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Mehr Effizienz für Energiewandler – Forschungsverbund SIMUROM gestartet

Ob in der Industrie, im Haushalt, im Elektroauto oder -fahrrad: Elektrische Maschinen und Produkte gewinnen auch durch die Energiewende immer mehr an Bedeutung. Um ihre Effizienz zu steigern, müssen sie am technischen Limit entwickelt werden. Der neue Forschungsverbund SIMUROM arbeitet deshalb an neuen mathematischen Methoden, die das Auslegen von Maschinen noch zuverlässiger machen und gleichzeitig den Wirkungsgrad der Geräte weiter erhöhen sollen. Einer der Verbundpartner ist Dr. Andreas Bartel (Lehrgebiet Angewandte Mathematik) von der Bergischen Universität Wuppertal.

Dr. Andreas Bartel
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Der Anfang Juli gestartete Forschungsverbund wird von Prof. Dr. Sebastian Schöps an der Graduiertenschule Computational Engineering der Technischen Universität Darmstadt koordiniert. Weitere akademische Partner neben Dr. Andreas Bartel sind Prof. Dr. Michael Hinze (Universität Hamburg), Prof. Dr. Stefan Ulbrich (TU Darmstadt) und Prof. Dr-Ing. Herbert De Gersem (KU Leuven/Belgien). Praxispartner sind die Robert Bosch GmbH (Stuttgart) und der Softwarehersteller CST – Computer Simulation Technology AG (Darmstadt). Einen hohen Stellenwert hat die Nachwuchsförderung: Der Verbund besteht zur Hälfte aus Nachwuchswissenschaftlern, außerdem umfasst das Projekt vier Doktorandenstellen mit je drei Jahren Laufzeit.

SIMUROM (Simulation und robuste Optimierung von elektromechanischen Energiewandlern unter Berücksichtigung von Unsicherheiten) untersucht Fragen, die sich an den Bedarfsfeldern der Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung orientieren: Klima, Energie, Mobilität. Ziel des Vorhabens ist es, durch Grundlagenforschung Methoden zu entwickeln, die es in Zukunft erlauben, elektrische Motoren, wie sie zum Beispiel im Bosch eBike eingesetzt werden, direkt am Computer „robust“ zu optimieren (Thema „Optimierung“, Prof. Ulbrich). Auf Grund der hochdimensionalen Problemstellungen müssen hier Modellordnungsreduktions- und -adaptationsverfahren eingesetzt werden (Thema „Modellreduktion“, Prof. Hinze). Mit dem neuen mathematischen Verfahren des Computational Engineering sollen Hersteller zukünftig noch näher an die Grenzen des physikalisch Machbaren gehen können, ohne Einbußen im Betrieb befürchten zu müssen. Multiphysikalische Effekte wie Erhitzung werden noch realistischer im Design berücksichtigt (Thema „Kopplung“, Dr. Andreas Bartel); das Risiko von Alterungsprozessen wird durch stochastische Verfahren abgeschätzt und somit die Zuverlässigkeit erhöht (Thema „Unsicherheiten“, Prof. Schöps).

Von den Verbundforschungsarbeiten profitieren alle Seiten. Für die Industrie ergeben sich Chancen, effizienter und mit noch weniger Fehlerrisiko zu produzieren und letztlich vor allem neue, leistungsfähigere Produkte auf den Markt zu bringen und so zum Beispiel eine weitere Reduktion des Energieverbrauchs sicherzustellen. Für die beteiligten Wissenschaftler geht es in der Grundlagenforschung auch darum, eine solide mathematische Basis für neue methodische Ansätze im Bereich der robusten Optimierung und Unsicherheitsquantifizierung zu entwickeln.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert SIMUROM im Rahmen der Initiative „Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen“.

www.simurom.de

Kontakt:
Dr. Andreas Bartel
Angewandte Mathematik
Telefon 0202/439-4113/-4778
E-Mail bartel{at}math.uni-wuppertal.de