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Course Type (SWS)
Lecture: 0 │ Exercise: 0 │ Lab: 0 │ Seminar: 0
Exam Number: 41313
Exam Code:
Type of Lecture:
Language: German/English
Cycle: WS
ECTS: 4
Exam Type

Unbenotete Studienleistung (Online-Test) und

benotete Prüfungsleistung (Klausur 60 bis 120 min oder mündliche Prüfung 30 bis 60 Minuten).

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assigned People
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Information
Beschreibung:

Numerische Berechnungsverfahren für elektromagnetische Felder gehören mit zu den wichtigsten Entwurfs­werkzeugen für Bauelemente und Systeme z. B. der Hochfrequenztechnik, der angewandten Optik, aber auch der Energietechnik. Diese Veranstaltung erläutert verschiedene Formulierungen des elektromagneti­schen Feldproblems und setzt diese mit den entsprechenden numerischen Lösungsverfahren in Beziehung.

Es wird die Bedienung von kommerziellen feldbasierten Entwicklungswerkzeugen auf Basis der betrachteten Methoden anhand diverser Beispiele demonstriert, welche in Abhängigkeit der Interessenslage der Zuhörer ausgewählt werden. Dabei sollen die Teilnehmer unter Anleitung erste eigene Simulationsdurchläufe (Geometrie-Eingabe, Simulator-Einstellungen, eigentliche Simulation, Interpretation der Ergebnisse) erfahren und dadurch sukzessive die Software-Pakete kennen lernen.

Die Veranstaltung ist insbesondere für Studierende geeignet, die eine Projekt-, Bachelor- oder Masterarbeit im Bereich der numerischen Feldsimulation anstreben bzw. im Rahmen ihrer o.g. Abschlussarbeiten kommerzielle feldbasierte Software einsetzen.

Innerhalb der Veranstaltung werden numerische Verfahren und zugehörige Software-Tools thematisiert, welche in der Praxis weite Verbreitung gefunden haben:

  • Finite-Differenzen im Zeitbereich (FDTD), Software: Empire™ XCcel
  • Momenten-Methode (MoM), Software: FEKO™ (FEKO LITE)
  • Finite Elemente Methode (FEM), Software: COMSOL Multiphysics™ oder FEKO™ (FEKO LITE)
Lernziele:

Die Teilnehmer wissen und verstehen, - warum numerische Methoden für das elektromagnetische Design von Bauteilen/Systemen aus der Praxis unbedingt benötigt werden, - wie sie die mathematische Formulierung der Lösung eines Feldproblems in ein systematisches Computerprogramm umsetzen, - welche numerische Methode am Besten für ein spezielles Problem geeignet ist, - wie sie einen PC (Hardware) und kommerzielle Software effizient für das elektromagnetische Design einsetzen können, - welche Limitierungen die vorgestellten numerischen Methoden haben.

Sie verstehen folgende Methoden im Detail und können die zugehörigen Software-Tools anwenden:

  • Finite-Differenzen im Zeitbereich (FDTD), Software: Empire™ XCcel,
  • Momenten-Methode (MoM), Software: FEKO™ (FEKO LITE),
  • Finite Elemente Methode (FEM), Software: COMSOL Multiphysics™ oder FEKO™ (FEKO LITE).
Literatur:

- Allen Taflove, Susan C. Hagness: Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. Norwood: Artech House, 2005.

- Roger F. Harrington: Field Computation by Moment Methods. New York: John Wiley & Sons, 1993. (reprint of IEEE Press)

- Jianming Jin: The Finite Element Method in Electromagnetics. New York: John Wiley & Sons, 2002.

- Tatsuo Itoh: Numerical Techniques for Microwave and Millimeter-Wave Passive Structures. New York: John Wiley & Sons, 1989.

Vorleistung:

Empfohlene Voraussetzungen:

Grundlagenwissen über statische elektrische oder magnetische Felder - beispielsweise durch die Veranstaltung "Theoretische Elektrotechnik 1".

Infolink:
Bemerkung:
Description:
Learning Targets:
Literature:

- Allen Taflove, Susan C. Hagness: Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. Norwood: Artech House, 2005.

- Roger F. Harrington: Field Computation by Moment Methods. New York: John Wiley & Sons, 1993. (reprint of IEEE Press)

- Jianming Jin: The Finite Element Method in Electromagnetics. New York: John Wiley & Sons, 2002.

- Tatsuo Itoh: Numerical Techniques for Microwave and Millimeter-Wave Passive Structures. New York: John Wiley & Sons, 1989.

Pre-Qualifications:
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Notice: