The IGTE is contributing to the Compumag 2023 with the following contributions:

• An Improved 3D MHD Equilibrium Formulation (Oszkar Biro, Pietro Testoni, Alfredo Portone)
• Determination of Local Magnetic Material Properties using an Inverse Schemen (Andreas Gschwentner, Klaus Roppert, Manfred Kaltenbacher)
• Visualization of physical fields with augmented reality in teaching (Dominik Mayrhofer, Lucas Alexander Ebner, Clemens Hagenbuchner, Eniz Mušeljić, Paul Baumgartner, Manfred Kaltenbacher)
• Employing AutoDiff and Neural Networks for Parameter Identification of Energy Based Hysteresis Models (Eniz Mušeljić, Klaus Roppert, Alice Reinbacher-Köstinger, Manfred Kaltenbacher)
• Design Optimization of a Sensor-Actuator System to Determine Local Variations of Magnetic Permeability (Alice Reinbacher-Koestinger, Andreas Gschwentner, Klaus Roppert, Eniz Mušeljić, Manfred Kaltenbacher)
• Evaluation of an Analytical Equivalent Hertzian Dipole Representation in TEM-Cells applying the Finite Element Method (Dominik Kreindl, Thomas Bauernfeind, Bernhard Weiss, Christian Stockreiter, Manfred Kaltenbacher)
• Identification of Parameters to correctly adapt Energy-Based Hysteresis Models regarding Rotational Losses (Lukas Daniel Domenig, Klaus Roppert, Andreas Gschwentner, Alexander Sauseng, Manfred Kaltenbacher)
• Multi-Objective Optimization of NFC-Systems: Voltage-Dependent Nonlinear Circuits and their Influence on the System Quality-Factor (Thomas Bauernfeind, Theo Gruber, Samuel Kvasnicka, Eniz Museljic, Alice Reinbacher-Köstinger
• Non-Conforming Isogeometric Nitsche Formulation for the Simulation of Electric Motors (Melina Merkel, Andreas Gschwentner, Klaus Roppert, Sebastian Schöps)
• Broadband Modeling and Simulation of DC-Biased SMT Components in EMI Filters (Christian Riener, Thomas Bauernfeind, Samuel Kvasnicka, Klaus Roppert, Manfred Kaltenbacher)

Vorstellung aktueller Projekte und Lehrveranstaltungen am IGTE

Infoabend über Forschung und Lehre am IGTE mit Laborführung und gemütlichem Ausklang am 11.5.2023 ab 16:00 Uhr im HS i1.

Wir freuen uns auf den persönlichen Austausch mit interessierten Studierenden,
z.B. aus den folgenden Studienrichtungen:

The team at IGTE has regular internal research seminars where PhD candidates of all four scientific areas present their current work to the rest of the team, ensuring scientific exchange within the team. In March 2023, we held the first research seminar dedicated to our young scientists (student project assistants). Since our team currently includes around 12 student project assistants, the seminar consisted of enough talks for a 5-hour official program where our young scientists presented their research in a similar framework to a conference. The goal of this seminar was to introduce our young scientists to presenting their research in a larger group, incorporate them better in the team, and value their hard work. Finally, we ended the seminar and let the evening end by enjoying some pizza and drinks in the foyer at Inffeldgasse 18.

The IGTE is contributing to the CEM 2023 with the following contributions:

1. Review of optimization methods (Christian Magele, invited talk)
    
2. Inverse scheme to determine local variations of magnetic permeability (Manfred Kaltenbacher, Andreas Gschwentner, Klaus Roppert, Alice Reinbacher-Koestinger)
    
3. Determination of the reversible and irreversible magnetic field based on rotational single sheet measurements (Klaus Roppert, Lukas Domenig, Andreas Gschwentner, Alexander Sauseng, Manfred Kaltenbacher)

The IGTE is contributing to the DAGA 2023 with the following contributions:

