COMSOL Day München
Entdecken Sie die Möglichkeiten der multiphysikalischen Modellierung
Wir laden Sie herzlich ein, persönlich am COMSOL Day München teilzunehmen, um zu erfahren, wie Modellierung und Simulation in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden können.
Gastredner führender Unternehmen werden praktische Beispiele für die Multiphysik-Modellierung in Forschung, Entwicklung und Produktdesign vorstellen. In den von COMSOL geleiteten Vorträgen werden die Modellierungsmöglichkeiten in COMSOL Multiphysics® für Strukturmechanik, Elektromagnetik, CFD und Chemie- und Elektrochemie sowie gekoppelte multiphysikalische Phänomene wie Fluid-Struktur-Interaktion und elektromagnetische Erwärmung demonstriert.
Diese kostenlose eintägige Veranstaltung umfasst Live-Demonstrationen, Fragerunden und zahlreiche Möglichkeiten, sich mit COMSOL-Ingenieuren und anderen Simulationsexperten auszutauschen.
Zeitplan
Lernen Sie den grundlegenden Arbeitsablauf von COMSOL Multiphysics®. Diese einleitende Demonstration zeigt Ihnen alle wichtigen Schritte der Modellierung, einschließlich der Erstellung der Geometrie, der Einrichtung der Physik, der Vernetzung, der Lösung und der Nachbearbeitung.
Mario Steiner, Fronius International GmbH
Fronius ist ein Hersteller von Solarwechselrichtern, Schweißgeräten und Ladelösungen. Ein gemeinsamer Faktor dieser Leistungselektronikgeräte ist, dass sie mit hohen Strömen und Spannungen arbeiten. Während der Schwerpunkt bei der Entwicklung solcher Geräte auf innovativen Lösungen liegt, beziehen sich die größten Herausforderungen in der Forschung und Entwicklung auf Probleme des Wärmemanagements und der elektromagnetischen Verträglichkeit.
Der ausschließliche Einsatz von Prototyping und Trial-and-Error ist eine kostspielige Strategie. Daher ist die Simulation ein zentraler Bestandteil der Produktentwicklung bei Fronius. In diesem Keynote-Vortrag erläutert Mario Steiner, wie thermische, mechanische und elektromagnetische Simulationen dazu beitragen, Zeit während der Entwicklung zu sparen und Produkte zu optimieren. Darüber hinaus wird er darüber sprechen, wie Fronius eine breite Palette an Tools und verschiedenen Simulationswerkzeugen in der gesamten Forschung und Entwicklung einsetzt, darunter die Software COMSOL Multiphysics® und deren Application Builder, der dazu dient, Simulations-Apps für Ingenieure bereitzustellen, die noch nicht mit der Simulation vertraut sind.
Christian Mühlstätter, EV Group GmbH
Fusions- und Hybrid-Wafer-zu-Wafer-Bonding sind Schlüsseltechnologien für fortschrittliche 3D-Integration und Wafer-Level-Packaging. Fusionsverbindungen entstehen bei Raumtemperatur ohne äußere Kräfte, ausschließlich durch molekulare Kräfte, während eine sich ausbreitende Bonding-Welle den Luftfilm zwischen den Wafern verdrängt. Steigende Anforderungen an die Überlagerungsgenauigkeit und reduzierte Spannungen in der Ebene erfordern ein detailliertes Verständnis der zugrunde liegenden Prozessphysik. In diesem Keynote-Vortrag wird Christian Mühlstätter erläutern, wie diese Wechselwirkungen mithilfe der Software COMSOL Multiphysics® analysiert werden können, um ein Modell zu entwickeln, das die Strukturmechanik der Wafer und Chucks mit der durch die Reynolds-Gleichung beschriebenen Luftfilmdynamik integriert. Das Modell ermöglicht die Untersuchung intrinsischer Bonding-Phänomene wie der Dynamik von Bonding-Wellen und Überlagerungsmustern. Zusätzlich wurde mit COMSOL Compiler™ eine eigenständige App erstellt, um die Prozessentwicklung innerhalb und außerhalb des Unternehmens zu unterstützen.
