Moses - Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen

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Modul / Version
#50467 / #1

Gültigkeit
Seit SS 2014

Verfügbare Sprache(n)
Deutsch

Titel des Moduls
Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurwesen

Leistungspunkte
6

Modulverantwortliche*r
Popov, Valentin

Benotung
Benotet

Prüfungsform
Mündliche Prüfung

Lehrsprache(n)
Deutsch

Zugehörigkeit

Fakultät
Fakultät V

Institut
Institut für Mechanik

Fachgebiet
35371200 FG Mechanik, insbes. Systemdynamik und Reibungsphysik

Prüfungsausschuss
Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt

Sekretariat
C 8-4

Ansprechpartner*in
Heß, Markus

E-Mail-Adresse
markus.hess@tu-berlin.de

Webseite
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:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	ISIS	VVZ
Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurswesen	IV	506	WiSe	de	4

ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Numerische Simulationsverfahren im Ingenieurswesen (IV):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	4.0h	60.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	8.0h	120.0h
			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

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Biomedizinische Technik (M. Sc.)	1	6	SoSe 2023	WiSe 2025/26
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (M. Sc.)	1	29	WS 2015/16	WiSe 2025/26
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)	1	30	SS 2015	WiSe 2025/26
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)	1	6	SoSe 2023	WiSe 2025/26
Maschinenbau (M. Sc.)	1	31	SS 2015	WiSe 2025/26
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)	2	34	SS 2015	WiSe 2025/26
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)	2	90	WS 2015/16	WiSe 2025/26
Technomathematik (B. Sc.)	1	12	SoSe 2023	WiSe 2025/26
Technomathematik (M. Sc.)	1	69	WS 2014/15	WiSe 2025/26
Verkehrswesen (B. Sc.)	1	12	SoSe 2023	WiSe 2025/26

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