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CAD elektromagnetischer Felder

Was den früheren Generationen von Elektrotechnikern nur mit großer Mühe und meist recht groben Näherungen möglich war, ist heute oft in nur wenigen Minuten und mit großer Präzision erledigt: Die Berechnung elektromagnetischer Felder in komplizierten Anordnungen. Am Grundlageninstitut werden leistungsfähige, z.T. selbst entwickelte Programmpakete gepflegt, den Fortschritten in der Hardware laufend angepaßt und in unterschiedlichen Bereichen der Technischen Elektrodynamik eingesetzt.

Nähere Auskünfte bei Adalbert Prechtl oder Peter Schönhuber.

Analyse...

Bei dem am weitesten verbreiteten Verfahren der numerischen Feldberechnung, der Finite-Elemente-Methode, wird das vorgegebene Feldgebiet mit seinen Quellen und Senken in eine große Zahl k1einer Teilbereiche zerlegt und dann analysiert. Wie man solche Zerlegungen möglichst effektiv erzeugt und wie man sie automatisch anpaßt, wenn sich das Feldgebiet durch Verformungen ändert, daran wird z.B. gerade am Institut gearbeitet.

...und Synthese

Ein in gewissem Sinn zur Analyse inverses Problem ist die Feldsynthese: In einem vorgegebenen Bereich soll ein bestimmtes Feld erzeugt werden, Wie sind die Quellen - etwa die elektrischen Ströme - zu verteilen, damit eine unter zusätzlichen Kriterien optimale Anordnung entsteht? Ein Dissertant des Instituts bearbeitet Aufgaben dieser Art bei CERN im Zusammenhang mit dem Entwurf von supraleitenden Magneten für Teilchenbeschleuniger. Für die Optimierung werden dabei genetische Algorithmen eingesetzt.

Querschnitt eines Quadrupol-Magneten für Teilchenbeschleuniger. Die optimale Anordnung der supraleitenden Spulen wird über einen genetischen Algorithmus bestimmt.