Modulbeschreibung

Die Studierenden

• verstehen die Maxwellgleichungen und kennen deren unterschiedliche Formulierungen und deren numerische Lösungsmethoden (FEM, MoM, FDTD).
• sind in der Lage, mechanisch und/oder thermisch gekoppelte elektromagnetische Systeme mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente zu formulieren, modellieren und zu lösen.
• sind in der Lage, einfache Modelle zu parametrisieren, über eine Skriptsprache (MATLAB) zu steuern (scripting), zu optimieren (optimization) und auszuwerten (postprocessing).
• sind in der Lage, analytische Modelle zur Validierung der numerischen Simulation in MATLAB zu implementieren und die Resultate zu vergleichen und zu bewerten.
• sind in der Lage, englische Fachpublikationen und Paper zu lesen, deren Inhalte nachzuvollziehen und umzusetzen.

Bachelor of Science in Systemtechnik

Einführung in mehrdimensionale Analysis

Scientific Computing

Im Kurs Multiphysik-Modellierung und Simulation wird ein Projekt mittels Bericht und Präsentation (Gewicht 66.67%) bewertet. Im Kurs Fortgeschrittene MATLAB-Programmierung wird ein Bericht und eine Präsentation (Gewicht 33.3%) bewertet.

Die Studierenden

• verstehen die Maxwellgleichungen und kennen deren unterschiedliche Formulierungen und deren numerische Lösungsmethoden (FEM, BEM, FDTD, Fokus auf Quasistatik.
• sind in der Lage, den Effekt der Stosswellenausbreitung in einem Material zu modellieren und hierfür einen eindimensionalen Code zu entwickeln.
• kennen den magnetostriktiven Effekt und können die Wirkung dieses Effekts auf einen Ferraris Sensor modellieren.
• sind in der Lage, einfache Modelle zu parametrisieren, über eine Skriptsprache (MATLAB, Python) zu steuern (scripting), zu optimieren (optimization) und auszuwerten (postprocessing).
• sind in der Lage, analytische Modelle zur Validierung der numerischen Simulation in MATLAB zu implementieren und die Resultate zu vergleichen und zu bewerten.
• sind in der Lage, rechenintensive wissenschaftliche Berechnungen in MATLAB oder Python effizient und sauber strukturiert zu programmieren.
• sind in der Lage, englische Fachpublikationen und Paper zu lesen, deren Inhalte nachzuvollziehen und umzusetzen.

Die obigen Ziele werden anhand von praktischen Aufgabenstellungen erarbeitet, beispielsweise:

• Auslegung und Optimierung eines Ferraris-Sensors zur Messung der Beschleunigung von leitfähigen Materialien
• Berechnung der Stosswellenausbreitung in einem Zylinder
• Magnetostriktiver Effekt (elektromechanische Kopplung)
• Wirbelstromeffekte
• Optimierungsalgorithmen