Forschungsgebiet

Schalen, Finite-Elemente-Technologie und Isogeometrische Analyse

Entwicklung numerischer Analysewerkzeuge für den Entwurf von Schalenstrukturen und Kontinua am Institut für Baustatik und Baudynamik: Finite Elemente mit verbesserter Robustheit und Effizienz, frei von Lockingeffekten, unabhängig vom Diskretisierungskonzept.

Das Ziel dieses Forschungsgebiets ist die Entwicklung verlässlicher und effizienter numerischer Analysewerkzeuge für den Entwurf von Schalenstrukturen und Kontinua. Verlässlichkeit ist gegeben, wenn die entwickelten Methoden in verschiedensten Problemstellungen robust sind und Ergebnisse hoher Qualität liefern. Der Forschungszweig der Finite-Elemente-Technologie beschäftigt sich mit der Beseitigung von Lockingeffekten und der damit einhergehenden Verbesserung des Verhaltens finiter Elemente. Diese Verbesserung ist in der Regel auch effizienzsteigernd, da mit weniger Rechenaufwand gute Ergebnisse erzielt werden können. Obwohl die Finite-Elemente-Technologie schon über Jahrzehnte hinweg ein wichtiger Forschungszweig der computerorientierten Mechanik ist, gibt es bis heute offene Fragen. Zudem bringt die schnelle Entwicklung neuer glatter Diskretisierungskonzepte im Rahmen der isogeometrischen Analyse (IGA) ganz neue Anforderungen an die Finite-Elemente-Technolgie mit sich und bietet Raum für innovative Neuentwicklungen. Vor allem für die numerische Simulation von Schalen und Kontaktvorgängen stellt die IGA eine vielversprechende Alternative zur klassischen Finite-Elemente-Analyse dar.

Schematischer Überblick über die Forschungsprojekte des IBB im Bereich Schalen, FEM und IGA. (c)
Simulationsbeispiele des Forschungsgebiets Schalen, FEM und IGA

Forschungsgruppenleiter: