Arbeitsgruppe für Mikrosystem Simulation

Die Arbeitsgruppe für Mikrosystem Simulation wurde im Oktober 2014 gegründet. Ihre Forschungsinteressen gelten der multi-physikalischen Modellierung von Mikro- und mechatronischen Systemen sowie deren Simulation auf Systemebene. Zur Anwendung kommen mathematische Methoden der Modelordnungsreduktion und Topologieoptimierung.

Forschungsschwerpunkte

  • Modellierungs- und Simulationstechniken für multi-physikalische Mikro-Mechatronische Systeme
  • Modellordnungsreduktion für zeiteffiziente Systemsimulation
  • Topologieoptimierung

Aufgrund ihrer Natur als Energiewandler, ist die Kopplung mehrerer Energiedomänen ein inhärentes Merkmal vieler Mikrosysteme. Deren Modellierung auf Kontinuums-Ebene  und die numerische Simulation einzelner Bauteile ist als Stand der Technik anzusehen. Sobald jedoch ein Zusammenwirken des Bauteils mit der umgebenden Elektronik, dem Gehäuse oder weiteren Bauteilen zu berücksichtigen ist, sind kompaktere Modelle mit akzeptabler Genauigkeit notwendig.

Ein reduziertes Modell wird durch mathematische Reduktion der Anzahl von Freiheitsgraden eines numerischen Modells gewonnen. Der Hauptvorteil einer mathematischen Modellordnungsreduktion (MOR) ist ihre Automatisierbarkeit und hohe Genauigkeit. Unsere MOR-Verfahren lassen sich direkt auf große Differentialgleichungssysteme, die beispielsweise bei der Finite-Elemente-Methode (FEM) entstehen, anwenden. Reduzierte multiphysikalische Modelle sind zeiteffizient lösbar und lassen sich zusammen mit einer elektrischen Schaltung simulieren oder im Rahmen einer Optimierung einsetzen.