Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, die grundlegenden Ansätze der Modellierung in CAD-Systemen sowie die klassiche Finite-Elemente-Methode zu erläutern und anzuwenden. Sie werden diese beiden Ansätze zum Konzept der isogeometrischen Analyse kombinieren und die Anwendung dieses Konzepts auf diverse Problemklassen (Strukturmechanik, Wärmeleitung und CFD) erlernen. Vor- und Nachteile werden diskutiert. Ein Schwerpunkt der Lehrveranstaltung liegt in den Besonderheiten der isogeometrischen Analyse im Vergleich zu Standard Finiten Elementen hinsichtlich Quadratur und Assemblierung.

Zum Ende des Kurses werden die Studierenden ihre eigene Software zur isogeometrischen Analyse in Matlab umgesetzt haben und mit den Hauptkomponenten einer solchen Software vertraut sein. 

• Geometriedarstellung (Bézier-Splines, B-Splines, NURBS, T-Splines)
• Geometriemanipulation und Ableitungen
• Isogeometrische Analyse im Vergleich zu Standard Finiten Elementen
• Assemblierung
• Quadratur
• Verfeinerung
• Aufprägen von Randbedingungen
• Trimmed NURBS in der isogeometrischen Analyse
• Anwendungen der isogeometrischen Analyse

Die Veranstaltung nutzt diverse Multi-Media-Elemente und verbindet Beamerfolien mit handschriftlichen Passagen. Desweiteren werden interaktive Elemente, wie beispielsweise Quizze und Online-Programme eingesetzt. Die Programmierübung in Matlab zeigt aus erster Hand, welche Ansprüche durch isogeometrische Analyse an den Nutzer gestellt werden. 

Pandemiebedingt kann das Format der Abhaltung der LVA abweichen

Die Leistungsbeurteilung erfolgt durch eine mündliche Prüfung. Die mündliche Prüfung besteht aus zwei Teilen. In jedem Teil können 12 Punkte erreicht werden. Teil 1 der mündlichen Prüfung ist ein Kurzvortrag, in Teil 2 werden generelle Fragen zum gesamten Vorlesungsstoff gestellt. Das Thema des Kurzvortrags kann durch die Studierenden aus einer Liste von Vortragsvorschlägen ausgewählt werden, welche in TUWEL angekündigt werden. Für den Vortrag dürfen handschriftliche Notizen mitgenommen werden. Für die Bewertung des Kurzvortrags gelten folgende Kriterien:

Inhalt

• Grobe Fehler im Inhalt oder Verfehlung der Themenstellung. 0 Punkte
• Inhalt in wesentlichen Punkten korrekt und in allen relevanten Punkten der Themenstellung entsprechend. 3 Punkte
• Inhalt nahezu vollständig korrekt und vollständig der Themenstellung entsprechend 6 Punkte

Originalität

• Die Aufbereitung entspricht nahezu vollständig der aus der Vorlesung. 0 Punkte
• Die Aufbereitung orientiert sich an der Vorlesung, wurde aber eigenständig arrangiert. 2 Punkte
• Präsentierte Inhalte gehen über die Vorlesung hinaus indem eigene Schlussfolgerungen gezogen wurden. 4 Punkte

Präsentation 

• Die Unterlage ist schwer lesbar und die mündliche Präsentation war nicht nachvollziehbar. 0 Punkte
• Die Unterlage hatte leichte Schwächen in der Aufbereitung und die mündliche Präsentation war größtenteils nachvollziehbar. 1 Punkte
• Die Unterlage wurde sauber aufbereitet und die mündliche Präsentation war klar nachvollziehbar. 2 Punkte

Grundlagenwissen in der Finite-Elemente-Methode