Dieser Vortrag wird auf Englisch gehalten.
COMSOL Multiphysics® Version 6.4 bietet wesentliche Verbesserungen für die elektromagnetische Modellierung. Im AC/DC Module werden nun Induktionsrandbedingungen für die Zeitbereichsmodellierung unterstützt, und für dünne Strukturen kann eine magnetomechanische Analyse durchgeführt werden. Das RF Module und das Wave Optics Module bieten neue Funktionen für die Analyse der Fernfeldstrahlung in Gegenwart eines Substrats.
Das Ray Optics Module enthält neue Streuungsoptionen für Wechselwirkungen zwischen Licht und Gewebe, feuchte Umgebungen und andere Szenarien mit Mehrfachstreuungsdynamik. Ein erweitertes Set von Materialeigenschaften für Gläser bietet alle Parameter, die für die Durchführung einer strukturell-thermisch-optischen Leistungsanalyse (STOP-Analyse) erforderlich sind.
Im Bereich der Simulation auf Geräteebene umfasst das Semiconductor Module neue Funktionen zur Modellierung ferroelektrischer und piezoelektrischer Halbleiter sowie eine vereinfachte multiphysikalische Modellierung neuartiger Halbleiterarchitekturen wie Memristoren.
Das Electric Discharge Module bietet verbesserte Stabilität und Recheneffizienz für elektrische Entladungen, einschließlich Schaltlichtbogensimulationen.
Nehmen Sie an dieser Session teil, um mehr über die Updates in COMSOL Multiphysics® Version 6.4 zu erfahren.
Dr. René Böttcher, Airbus Defence & Space GmbH
In der Luft- und Raumfahrtindustrie hängt der Übergang zur zustandsorientierten Instandhaltung (Condition-Based Maintenance, CBM) in hohem Maße von der Fähigkeit ab, die strukturelle Verschlechterung im Laufe der Zeit genau vorherzusagen. Korrosion bleibt eine der größten Herausforderungen für hochleistungsfähige Leichtmetalllegierungen wie die Aluminiumlegierung AA2024, bei denen das Auftreten und die Ausbreitung durch ein komplexes Zusammenspiel von Umgebungsbedingungen, Defektgeometrien und Mikrostruktur bestimmt werden. Herkömmliche experimentelle Methoden zur Bewertung dieser Faktoren sind oft unerschwinglich teuer und zeitaufwändig.
In diesem Keynote-Vortrag wird Dr. René Böttcher die Entwicklung hochpräziser multiphysikalischer Modelle erläutern, die das elektrochemische Verhalten komplexer Legierungen nachbilden. Unter Verwendung des Corrosion Module, eines Add-Ons zu COMSOL Multiphysics®, implementiert die Forschung die Nernst-Planck-Gleichungen und die Butler-Volmer-Kinetik in Verbindung mit gewöhnlichen Differentialgleichungen an den Rändern. Ein wesentlicher Aspekt dieser Studie ist die Verwendung intelligenter Vereinfachungen, bei denen Eingabedaten aus Grundmaterialien wie Aluminium und Kupfer genutzt werden, um das Verhalten komplexer Legierungen nachzubilden. Dieser Ansatz ermöglicht die Simulation des Korrosionsfortschritts in betriebsrelevanten Defekten bei gleichzeitig geringen Rechenkosten.
Die Software COMSOL Multiphysics® wird in der Energiebranche zur Modellierung und Simulation einer Vielzahl physikalischer Prozesse eingesetzt. Sie bietet einzigartige Modellierungsfunktionen sowie benutzerfreundliche Features zur Erstellung von Standalone-Simulations-Apps. Mithilfe des Application Builders und COMSOL Compiler™ können Ingenieure eigenständige Simulations-Apps erstellen und bereitstellen, die einer breiteren Gemeinschaft von Wissenschaftlern und Ingenieuren eine hochpräzise Modellierung ermöglichen. Die Apps können auch in digitale Zwillinge integriert werden, um die Überwachung von Anlagen, die prädiktive Wartung und operative Entscheidungen zu unterstützen.
