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ANSYS für die Elektromagnetik

ANSYS Produkte für die Elektromagnetik erlauben elektromechanische Analysen zur Charakterisierung elektrischer Antriebe, Sensoren und Wandler, Hochfrequenzanalysen zur Beschreibung von Wellenausbreitungen für Antennen und Elektronikbaugruppen sowie Schaltungsberechnungen zur Analyse von Leistungen und Signalen.

Typische Anwendungen

Elektromotoren, Ventile und Elektromagnete werden unter realen Betriebsbedingungen analysiert. So kann zum Beispiel die Momentwelligkeit von Motoren deutlich reduziert und damit eine mechanische und akustische Belastung (Lärm) vermieden werden.

Neben einer Verbesserung der Feldführung können Sie den Materialeinsatz wirtschaftlicher gestalten.

Bestimmung des Einflusses von parasitären Induktivitäten und Kapazitäten auf das Schaltverhalten von Leistungsschaltern sowie der Spannungsfestigkeit von Isolatoren.

Sie können die optimalen Einbaubedingungen absichern und äußere Störungen vermeiden.

Produkteigenschaften lassen sich durch gezielte Änderungen der Geometrie und der Materialien verbessern. HF Simulation mit ANSYS

Sie können EMV-Konformität prüfen um lange Fehlersuchen und Designzyklen am Ende der Entwicklung zu vermeiden. HF Simulation mit ANSYS

Neben einer Erhöhung der Signalqualität, etwa bei Antennen, Filtern und Kopplern, wird auch die gezielte Identifikation und Tarnung von Objekten erleichtert.

ANSYS im HF-Bereich

Die Gewährleistung der Versorgungsintegrität ist oft schon ein wichtiger Schritt um EMV Probleme zu vermeiden. ANSYS bietet die Möglichkeit Versorgungsintegrität, Signalintegrität und elektromagnetische Emissionen zu verbessern. HF Simulation mit ANSYS

Auslegung, Anpassung und Platzierung von Antennen wird durch HF Simulation beschleunigt. Untersuchung von RF-Komponenten und Minimierung von Co-Site Interferenzen. HF Simulation mit ANSYS

NF: Erhöhung der Effizienz eines elektrischen Antriebs

HF: Antennensimulation
Quelle: PIDSO

Leistungsmerkmale

ANSYS bietet eine umfassende und erweiterbare Bibliothek von Materialmodellen für nichtlineares, anisotropes und temperaturabhängiges Materialverhalten sowie für die 3D-Vektorhysterese. Hinzu kommen integrierte adaptive Vernetzungsmethoden zur Gewährleistung robuster Ergebnisse für statische und dynamische Analysen (Maxwell, HFSS). Außerdem die anwenderfreundlich implementierte Charakterisierung von Bewegungseffekten in elektromagnetischen Feldaufgaben (Rotation, Translation, Pendeln). Abgerundet wird die Funktionalität durch eine umfangreiche anwendungsoptimierte Elementtechnologie (wie gemischte Finite- und Boundary-Elemente) sowie eine schnelle Gleichungslösung in 2D und 3D. Das parallele und simultane Rechnen ermöglicht darüber hinaus ein High Performance Computing (HPC).

Vordefinierte Abläufe, etwa für rotierende elektrische Maschinen (RMxprt), Leistungselektronik (PExprt) oder Antennen (Antenna Design Kit), sparen Zeit und gewährleisten größtmögliche Genauigkeit.

Durch eigene Anpassungen können Sie das CAE-System noch gezielter auf Ihren Bedarf ausrichten. Dafür stehen Ihnen mehrere Sprachstandards zur Verfügung: VHDL-AMS, Modelica und Python. Außerdem haben Sie freie Wahl bei den Potenzialformulierungen – für maximale Genauigkeit und bestmögliche Performance, speziell bei Parameterstudien. Darüber hinaus erlaubt der eingebettete Kalkulator einen flexiblen Zugriff auf alle wichtigen integralen Ergebnisse.

Matrix- und Solver-Kopplungen ermöglichen die Verknüpfung verschiedener physikalischer Domänen. Hinzu kommen die integrierte und automatisierbare Ableitung von Verhaltensmodellen für Systemsimulationen sowie die Co-Simulation mit dem Schaltungssimulator ANSYS Simplorer und der Fluidlösung ANSYS CFD.

ANSYS Module

Für die Vielzahl an anspruchsvollen Simulationsaufgaben im Bereich der Elektromagnetik stehen folgende, zum Teil spezialisierte Module zur Verfügung:

Zur Simulation elektromagnetischer Felder mit dem Schwerpunkt der elektrischen Antriebstechnik und Energieübertragung: Zur effizienten Auslegung rotierender Maschinen lässt sich dieses Modul mit der Expertenlösung ANSYS RMxprt kombinieren. Die integrierten Formulierungen zur Analyse bewegter Magnetsysteme und zur detailgetreuen Beschreibung von Wirbelstromaufgaben bieten ein Höchstmaß an Performance und Flexibilität.

Leistungsfähiger Schaltungssimulator zur Beschreibung von Aufgabenstellungen: Zur Auslegung von Übertragern und Kernen kann er um das Expertentool ANSYS PExprt erweitert werden. Im Rahmen der interdisziplinären Systemsimulation bildet ANSYS Simplorer die zentrale Schnittstelle zwischen Soft- und Hardwaredesign: mit einer umfassenden Bauteilbibliothek, der Möglichkeit, bestehende Modelle aus VHDL-AMS und Modelica zu implementieren, und den umfassenden Schnittstellen zu den ANSYS Feldlösern.

Zur Berechnung hochfrequenter elektromagnetischer Feldaufgaben. Dazu gehört die Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen sowie das Übertragungsverhalten von passiven Bauteilen. Die adaptive Vernetzung gewährleistet eine automatische Anpassung des verwendeten Netzes und damit die gewünschte Lösungsqualität. Leistungsfähige Gleichungslöser für FEM und Integralgleichungen im Frequenzbereich sowie der transiente Löser sichern die Performance für weite Anwendungsfelder.

ANSYS im HF-Bereich

Zur Analyse des Übertragungs- und Abstrahlverhaltens auf Leiterplatten- und Package-Ebene. Die Spezialisierung auf planare Strukturen sichert eine hohe Performance der Numerik und des Anwenders.

Für die effiziente Charakterisierung von parasitären Effekten mit direktem Datenexport für die Systemanalyse. Der Fokus liegt auf Packages, Kabeln, Stromschienen oder Touchscreens und ermöglicht die schnelle Extraktion von Verhaltensmodellen.

eCADFEM – Simulation as a Service

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