Diese Arbeit befasst sich mit der Anwendung der isogeometrischen Analyse auf die Simulation von Beschleunigerkavitäten und anderen elektomagnetischen Geräten, deren Leistung hauptsächlich mit ihrer Geometrie zusammenhängt. Durch die inhärenten Strukturen der B-Spline-Basis ermöglicht der isogeometrische Ansatz eine konforme Diskretisierung der Funktionenräume, die aus den Maxwellgleichungen hervorgehen, sowie eine exakte Darstellung des Rechengebietes. Die Wahl des isogeometrischen Ansatzes führt zu nicht zu vernachlässigenden Verbesserungen von Genauigkeit und Rechenaufwand.

Mit Hilfe des Ansatzes wird, zusammen mit Methoden der Unsicherheitsquantifizierung und Formoptimierung, auch die Empfindlichkeit der Geräte bezüglich Änderungen der Geometrie untersucht. Hierbei wird die Berücksichtigung von Deformationen durch die Wahl der speziellen Basisfunktionen vereinfacht.

Letztendlich wird erläutert, wie durch Zerlegungsmethoden der Rechenaufwand beim Assemblieren der Matrizen weiter reduziert werden kann, und eine Kopplung von isogeometrischer und klassischer Numerik wird, zusammen mit Anmerkungen zur Stabilität einer solchen Hybridmethode, erläutert.

Die vorgestellten Techniken werden an einfachen numerischen Testbeispielen und industriellen Geräten illustriert, wobei der Fokus auf Beschleunigerkavitäten gerichtet ist.