Magnetic Multiscale Modelling Suite

Die rechnerische Auslegung von Magnetmotoren, Generatoren und Sensoren ist auf der Ebene der Geräte gängige Praxis: Finite-Elemente-Software wird verwendet, um die Geometrie von Magnetmotoren zu optimieren. Sensormodelle werden in den Softwaretools für das Layout elektronischer Schaltungen verwendet. Die funktionellen Eigenschaften auf Geräteebene hängen von den magnetischen Eigenschaften der Materialien ab, die sich wiederum aus dem Zusammenspiel zwischen den elektronischen Eigenschaften der Quantenphysik auf der atomaren Längenskala und der Struktur des Materials auf der Nano- und Mikroskala ergeben. Um diese sehr unterschiedlichen Längenskalen unabhängig voneinander zu berücksichtigen, gibt es Software-Tools, die hauptsächlich im akademischen Bereich entwickelt werden. Diese unverbundenen Werkzeuge basieren auf (i) Dichtefunktionaltheorie-Simulationen zur Berechnung der intrinsischen magnetischen Eigenschaften, (ii) Heisenberg-Modellen (auch bekannt als Spindynamik) zur Untersuchung des kollektiven und stochastischen Verhaltens von Tausenden bis Millionen von Atomen und (iii) mikromagnetischen Simulationen unter Verwendung von Finite-Differenzen- oder Finite-Elemente-Methoden zur Berechnung der Auswirkungen von Form und innerer Struktur auf die Hystereseeigenschaften magnetischer Materialien. MaMMoS wird auf diesem vorhandenen Know-how aufbauen und eine Software-Suite für die rechnergestützte Werkstoffentwicklung für den breiten Einsatz in der europäischen Industrie und Forschung vorbereiten. MaMMoS wird datengesteuerte Modelle für magnetische Werkstoffe auf Längen von der atomistischen Skala bis zur Bauelementebene durch die Fusion von Charakterisierungs- und Modellierungsdaten erstellen. MaMMoS zielt darauf ab, die bestehenden Software-Tools über die verschiedenen Längenskalen hinweg zu verknüpfen, Standards für den Datenaustausch im Bereich des angewandten Magnetismus zu etablieren und die Software-Suite an die Bedürfnisse der europäischen Industrie anzupassen.