Die neuesten Versionen von {comsolmph} enthalten Tools zur Erstellung von Ersatzmodellen aus Simulationsdaten unter Verwendung fortschrittlicher Funktionsapproximationsmethoden wie Deep Neural Networks (DNNs) und Gaußscher Prozessregression. Diese Modelle reduzierter Ordnung liefern nahezu sofortige Ergebnisse und ermöglichen so schnelle Designiterationen und Leistungsbewertungen in Echtzeit. Darüber hinaus kann die GPU-Beschleunigung die Rechenzeit erheblich reduzieren, indem sie sowohl das Training der Ersatzmodelle als auch die Lösung umfangreicher Simulationen beschleunigt.
In dieser Session erfahren Sie mehr über die Entwicklung und Bereitstellung von Simulations-Apps und digitalen Zwillingen für Strom- und Energieanwendungen.
Karl-Heinz Leitz, Plansee SE
Hochtemperatur-Vakuumöfen arbeiten mit einer Leistung von mehreren hundert Kilowatt und sind in der Regel mit Schnellkühlsystemen ausgestattet, um die für Wärmebehandlungsprozesse erforderlichen Abkühlungsraten zu erreichen. Die Gaseinlassdüsen und Auslassöffnungen dieser Kühlsysteme, die derzeit als einfache Öffnungen in der Wärmeschutzabdeckung ausgeführt sind, stellen jedoch erhebliche Energieverlustquellen dar.
In diesem Keynote-Vortrag wird Karl-Heinz Leitz von Plansee SE die Entwicklung der nächsten Generation energieeffizienter Heizzonen aus Refraktärmetallen für Hochtemperatur-Vakuumöfen erläutern, bei denen Multiphysik-Simulationen zum Einsatz kommen, um dünnwandige, gasdurchlässige Strukturen zu entwerfen und zu optimieren, die die Wärmeabstrahlungsverluste reduzieren. Vor der Fertigung wurden thermische und strömungsdynamische Modelle eingesetzt, um die Abschirmwirkung und den Strömungswiderstand von Einsätzen für die Gaseinlassdüsen und Auslassöffnungen der Heizzone zu bewerten.
Die optimierten Strukturen wurden anschließend mittels Laser-Pulverbettfusion aus Molybdän hergestellt und in einem speziellen Ofen getestet, um den Energieverbrauch, die Temperaturgleichmäßigkeit und die Kühlleistung zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten erhebliche Energieeinsparungen und eine verbesserte Temperaturhomogenität, ohne dass die Kühlleistung beeinträchtigt wurde.
COMSOL Multiphysics® Version 6.4 beinhaltet eine Reihe wichtiger Updates für Strömungs- und Wärmetransportsimulationen. Im CFD Module führt die verbesserte Turbulenzmodellierung eine skalierungsadaptive Simulation (SAS) für das Turbulenzmodell Shear Stress Transport (SST) ein, die genaue zeitabhängige Strömungsvorhersagen liefert. Darüber hinaus enthält diese Version ein Elliptic-Blending-R-ε-Turbulenzmodell für eine verbesserte Wandnähegenauigkeit sowie Unterstützung für reaktive Strömungen mit Large-Eddy-Simulation (LES), die Mischprozesse, Wärmetransport und chemische Reaktionen koppelt.
