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PRODUKTE UND DIENSTLEISTUNGEN
Optimierung in der CAE-Entwicklung
Neue Verfahren ermöglichen effiziente Parameteroptimierung
Die Entwicklung technischer Systeme wird heute kostengünstig mit Hilfe von CAE-Programmen zur Untersuchung und Auslegung von Systemeigenschaften (z.B. auf der Basis von Mehrkörpersystem-, Struktur- oder Strömungsdynamik- Simulationen) realisiert. Die geeignete Wahl von Entwurfsparametern zur Optimierung von Systemeigenschaften kann häufig nur mit Expertenwissen der Entwickler erfolgen, um die erlaubten Vakkumdämmungariationsmöglichkeiten geeignet auszunutzen.
Aufgrund der Komplexität der Zusammenhänge können optimale Entwurfsparameterwerte in der Regel jedoch nur durch eine systematische Suche unter Verwendung der CAE-Simulationssoftware bestimmt werden. Schnelle, mathematische Verfahren sind in Kombination mit vorhandener CAE-Software üblicherweise nicht anwendbar und heuristische Suchverfahren wie evolutionäre Algorithmen benötigen oft extrem hohe Rechenzeiten.
Am Fachgebiet Simulation und Systemoptimierung der TU Darmstadt werden aus diesem Grund neuartige Optimierungsverfahren entwickelt, die sich einerseits durch hohe Effizienz und Robustheit auszeichnen und andererseits unproblematisch in vorhandene CAE-Entwicklungsumgebungen integriert werden können. Dabei können nicht nur kontinuierliche, reellwertige sondern auch diskrete, ganzzahlige Entwurfsparameter berücksichtigt werden ebenso wie komplexe, technische Beschränkungen.
Die neuen Optimierungsverfahren konnten bereits in CAE-Anwendungen aus unterschiedlichen Disziplinen erfolgreich eingesetzt werden wie dem Design von effektiven Magnetlagern für schnell rotierende Wellen, dem Design von supraleitenden Elektromagneten, jeweils basierend auf elektromagnetischen Feldsimulationen, sowie der Auslegung von Grundwasserversorgungs und – reinigungssystemen basierend auf der Simulation der Untergrundströmung. Dabei konnten teilweise erhebliche Verbesserungen erzielt werden. Weitere Anwendungsmöglichkeiten liegen in der Parameteroptimierung von mechatronischen Systemen in Hardware-in-the-Loop-Umgebungen, wie am Beispiel der Optimierung der Laufbewegungen des schnellsten, humanoiden Roboters seiner Klasse eindrucksvoll gezeigt werden konnte.
Ansprechpartner
Thomas Hemker
Telefon: 06151 16-52121
E-Mail: hemker@sim.tu-darmstadt.de