Linzer Methode macht Computersimulation schneller und genauer

27. Dezember 2005, 13:28
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Forscher kombinieren die bisherigen zwei "Finite Elemente Methoden"

Linz - Eine von Wissenschaftern der Linzer Johannes Kepler Universität entwickelte Methode macht Computersimulationen für Produktentwicklungen und -verbesserungen schneller und genauer. Sie haben dazu zwei bisherige Verfahren kombiniert.

Ein Anwendungsgebiet für die neue Methode sehen die Experten am Institut für Numerische Mathematik der Linzer Universität und des Johann Radon Institute for Computational und Applied Mathematics der Österreichischen Akademie der Wissenschaften bei der Berechnung von Wirbelstromverlusten, die Leistungsverluste bei Transformatoren zur Folge haben. Um die Bereiche zu orten, wo sie passieren, muss der Transformator mit Hilfe von Differenzialgleichungen mathematisch beschrieben werden.

"Finite Elemente Methode"

Die leistungsfähigste und meistbenutzte Vorgangsweise zur Computersimulation dieser mathematischen Modelle ist die "Finite Elemente Methode" (FEM). Mit ihr wird über das zu berechnende Objekt ein Gitter gelegt, seine Eckpunkte werden als Berechnungsgrundlage herangezogen. Ihnen werden Werte zugeordnet, im Fall des Transformators werden die Temperaturen an den Eckpunkten ermittelt. Die Berechnungen sind allerdings sehr aufwendig und erfordern eine hohe Rechnerleistung.

Kombination

Die Linzer Wissenschafter haben die bisherigen zwei Verfahren der FEM in einer kombiniert: Die eine Version zerlegt das zu berechnende Objekt in viele kleine, einfache Elemente wie Dreiecke, Tetraeder und Quader, die andere Version arbeitet mit weniger und komplexeren, intelligenteren Unterteilungselementen. In der Kombination werden die Vorteile von beiden genützt, indem die Größe der Unterteilungselemente je nach Vorgaben des Objektes variiert werden.

Mit den nun vorliegenden Forschungsergebnissen gelingt es, bei gleicher Rechenzeit eine viel höhere Genauigkeit zu erzielen. So kann beim Transformator ein genaues Ergebnis geliefert werden, wo die Wirbelstromverluste am größten sind. In der Folge können Schirme entwickelt werden, die die Verluste optimal abfangen. (APA)

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