Numerische Simulation elektromagnetischer Felder (SEM)

Lehrender:

Prof. Dr. Ursula van Rienen

Umfang (Vorlesung/Übung/Praktika):

jedes Wintersemester / 4 SWS (2 0 2)

Ziel:

Einführung in die numerische Lösung partieller Differentialgleichungen, Vermittlung ausgewählter semi-analytischer und numerischer Verfahren zur Berechnung elektromagnetischer Felder

Voraussetzungen:

  • Theoretische Elektrotechnik

Inhalt:

  • Differenzenverfahren
  • Momentenmethode
  • Randelementeverfahren
  • Finite-Elemente-MethodeFinite-Integrations-Technik, hierfür ausführlicher:
    • Materialdiskretisierung
    • Gitter-Maxwell-Gleichungen
    • Einarbeitung der Randbedingungen
    • offene und periodische Randbedingung
    • nichtlineare Materialeigenschaften
    • Bewegungsgleichungen für geladene Teilchen
    • Behandlung aller Problemklassen (Elektrostatik, Magnetostatik, ..., schnell veränderliche Felder)
  • Optimierungsalgorithmen
  • Verfahren der numerischen Mathematik zur Lösung von
    • Eigenwertproblemen
    • großen linearen Gleichungssystemen

Im Praktikum werden einerseits einige Methoden für ganz einfache Beispiele selbst programmiert und andererseits einfache konkrete Aufgabenstellungen aus der Praxis mit einem kommerziellen Programm zur Simulation elektromagnetischer Felder gelöst.

Prüfungsvorleistung:

  • keine

Prüfung:

  • mündlich