• Numerical methods of Computational Aeroacoustics with a focus on the Hybrid Approach (Stefan Schoder und Paul Maurerlehner)
• A time domain equivalent fluid model for the acoustic wave equation (Paul Maurerlehner, Stefan Schoder und Manfred Kaltenbacher)
• Automatically Matched Layer: Implementation and Evaluation (Patrick Heidegger und Manfred Kaltenbacher)
• Investigating vibroacoustic sound emission of a clinically applied knee prosthesis (Andreas Wurzinger, Bernhard Mayr-Mittermüller¹, Harald Sima¹, Manfred Kaltenbacher und Stefan Schoder)
• Finite Element Simulation of Edge Absorbers for Room Acoustic Applications (Florian Kraxberger, Eric Kurz², Leon Merkel, Manfred Kaltenbacher und Stefan Schoder)
• Numerical flow noise simulation of an axial fan with a Lattice-Boltzmann solver (Evangelos Antoniou³, Stefan Schoder und Felix Czwielong⁴)
• Aeroakustische Analyse der menschlichen Stimmentstehung im numerischen Modell (Stefan Kniesburges⁵, Sebastian Falk⁵, Bernhard Jakubaß⁵, Paul Maurerlehner, Stefan Schoder, Manfred Kaltenbacher, Matthias Echternach⁶, Anne Schützenberger⁵ und Michael Döllinger⁵)
• Kontrollierte Versuchsbedingungen für die strömungsakustische Charakterisierung von Radialventilatoren (Felix Czwielong⁴, Thomas Uffinger⁴, Stefan Schoder, Patrick Heidegger, Manfred Kaltenbacher und Stefan Becker⁴)
• High-Order Discontinuous Galerkin Methods for the Acoustic Conservation Equations on Moving Meshes (Johannes Heinz⁷, Niklas Fehn⁸ und Manfred Kaltenbacher)
• Simulation of MEMS devices using linearized compressible flow equations on moving domains (Dominik Mayrhofer und Manfred Kaltenbacher)

¹ Otto Bock Healthcare Products GmbH
² Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation (SPSC)
³ Dassault Systèmes Deutschland GmbH
⁴ Lehrstuhl für Strömungsmechanik - FAU Erlangen
⁵ Universitätsklinikum Erlangen
⁶ LMU Klinikum, Abteilung Phoniatrie und Pädaudiologie
⁷ TU Wien, Institut für Mechanik und Mechatronik
⁸ TU München, Lehrstuhl für Numerische Mechanik

The 17th International Workshop on Optimization and Inverse Problems in Electromagnetism 2023 will be held on September 17-20, 2023, in Graz and is organized by IGTE.

The aim of OIPE 2023 is to discuss and share recent developments in optimization and inverse methodologies and their applications to the design and working principle of electromagnetic devices. A special focus will be put on machine learning techniques and optimal energy management. Please find the call for papers and the detailed list of scientific topics on the OIPE 2023 Website.

Additionally, after the workshop, a one-day doctoral course is scheduled. International experts will teach PhD students and researchers entering the field in selected aspects.

We are looking forward to meeting you in Graz in autumn 2023!

Open Lab Day am 28.10.2022

Im Rahmen der Feierlichkeiten anlässlich des Jubiläums „50 Jahre Elektrotechnik-Toningenieur“, nahm das IGTE am „Open Lab Day“ mit zwei demonstrativen Aufbauten aus der Akustik-Forschung teil. Dominik Mayrhofer präsentierte anhand eines Demonstrator-Prüfstandes eine neue Methode der Schallerzeugung mit dem Titel „Advanced Digital Sound Reconstruction“. Stefan Schoder und Florian Kraxberger stellten den Aeroakustik-Prüfstand aus dem Dissertationsprojekt von Paul Maurerlehner vor. Bei den Besucher*innen stießen beide Aufbauten auf großes Interesse, was sich besonders in den vertiefenden Diskussionen zeigte. 

neue Methode der Schallerzeugung - Advanced Digital Sound Reconstruction.

Um den stetig steigenden Ansprüchen der Endbenutzer an In-Ear Kopfhörer bezüglich ausreichend Schalldruck vor allem im tiefen Frequenzbereich bei kleinstmöglicher Bauweise gerecht zu werden, forschen wir an einer gänzlich neuen Methode der Schallerzeugung für Mikrolautsprecher. In dem präsentierten Versuchsaufbau wird das Grundprinzip makroskopisch demonstriert und auf die Besonderheiten der Umsetzung, sowie der Simulation von MEMS-Lautsprechern, eingegangen.

