Informationen über Simulation
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Moderne Simulationsverfahren liefern auch bei der Entwicklung von Mikrowellensystemen einen wichtigen Beitrag, um Anlagen zu entwerfen, Prozesse zu optimieren und neue Einsatzgebiete für diese Technologie zu erschließen. Die Gruppe Mikrowellen und Plasmen setzt hierbei vornehmlich auf die Simulation mit Finiter-Elemente-Methode(FEM)-Software. Für Mikrowellen-Applikatoren wird hierfür die elektromagnetische Feldverteilung und selbstkonsistent die Erwärmung eingebrachter Materialien numerisch untersucht und so experimentell abgesichert das Verhalten dieser Systeme im Modell abgebildet. Hierbei können dank fortgeschrittener numerischer Methoden und der verfügbaren Speicher- und Rechenkapazitäten schon Volumen von mehreren Kubikmetern erfasst werden. Die so ermittelten thermodynamische Daten, wie der zeitliche Temperaturverlauf und Wärmeflüsse, lassen schon vor Aufbau und ersten Versuchen eine kostengünstige Abschätzung der Funktionalität von Mikrowellen-Applikatoren und -Prozessen zu. Das zweite große Leistungsfeld in unseren Simulationsaktivitäten beinhaltet die Modellierung von Mikrowellen-Plasmen in Applikatoren und Quellen. Hierbei stehen zum einen experimentell verifizierte parametrische Modelle zur Verfügung, welche die zeitliche Entwicklung der Elektronendichteverteilung in komplexen Geometrien der Simulation zugänglich machen. Zum anderen wurde ein Modell entwickelt, welches nach Eingabe von Geometrie, Gasdruck und Mikrowellenleistung bereits für einatomige Gase wie Argon die Entwicklung von Plasmatemperatur, elektromagnetischer Feldverteilung, Plasmadichte und verschiedener reaktiver Spezies (z.B. der metastabilen Zustände) selbstkonsistent beschreibt. Dies ermöglicht die einfache Beurteilung vorhandener Plasmaprozesse und Vorhersagen über das Verhalten von Neuentwicklungen. Finite-Elemente-Simulation elektromagnetischer Felder in 2D und 3D selbstkonsistente Simulation des Erwärmungsverhaltens von Materialien in Mikrowellen-Applikatoren Entwurf von Applikatorgeometrien und Prozessen Optimierung der Einbringung elektromagnetischer Energie ins Material automatisierte Abarbeitung großer Parameterräume
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