Numerical simulation of electromagnetic fields in non-linear media

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Neben den magnetischen Feldern, die in mannigfaltiger Weise in der Natur vorhanden und einsetzbar sind, werden magnetische Felder ebenfalls auf vielfältige Art in elektrischen Maschinen, Transformatoren und elektromagnetischen Systemen erzeugt und genutzt. Transiente Wirbelströme als Auswirkung magnetischer Felder treten in vielen Bereichen der Technik in elektrischen Anlagen und Komponenten auf. In elektrischen Antrieben, beispielsweise für Magnetschwebebahnen oder für kleine eletromagnetische Ventile im Kraftfahrzeugbau, werden Wirbelströme bewußt erzeugt, um bestimmte Effekte hervorzurufen. Störende Erscheinungen stellen sie dagegen in der Medizintechnik dar, indem sie die Abtastgeschwindigkeit von ElektronenstrahlComputertomographen, mit denen schnelle und vollständige Aufnahmen des menschlichen Herzens ermöglicht werden, begrenzen. in bestimmten Fällen müssen sogar Vorkehrungen zum Schutz gegen magnetische Felder getroffen werden, da diese auch Störungen verursachen können. Zur Konstruktion dieser elektrischen Komponenten und Geräte werden spezielle Methoden zur Berechnung der Wirbelstromeffekte benötigt, da direkte Messungen oft nicht möglich sind. Diese Aufgabe fällt somit in den Bereich der numerischen Berechnung und Simulation zeitabhängiger elektromagnetischer Felder, wobei im Vordergrund dieses Forschungsvorhabens die Berücksichtigung nichtlinearer Materialeigenschaften stehen soll.