(c) Daniel Sittlinger, TU Graz

Den Schallquellen auf der Spur: Schallentstehung durch Luftströmung

Strömungsgeräusche begleiten uns Tag für Tag. Jeder kennt das Phänomen des "heulenden Windes", aber auch bei der menschlichen Stimme, bei Flugzeugen und Fahrzeugen tritt Schall auf, der durch verwirbelte Luftströmungen erzeugt wird. Dieses Phänomen nennt man Aeroakustik. Mit dem präsentierten Versuchsaufbau kann man messen, wie Schall durch einen verwirbelten Luftstrom in einem durchströmten Rohr entsteht, und wir gehen dabei auch auf die Besonderheiten bei der Simulation von aeroakustischen Problemen ein.

(c) Daniel Sittlinger, TU Graz

IGTE is contributing to CMFF with a plenary talk on State of art and challenges in computational aeroacoustics (Manfred Kaltenbacher).
 

IGTE is contributing to WAVES 2022 with the following contribution:

• Non-conforming and moving grids for the simulation of waves in viscous fluids (M. Kaltenbacher, D. Mayerhofer, H. Hassanpour Guilvaiee, F. Toth)

The IGTE is contributing to the 2022 Turbomachinery Expo and the Fan 2022 with the following contribution:

• Machine-Learning Clustering Methods Applied to Detection of Noise Sources in Low- Speed Axial Fan (L. Tieghi, S. Becker, A. Corsini, G. Delibra, Stefan Schoder, F. Czwielong)
• On the Fluid Mechanical and Acoustic Mechanisms of Serrated Leading Edges (S. Becker, J. Riedel, F. Czwielong, M. Kaltenbacher, S. Schoder)

The IGTE is participating at the AIAA/CEAS Aeroacoustics with the following contribution:

• Aeroacoustic wave equation based on Pierce's operator applied to the sound generated by a mixing layer (Stefan Schoder, M. Kaltenbacher, H. Vincent, E. Spieser, C. Bogey, C. Bailly)

The Fundamentals of Electrical Engineering (GET) practice team was also able to convince the jury of the Profformance Higher Education Award and reached second place in the category "student-centered course design" from a total of 39 submissions in this category (130 in total).
The award ceremony took place on June 16th in Budapest. Besides the award ceremony, the Profformance Consortium presented their work in quality assurance of university teaching. Finally, all award winners presented their projects - this part was taken over by Paul Baumgartner with a short presentation. Through interesting speeches and discussions with teachers from 6 Central and Eastern European countries, the participants from Graz could take some impulses home. Thus, the GET practice team has received not only the award for excellent teaching of the Graz University of Technology, the Ars Docendi - State Award for University Teaching but also an international award.
 

Das Grundlagen der Elektrotechnik (GET) Übungsteam konnte auch die Jury des Profformance Higher Education Award überzeugen, und erreichte in der Kategorie "student-centered course design" den zweiten Platz von gesamt 39 Einreichungen in dieser Kategorie (130 insgesamt).
Die Verleihung dieses Preises fand am 16. Juni in Budapest statt. Neben der Preisverleihung stellte das Profformance Konsortium ihre Arbeit in der Qualitätssicherung der Hochschullehre vor. Zuletzt stellten alle Preisträger ihre Projekte vor - diesen Teil übernahm Paul Baumgartner mit einer kurzen Präsentation. Durch interessante Vorträge und Diskussionen mit Lehrenden aus 6 Mittel- und Osteuropäischen Ländern konnten die Teilnehmer:innen aus Graz auch einige Impulse mit nach Hause nehmen. Somit hat das GET Übungsteam neben dem Preis für exzellente Lehre der TU Graz, dem Ars Docendi – Staatspreis für universitäre Lehre auch einen internationalen Preis erhalten.

Am 27. April 2022 veranstaltet die Österrichische Akademie der WIssenschaften den 25. Tag gegen Lärm - International Noise Awareness Days.

