Numerische Methoden der Fluid-Struktur-Interaktion

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DIe Vorlesung „Numerische Methoden der Fluid-Struktur-Interaktion“ ist ein Wahpflichtfach für Master-Studierende der Studiengänge „Computational Engineering Science“, „Simulation Sciences“, „Allgemeine Maschinenbau“ und für Studierende ähnlicher Studiengäge geeignet.

 

Dozenten

Vorlesung: Dipl.-Ing. Norbert Hosters

Übung: Patrick Antony, M.Sc.

Inhalt

Die Betrachtung einer Fahne im Wind oder die Deformation von Arterien, bedingt durch die pulsierende Blutströmung, geben eine erste Idee von Phänomenen aus dem Bereich Fluid-Struktur Interaktion. Einerseits deformiert sich ein Festkörper unter der Last des Fluides, andererseits verändert sich durch diese Verformung die Umströmung des Festkörpers und damit die Lastverteilung. Probleme aus dem Bereich der Fluid-Struktur Interaktionen sind also dadurch charakterisiert, dass die Festkörperdeformation und die Strömung nicht unabhängig voneinander betrachtet werden können.

In der Vorlesung werden verschiedene Methoden diskutiert, die zur Simulation von solchen Problemstellungen notwendig sind.

Das Modul beinhaltet die Vorlesung mit 2 SWS und die Übung mit 1 SWS und umfasst 4 ECTS-Punkte.

Themen

• Notwendige Modifikationen der Gleichungen aus dem Bereich Fluid- und Elastodynamik
• Monolitische und partitionierte Lösungsansätze
• Starke und schwache Kopplungsalgorithmen
• Methoden für nicht-übereinstimmende Grenzflächendiskretisierungen
• Gitterdeformationsmethoden
  
• Übung: Implementierung von kleinen Programmteilen, um mit den gelernten Methoden vertraut zu werden.

Literatur

1. Y. Bazilevs, K. Takizawa, and T. Tezduyar, Computational Fluid-Structure Interaction , Wiley, 2013.

Prüfung

Punkte zur Leistungskontrolle werden in der Übung vergeben. Eine mündliche Prüfung dauert 30 Minuten und findet an mehreren Terminen in Februar-März statt.