Das Mixer Module bietet ein Feature Rotating Frame als effiziente Alternative zu vollständigen Setups von rotierenden Gebieten sowie algebraische Turbulenzmodelle für Strömungen mit hoher Mach-Zahl in rotierenden Maschinen. Das Polymer Flow Module führt die Prozessmodellierung für Aushärtungsprozesse sowohl in Fluiden als auch in Feststoffen ein. Die in vielen Add-On-Modulen enthaltenen Funktionen für poröse Medien unterstützen nun periodische Bedingungen zwischen Rändern und Drucksprüngen über Grenzflächen zwischen freien und porösen Gebieten hinweg und verbessern so die Modellierung von Subsystemen und repräsentativen Volumenelementen.
Das Heat Transfer Module bietet nun Unterstützung für die Refraktion beim Wärmetransport und eine verbesserte Modellierung der Wärmestrahlung in semitransparenten Medien. Das Metal Processing Module umfasst nun Funktionen für das Induktionshärten von Stahl und neue Werkzeuge für die Modellierung der Austenitisierung von Stahlphasen.
Nehmen Sie an dieser Session teil, um mehr über die Updates in COMSOL Multiphysics® Version 6.4 zu erfahren.
COMSOL Multiphysics® Version 6.4 bietet wesentliche Verbesserungen für Strukturmechanik- und Akustiksimulationen. Im Structural Mechanics Module ermöglichen neue explizite Dynamikfunktionen für Festkörper und Fachwerke die Simulation schneller, transienter und hochgradig nichtlinearer Ereignisse wie Stöße, Wellenausbreitung und Metallumformung. Um die Einrichtung von Modellen mit vielen potenziellen Kontaktinteraktionen zu vereinfachen, wurde ein neuer automatisierter Ansatz zur Kontaktmodellierung eingeführt, der Kontaktbedingungen zwischen mehreren Objekten ohne manuelle Spezifikation erstellt. Das Nonlinear Structural Materials Module bietet nun Unterstützung für nichtlineare Materialmodelle und Phasenfeld-Schadensmodellierung für explizite Dynamik sowie eine schnellere Hencky-Dehnungszerlegung für inelastische Dehnungsberechnungen.
Im Composite Materials Module unterstützt die verbesserte Modellierung für geschichtete Schalen Faserverbundwerkstoffe mit variablen Winkeln, erweiterte Formulierungen für Versagenskriterien und eine bessere Kopplung zwischen geschichteten Schalen und massiven Strukturen. Das Rotordynamics Module bietet ein neues Feature Rotating Frame für massive Rotoren, erweiterte Funktionen für dynamische Koeffizienten für Lageranalysen und eine Option für die Modenverfolgung in Eigenfrequenzstudien, die zur Erstellung von Campbell-Diagrammen verwendet werden. Das Multibody Dynamics Module bietet ein neues Modellierungswerkzeug für die einfachere Behandlung mechanischer Verbindungen.
Das Acoustics Module bietet nun Multi-GPU-Unterstützung für zeitabhängige Druckakustik, CGNS-Strömungsdatenimport für die Aeroakustikmodellierung, ein neues Feature Poroacoustics für transiente und zeitabhängige Druckakustik sowie eine spezielle periodische Port-Randbedingung für die automatisierte Behandlung von Beugungsordnungen.
Nehmen Sie an dieser Session teil, um mehr über die Updates in COMSOL Multiphysics® Version 6.4 zu erfahren.
COMSOL Multiphysics® Version 6.4 umfasst eine Reihe wichtiger Updates für chemische und elektrochemische Simulationen. Mithilfe von Leistungsverlustvariablen lässt sich nun leicht der Betrag der Gesamtleistungsverluste in einer Batteriezelle bewerten und die Verluste einzelner Komponenten wie Separator, Elektrode und Stromleiter vergleichen, um die Effizienz zu beurteilen und dominante Verlustmechanismen (Ohmsche, Aktivierungs- und Konzentrationsüberspannungsverluste) zu identifizieren. Ein neues Feature ermöglicht die Definition beliebiger Lade-Entlade-Zyklen, wodurch realistische Betriebsabläufe simuliert und detailliertere Analysen der Leistung unter praktischen Bedingungen durchgeführt werden können.
