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Numerische Feldberechnung (NumFber)5 ECTS (Prüfungsordnungsmodul: Numerische Feldberechnung)
Modulverantwortliche/r: Hans Roßmanith Lehrende:
Hans Roßmanith, Manfred Albach
Startsemester: |
WS 2011/2012 | Dauer: |
1 Semester |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. |
Lehrveranstaltungen:
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Numerische Feldberechnung
(Vorlesung, 2 SWS, Hans Roßmanith, Do, 10:15 - 11:45, E 2.11)
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Übungen zu Numerische Feldberechnung
(Übung, 2 SWS, Hans Roßmanith, Do, 12:15 - 13:45, E 2.11)
Inhalt:
In dieser Vorlesung sollen die Grundlagen für die Berechnung elektromagnetischer Felder am Computer gelegt werden.
Auf der Grundlage der Maxwellschen Theorie werden die zugrundeliegenden Differentialgleichungen und die möglichen Randbedingungen behandelt, die das gestellte Problem eindeutig charakterisieren.
Die einzelnen Module eines Programmpakets werden in gesonderten Lehreinheiten behandelt:
Präprozessor: Modellbildung, Geometrievereinfachung, Ausnutzen von Symmetrien
Diskretisierung: Von den diversen Verfahren werden lediglich das Verfahren der Finiten Elemente (als Grundlage von COMSOL Multiphysics) und die PEEC-Methode (die ein Feldproblem auf ein elektrisches Netzwerkproblem zurückführt) näher erläutert.
Solver: Auswahl des geeigneten Algorithmus; direkte und indirekte Solver
Postprozessor: Kraft-, Induktivitäts-, Kapazitätsberechnung; Feldlinien
Am Beispiel von COMSOL Multiphysics werden auch weitergehende Themen behandelt:
Kopplung elektrisch-thermisch-mechanisch; eigene Routinen mit Hilfe von MATLAB; Nebenbedingungen.
In einer abschließenden Lehreinheit werden die Anwendung und die Besonderheiten des weit verbreiteten Programmpakets „CST Microwave Studio“ erläutert.
Lernziele und Kompetenzen:
Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen sind die Studierenden in der Lage:
sich an die gewonnenen Erfahrungen bei der Bedienung von Feldberechnungsprogrammen zu erinnern,
den Aufbau und die Funktionsweise von numerischen Feldberechnungsprogrammen zu verstehen,
die elektromagnetische Feldtheorie auf die numerische Lösung praktisch interessanter Randwert- und Anfangswertprobleme anzuwenden und effiziente Modelle für die Simulation zu entwickeln.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Studienrichtung Allgemeine Elektrotechnik | Vertiefungsmodule Allgemeine Elektrotechnik | Numerische Feldberechnung)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
- , Dauer (in Minuten): 90 (s) / 30 (m), benotet
- Erstablegung: WS 2011/2012, 1. Wdh.: SS 2012
1. Prüfer: | Manfred Albach, | 2. Prüfer: | Hans Roßmanith |
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