabiler Elektromagnet:
Strömungsmechanik
Mathematische CFD-Modelle. Instationäre Strömungen, Turbulenzmodelle, Mehrphasen- strömungen.
Vertiefung instationärer Kraftstoffinjektor:
Workflowautomatisierung
Ansys Discovery AIM. Simulation gekoppelter physikalischer Probleme in Echtzeit.
Vertiefung Wärmeregelung für CPU-Coldplate:
Interdisziplinäre Probleme
Bidirektionale Kopplungen der o.g. physikalischen Domänen.
Vertiefende Informationen:
MDPS Teil1 (.pdf)
MDPS Teil2 (.pdf)
Lehrmaterialien:
PDF-Textbuch, Akademische Simulationssoftware, 32 Übungen.
Schriftliche Prüfung:
Gegenstand sind Übungsaufgaben der Strukturmechanik.
LV-Beschreibung:
LV-Titel: Schnelle und genaue Multi-Domain Physics Simulation
LV-Nummer, LV-Art: 360705100, Vorlesung
Semesterstunden: 2 Vorlesung / 0 Übung (Wintersemester)
Kontakt: Haas, Peter-Wilfried, Resch, Michael