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Simulationsmethodik mit Raytracing

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Simulationsmethodik mit Raytracing
Modulbezeichnung (engl.): Simulation with Ray-Tracing
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Mechatronik, Master, ASPO 01.04.2020
Code: MTM.RY2
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P231-0112
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+2U (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
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Studiensemester: laut Wahlpflichtliste
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur und Präsentation

[letzte Änderung 13.04.2016]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MTM.RY2 (P231-0112) Mechatronik, Master, ASPO 01.04.2020 , Wahlpflichtfach, technisch
MST.RY2 (P231-0112) Mechatronik/Sensortechnik, Master, ASPO 01.04.2016 , Wahlpflichtfach, technisch
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf
Dozent/innen: Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf

[letzte Änderung 30.01.2019]
Lernziele:
Einführung in die Entwicklung von Linsensystemen,
Strahlenverlaufberechnung mittels der Matrizenmethode,
Anwendung der Matrizenmethode anhand der Berechnung des Strahlengangs komplexer Linsensysteme.
Monte-Carlo Simulationsmethode,
Lichtstreuungsmodelle zur Beschreibung von optischen Oberflächen: BSDF-Verteilungsfunktion,
Lambert, Mie, Harvey- Streumodelle.

[letzte Änderung 15.04.2016]
Inhalt:
1. Entwicklung eines Beleuchtungssystems unter der Anwendung der vermittelten Simulationsmethoden und Streumodelle zur Optimierung der optischen Oberflächen.
2. Definition der Lichtquellen, Bestimmung der Anzahl der Quellstrahlen und Optimierung der Simulationsparameter.
3. Auswertung der Simulationsergebnisse anhand von photometrischen Größen (optische Flussdichte, Strahlungsleistung, Raumwinkel, etc.).
4. Optimierung des simulierten Modells anhand Bewertung und Analyse der detektierten Strahlen und „verlorenen“ Strahlen.
5. Praxistipps zur Vereinfachung komplexer optischer Modelle.
6. Praxistipps hinsichtlich Machbarkeit, Raummanagement, Zeitoptimierung und Entwicklungsbudget.

[letzte Änderung 15.04.2016]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung im PC-Raum, Simulationsanwendung direkt am PC.

[letzte Änderung 15.04.2016]
Literatur:
Skript zur Vorlesung.
Eugen Hecht: Optik; sechste Auflage, Oldenbourg Verlag, 2014.
Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik; sechste Auflage, Springer Verlag, 2013.

[letzte Änderung 15.04.2016]
[Mon Feb 26 11:53:28 CET 2024, CKEY=msmr, BKEY=mechm, CID=MTM.RY2, LANGUAGE=de, DATE=26.02.2024]