Hochpräzise Numerik für Wirbelstromprobleme basierend auf schnellen Randelementmethoden höherer Ordnung

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Im Rahmen des beantragten Projektes werden Fragestellungen aus dem Bereich der numerischen Modellierung von Wirbelstromproblemen, speziell bei der Simulation der Beschleunigermagnete am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf, Schweiz, bearbeitet. Insbesondere ist hierbei die Entwicklung von hochpräzisen und effizienten Methoden und Algorithmen für die BEM- sowie die gekoppelte FEM-BEM-Diskretisierung geplant. Die Genauigkeitsanforderungen bei den CERN-Anwendungen innerhalb der Magnetjoche sind so hoch, dass der Einsatz der Elemente höherer Ordnung sowohl für die BEM- als auch für die FEM-Methode notwendig ist. Nachdem die theoretischen Untersuchungen von FEM-Elementen höherer Ordnung zu einer BEM-basierten Methode zur Konstruktion vergleichbarer Elemente, die insbesondere auch die Elemente niedrigster Ordnung umfasst, auf beliebigen polyhedralen Gittern geführt haben, steht die Kopplung von Randelement- und Finite-Element-Methoden im Vordergrund. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Effizienz von Auflösungsmethoden für die auftretenden Systeme. Die Arbeiten innerhalb dieses Projektes werden in einer engen, kontinuierlichen Zusammenarbeit mit der Sektion “TE MSC-MDA“ (Dr. S. Russenschuck, Dr. B. Auchmann) am CERN erfolgen, wobei die typischen Aufgabenstellungen, geometrische Daten, physikalische Parameter sowie die messtechnische Validierung der Ergebnisse in der Regel seitens des CERN bereitgestellt werden.