COMSOL Day Dresden

Summary

Zeitplan

8:45

Registration

9:15

Begrüßung

9:30

Parallel Session

Bedeutende Neuerungen in COMSOL Multiphysics® Version 6.3

COMSOL Multiphysics^® Version 6.3 bietet neue Simulationsmöglichkeiten, darunter erhebliche Leistungssteigerungen und Aktualisierungen der Benutzeroberfläche. Das neue Electric Discharge Module ermöglicht detaillierte Simulationen von elektrischen Entladungen und Spannungsdurchschlägen in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern, während die GPU-Beschleunigung bis zu 25-mal schnellere Akustiksimulationen und Ersatzmodelltrainings bietet. Die neuen Werkzeuge zur Geometrievorbereitung führen zu qualitativ hochwertigeren Netzen für schnellere und robustere Simulationen. Eine interaktive Java-Umgebung unterstützt die direkte Modellbearbeitung über die COMSOL-API, wobei ein optionales Chatbot-Fenster bei der Java-Programmierung hilft.

Zu den neuen multiphysikalischen Möglichkeiten im Bereich der Strukturmechanik gehören Features zur Modellierung der Elektromechanik dünner Strukturen und feuchtigkeitsbedingter Quellung sowie eine vereinfachte Handhabung von Schweißpunkten und Verbindungen. Die Strömungsmodellierung wurde um Reynolds-Spannungs-Turbulenzmodelle zur Simulation von anisotropen und Grenzschichtströmungen erweitert. Elektromagnetische Simulationen bieten nun genauere Berechnungen elektrostatischer Kräfte für MEMS und neue Möglichkeiten für die effiziente Modellierung von laminiertem Eisen in Motoren und Transformatoren. Ein neuer Workflow verbessert die Handhabung periodischer Strukturen in der Wellenoptik erheblich, und ein neues RLGC-Parameter-Extraktionswerkzeug für Übertragungsleitungen verbessert die Hochfrequenz- und Mikrowellenmodellierung weiter.

In dieser Session erfahren Sie mehr über diese und andere wichtige Neuerungen in COMSOL Multiphysics^® Version 6.3.

Einführung in COMSOL Multiphysics®

In dieser Session lernen Sie den grundlegenden Arbeitsablauf mit dem Model Builder in COMSOL Multiphysics^® kennen. Wir werden alle Schritte der Modellerstellung durchgehen, einschließlich Definitionen, Geometrie, Materialien, Physik, Vernetzung, Studie und Ergebnisse. Sie werden lernen, wie man ein multiphysikalisches Modell erstellt, das elektrische Ströme, Wärmetransport und Strukturanalyse sowie die multiphysikalischen Phänomene der Joule'schen Erwärmung und thermischen Ausdehnung berücksichtigt.

10:15

Keynote Talks

VON ARDENNE Plasmakomponenten – CAE mit COMSOL Multiphysics^®

Dr. Rolf Rank, VON ARDENNE GmbH

VON ARDENNE stellt Beschichtungssysteme für eine Vielzahl von Anwendungen in Forschung und Entwicklung sowie Pilot- und Massenproduktion her. Diese Systeme werden in Schlüsseltechnologien für die Transformation der Energieerzeugung eingesetzt – einschließlich der Entwicklung und Produktion von Solarzellen, Brennstoffzellen und Batterien. Dieser Prozess erfordert modernste Plasmakomponenten sowie ein umfassendes Verständnis der physikalischen Prozesse zur Entwicklung dieser Komponenten. In diesem Vortrag werden die Anwendungsbereiche der Software COMSOL Multiphysics^® in der Komponentenentwicklung vorgestellt. Am Beispiel planarer Magnetrone wird die Optimierung von Magnetfeldern für eine verbesserte Targetausnutzung gezeigt.

11:15

Kaffeepause

11:45

Parallel Sessions

Leistungselektronik

Mit der steigenden Nachfrage nach elektrischen Lösungen wächst auch der Bedarf an effizienten Designs für leistungselektronische Bauelemente wie Leistungsoptimierer, Wandler, Gleichrichter, Verstärker und Schalter.

Die Add-On Produkte AC/DC Module und Semiconductor Module für COMSOL Multiphysics^® bieten spezifische Funktionen zur Modellierung und Optimierung dieser Bauelemente. Neben der Extraktion vereinfachter (lumped) Schaltungen ermöglichen die multiphysikalischen Funktionen der Software die Berücksichtigung thermischer und struktureller Effekte bei der Entwicklung integrierter Schaltungen und diskreter Bauelemente wie Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) und Bipolartransistoren mit isolierter Gateelektrode (IGBTs).

