Software: FEM - Tutorial - Magnetfeld

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5. Komplex im FEM-Tutorial

Magnetfeld (statisch)

- Wirbelfeld-Modell mit FEMM -

Autor: Dr.-Ing. Alfred Kamusella

 

Ein Computer kann alles was du willst,

solange du nur willst, was er kann!

- Autor unbekannt -

1. Grundlagen

• Physik des Magnetfeldes
• Potentialfeld-Analogie
• Wirbelfeld-Ansatz
• Einführungsbeispiel

2. Modell eines Elektro-Magneten

• Problemdefinition
• Material und Stromkreis
• Geometrie
• Randbedingungen
• Vernetzung und Berechnung

3. Kraft- und Koppelfluss-Kennfelder

• Kraft und Koppelfluss (Einführung)
• Kraft und Koppelfluss (Lua-Script)
• Kennfeld-Berechnung (OptiY):
  • Einbindung in OptiY-Workflow
  • Datenschnittstellen (In-/Outputfiles)
  • Rastersuche
  • Parallelisierung

4. Einfluss von Toleranzen auf die Haltekraft

• Wirkung kleiner Luftspalte
• Probabilistische Simulation (OptiY):
  • Experiment-Konfiguration
  • Numerische Stabilität des Modells
  • Verfahren mit Zufallszahlen (Monte Carlo)
  • Momenten-Methode

5. Kraft- und Koppelfluss-Kennfelder (Response Surface)

• Identifikation von Ersatzmodellen
• Adaptiver Gauss-Prozess
• Kennfeld-Export als C-Code (Kein Bestandteil der Lehrveranstaltung FEM!)
  • Kennfeld-Testmodell (Kein Bestandteil der Lehrveranstaltung FEM!)
  • Differentierbarkeit von Antwortflächen (Kein Bestandteil der Lehrveranstaltung FEM!)

6. System-Simulation mit Kennfeldern (Kein Bestandteil der Lehrveranstaltung FEM!)

• Elektromagneto-mechanischer Wandler (C-Code)
• Kennfeld-Export als Modelica-Code
• Kennfeld als Modelica-Implantat
• Elektromagneto-mechanischer Wandler (Modelica-Implantat)

Einzusendende Ergebnisse:

• Teilnehmer der Lehrveranstaltung "Finite Elemente Methode" laden ihre Ergebnisse bei Opal hoch.
• Für den Upload sind mit (xx=Teilnehmer-Nummer 01...99) alle erforderlichen vollständig konfigurierten Dateien Magnet_xx.*, Eingabe_xx.txt und Ergebnis_xx.txt sowie die Antwort-PDF in einem Archiv-File FEM5_xx (.zip) zu senden.
• Die Experimente der OptiY-Projektdatei müssen für die durchgeführten Analyse alle konfigurierten Ergebnis-Fenster enthalten.
• In der bereitgestellten PDF zu beantwortende Fragen zur Haltekraft des Magneten bei einem Strom i=0.2xx A:
  1. Wie groß ist der Mittelwert der Haltekraft?
  2. Wie groß ist die Streuung der Haltekraft infolge der Luftspalt-Toleranzen?
  3. Welche Luftspalt-Toleranz besitzt den größten Einfluss auf die Streuung der Haltekraft? Diese Antwort ist zu begründen!

Einsendeschluss ist die Nacht vor dem nächsten Übungskomplex. Die Nacht endet um 10:00 Uhr.

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