Numerische Simulationen bei induktiver Erwärmung

Bei induktiven Erwärmungs- und Schmelzvorgängen herrscht eine starke Interdependenz zwischen den einzelnen auftretenden physikalischen Größen (wie bspw. dem elektromagnetischen Feld, der Temperaturverteilung oder ggf. der Strömungsgeschwindigkeit einer Metallschmelze) mit den Materialeigenschaften des Einsatzes und den elektrischen Parametern der Induktionsanlage. Mit analytischen Methoden ist es nicht möglich, diese gegenseitigen Wechselwirkungen adäquat nachzubilden und die derzeitigen hohen Anforderungen an die Prozesssicherheit, Qualität sowie Energieeffizienz einer Produktion zu erfüllen.

Numerische Simulation bei induktiver Erwärmung erzielt bessere Lösung

Seit einigen Jahren haben sich deshalb von der Automobil- bis zur Raumfahrtindustrie numerische Simulationen als unabdingbares Werkzeug des modernen Ingenieurwesens etabliert. Auf diese Weise lassen sich komplexe Abläufe computergestützt nachbilden, mit höchster Präzision auslegen bzw. planen oder auch Daten gewinnen, die messtechnisch nicht bzw. nur mit erheblichem Aufwand zu erfassen sind.

Die Grundidee bei numerischen Simulationen basiert auf der Übertragung aller relevanten geometrischen und physikalischen Parameter eines Problems in ein virtuelles Modell. Die Geometrie wird anschließend in kleine Teilbereiche diskretisiert und bildet das Berechnungsgebiet, auf dem die Gleichungen der gesuchten physikalischen Größen unter Berücksichtigung der prozessspezifischen Randbedingungen iterativ gelöst werden.