EMV für Geräteentwickler und Systemintegratoren

10 Numerische Verfahren zur Feldberechnung (S. 245-246)
Parallel zur Entwicklung der Rechnertechnik wurden, vor allen Dingen an Hochschulen und in Forschungsinstituten, Programme und Programmpakete zur numerischen Berechnung elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder entwickelt und permanent an die jeweils neuen und erweiterten Möglichkeiten angepasst. Aus diesen Entwicklungen heraus haben sich dann auch spezielle Vertriebsgesellschaften gebildet, die die Vermarktung und die professionelle Betreuung (den Support) übernommen haben.

So sind heute sehr leistungsfähige Programmsysteme verfügbar, mit denen viele Fragen spezieller und auch grundsätzlicher Art beantwortet werden können. Durch die Möglichkeiten der Ergebnisvisualisierung moderner Rechner können die Ergebnisse in fast beliebiger Parameterabhängigkeit veranschaulicht werden, Vorgänge können zeitlich aufgelöst werden und damit auch Einblicke in die physikalischen Kopplungsvorgänge liefern. Mancher Ausbreitungs- und Kopplungsvorgang wird erst durch die Ergebnisaufbereitung und die Visualisierung verständlich. Betrachtet man die Programme unter dem Gesichtspunkt der Werkzeuge für den EMV-Ingenieur, so muss die Situation sehr differenziert betrachtet werden.

1. Fällt in einer größeren Firma die Entscheidung, Fragen der elektromagnetischen Kopplung mit modernen Rechnerwerkzeugen zu behandeln, so wird neben dem Programmpaket auch ein entsprechend aus- oder vorgebildetes Personal benötigt. Dieses Personal muss überdies die Zeit bekommen, mit den Werkzeugen zu arbeiten und über die Anwendung Vertrauen aufzubauen. Es muss darüber hinaus eine permanente Softwarepflege durchgeführt werden.
2. Die sehr leistungsfähigen Programmpakete sind weniger geeignet, ohne Einarbeitung schnell einmal eine Beeinflussungssituation zu durchleuchten und daraus für den konkreten Fall eine schnelle Hilfe zu liefern. Hier ist die Kreativität und das Wissen des Ingenieurs gefragt.
3. Das Ergebnis einer Computersimulation kann natürlich nur so gut sein wie das Modell, also die Umsetzung der Realität in eine bere chenbare Anordnung. Heute kann davon ausgegangen werden, dass die Programme, bezogen auf die Eingabe, richtige Ergebnisse liefern. Der kritische Schritt in der Nutzung der Software ist damit die Umsetzung der Wirklichkeit in ein sie nachbildendes Modell. 4. Die Nutzung der recht leistungsfähigen Programme setzt aber auch ein gewisses Maß an physikalischem Verständnis voraus. Dies wird benötigt bei der Modellerstellung, um entscheiden zu können, welche Details bei der gegebenen Fragestellung weggelassen werden können und welche geometrischen und elektrischen Daten das Ergebnis wesentlich beeinflussen und unbedingt berücksichtigt werden müssen. Physikalisches Verständnis wird vor allen Dingen für die Ergebnisbewertung und –interpretation benötigt. Im Allgemeinen ist das Ergebnis einer Computersimulation ein farbenfrohes Bild und/oder eine Fülle von Zahlen. Diese Ergebnisse müssen im Blick auf

• Plausibilität und physikalische Stichhaltigkeit und
• auf notwendige Modellverfeinerungen interpretiert werden. Sollen für ein Projekt (z. B. den Neubau einer Fregatte) umfangreiche numerische Untersuchungen in Bezug auf die EMV, auf Antennenkompatibilitäten, auf optimale Standorte, auf die Personengefährdung oder auch in Bezug auf die Impedanzbeeinflussungen durch Aufbauten durchgeführt werden, kann es auch Sinn machen, diesen Teil der Untersuchungen an einen professionellen Anbieter abzugeben. Neben den großen Programmpaketen, deren Grundlagen man grob in

1. Randwertverfahren,
2. Volumenverfahren und
3. Strahlenverfahren

einteilen kann, gibt es noch eine Vielzahl von Hilfsmitteln, kleineren Programmen, umgesetzten Gleichungen, die für bestimmte Fragestellungen eine große Hilfe darstellen können. Eine Auswahl von möglichen Programmen wird auch in diesem Buch genannt und beschrieben. Mit diesem Kapitel wird versucht, einen Überblick über die Möglichkeiten des Rechnereinsatzes für die Bearbeitung von Fragen der EMV zu liefern. Die Grundzüge der Theorie hinter den verschiedenen Verfahren werden kurz beleuchtet, bevorzugte Einsatzbereiche und auch die Grenzen werden genannt. Dieses Kapitel kann in keiner Weise entsprechende Fachbücher ersetzen.