Für die chemische Reaktionstechnik bietet Version 6.4 eine beispiellose Genauigkeit bei der Modellierung turbulenter Systeme mit reaktiver Strömung für Large-Eddy-Simulationen (LES). Für Anwendungen wie die pharmazeutische Herstellung und die Verarbeitung fortschrittlicher Materialien ermöglicht die neue Unterstützung für Partikelaggregation und -zerfall eine genaue Modellierung des Wachstums, der Morphologie und des Zerfalls von Partikeln. Diese Funktionalität ermöglicht eine realistische Simulation der sich entwickelnden Partikelgrößenverteilungen in Kristallisations-, Fällungs- und Granulationsprozessen. Darüber hinaus ermöglicht ein neues Feature für Reaktoren mit beweglichem Bett die Modellierung heterogener Reaktoren, in denen die feste Phase kontinuierlich verbraucht und wieder aufgefüllt wird.
In dieser Session werden wir uns diese Updates genauer ansehen.
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COMSOL Day Details
Ortsangabe
Keynote-Referenten
Meraj Ahamad erwarb 2012 einen BTech-Abschluss in Elektrotechnik an der Aligarh Muslim University in Indien und absolviert derzeit einen MSc-Studiengang in Energietechnik an der Technischen Universität München. Er ist bei Siemens Energy in Erlangen tätig und beschäftigt sich mit Hochspannungskabelsystemen, thermischer Modellierung und Simulation mit der Software COMSOL Multiphysics®. Seine Forschungsinteressen umfassen die Berechnung der Strombelastbarkeit, die thermische Analyse auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) und die Optimierung von Kabeldesigns für eine zuverlässige Stromübertragung.
Christian Mühlstätter ist Teamleiter für Prozessmodellierung und -simulation am Hauptsitz der EV Group in Österreich. Er verfügt über einen Master of Science in Maschinenbau und mehr als 10 Jahre Erfahrung in der multiphysikalischen Modellierung in verschiedenen Branchen. Seine Gruppe konzentriert sich auf die Forschung und Entwicklung von Prozessen und Anlagen für Waferbonding und Nanoimprint-Technologien.
Dr. Rene Böttcher forscht im Bereich computergestützte Oberflächentechnik bei Airbus Central Research & Technology, wo er sich auf die simulationsbasierte Entwicklung von Hochleistungswerkstoffen für die Luft- und Raumfahrt spezialisiert hat. Er promovierte an der Technischen Universität Ilmenau mit dem Forschungsschwerpunkt Elektrochemie und Galvanisierungsprozesse für die Oberflächenveredelung.
Mit fast einem Jahrzehnt Forschungserfahrung sowohl in der Wissenschaft als auch in der Luftfahrtindustrie liegt Dr. Böttchers Fachkompetenz in der Multiphysik- und Multiskalenmodellierung von Oberflächenphänomenen. Seine Arbeit umfasst die Vorhersage von Materialverschleiß und Korrosion, die Entwicklung funktionaler Beschichtungen und die Optimierung von Oberflächenveredelungsprozessen. Mit seiner Forschung widmet er sich der Förderung der digitalen Transformation der Flugzeugwartung und der Ermöglichung einer klimaneutralen Luftfahrt durch die Lebenszyklusoptimierung von Flugzeugzellenstrukturen.
Seit 2013 ist Dr. Karl-Heinz Leitz als Berechnungsingenieur bei der Plansee SE in Reutte, Österreich, im Bereich der numerischen Simulation von Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen von Refraktärmetallen tätig. Er studierte Physik an der Universität Erlangen-Nürnberg in Deutschland mit den Schwerpunkten Optik und Halbleiterphysik. Seine Dissertation im Bereich Maschinenbau befasste sich mit der multiphysikalischen Simulation laserbasierter Fertigungsprozesse.
