Zuverlässige Simulation in der Werkstoff- und Strukturmechanik

   

Themen

• Verifizierung, Validierung und Vorhersage: Allgemeine Definitionen im Bereich der computergestützten Mechanik
• Abstraktion und Idealisierung eines physikalischen Problems: Anhand von Beispielen werden Prozesse der Abstraktion und Idealisierung von einem realen Problem in ein mathematisches Modell (je nach Ziel der Simulation) verdeutlicht. Der Einfluss der fehlerhaften Idealisierung wird ausführlich diskutiert.
• Verifizierung eines Modells: Um die Genauigkeit der numerischen Umsetzung des mathematischen Modells sicherzustellen, werden die Ergebnisse mit einer Referenzlösung (z. B. einer analytische Lösung) verglichen.
• Faktoren, welche die FEM-Implementierung beeinflussen: Zeitintegrationsschema (explizit oder implizit), Zeitschrittgröße, Elementtyp, statisches oder dynamisches Modell, lineare oder nichtlineare Modellgeometrie, Nichtlinearität, usw.
• Validierung eines Modells durch Vergleich eines numerischen Modells mit der Realität (z. B. experimentelle Ergebnisse, vollständige Systeme)
• Die Lösung gekoppelter Probleme: Geeignete Lösungsstrategien für schwach und stark gekoppelte Probleme, wie z. B. Differentialgleichungen eines gekoppelten Feder-, Dämpfer- und Massensystems.
• Ein Beispiel für stark gekoppelte Probleme: Mehrphasige poröse Medien