Mit dem Tag gegen Lärm soll ein Fokus auf Lärm als Umweltthema gelegt werden. Lärm im Alltag, speziell über längere Zeit, ist nicht nur lästig sondern beeinträchtigt auch die Gesundheit. Hohe Lärmbelastungen können im Allgemeinen zu Hörschädigungen führen. Aber auch bereits niedrigeren Pegeln führen zu Stress, Schlafstörungen und beeinträchtigen Konzentration und Kommunikation. Als eine kritische Grenze ab der Lärm bei Dauerbelastung für die menschliche Gesundheit zum Problem wird gilt dabei 50 dB(A) in der Nacht. Die besondere Dringlichkeit der Herausforderungen die mit Lärm einher gehen zeigt sich, wenn man bedenkt, dass alleine in Europa in etwa 50 Millionen Menschen in der Nacht dauerhaft mehr wie 50 dB(A) ausgesetzt sind.

Im Zuge dessen wird das IGTE TU Graz in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mechanik und Mechatronik der TU Wien einen eigenen Stand am  Tag gegen Lärm betreiben um strömungsakustische Phänomene plastische zu vermitteln und über aktuelle Forschungsprojekte im Bereich Strömungsmechanik zu berichten.

Website

Um die außergewöhnlichen Studienleistungen zu würdigen wurden nach Beendigung des Wintersemesters die besten Studierenden der Elektrodynamik und Grundlagen der Elektrotechnik Übung geehrt.
Die Kolleg:innen haben durch außergewöhnliche Klausurleistungen und guter Mitarbeit während des Semesters bewiesen, dass sie sich mit dem Lehrstoff intensiv auseinandergesetzt haben, und diesen auch umfassend verstanden haben.

vlnr. Roppert Klaus (Lehrender), Julia Schönfelder, Jonas Thalmeier, Rene Denifl, Manfred Kaltenbacher (Institutsleiter), Markus Hannes Mayr , Lucas Alexander Ebner, Paul Baumgartner (Lehrender)
Foto: Zingerle – Fakultät ETIT

vlnr. Paul Baumgartner (Lehrender), Tobias Hraschan, Philipp Kraft, Patrick Rechberger, David Neururer (vorne), Sebastian Gsellmann (hinten), Matthias Dörflinger (vorne), Lukas Konrad Seidl(hinten), Jakob Kulmer, Dominik Mayrhofer (Lehrender) – nicht am Bild: Nikolaus Juch, Lukas Czipin
Foto: Museljic - IGTE

Die Würdigung, bestehend aus einer Urkunde und wahlweise Kernöl, Wein oder Bier wurde nun von allen in Empfang genommen.
Wir gratulieren nochmals den Preisträger:innen und wünschen auch weiterhin viel Erfolg im Studium.

The IGTE is also participating at the Delft International Conference on Urban Air-Mobility DICUAM 2022 with the following contribution:

• Quantification of the acoustic emission of an electric ducted fan (Stefan Schoder, Jakob Schmidt, Andreas Fürlinger, Manfred Kaltenbacher)

21.-24.02.2022 als Online-Kurs

Nach mehreren erfolgreichen DEGA-Akademie-Veranstaltungen bietet die diesjährige Akademie Strömungsakustik ein neues überarbeitetes Konzept, das aus zwei Kursen  esteht.

• Strömungsakustik 1 – Grundlagen, Auslegungen und industrielle Anwendungen
• Strömungsakustik 2 – Theorie, numerische Berechnungsverfahren und Anwendungen

