Elektrische Maschinen sind ein wichtiger Teil unserer modernen Gesellschaft und werden in vielen Bereichen eingesetzt, von Elektromobilität bis hin zu Haushaltsgeräten. Um diese Geräte noch effizienter und robuster zu gestalten, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ein neues Forschungsprojekt namens PASIROM gefördert.
Ziel von PASIROM
Das Ziel von PASIROM ist es, Methoden zur robusten Optimierung von elektrischen Maschinen direkt am Computer zu entwickeln. Dies bedeutet, dass Hersteller zukünftig in der Lage sein werden, ihre Geräte noch näher an die Grenzen des technisch Machbaren zu optimieren, ohne befürchten zu müssen, dass kleine Abweichungen im Entwurf oder in der Fertigung zu unerwarteten Minderleistungen oder Ausfällen führen.
Herausforderungen
Eine große Herausforderung bei der Simulation von elektrischen Maschinen ist es, dass sie multiphysikalische Effekte berücksichtigen müssen. Dazu gehören Wirbelströme, elektrische Anregungen, Rotorbewegungen und Wärmeentwicklung. Um diese Effekte realistisch im Computer-Design zu berücksichtigen, müssen hoch aufgelöste Simulationen durchgeführt werden, die oft eine Woche oder länger dauern.
Das PASIROM-Projekt setzt sich aus vier Forschungsschwerpunkten zusammen: Modellierung, Parallelität, Modellreduktion und robuste Optimierung. Die Forscher werden dabei mathematische Verfahren des Computational Engineering einsetzen, um die Simulationen zu verbessern und die Ergebnisse genauer zu machen.
Partner
Das Projekt wird von zwei Praxispartnern unterstützt: der Robert Bosch GmbH in Stuttgart und dem Darmstädter Softwarehersteller CST – Computer Simulation Technology GmbH.
4 Arbeitspakete
Das Arbeitsprogramm von PASIROM gliedert sich in vier Arbeitspakete: Modellierung, Zeitbereichssimulation, Optimierung und Regelung und Industrietransfer. Die Forscher werden die multiphysikalischen Modelle formulieren und diskretisieren und dann Methoden entwickeln, um die Unsicherheiten im Designprozess zu berücksichtigen.
Ergebnisse
Die Ergebnisse von PASIROM werden auf wissenschaftlicher, wirtschaftlicher und öffentlichkeitswirksamer Ebene verwertet. Die Wissenschaft wird von dem Erkenntnisgewinn und dem Transfer der im Projekt entwickelten Methoden profitieren. Für die Wirtschaft sind die Potenzialeinschätzungen der Methoden für industrierelevante Anwendungen besonders relevant, da sie einen signifikanten Beitrag zur Verbesserung des Produktauslegungsprozesses leisten können. Im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit werden die Ergebnisse von PASIROM allgemeinverständlich und im akademischen und industriellen Umfeld verbreitet.
PASIROM ist auch für Technik-Ratgeber von Bedeutung, da es eine neue Ära der Simulation und Optimierung von elektrischen Maschinen einleiten wird. Mit den neuen Methoden kann man elektrische Maschinen direkt am Computer optimieren, ohne Einbußen im Betrieb befürchten zu müssen. Dies ist von großer Bedeutung, um die Effizienz und Robustheit dieser Geräte zu erhöhen und gleichzeitig Zeit und Kosten zu sparen.
Die Fortschritte, die durch PASIROM erzielt werden, werden auch in anderen Bereichen eine Rolle spielen. Zum Beispiel werden Smartphones, Tablets und Solarzellen von den neuen Methoden profitieren. Durch die Möglichkeit, Geräte am Computer zu optimieren, kann man die Leistung und Effizienz dieser Geräte verbessern und gleichzeitig ihre Lebensdauer erhöhen. Daher ist PASIROM ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einer nachhaltigeren und effizienteren Technik.
Zusammenfassend ist PASIROM ein wichtiges Forschungsprojekt, das dazu beitragen wird, die Effizienz und Robustheit von elektrischen Maschinen zu verbessern. Durch den Einsatz von Computational Engineering-Methoden und die Zusammenarbeit mit Praxispartnern aus der Industrie, werden die Forscher in der Lage sein, wichtige Fortschritte in diesem Bereich zu erzielen.