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#50467 / #1

Seit SS 2014

Deutsch

Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen

6

Popov, Valentin

Benotet

Mündliche Prüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Mechanik

35371200 FG Mechanik, insbes. Systemdynamik und Reibungsphysik

Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt


C 8-4

Heß, Markus

markus.hess@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Verständnis theoretischer Grundlagen verschiedener numerischer Simulationsmethoden; Fähigkeit Vor- und Nachteile dieser Methoden im Hinblick auf spezifische Anwendungen einzuordnen. Ziel ist das Verständnis der Verfahren und die Fähigkeit sich damit in jedes dieser Verfahren weiter einzuarbeiten und damit praktisch zu arbeiten.

Lehrinhalte

Das Modul bietet eine Einführung in numerische Simulationsverfahren, die (abseits der Finite Elemente Methode) im Ingenieurwesen Anwendung finden. Es werden drei Typen von Verfahren behandelt: Gitter-Methoden (Zelluläre Automaten, Gittergase, Gitter-Boltzmann-Methode), Teilchen-Methoden (Masse-Feder-Modelle, Bewegliche Zelluläre Automaten, Molekulardynamik) und Randelemente-Methoden. Die einzelnen Verfahren werden theoretisch fundiert und auf konkrete Probleme, z.B. Wärmeleitung, elastische Deformation, Diffusion, Strömungssimulation, Verkehrssimulation, angewendet. Im Rahmen der die Hausaufgaben vorbereitenden Rechnerübungen werden ausgewählte, einfache Algorithmen in MatLab programmiert.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Numerische Simulationsverfahren im IngenieurswesenIV506WiSede4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurswesen (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.08.0h120.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Integrierte Veranstaltung, bestehend aus Vorlesungs- und Übungselementen. 14 tägig finden darüber hinaus einstündige (freiwillige) Rechnerübungen statt, die zur spezifischen Vorbereitung und Hilfe der Programmierhausaufgaben gedacht sind.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

a) obligatorisch: Statik und elementare Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik b) wünschenswert: Kontinuumsmechanik, Tensoranalysis, Energiemethoden, partielle Differentialgleichungen

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache(n)

Deutsch

Dauer/Umfang

Keine Angabe

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Mündliche Prüfung

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
wird in der Vorlesung bekanntgegeben.

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Gaul, Lothar ; Fiedler, Christian: Methode der Randelemente in Statik und Dynamik. Springer, 2013
Griebel, M. ; Knapek, S. ; Zumbusch, G. ; Caglar, A.: Numerische Simulation in der Moleküldynamik. Springer, 2004
Rothman, D. H. ; Zaleski, S.: Lattice-Gas Cellular Automata. Cambridge University Press, 2004
Trevelyan: Boundary elements for engineers
Weimar: Simulation with cellular automata
Wolf-Gladrow: Lattice-Gas Cellular Automata and Lattice

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Biomedizinische Technik (M. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (M. Sc.)128WS 2015/16SoSe 2025
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)129SS 2015SoSe 2025
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Maschinenbau (M. Sc.)130SS 2015SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)232SS 2015SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)284WS 2015/16SoSe 2025
Technomathematik (B. Sc.)110SoSe 2023SoSe 2025
Technomathematik (M. Sc.)166WS 2014/15SoSe 2025
Verkehrswesen (B. Sc.)110SoSe 2023SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

In vielen Bereichen der Forschung und Entwicklung existieren Alternativen zu Finite-Elemente-Verfahren. Entweder bestehen alternative Verfahren, die qualitativ bessere Ergebnisse liefern, oder es existieren keine Kontinuumstheorien zu bestimmten Problemen. Diese Vorlesung gibt einen Überblick über Alternativen und ermöglicht den Studenten / Studentinnen so, bei Bedarf in F&E auf diese Verfahren zurückzugreifen und sie anzuwenden.

Sonstiges

Keine Angabe