Der hier beschriebene Kurs 1 lehrt die Strömungsakustik beginnend mit den Grundlagen bis zu den Anwendungen in kompakter und praxisnaher Form. Er richtet sich insbesondere an Entwicklungsingenieure, Ingenieure in Forschungs- und Hochschulinstituten, aber auch an Mitarbeiter in Beratungsfirmen und behördlichen Einrichtungen, die sich mit diesem Themenkomplex intensiv auseinandersetzen bzw. beschäftigen wollen.
Der Kurs gibt hierzu eine Einführung in das Gebiet des strömungsinduzierten Schalls. Er behandelt die grundlegenden Verfahren zur Bestimmung der aeroakustischen Lärmquellen, der Schallentstehung sowie der Ausbreitung und Wahrnehmung.
Es werden die Möglichkeiten des Einsatzes für industrielle Entwicklungsarbeiten behandelt.
In diesem Akademielehrgang konzentrieren sich die Anwendungen als Schwerpunkt auf Ventilatoren, Windenergieanlagen und Lüftungs- und Klimasysteme. Der Einsatz erstreckt sich über einen weiten Bereich von der Bauklimatisierung, dem Fahrzeugbau bis hin zu Anwendungen in der Kühlung von elektronischen und elektrischen Baugruppen. Die Vorlesungen werden von praxisnahen Online-Vorführungen begleitet
 

Weitere Informationen sowie die Möglichkeit zur Anmeldung finden Sie hier.

The Rita Trowbridge memorial award was given this year to Niels Köster at the Compumag Conference at 20.01.2022 in Cancun - Mexico. The Rita Trowbridge award is given every 2 Years to young researcher presenting at the Compumag Conference by a Committee of the International Compumag Society. Niels Köster is a doctorate student at the Institute of Fundamentals and Theory in Electrical Engineering and a researcher at the Virtual Vehicle Research GmbH. He works on model order reduction methods applied to electromagnetic simulations, to find efficient models for e-mobility. These models are used in the design and optimal control of power electronic components in the electrical drive train.

(c) Lungenhammer

Niels Köster: Fun with Research

On his journey from practical mathematics to theoretical electrical engineering, Niels Köster improved his scientific writing skills and discovered a love of (industry-related) research. 

Niels Köster and research. It was not love at first sight, affirms the 31-year-old electrical engineer: “My very first paper was mercilessly rejected. I got three rejections in a row! I thought briefly of giving up my scientific career before it had even begun.” The Master’s programme in Mathematics at Graz University of Technology (TU Graz) is ultimately “a good springboard for a top career in industry”, says Köster. Instead, however, his journey led him to Virtual Vehicle, Europe’s largest research centre for virtual vehicle development. There he is part of the battery working group that uses numerical simulations and hardware tests to test new power electronics for electric cars. At the same time, he is writing his dissertation. His supervisor is TU Graz Professor Oszkar Biro at the Institute of Fundamentals and Theory in Electrical Engineering. This is not an unusual situation, especially since TU Graz is the majority owner of Virtual Vehicle and the two institutions work together on many research projects.

Game changer in e-mobility...

Köster is specifically working on transforming complex slow modelling methods such as the finite element method (FEM) into small but faster models without these models losing much accuracy. For this purpose, he uses the so-called model order reduction (MOR). This technique tries to capture the essential features of a model as early as possible. This means that the basic properties can already be recognized with very few variables. Subsequently, the complexity can be increased step by step in order to represent all properties of the model that are necessary for the use case.
 “Time is money. My modelling is meant to help the industry to develop power components for e-mobility more quickly,” says Köster. So in layman’s terms, one could say that Köster’s work is a game changer in electromobility. 

...and in scientific publishing

For Köster, the game changer for scientific publishing was ultimately the course “Effective scientific writing in English”. This is offered in the TU Graz internal continuing education programme. In the course, Köster learned methods that made scientific writing for specialist journals much easier for him. “Writing a Paper” by George Whitesides for example: “At the beginning of every research project I write a draft, which works like a project plan for publication. Throughout the research process, this draft is regularly revised if there are changes or new results,” says Köster, explaining his tactics.

Science prize as acknowledgement

This tactic works perfectly. At this year’s Compumag (note: one of the most important international conferences for the numerical calculation of electromagnetic fields), Köster received the Rita Trowbridge Award. The award is given only every two years to an emerging talent with the best conference paper. What is particularly remarkable is that the electrical engineer beat more than 150 other participants. A great success – also for the Institute of Fundamentals and Theory in Electrical Engineering, to which Köster dedicated the prize: “I am employed full-time at Virtual Vehicle, but at the same time I feel like an equal member of the institute.” Köster is fully integrated in the technical discussions and the day-to-day running of the institute, has weekly meetings with his supervisor Professor Biro, and “I can use simulation software developed at the institute for my work.”

