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49,80 €ISBN 978-3-8440-9020-8Paperback250 Seiten81 Abbildungen328 g21 x 14,8 cmDeutschDissertation
April 2023
Martin Marco Nell
Funktionsorientierte Systemmodelle zur methodenorientierten Lösung multiphysikalischer gekoppelter Fragestellungen am Beispiel der Asynchronmaschine
In technischen Systemen treten Effekte unterschiedlichster physikalischer Domänen auf und wechselwirken miteinander. Problemstellungen im Bereich technischer Systeme werden daher als multiphysikalische und gekoppelte Probleme bezeichnet, deren Komplexität und Lösungsaufwand mit der Systemkomplexität steigen.
Zur Lösung multiphysikalischer und gekoppelter Fragestellungen werden die einzelnen Domänen und deren Effekte mittels mathematischer und physikalischer Modelle beschrieben und die Wechselwirkungen durch numerische Kopplungen der Teilmodelle abgebildet. Ziel ist es dabei, alle für die Anwendung relevanten physikalischen Effekte der unterschiedlichen Domänen und deren Interaktion möglichst genau abzubilden. Ein ganzheitliches, allumfassendes und über alle Domänen gleich detailliertes Verfahren ist zur Lösung einer solchen multiphysikalischen und gekoppelten Fragestellung weder notwendig noch sinnvoll. In einem derartigen Vorgehen werden physikalische Effekte, welche keinen oder nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf die zu lösende Fragestellung haben, zu detailliert modelliert, was in ineffizienten Modellierungs- und Rechenaufwänden resultiert. Es ist daher ein hinsichtlich des Wertebereichs und Detaillierungsgrads modulares sowie variables Simulationsverfahren zu wählen, dessen Güte und Effizienz von den einzelnen Teilmodellen abhängt.
Im Fokus der vorliegenden Dissertation steht daher die Entwicklung eines zielorientierten methodischen Verfahrens zur Auswahl ebendieser Teilmodelle innerhalb eines modularen und funktionsorientierten numerischen Simulationsverfahrens.
Zur Lösung multiphysikalischer und gekoppelter Fragestellungen werden die einzelnen Domänen und deren Effekte mittels mathematischer und physikalischer Modelle beschrieben und die Wechselwirkungen durch numerische Kopplungen der Teilmodelle abgebildet. Ziel ist es dabei, alle für die Anwendung relevanten physikalischen Effekte der unterschiedlichen Domänen und deren Interaktion möglichst genau abzubilden. Ein ganzheitliches, allumfassendes und über alle Domänen gleich detailliertes Verfahren ist zur Lösung einer solchen multiphysikalischen und gekoppelten Fragestellung weder notwendig noch sinnvoll. In einem derartigen Vorgehen werden physikalische Effekte, welche keinen oder nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf die zu lösende Fragestellung haben, zu detailliert modelliert, was in ineffizienten Modellierungs- und Rechenaufwänden resultiert. Es ist daher ein hinsichtlich des Wertebereichs und Detaillierungsgrads modulares sowie variables Simulationsverfahren zu wählen, dessen Güte und Effizienz von den einzelnen Teilmodellen abhängt.
Im Fokus der vorliegenden Dissertation steht daher die Entwicklung eines zielorientierten methodischen Verfahrens zur Auswahl ebendieser Teilmodelle innerhalb eines modularen und funktionsorientierten numerischen Simulationsverfahrens.
Schlagwörter: Elektromagnetische Simulation; Asynchronmaschine; multiphysikalische Kopplung; Modellauswahl
Aachener Schriftenreihe zur Elektromagnetischen Energiewandlung
Herausgegeben von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. mult. Kay Hameyer, Aachen
Band 50
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