Numerische Konvergenz in der Lichtbogensimulation

Abstract:
Die numerische Simulation von Schaltlichtbögen spielt eine zunehmend wichtige Rolle bei der Entwicklung von Schaltgeräten jeglicher Spannungsebenen, da die relevanten physikalischen Größen sowohl räumlich als auch zeitlich zugänglich sind und entsprechend bewertet und eingesetzt werden können. Die physikalischen Zusammenhänge in Schaltlichtbögen sind weitestgehend verstanden und die Modelle zur Beschreibung des Lichtbogenverhaltens haben bereits einen hohen Komplexitäts- und Genauigkeitsgrad erreicht. Demgegenüber steht der Diskretisierungsfehler des numerischen Modells. Um eine verlässliche Aussage über die Qualität numerischer Ergebnisse treffen zu können, muss der Einfluss dieses Fehlers bekannt sein. Wir zeigen diesen Einfluss sowohl bezüglich der Zeit als auch des Raumes auf ausgewählte Größen am Beispiel eines bewegten Niederspannungsbogens und eines stabilisierten Vakuumschaltlichtbogens.