QuasiModO

Arbeitsgruppen am Institut TEMF

Arbeitsgruppe „Quasistatische Modellierung und Optimierung (QuasiModO)“

In der QuasiModO-Gruppe werden implizite diskrete Formulierungen für die numerische Feldsimulation von statischen und langsam-veränderlichen elektromagnetischen Feldern entwickelt.

Diese Verfahren werden typischerweise für die Simulation von elektrischen Geräten angewandt wie z.B. elektrischen Maschinen, Transformatoren und supraleitender Magnete, wobei die Anregung häufig durch leistungselektronische Schaltungen erfolgt. Auch der Einfluss von niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern auf menschliche und tierische Körper wird auf Basis solcher Simulationsverfahren berechnet.

Für die räumliche Diskretisierung werden die Methode der Finiten Integration und die Methode der Finiten Elementen verwendet. Für die zeitliche Diskretisierung werden neben den klassischen Theta-Methoden auch Zeitintegratoren höherer Ordnung wie z.B. Runge-Kutta Verfahren eingesetzt. Für die Berechnung bewegungsinduzierter Ströme werden mehrere Gitter durch geeignete Randbedingungen verknüpft.

Ein aktuelles Thema sind hybride Diskretisierungstechniken wobei verschiedene Modellteile auf Basis von verschiedenen Methoden diskretisiert werden. Diese Möglichkeit erlaubt eine zusätzliche und erwünschte Flexibilität in der Modellierung, erfordert jedoch angepasste numerische Techniken um eine effiziente, gekoppelte Simulation gewährleisten zu können.

Forschungprojekte im Einzelnen

  • Zeitschrittverfahren
  • Frequenzbereichsformulierungen
  • Einbindung nicht-linearer und hysteretischer Materialmodelle in zeitintegrierende Feldberechnungsverfahren
  • Technik der Finite Integration fur niederfrequente elektromagnetische Felder
  • Finite Elementmethoden fur quasistatische Formulierungen
  • Gebietszerlegungsmethoden
  • Simulation bewegungsinduzierter Strome
  • Feld-Netzwerk Kopplung mit Schaltern im Netzwerk
  • Simulation von Energiewandlern (Maschinen, supraleitende Magnete, Wirbelstrombremsen)
  • Simulation von Felder in hochauflosenden Anatomiemodellen des Menschen