Simulationstechnik für verteilte Systeme

  Strömungssimulation um eine Kugel Urheberrecht: Michel Make

Die Vorlesung bespricht die mathematischen Grundlagen der Finite-Elemente-Methode aus Sicht des Maschinenbauingenieurs. Sie wird durch eine Programmierübung ergänzt.

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Name

Stefanie Elgeti

Stellv. Institutsleitung

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+49 241 80 99922

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Termine WS 18/19

Vorlesung: dienstags 10:30-12:00 GRS001

Labor: mittwochs 8:30-10:00 ZuseLab S1

 

Dozenten

Vorlesung: Prof. Dr.-Ing. Stefanie Elgeti

Labor: Jan Helmig, M.Sc. Fabian Key, M.Sc.

Inhalt

Die Veranstaltung ist eine Ergänzung zur Vorlesung „Simulationstechnik im Maschinenbau“. Sie vertieft die dort erlangten Kenntnisse aus dem Bereich der verteilten Systeme. Insbesondere wird das Thema Finite Elemente aufgegriffen und erweitert. Die Vorlesung behandelt deren Anwendung auf weitere, im Maschinenbau relevante Differentialgleichungen. Besonderheiten der einzelnen Gleichungen werden besprochen. Zusätzlich werden die Themen Geometriegenerierung und Verformung, freie Randwertprobleme und weiterführende Ansatzfunktionen diskutiert. Das Wissen im Bereich Zeitdiskretisierung wird erweitert. Die Vorlesung befasst sich zudem mit der effizienten Lösung der entstehenden Gleichungssysteme.

Das Modul beinhaltet die Vorlesung und die Programmierübung mit jeweils 2 SWS und umfasst 6 ECTS-Punkte.

Themen

  • Einführung in Differentialgleichungen
  • Schwache Formulierung einer Differentialgleichung
  • Finite-Elemente-Methoden
  • Zeitdiskretisierungsmethoden
  • Iterative Gleichungslöser

Literatur

  1. H. Elman, D. Silvester, A. Wathen, Finite Elements and Fast Iterative Solvers with Applications in Incompressible Fluid Dynamics , Oxford University Press
  2. A. Quarteroni, Numerical Models for Differential Problems , Springer-Verlag
  3. A. Quarteroni, F. Saleri, P. Gervasio, Scientific Computing with MATLAB and Octave , Springer-Verlag

Prüfung

Bonuspunkte werden auf der Basis der Programmierübung vergeben. Eine mündliche Prüfung findet an meheren Terminen statt.