Definition und Zweck:
Die Multiphysik-Simulation (Multiphysics) ist eine numerische Simulationstechnik, die das gekoppelte Verhalten von Systemen untersucht, die durch mehrere interagierende physikalische Domänen beschrieben werden. Im Gegensatz zu einfachen Simulationen, die nur eine Domäne betrachten, berücksichtigt die Multiphysik-Simulation die komplexen Wechselwirkungen zwischen diesen Domänen.
Ziel ist es, die realen Betriebsbedingungen und die gegenseitige Beeinflussung von Komponenten (z.B. Wärmeentwicklung durch Stromfluss und deren Einfluss auf die mechanische Verformung) präzise abzubilden.
Domänen in der Automatisierung:
- Strukturmechanik und Thermik: Verformung von Roboter-Armen durch Eigengewicht oder Temperaturschwankungen.
- Fluidik und Thermik: Luftströmungen (Axiallüfter) und Wärmeabfuhr in Schaltschränken (Thermisches Management).
- Elektromagnetik und Mechanik: Die Kräfte (Drehmoment) und Verluste in Motoren (Synchronmotor).
- Aktorik und Regelungstechnik:Modellierung des Einflusses von SPS-Regelalgorithmen auf die mechanischen Komponenten.
Relevanz für die Automatisierung:
- Virtuelle Inbetriebnahme: Testen der Steuerung-Software an einem hochgenauen digitalen Modell.
- Optimierung: Design Optimierung (z.B. Reduzierung von Gewicht und Größe in Kompaktbauweise).
- Präzisionsbearbeitung: Berücksichtigung der thermischen Ausdehnung und mechanischer Verformungen für die Stationäre Genauigkeit.
→ Siehe auch: Simulation, Modellierung, Digitaler Zwilling, Thermisches Management, CAD, ANSYS
