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Simulation elektromagnetischer Felder

Modulbezeichnung: Simulation elektromagnetischer Felder
Studiengang: Elektrotechnik, Master, ASPO 01.10.2013
Code: E1917
SWS/Lehrform: 2V+2P (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit
Zuordnung zum Curriculum:
E1917 Elektrotechnik, Master, ASPO 01.10.2013, 2. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
E1801 Höhere Mathematik I
E1802 Höhere Mathematik II
E1803 Theoretische Elektrotechnik II


[letzte Änderung 11.10.2015]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Albrecht Kunz
Dozent:
Prof. Dr. Albrecht Kunz


[letzte Änderung 11.10.2015]
Lernziele:
Die Studierenden können mit PC gestützten Simulationswerkzeugen umgehen. Sie können mittels numerischer Methoden Lösungen für ingenieurwissenschaftliche Fragestellungen aus dem Bereich der Feldtheorie erarbeiten, welche mit Hilfe der klassischen analytischen Mathematik derzeit nicht lösbar sind.
Die Studierenden haben anhand praxisorientierter Problemstellungen das Simulieren von komplexen Problemen aus der Feldtheorie mittels kommerziell erhältlicher Simulationssoftware, wie z.B. Matlab, CST Microwave Studio oder eigener Programmierung in C/C++ erlent. Sie können die gewonnenen Simulationsergebnisse grafisch aufbereiten, interpretieren und bewerten, und damit im Vorfeld der technologischen Realisierung maßgeschneiderte Lösungen erarbeiten.
Sie haben Ihre soziale und kommunikative Kompetenz bei der gemeinsamen Ausarbeitung und Präsentation ihrer Lösungsvorschläge vor der Arbeitsgruppe im Labor erweitert.

[letzte Änderung 14.04.2013]
Inhalt:
1. Einführung in die Simulationstechnik mittels der Simulationswerkzeuge Matlab und CST Microwave Studio
2. Überblick über typische Feldprobleme (elektrostatische Felder, stationäre Magnetfelder Wellenausbreitungsphänomene) und dazugehörige partielle DGL
3. Anfangswert- und Randwertproblem
4. Numerische Methoden der Feldsimulation
4.1 FEM Methode am Beispiel des Potentialverlaufs eines Plattenkondensators
4.2 Finite Difference Beam Propagation Methode
5. Sparse Matrix Solver
6. Implementierung und graphische Aufbereitung der Ergebnisse
7. Beispiele einfacher Geometrien mit vorhandener analytischer Lösung
8. Fehlerkonvergenzanalyse durch Vergleich der analytischen Lösung mit den Simulationsergebnissen
9. Simulation der Wellenausbreitung in komplexen integriert optischen Strukturen

[letzte Änderung 14.04.2013]
Lehrmethoden/Medien:
Skript, Präsentation mit Tafel und Beamer, PC-Simulationen

[letzte Änderung 14.04.2013]
Literatur:


[noch nicht erfasst]
[Sun May 31 01:42:26 CEST 2020, CKEY=esef, BKEY=em2, CID=E1917, LANGUAGE=de, DATE=31.05.2020]