Netzfreie Partikelmethoden

Eine bewährtes und im industriellen Umfeld gängiges numerisches Verfahren zur Lösung der Gleichungen im Rahmen des virtuellen Designs ist die Finite-Element-Methode. Dabei wird das Lösungsgebiet in einzelne feste Bereiche zerlegt. Diese starre Unterteilung führt bei der Simulation von Prozessen mit sehr starken Deformationen und freien Oberflächen zu großen Herausforderungen. Diese Vorgänge treten jedoch bei vielen ingenieurtechnischen Verfahren, wie z.B. dem Zerspanen oder der Additiven Fertigung auf.

 

Netzfreie Partikelmethoden stellen seit Jahren ein großes Versprechen im Rahmen der numerischen Simulation dar. Durch den Verzicht auf eine eindeutige Unterteilung des Lösungsgebiets lassen sich beliebige Deformationen abbilden. Auf der anderen Seite stellt die Gewährleistung einer guten Approximation der wahren Lösung eine große Herausforderung dar, die bei vielen Verfahren nicht immer realisiert werden kann.

 

Die Arbeitsgruppe von Prof. Weißenfels beschäftigt sich intensiv mit der Untersuchung von Anforderungen an netzfreie Methoden, um eine gute Approximation der wahren Lösung bei beliebigen Belastungen erzielen zu können. Zudem werden Algorithmen entwickelt, die diese Bedingungen erfüllen. Dadurch soll die Güte der Approximation bei deutlich gesteigerten Anforderungen erhöht und der Einsatzbereich numerischer Simulationen erweitert werden.

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