Brake-block Covid

This team structure also helped him over the last two years, during which the Covid pandemic made research very difficult. Practically overnight, the personal exchange with other young researchers disappeared, also because almost all scientific conferences and meetings shifted to the internet. But: “Virtual interactions don’t work so well – partly because of the different time zones, partly because of the technical circumstances. During this time, I shifted my focus to researching and reading technical literature,” says Köster, who eagerly awaited the opening steps and also used the Compumag conference to set up an international working group focusing on model order reduction for electromagnetic fields. The cooperation is to run under the international Compumag Society. 
A first meeting has already taken place, attended by colleagues from RWTH Aachen University, the University of Southampton, the Canadian McGill University and from the University of Pavia. “I need the social contact. The exchange with other researchers takes me further.”  

And the winner is… Graz

But where to? The Hamburg native doesn’t know that yet. He can well imagine staying in Graz even after completing his doctoral thesis. And this despite the fact that he himself only decided to study at TU Graz at a late stage, as he explains: “After my matriculation, I had four universities on my short list that had a good reputation in technical and applied mathematics.” In the end, he opted for Graz and against Stuttgart, Bremen and Zurich. Also because of love, as he confesses. He quickly grew fond of the city with its leisure facilities and proximity to nature. He is currently looking for post-doctoral positions. After all, they say, love happens, but relationship is work – which apparently also pays off professionally.

Contact:

Niels Sören KÖSTER
Dipl.-Ing.
Virtual Vehicle | Battery Working Group, Department E 
Phone: +43 316 873 4034
Email

Strong participation of IGTE at COMPUMAG conference 2021 https://www.compumag2021.com/, which has turned over to a pure virtual event held from 16th-20th January 2022, due to the Covid-19 pandemic. The contributions by IGTE are:

• Generating a Cauer Ladder Network Representation of Eddy Current Fields Using Scalar Potentials (Oszkar Biro and Niels Köster)
• Investigating voltage excitation of the Darwin model via the prescription of terminal scalar potentials (Klaus Roppert, Samuel Kvasnicka, Christian Riener, Thomas Bauernfeind, Manfred Kaltenbacher)
• Proper General Decomposition Method Applied to Periodic Nonlinear Eddy Current Problems (Niels Koester, Oszkar Biro)
• Comparison of Energy Based Hysteresis Models (Manfred Kaltenbacher, Klaus Roppert, Lukas Daniel Domenig, Herbert Egger)
• Comparing Two Network Transformer Hysteresis Models with Power Transformer Measurements (Dennis Albert, Lukas Domenig, Dragan Maletic, Alice Reinbacher-Köstinger, Klaus Roppert, Herwig Renner
• Application of FFT PEEC Method to Grounded Coplanar Waveguide Structures and Surface Mounted Multi-Layer Ceramic Capacitors (Christian Riener, Thomas Bauernfeind, Riccardo Torchio, Klaus Roppert, Samuel Kvasnicka, Paul Baumgartner, Manfred Kaltenbacher)
• Harmonic quasi-stationary modeling of coaxial cable impedance via Darwin approximation (Klaus Roppert, Susanne Bauer, Samuel Kvasnicka, Christian Tuerk, Manfred Kaltenbacher)
• Monitoring of False Lumen Thrombosis in Type B Aortic Dissection by Impedance Cardiography – A Multiphysical Simulation Study (Vahid Badeli, Alireza Jafarinia, Thomas Stephan Müller, Gian Marco Melito, Alice Reinbacher Köstinger, Thomas Hochrainer, Günter Brenn, Katrin Ellermann, Oszkar Biro, Manfred Kaltenbacher)

Du möchtest Elektrotechnik studieren? Die neugestaltete Seite der Fakultät für Elektrotechnik bietet jetzt noch mehr Informationen zum Studium, sowie Interviews mit Studierenden, Absolventen, sowie Vortragenden. Zu finden ist das ganze hier:

https://www.tugraz.at/studium/studienangebot/elektrotechnik-studieren-an-der-tu-graz-eine-gute-wahl/elektrotechnik-studieren-an-der-tu-graz-eine-gute-wahl/