CD-Labor für Multiphysikalische Simulation, Berechnung und Auslegung von elektrischen Maschinen

Der Entwurf elektrischer Maschinen stellt eine der größten Herausforderungen in den Ingenieurwissenschaften dar, da dabei viele verschiedene physikalische Phänomene und deren Wechselwirkung berücksichtigt werden müssen. In elektrischen Maschinen wirken elektrische und magnetische Felder bzw. Kräfte, die von diesen Feldern erzeugt werden. Zufolge dieser Felder entsteht Wärme und somit auch ein thermisches Problem. Kräfte sind nicht nur für das prinzipielle Funktionieren elektrischer Maschinen verantwortlich, sie sind auch Ursache von verschiedenen unerwünschten mechanischen Vibrationen, welche wiederum mit den elektrischen, magnetischen und thermischen Feldern Wechselwirken und die außerdem für die Geräuschentwicklung verantwortlich sind.
Der Entwurf ist also tatsächlich ein multiphysikalischer Vorgang, er hat mit elektrischen und magnetischen Feldern, mit Temperaturverteilungen, Thermodynamik, Hydromechanik, Strukturmechanik und Akustik zu tun, wobei diese Phänomene mehr oder weniger stark miteinander gekoppelt sind. Daher ist es notwendig, in Zukunft speziellere, auf den multiphysikalischen Charakter elektrischer Maschinen zugeschnittene Analyseverfahren einzusetzen.
Der wissenschaftliche Zweck des Laboratoriums ist die Entwicklung mathematischer Formulierungen bzw. passender Algorithmen für eine umfassende Simulation elektrischer Maschinen, d.h. unter Berücksichtigung elektromagnetischer, thermischer, mechanischer und akustischer Aspekte. Der auszuarbeitende multiphysikalische Ansatz muss die Wechselwirkung aller dieser auftretenden physikalischen Phänomene beinhalten. Die Simulationsergebnisse sollen durch Labormessungen überprüft werden. Basierend auf den wissenschaftlichen Ergebnissen soll eine industriegerechte umfassende Entwicklungsumgebung für elektrische Maschinen entwickelt werden. Die damit zur Verfügung stehenden neuen Simulationswerkzeuge werden dann dem/den Industriepartnern größere Innovationsschritte als bisher möglich erlauben und somit helfen, lange zeit- und kostenaufwändige Iterationszyklen beim Entwicklungsprozess zu vermeiden.