Forschungsgebiet

Dynamik und Massenskalierung

Entwicklung von Algorithmen mit verbesserter Effizienz für die explizite Dynamik am Institut für Baustatik und Baudynamik: Algorithmen zur Massenskalierung und tetraederförmige finite Elemente.

Klassische Methoden für die explizite Dynamik wie reduziert integrierte finite Elemente mit Stabilisierung, effiziente inelastische Materialien, die Kontaktmodellierung mit der Penalty-Methode und konventionelle Massenskalierung wurden in den 70er und 80er Jahren entwickelt. Sie ermöglichten damals die Crashsimulation mit groben Modellen und realistische Tiefziehsimulationen für einfache Formen. Die Weiterentwicklungen in den 90er Jahren konzentrierten sich auf die Parallelisierung und Anpassung der Algorithmen an die Cluster-Architektur und man sammelte mehr Erfahrung aus realen Fallstudien. Die explizite Simulation entwickelte sich damit zum Standard für die industrielle Crashsimulation von Fahrzeugen mit etwa einer Million Freiheitsgraden im Modell.

Crashsimulation eines Autos (c)
Crashsimulation eines Autos

Eine weitere Steigerung der Modellgrößen auf ca. zehn Millionen Freiheitsgrade und die Einführung der Verwendung von Gussteilen in der Karosserie stellen neue Herausforderungen dar und erfordern die Entwicklung neuer Algorithmen mit verbesserter Effizienz. Erstens zielen neuartige Massenskalierungsalgorithmen darauf ab, einen höheren stabilen Zeitschritt für Crash-Anwendungen zu ermöglichen. Zweitens erfordern die gegossenen Teile mit komplizierter Geometrie tetraedrische freie Vernetzung und folglich genaue und effiziente tetraederformige finite Elemente. Die zwei im Folgenden beschriebenen Projekte in diesem Forschungsgebiet verfolgen diese Ziele.

Forschungsgruppenleiter:

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Dr.-Ing.

Anton Tkachuk

Postdoc

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