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Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) >>
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Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler (NumSiElWa)- Lecturer
- PD Dr. techn. habil. Stefan J. Rupitsch
- Details
- Vorlesung
2 cred.h, ECTS studies, ECTS credits: 2,5
nur Fachstudium, Sprache Deutsch oder Englisch
Time and place: Wed 10:15 - 11:45, SR 02.028
- Fields of study
- WPF EEI-MA-AUT 1-4
WPF EEI-BA-AUT 5-6
WF ME-MA 1
WPF ME-BA-MG2 5-6
WF CE-MA-TA-ME ab 2
WPF ME-MA-MG2 1-3
WF EEI-MA 1
WF MT-MA ab 1
- Prerequisites / Organisational information
- Empfohlen wird Vorlesung und Übungen "CAE von Sensoren und Aktoren"
- Contents
- Es wird der aktuelle Wissensstand auf dem Gebiet der numerischen Simultation gekoppelter Feldprobleme, wie sie typischerweise bei der Analyse und Optimierung von modernen Sensoren und Aktoren auftreten, vermittelt. Schwerpunkte sind dabei die effiziente numerische Behandlung der auftretenden gekoppelten Feldprobleme mit allen ihren Nichtlinearitäten. Als Leitfaden durch die Vorlesung dienen drei praktische Problemstellungen - numerische Simulation eines elektromagnetischen Ventils (Automobiltechnik), eines piezoelektrischen Stapelaktors (Einspritztechnik) und einer mikromechanischen elektrostatischen Ultraschallarrayantenne (medizinische Bildgebung). Die numerische Behandlung der in den einzelnen Teilfeldern - magnetisches, mechanisches, akustisches Feld - auftretenden Nichtlinearität sowie die Algorithmen zur Beschreibung der gekoppelten Feldprobleme werden eingehend besprochen. Als numerisches Diskretisierungsverfahren wird die Finite Elemente Methode (FEM) verwendet.
Lernziele:
Mit den in dieser Lehrveranstaltung vermittelten Kenntnissen soll der Student in der Lage sein, komplexe Finite Elemente Simulationen für die Anaylse und den Entwurf von mechatronischen Sensoren und Aktoren durchzuführen (z. B. elektromagnetisches Ventil, (Kapazitive) mikromechanische Ultraschallwandler, piezoelektrische Stapelaktoren, elektrodynamische Lautsprecher)
- Recommended literature
- Kaltenbacher, M.: Numerical Simulation of Mechatronic Sensors and Actuators, 2nd edition, Springer 2007
- ECTS information:
- Title:
- Numerical Simulation of Electromechanical Transducers
- Credits: 2,5
- Prerequisites
- Recommended are Lecture and Exercises "CAE of Sensors and Actuators"
- Contents
- In this lecture the current state of numerical simulation for coupled field problems, which appear within the design process of modern sensors and actuators, is presented. The main topics will concern the efficient numerical treatment of coupled field problems including all nonlinearities. In addition to the theory of magnetic, mechanical and acoustic fields with all their couplings, we will discuss three practical transducers: numerical simulation of an electromagnetic valve (automotive industry), of a piezoelectric stack actuator (Diesel Injection System) and of an micromachined capacitive ultrasound array antenna (medical imaging system). For the numerical discretization we will use the finite element (FE) method.
Learning Target:
The student will be able to perform complex Finite-Elementsimulations for the analysis and the design of mechatronic sensors and actuators (e. g. electromagnetic valve, capacitive micromachined ultrasound transducers, piezoelectric stack actuators, electrodynamic loudspeakers).
- Literature
- Kaltenbacher, M.: Numerical Simulation of Mechatronic Sensors and Actuators, 2nd edition, Springer 2007
- Additional information
- Keywords: Finite Elemente, Numerische Simulation, Magnetik, Mechanik, Akustik, Mehrfeldproblem
Expected participants: 20
- Assigned lectures
- UE: Übungen zu Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler
-
Lecturer: M.Sc. Michael Nierla
Time and place: Wed 8:15 - 9:45, SR 02.028
- Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
- Startsemester SS 2019:
- Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler (NumSiElWa)
- Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler (NumSiElWa)
- Department: Chair of Sensor Technology (Prof. Dr. Lerch)
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