Finite Elemente Methode für Fluid-Struktur Interaktion mittels Open-Source Software

BGU32022Mastermodule3 ECTSEnglischUnregelmäßigLehrstuhl für Statik und Dynamik (Prof. Wüchner)

KI-überarbeitetes Infoblatt. Auf Basis der TUMonline-Modulbeschreibung, sprachlich aufbereitet.Original in TUMonline

Worum geht's

Du lernst, wie Finite-Elemente-Methoden zur Simulation von Fluid‑Struktur‑Interaktion (FSI) eingesetzt werden. Das Modul behandelt die Grundlagen der Kopplung von Strömungs‑ und Strukturmechanik, numerische Diskretisierung und Lösungsstrategien sowie praktische Umsetzung mit Open‑Source‑Software (Kratos Multiphysics). Am Ende kannst du FSI‑Probleme modellieren, numerisch lösen und verschiedene algorithmische bzw. softwareseitige Ansätze bewerten.

Was du danach kannst

Grundlagen der FEM-basierten Analyse von FSI verstehen
Grundgleichungen für Strömung, Struktur und Kopplung anwenden
ALE‑Beschreibung für bewegte Netze anwenden
Raum- und Zeitdiskretisierung von FSI-Problemen beurteilen
Numerische Lösungsmethoden für Struktur- und Strömungsgleichungen einsetzen
Unterschiede zwischen embedded und body-fitted Kopplungsansätzen erkennen
Diskretisiertes gekoppeltes Problem formulieren und Lösungsstrategien vergleichen
Grundlagen von High‑Performance Computing für Multiphysics anwenden
Einsatz von Kratos Multiphysics zur FSI‑Simulation praktizieren
Eigene Übungsbeispiele als Projekt erarbeiten

Aus was das Modul besteht

VorlesungVermittlung der theoretischen Grundlagen und Konzepte
Seminar/Übung am RechnerVorstellung, Diskussion und Durchführung ausgewählter Beispiele; Betreuung der Projektarbeit
ProjektarbeitAnwendung und Vertiefung in einem interdisziplinären FSI‑Projekt

Lehrmethode

Tafel-, Overhead- und PowerPoint‑PräsentationZur schrittweisen Vermittlung von Theorie und Herleitungen
ManuskriptUnterstützt die Vorlesungsinhalte und als Referenz
Rechnerseminar (praktische Übungen)Zur Umsetzung und Diskussion von Fallbeispielen; Erstellung der Projektarbeit
Betreute ProjektarbeitAnwendung des Gelernten in interdisziplinären Teams

Solltest du schon können

Höhere Mathematik und Numerische Methodenempfohlen
Technische Mechanik, Statik und Dynamik (z. B. Baudynamik BV020002)empfohlen
Fluidmechanikempfohlen
Einführung in die Finite-Elemente-Methode (BV320010)empfohlen

Prüfung

ProjektarbeitPräsentation

Die Modulprüfung besteht aus einer schriftlichen Projektarbeit (15–20 Seiten), in der du eine interdisziplinäre FSI‑Aufgabe mittels Computerprogramm bearbeitest, und einer zugehörigen Endpräsentation (ca. 20 Minuten). Die Präsentation fließt mit 30% in die Note ein. Die Projektarbeit und Präsentation zeigen, dass du Theorie verstanden hast und sie teamübergreifend praktisch anwenden kannst. Prüfungswiederholung nur durch erneute Teilnahme im Folgejahr.

Literatur

Manuskript
Ausgewählte Publikationen und Fachbücher (werden über die Kursseite bereitgestellt bzw. bekannt gegeben)

Termine

VorlesungDie Finite-Elemente-Methode für Fluid-Struktur Wechelwirkung mittels Open-Source Software2 Gruppen zur Wahl

ADi.08:00–18:00N1039ZG, Seminarraum (0101.Z1.039)einmalig am 12.01.
BFr.08:00–18:00N1039ZG, Seminarraum (0101.Z1.039)einmalig am 15.01.

SeminarSeminar zu Die Finite-Elemente-Methode für Fluid-Struktur Wechelwirkung mittels Open-Source Software

Mo.10:00–12:00
Online: Videokonferenz
9× · 19.10.–14.12.
- 19.10.
- 26.10.
- 02.11.
- 09.11.
- 16.11.
- 23.11.
- 30.11.
- 07.12.
- 14.12.

Aus dem laufenden Semester, unverbindlich. Von mehreren Gruppen besucht man eine; der Stundenplan schlägt automatisch die mit den wenigsten Überschneidungen vor.

Daten aus TUMonline anzeigen

Sprache: Englisch
Turnus: Unregelmäßig
Modulniveau: Master
Moduldauer: Einsemestrig
Gesamtstunden: 90
Präsenzstunden: 70
Eigenstudiumstunden: 20
Organisationsname: Lehrstuhl für Statik und Dynamik (Prof. Wüchner)

Lehrveranstaltungen

Finite Elemente Methode für Fluid-Struktur Interaktion mittels open-source software
Seminar Finite Elemente Methode für Fluid-Struktur Interaktion mittels Open-Source Software

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