SIMULATION

Die Leistungsfähigkeit eines Produktes kann verbessert werden, indem es bereits in der Entwicklungsphase in einem virtuellen Labor numerisch analysiert wird. Zeitgleich lassen sich mit dem Einsatz numerischer Simulationen die Entwicklungskosten und die Dauer der Weiterentwicklung eines Produkts wesentlich reduzieren. Das ambitionierte Ziel, Systeme in einem virtuellen Labor kosten- und zeiteffizient unter realitätsnahen Randbedingungen zu testen und letztendlich zu optimieren, wird durch mathematische Modellbildung und numerische Approximation ermöglicht.

MODELLBILDUNG UND NUMERISCHE LÖSUNGSVERFAHREN

Sowohl das Verhalten von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen als auch das Verhalten von elektromagnetischen Systemen lässt sich mit Differentialgleichungen in Raum und in der Zeit mathematisch beschreiben. Mit Differentialgleichungen ist das Verhalten der materiellen Punkte nicht nur von sich selbst, sondern auch von den sich ändernden Eigenschaften der umgebenden Punkte abhängig. Dies führt auf leistungsfähige Modellgleichungen, die mithilfe numerischer Verfahren gelöst werden können. Etabliert haben sich vorrangig die Finite-Elemente-Methode, das Finite-Volumen-Verfahren, die Finite-Differenzen-Methode und das Lattice-Bolzmann-Verfahren.

ANWENDUNGSBEREICHE UND AKZEPTANZ

Mit der Verfügbarkeit von Computern mit schnellen Prozessoren und großen Arbeitsspeichern können Autokarosserien, Verbrennungsmotoren, Prothesen, Smartphones, und vieles mehr als Ganzes analysiert werden. Die eingesetzten Modellgleichungen sind etabliert und die Berechnungsergebnisse mittels ausgereifter Routinen zur Visualisierung greifbar, weshalb Simulationen in der Industrie vermehrt zur Entwicklung und Optimierung von Produkten eingesetzt werden.

• Leistungsfähige, umfassende Lösungen für komplexe Aufgabenstellungen
• Schnelle und zuverlässige Bewertung verschiedener Entwurfsalternativen
• Reduktion von Kosten durch weniger reale Prototypen und Versuchszyklen