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Ausstatter für Simulation und Testing

Forschungsthema

Numerische Benchmarks zu kanonischen Problemen in der EMV

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist ein integraler Bestandteil innerhalb der Produktentwicklung. Sowohl die fortschreitende Digitalisierung der Industrie und Gesellschaft als auch der Ausbau der nachhaltigen Energieversorgung bedingen den Zuwachs an elektronischen Komponenten in Antriebssystemen oder für die drahtlose Kommunikationstechnik. Die EMV beabsichtigtdie dabei zwangsläufig auftretenden elektromagnetischen Interferenzen zwischen den Komponenten zu begrenzen. Gleichzeitig sollen die leitungs- und strahlungsgebundene Emission und Suszeptibilität weitestgehend unterdrückt werden.

Um Zeit und Kosten zu sparen, wird auf umfangreiche Vollwellensimulationen zurückgegriffen. Am Beispiel unterschiedlicher kanonischer Probleme aus dem Bereich der EMV (s. Abb. 1-3) und weiterer eigens erstellter 3D Modelle sollen daher Benchmarks, wie z.B. Strahlungsschema oder Schirmdämpfung, entwickelt und anschließend kritisch erörtert werden. Hierzu sollen neben der Momenten-Methode (MOM) und Finite-Elementen-Methode (FEM) auch andere bekannte numerische und volumenbasierte Verfahren herangezogen werden. Diese Benchmarks dienen als wertvolle Referenz für die EMV und zur Beurteilung der Qualität der numerischen Verfahren.

Die Arbeit umfasst insbesondere die folgenden Punkte:

  • Relevante Literaturrecherche zu den numerischen Verfahren (MOM & FEM) inklusive Einarbeitung in die jeweiligen Tools (Simcenter 3D, CONCEPT-II, Ansys HFSS)

  • Erstellen der 3D-Modelle und numerischen Benchmarks bei anschließender Untersuchung der Ergebnisse und kritischer Diskussion der 3D-Modelle.

  • (Optional) Hinzunahme weiterer volumenbasierter Algorithmen (Finite-Integration-Theorie, bzw. FIT)

Abbildung 1: Anregung einer 30 cm langen Dipolantenne.Abbildung 2: Loopantenne bestehend aus perfekt leitendem Material und mit endlichem Durchmesser.Abbildung 3: Berechnung der Schirmdämpfung einer elektrisch leitfähigen Box mit Aperturen.Referenzen:

  1. https://www.ewh.ieee.org/cmte/tc9/

  2. Sangwook Park et al., “Lessons from applying IEEE standard 1597 for validation of computational electromagnetics computer modeling and simulations”

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Für weitere Fragen stehe ich Ihnen gern zur Verfügung!

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Dr.-Ing. Ömer Yildiz

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