Institut für Fahrzeugsystemtechnik - Institutsteil Leichtbautechnologie

Untersuchung und Bewertung verschiedener Algorithmen zum Interpolieren tensorieller Größen

  • Motivation:

    Die Performance von Bauteilen aus Hochleistungsverbundmaterialien hängt in erheblichem Maße von deren Herstellung ab. Um die einzelnen Fertigungsschritte wie Formgebung, Infiltrierung und Aushärtung numerisch abbilden zu können, werden unterschiedliche, geeignete Simulationstools innerhalb einer durchgängigen CAE-Kette verknüpft. Der möglichst verlustfreie und akkurate Datentransfer physikalischer Größen zwischen diesen Programmen stellt dabei ein wesentliches „Bottleneck“ dar; ist jedoch essentiell für die Güte und Aussagekraft der produzierten Ergebnisse.

    Während das Übertragen skalarer Größen wie Temperatur oder Dichte von einem Rechennetz zum anderen („Mapping“) weitestgehend erforscht ist, fehlt in der Mechanik noch das Verständnis für die, für das Mapping erforderliche, Mittelung/Interpolation richtungsbezogener Größen wie Spannungs-, Verzerrungs- oder Faserorientierungstensoren.

    Ziel dieser Arbeit ist daher eine Übersicht verfügbarer Methoden aus anderen Teilgebieten der Physik und Numerik zu schaffen, um ein solches Verständnis aufzubauen. Dabei liegt der Fokus auf der Abschätzung der generellen Anwendbarkeit sowie der Implementierung ausgewählter Methoden und deren Validierung und Evaluierung anhand einfacher Modelle.

    Voraussetzung:

    • Kenntnisse in Tensoralgebra und Kontinuumsmechanik 
    • Grundlegende FE Kenntnisse und erste Programmiererfahrung

    Arbeitsinhalte:

    • Einarbeitung in die Thematik
    • Anforderungsanalyse und ggf. Implementierung verschiedener Algorithmen
    • systematische Aus- und Bewertung der Ergebnisse

    Kontakt:

    M.Sc. Constantin Krauß
    Tel.: +49 721 608-45896
    E-Mail: constantin.krauss@kit.edu