Computational Electromagnetics 1 (F)

Die computerorientierte Lösung der Maxwell-Gleichungen spielt eine immer wichtigere Rolle in der aktuellen Elektrotechnik. Die sukzessiven Verbesserungen, sowohl in der Computertechnologie als auch bei den numerischen Algorithmen selbst, tragen dazu bei, dass heutzutage sehr viele Elektromagnetik-Probleme aus der Praxis gelöst werden können.

Die „virtuelle Optimierung" mit Hilfe eines Computers ist sehr viel kostengünstiger und effizienter als das traditionelle Vorgehen mittels Bau und Prüfung von Prototypen-Reihen.

Die möglichen Einsatzbereiche finden sich in vielen Sparten der modernen Elektrotechnik: z.B. Wirbelstromprobleme bei elektrischen Maschinen, Mikrowellen-Schaltungen und -Antennen, optische Komponenten, Radarsysteme, Streuungsprobleme und die elektromagnetische Kompatibilität.

Der CEM-1 Kurs hat zwei wesentliche Ziele:

  • Die Vermittlung von Grundkenntnissen über die drei wichtigsten Methoden zur numerischen Lösung von Elektromagnetik-Problemen, namentlich die Finite-Differenzen Methode (FDM, auch FDTD = Finite-Difference Time-Domain), die Finite-Elemente Methode (FEM) und die Momenten-Methode (MoM, auch BEM = Boundary Element Method).

  • Die "sichere" und effiziente Benutzung von (kommerziellen) Simulations-Werkzeugen auf Basis der o.g. numerischen Methoden, namentlich EMPIRE XPU™ von der IMST GmbH, das open-source FDTD Programm OpenEMS, der FEM-solver COMSOL Multiphysics™ und das MoM-basierte tool FEKO™ von Altair Engineering. Die entsprechenden Kenntnisse werden durch das Durcharbeiten von sog. Tutorials (Übungen am PC) vertieft.

Die Kurs-Teilnehmer sind abschließend in der Lage die geeignetste Software für „ihr" Elektromagnetik-Problem auszuwählen. Die notwendigen Lizenzen für die o.g. kommerziellen Entwurfswerkzeuge werden für die Kurslaufzeit vermittelt.