Verbundprojekt SOFA: Gekoppelte Simulation und Optimierung für robustes virtuelles Fahrzeugdesign; Teilprojekt Schaltung und Elektromagnetismus

Für zukünftige Kraftfahrzeugentwürfe wird die elektromagnetische Umgebung im Fahrzeug für bordeigene elektrische und elektronische Systeme an Komplexit?t zunehmen. Diese umfasst z.B. den Ersatz hydraulischer Bremssysteme durch elektromechanische Komponenten (''brake-by-wire'') oder die Einführung rein elektronischer Radsteuerungen (''steer-by-wire'') bis hin zum ?bergang zu Antriebskonzepten einer übergangsweise hybriden oder auch reinen Elektromobilit?t.
Auf Energieeinsparung abzielende Ma?nahmen weiterer Gewichtsreduzierungen werden die Problematik der elektromagnetischen Vertr?glichkeit versch?rfen. Auch auf der mechanischen Seite wachsen die Anforderungen. Moderne Leichtbauwerkstoffe, ver?nderte Antriebskonzepte sowie hochgradig nichtlineare und adaptierbare Kopplungselemente erfordern neue Methodenentwicklung für das Design. Den genannten Anforderungen liegt eine gemeinsame mathematische Problemstellung zugrunde: Die Simulation und Optimierung von Multiphysik-Systemen, dessen Modellierung auf ein gekoppeltes System partieller Differentialgleichungen und differential-algebraischer Gleichungen führt. Die partiellen Differentialgleichungen dienen der hinreichend genauen Beschreibung von r?umlich verteilten Effekten verschiedener Teilkomponenten oder Felder (beispielsweise von Fluid-Komponenten oder des elektromagnetischen Feldes). Mit den differential-algebraischen Gleichungen wird die Verbindung der Teilkomponenten abgebildet (beispielsweise das elektrische Netzwerk oder das mechanische Mehrk?rpersystem). Ziel des Projektes ist eine Modellbildung, Modellanalyse und Methodenentwicklung, die eine robuste Co-Simulation der gekoppelten Systeme auf Basis vorhandener Softwarepakete erm?glicht sowie Alternativen im Bereich monolithischer Simulationen anbietet, falls eine Co-Simulation nicht m?glich ist. Darüberhinaus sollen Methoden für eine effektive multikriterielle Optimierung solch gekoppelter Systeme entwickelt und in Form von Softwaretools bereitgestellt werden.