In dieser Session erfahren Sie mehr über die Möglichkeiten der COMSOL^® Software zur Modellierung und Simulation von leistungselektronischen Bauelementen. Wir geben einen Überblick darüber, wie das AC/DC Module und das Semiconductor Module zur Modellierung und Simulation von leistungselektronischen Bauelementen eingesetzt werden.

Simulations-Apps & COMSOL Compiler™

Physikbasierte Simulations-Apps können an spezifische Anforderungen angepasst und eingesetzt werden, um einer breiteren Gemeinschaft von Ingenieuren und Wissenschaftlern die Nutzung fortschrittlicher Simulationswerkzeuge zu ermöglichen. Mit {:compiler} können diese Simulations-Apps in eigenständige ausführbare Dateien umgewandelt werden, die ohne Lizenzeinschränkungen beliebig verteilt und ausgeführt werden können. Diese Funktionalität ermöglicht einen breiteren Einsatz von Simulationstechnologie in verschiedenen Abteilungen und Teams und erleichtert die interaktive Entscheidungsfindung in Echtzeit auf der Grundlage genauer Simulationsergebnisse.

In dieser Session zeigen wir Ihnen, wie Simulations-Apps, die mit {:compiler} erstellt wurden, die Reichweite von Simulationen erweitern und die Zusammenarbeit zwischen Abteilungen und Geschäftsbereichen verbessern. Sie erfahren, wie Sie kompilierte Simulations-Apps erstellen und bereitstellen können, die sowohl für erfahrene Anwender als auch für Personen ohne Simulationserfahrung leistungsstarke Werkzeuge darstellen.

12:30

Mittagspause

13:30

Keynote Talks

Optimiertes Transformatordesign: Eine eigenständige COMSOL-App für das Lead Design

Frank Kobel, Siemens Energy Global GmbH & Co. KG, Forschung & Entwicklung

In der Keynote wird eine neu entwickelte eigenständige App vorgestellt, die mit dem COMSOL Application Builder und COMSOL Compiler™ realisiert wurde. Die App ermöglicht eine ganzheitliche Modellierung und Optimierung des Lead-Designs von ölgefüllten Leistungstransformatoren. Zunächst werden die elektromagnetischen Verluste im Leiter berechnet, die dann in eine CFD-basierte Simulation einfließen, um die daraus resultierende Erwärmung im Detail zu bestimmen. Die App ermöglicht auch die Analyse der dielektrischen und mechanischen Bedingungen im System. Ein integrierter Optimierungsalgorithmus identifiziert automatisch den optimalen Designparameterbereich, sodass alle kritischen Aspekte – von der Stromlast über die thermische und mechanische Entwicklung bis hin zum Hochspannungsdesign – abgedeckt werden können. Der Vortrag beleuchtet den Entwicklungsprozess, die technischen Herausforderungen und die Vorteile einer integrierten Lösung für den Transformatordesignprozess, die sowohl auf Komplexität als auch auf Effizienz abzielt.

Simulationsgestützte Analyse des Luftstroms und der Temperatur in Kühlräumen

Julius Heik, thermofin GmbH

Die thermofin GmbH ist ein führender Hersteller von Wärmetauschern, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, von kleinen kommerziellen Einrichtungen in Supermärkten bis hin zu umfangreichen Industrieprojekten. Die Wärmetauscher werden insbesondere zur Klimatisierung von Kühlräumen eingesetzt. In diesem Vortrag wird erläutert, wie thermofin die COMSOL^® Software zur Bestimmung der Luft- und Temperaturverteilung in Lagerräumen verwendet. Anhand detaillierter Fallstudien werden verschiedene Einflussfaktoren und ihre Auswirkungen auf die Luft- und Temperaturverteilung analysiert. Die Bedeutung der Simulation gegenüber herkömmlichen Modellrechnungen wird hervorgehoben, wobei auch die Grenzen dieser Simulationsmethoden thematisiert werden.

14:30

Kaffeepause

14:45

Parallel Sessions

Strukturmechanik und Akustik

Die Beschreibung und Vorhersage des strukturmechanischen Verhaltens wird seit langem durch mathematische Modellierung (oft auf der Grundlage von Finite-Elemente-Methoden) unterstützt. Im Vergleich dazu ist die Modellierung des akustischen Verhaltens relativ neu. Beide Verhaltensweisen erfordern einen ähnlichen Modellierungsansatz, der in dieser Session anhand der Software COMSOL^® demonstriert wird.

