Lernergebnisse
Ziel des Moduls ist es, dass Studierende in Gruppen oder allein forschungsnahe Themen der Mechanik-Simulation bearbeiten. Im Fokus stehen Fragestellungen der Festkörpermechanik, aber auch Fluid-Struktur-Interaktionen können betrachtet werden. Für die zu berechnenden physikalischen Probleme soll jeweils eine numerische Methode gewählt, implementiert, auf Eignung geprüft und kritisch evaluiert werden. Dazu gehören bereits etablierte Methoden (z.B. lineare und nichtlineare FEM, Multiskalen-FEM) sowie aktuell beforschte Methoden wie Inverse Analyse, Strukturoptimierung oder bspw. aus dem Machine Learning (ML), wie Neural FEM und Neural Operator Methoden. Neben der Bearbeitung größerer theoretischer, implementierungsorientierter und/oder numerisch-experimenteller Aufgaben soll auch die Recherche aktueller Quellen zum übergeordneten Projektthema und die damit verbundene selbstständige Erweiterung und Detaillierung des ingenieurtechnischen Fachwissens Gegenstand des Projektes sein. Da dieses Projekt für Studierende im Masterstudium angeboten wird, werden abhängig von der Aufgabenstellung tiefergehende Kenntnisse in Bereichen wie Mathematik, Mechanik, Numerik, Programmierung, methodischem und wissenschaftlichem Arbeiten, Simulation oder Kostenbetrachtung gefordert bzw. müssen diese erarbeitet werden.
Beispiele:
• Implementierung, Validierung und Evaluierung der Deep Energy Method (DEM) für quasi-statische 2D-Probleme
• Aufstellen eines ML-basierten Materialmodells für ein neues Material, inkl. Recherche und Validierung
• Modellierung von Strukturen aus inkompressiblen Materialien (Gummi, Hydrogel)
• Parameterbestimmung von hyperelastischen Materialen unter großen Verformungen durch nichtlinearen Optimierungsmethoden (e.g. GCMMA, BFGS)
• Optimierung von parametrisierbaren Strukturen unter großen Verformungen
