Multiphysics

Viele Probleme entstehen nicht in einer einzelnen Disziplin. Wärme verzieht ein Gehäuse, Strömung belastet ein Ventil, elektrische Verluste verkürzen die Lebensdauer. Einzelanalysen liefern dann gute Werte, und trotzdem fällt das Produkt im Test durch.

Mit Multiphysics-Simulation bewerten Sie diese Wechselwirkungen im digitalen Modell. Das bringt Ihnen:

  • Probleme erkennen, die in getrennten Einzelanalysen unsichtbar bleiben
  • Kühlung, Verformung und Lebensdauer gemeinsam absichern
  • Zielkonflikte zwischen Gewicht, Kühlung und Leistung klar bewerten
  • Tests gezielter vorbereiten und Fehlerursachen schneller finden
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Was ist Multiphysics?

Multiphysics-Simulation koppelt mehrere physikalische Domänen in einer Berechnung. Sie zeigt, wie Effekte sich gegenseitig beeinflussen, zum Beispiel wie Temperatur eine Struktur verformt oder wie eine Verformung die Strömung verändert.

    • Struktur und Temperatur
    • Strömung und Wärmeübertragung
    • Elektrik, Magnetik und Mechanik
    • Akustik und Vibration
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Warum Sie Multiphysics brauchen

Einzelanalysen täuschen
Struktur und Thermik sehen getrennt gut aus, im Zusammenspiel aber nicht. Multiphysics zeigt das reale Verhalten.
Kühlung wird zum Engpass
Hotspots fallen oft erst im Prototyp auf. Die gekoppelte Simulation macht sie früh sichtbar.
Zielkonflikte sind schwer zu bewerten
Mehr Kühlung bedeutet mehr Druckverlust, weniger Gewicht bedeutet mehr Verformung. Multiphysics bewertet beides gemeinsam.
Fehlerursachen bleiben unklar
Wenn ein Test scheitert, ist der Grund oft eine Wechselwirkung. Die Simulation macht ihn nachvollziehbar.

Typische Kopplungen

    • Thermomechanik: Verformung und Spannung durch Temperatur
    • Strömung und Wärme: Kühlung, Hotspots und Druckverlust
    • Fluid-Struktur-Interaktion: Strömungskräfte und Bauteilverformung im Wechselspiel
    • Elektrothermik und Elektromechanik: Wärme und Kräfte aus elektrischen Verlusten und Magnetfeldern

Strukturanalyse, Multiphysics oder MKS?

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Strukturanalyse

Prüft, ob ein Bauteil hält und formstabil bleibt. Beispiel: Trägt der Halter die Last, ohne zu brechen oder nachzugeben?

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Multiphysics

Bewertet, wie Temperatur, Strömung oder Elektrik auf die Struktur wirken. Beispiel: Verzieht sich ein Gehäuse, wenn die Elektronik darin warm wird?

3

Mehrkörper-Simulation (MKS)

Berechnet Bewegungen, Gelenkkräfte und Antriebsmomente bewegter Baugruppen. Beispiel: Welche Kräfte wirken im Greifarm während des Hubs?

Case Study

Bis zu 83 Prozent geringere Entwicklungskosten bei Eunice Wind

Eunice Wind entwickelt Kleinwindanlagen in Griechenland. Jeder physische Prototyp dauerte Monate in Bau, Transport und Test, und meist waren nur ein bis zwei Iterationen möglich.

Mit Simcenter STAR-CCM+ und dem Siemens-Partner FEAC Engineering entstand ein digitaler Zwilling der Anlage. Die Strömungsergebnisse flossen direkt in die mechanische Auslegung ein, etwa für Lastpfade und Materialermüdung.

    • bis zu 83 Prozent geringere Entwicklungskosten gegenüber physischen Tests
    • Iterationszeit von mehreren Monaten auf fünf bis sieben Tage verkürzt
    • 8 Prozent leichtere Rotorblätter und 1,5 Prozent mehr Energieertrag
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KI in der Multiphysics-Simulation

Multiphysics-Modelle sind rechenintensiv und haben viele Parameter. KI hilft dabei, aus vorhandenen Ergebnissen schneller zu lernen, ohne die physikalische Validierung zu ersetzen.
    • Varianten in Sekunden bewerten: Simcenter PhysicsAI trainiert Modelle mit Ihren Simulationsdaten und bewertet neue Designs bis zu 1.000-mal schneller als ein klassischer Solver.
    • CFD-Daten für KI nutzen: In Simcenter STAR-CCM+ trainieren Sie KI-Modelle aus Strömungssimulationen auf mehreren GPUs deutlich schneller.
    • Wissen auf Abruf: Der KI-Assistent in Simcenter X beantwortet Fragen zu Modellierung und Solver-Setup in natürlicher Sprache.
    • Physik bleibt die Grundlage: Die finale Freigabe beruht weiter auf physikbasierten Ergebnissen und der Bewertung Ihrer Ingenieure.
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Multiphysics mit d.u.h.Group

Belastbare Ergebnisse hängen von der richtigen Kopplungsstrategie, realistischen Randbedingungen und sauberer Interpretation ab. Dabei unterstützen wir Sie:
    • Potenzialanalyse und Wahl der passenden Kopplung
    • Software-Beratung von Simcenter 3D bis Simcenter X
    • Modellaufbau, Randbedingungen und Kopplungsstrategie
    • Berechnung, Ergebnisbewertung und Abgleich mit Versuchen
    • Optimierung, KI-Use-Cases und Schulung
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