Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler (NumSiElWa)5 ECTS
(Prüfungsordnungsmodul: 2 Sensorik)

Lehrveranstaltungen:

• • Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler
    (Vorlesung, 2 SWS, Stefan Rupitsch, Mi, 12:15 - 13:45, SR 02.028)
  • Übungen zu Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler
    (Übung, 2 SWS, Adrian Volk, Fr, 14:15 - 15:45, SR 02.028; Beginn ab 2. Vorlesungswoche)

Inhalt:

Es wird der aktuelle Wissensstand auf dem Gebiet der numerischen Simultation gekoppelter Feldprobleme, wie sie typischerweise bei der Analyse und Optimierung von modernen Sensoren und Aktoren auftreten, vermittelt. Schwerpunkte sind dabei die effiziente numerische Behandlung der auftretenden gekoppelten Feldprobleme mit allen ihren Nichtlinearitäten. Als Leitfaden durch die Vorlesung dienen drei praktische Problemstellungen - numerische Simulation eines elektromagnetischen Ventils (Automobiltechnik), eines piezoelektrischen Stapelaktors (Einspritztechnik) und einer mikromechanischen elektrostatischen Ultraschallarrayantenne (medizinische Bildgebung). Die numerische Behandlung der in den einzelnen Teilfeldern - magnetisches, mechanisches, akustisches Feld - auftretenden Nichtlinearität sowie die Algorithmen zur Beschreibung der gekoppelten Feldprobleme werden eingehend besprochen. Als numerisches Diskretisierungsverfahren wird die Finite Elemente Methode (FEM) verwendet.

Lernziele:
Mit den in dieser Lehrveranstaltung vermittelten Kenntnissen soll der Student in der Lage sein, komplexe Finite Elemente Simulationen für die Anaylse und den Entwurf von mechatronischen Sensoren und Aktoren durchzuführen (z. B. elektromagnetisches Ventil, (Kapazitive) mikromechanische Ultraschallwandler, piezoelektrische Stapelaktoren, elektrodynamische Lautsprecher)

Literatur:

Kaltenbacher, M.: Numerical Simulation of Mechatronic Sensors and Actuators, 2nd edition, Springer 2007

Organisatorisches:

Empfohlen wird Vorlesung und Übungen "CAE von Sensoren und Aktoren"

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Mechatronik (Master of Science): 1-3. Semester
   (Po-Vers. 2012 | Masterprüfung | M1-M2 Vertiefungsrichtungen | 2 Sensorik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Numerische Simulation Elektromechanischer Wandler_ (Prüfungsnummer: 63401)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2013, 1. Wdh.: WS 2013/2014, 2. Wdh.: keine Wiederholung

1. Prüfer:

Stefan Rupitsch