Multiphysikalische Optimierung mechatronischer Systeme

Abstract

Für das effiziente Design mechatronischer Systeme ist zunehmend numerische Simulation erforderlich, die die Koppelung elektromagnetischer, thermischer und Strömungseffekte sowie die mechanische Festigkeit der Komponenten berücksichtigt.

Mit einer entsprechenden numerischen Simulation ist es möglich, sich an Dimensionierungsgrenzen wesentlich weiter anzunähern als mit klassischen Methoden. Weiters ist eine Simulation als ein zusätzliches Experiment anzusehen, aus dem - durch das im Rahmen der angewendeten physikalischen Modelle - neue bzw. ergänzende Erkenntnisse hinsichtlich physikalischer Zusammenhänge, dem Zusammenwirken von Systemkomponenten und Effekten gewonnen werden können. Für das optimierte Design von derartigen komplexen Systemen ist es daher unerlässlich, diese Effekte mit einzubeziehen, um somit das Fertigen von Prototypen und daher auch das ‚Time to Market’ zu reduzieren.

In diesem Projekt "MOms - Multiphysikalische Optimierung mechatronischer Systeme" soll ein Verfahren zur virtuellen Optimierung derartiger Systeme anhand der multiphysikalischen Betrachtung von Batterieladegeräten als ein typisches mechatronisches System erstellt und validiert werden. Durch dieses neuartige Verfahren werden für zukünftige Entwicklungen deutlich verkürzte Entwicklungszeiten, ein optimierter Workflow, ein besseres Prozessverständnis und ein besserer Wirkungsgrad (energieeffizientere Designs) erwartet. Diese Herangehensweise beseitigt Fehler früher im Entwicklungsprozess, verringert somit das Risiko von Fehlentwicklungen und verfehlten Terminen.

Weiters bietet sie den Vorteil, nicht auf eine einzige konkrete Implementierung festgelegt zu sein. Neue, optimierte Produkte können durch gezielte Modifikationen einzelner Systemkomponenten bestehender Systeme effizienter konzipiert werden.