Durch Hinzufügen des Acoustics Module, des Structural Mechanics Module und anderer strukturmechanischer Add-ons zu COMSOL Multiphysics^® erhalten Sie Zugang zu Modellierungs- und Simulationsfunktionen, die für die Analyse strukturmechanischer und akustischer Phänomene nützlich sind. Die in diesen Modulen integrierten Funktionen ermöglichen die Modellierung und Kopplung physikalischer Phänomene wie thermische Spannungen, Fluid-Struktur-Wechselwirkung, Piezoelektrizität, Poroelastizität, Elektromechanik, Ultraschall, Mikroakustik, Lautsprecher, Aeroakustik und strömungsinduzierte Geräusche. Speziell für die Akustik können Sie Anwendungen modellieren, die auf Druckakustik, Klangqualität und Lärmreduzierung basieren, sowie Akustik für große und kleine Räume.

In dieser Session geben wir Ihnen anhand von Beispielen und Demonstrationen einen Überblick über die Modellierungsmöglichkeiten des Structural Mechanics Module und des Acoustics Module.

Visualisierung

Simulationsergebnisse ermöglichen es Anwendern, Felder und Variablen in einer Weise zu bewerten und zu visualisieren, wie es mit Experimenten nur schwer möglich wäre. Die COMSOL Multiphysics^® Software enthält einzigartige Funktionen zur Interpretation mathematischer Ausdrücke von Variablen, abgeleiteten Variablen, Funktionen und Parametern, die sofort zur Auswertung und Visualisierung der Ergebnisse verwendet werden können. Sie können jede Funktion der Lösungsvariablen und ihrer Ableitungen mit Hilfe von Oberflächen-, Isoflächen-, Schnitt-, Stromlinien- und vielen anderen Plottypen darstellen, indem Sie einfach den mathematischen Ausdruck eingeben oder die Variablen aus einer Liste auswählen. Die Software bietet auch Funktionen zur Visualisierung von Oberflächen, Beleuchtung, Umgebungsreflexionen und Materialschatten, die in Kombination mit Plots beeindruckende Bilder erzeugen, die wichtige Konzepte eines Designs oder Prozesses hervorheben können.

Nehmen Sie an dieser Session teil, um zu erfahren, wie Sie mit COMSOL Multiphysics^® abgeleitete Werte berechnen, beeindruckende Plots erstellen und Berichte und Präsentationen generieren können.

15:30

Kaffeepause

15:45

Parallel Sessions

Strömung und Wärmetransport

Verschaffen Sie sich einen Überblick über die Anwendung des CFD Module für laminare, turbulente, nicht-Newtonsche und mehrphasige Strömungen sowie für Strömungen in Mikrosystemen. Wir werden den konjugierten Wärmetransport mit der Kombination von Wärmetransport in Festkörpern und Wärmetransport in Fluiden, einschließlich Wärmestrahlungseffekten, diskutieren. Diese Phänomene können auch mit Strukturmechanik, chemischen Reaktionen und Partikelverfolgung gekoppelt werden.

CAD und Vernetzung

COMSOL Multiphysics^® Version 6.3 bietet spezielle neue Funktionen für die Geometrieerzeugung, Vernetzung und CAD-Integration, die die Effizienz der Modellerstellung verbessern. Die automatische Erkennung und Entfernung von kleinen Details und Lücken in CAD-Modellen ermöglicht eine robustere Netzgenerierung und effizientere Modelle. Ein neuer Algorithmus zur Größenbestimmung von Netzelementen gewährleistet eine genaue Auflösung geometrischer Merkmale. Die physikgesteuerte Vernetzung unterstützt nun importierte STL-Dateien und erweiterte Operationen wie Kantenextrusion und Rotation erhöhen die Flexibilität bei der Geometrieerzeugung. Zu den weiteren neuen Funktionen gehören virtuelle Operationen zum Verschmelzen von Flächen und eine vereinfachte Vernetzung.

Wichtige Aktualisierungen für Add-On-Produkte mit CAD-Funktionalität umfassen die Möglichkeit, bestimmte Komponenten aus Baugruppen auszuwählen, Verrundungen mit variablem Radius und konstanter Breite zu erzeugen und Kanten auf Flächen zu projizieren. Für das Design von Leiterplatten können Anwender nun Bauteilumrisse importieren und Durchkontaktierungen erzeugen, wobei zusätzlich der ECAD-Export im OASIS-Format unterstützt wird.

Nehmen Sie an dieser Session teil, um mehr über die Neuerungen in CAD, ECAD und Vernetzung in Version 6.3 zu erfahren.

16:30

Veranstaltungsende