325.095 Finite Elemente Methoden für gekoppelte Feldprobleme I
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2019W, VU, 3.0h, 4.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 3.0
  • ECTS: 4.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage

  • die für die Herleitung der beschreibenden partiellen Differentialgleichungen (pDGL) nötigen Modellierungsannahmen wiedergeben

  • die verschiedenen Kopplungstypen anhand der pDLG diskutieren

  • die beschreibenden Gleichungen über ihre schwache Form in eine gekoppelte FE-Formulierung bringen

  • einfache Simulationen durchführen und deren Ergebnisse kritisch diskutieren

Inhalt der Lehrveranstaltung

Die grundlegende Vorgehensweise zur Lösung von Mehrfeldproblemen mittels der Finiten Elemente Methode wird vermittelt. Unterschiedliche, einfache Kopplungstypen wie vorwärts-Kopplung (z.B. Wärmeleitung-Mechanik), direkte Volumskopplung (z.B. Piezoelektrik) und Interface-Kopplung (Akustik-Mechanik) werden vorgestellt.

Aufbauend auf und ergänzend zur LVA Grundlagen der Finite Elemente Methoden wird die Herleitung der FE-Formulierung ausgehend von der beschreibenden partiellen Differentialgleichung über deren schwache Form gezeigt. Anschließend werden die verschiedenen Kopplungen vorgestellt

  • vorwärts-Kopplung zwischen thermischem Feld (Wärmeleitung) und mechanischem Feld zur Berechnung von Themperaturspannungen

  • direkte Kopplung zwischen elektrischem und mechanischem Feld durch den Piezoelektrischen Effekt

  • Interface-Kopplung zwischen Festkörper-Mechanik und Akustik

wobei die Beschreibenden Gleichungen zunächst hergeleitet, und dann in eine geeignete FE-Formulierung übergeführt werden.

Methoden

  • Interaktive Vorlesungen geben einen Überblick der Inhalte und vermittelen wesentlich Zusammenhänge, 
  • duch Demonstration der Software werden die wesentlichen Wekzeuge zum Lösen der illustrativen Anwendungsbeispile vermittelt, und 
  • praktische Übungen fördern und vertiefen das Verständnis der theoretischen Inhalte.
  • In regelmässigen Fragestunden haben Studierende die Möglichkeit Probleme unterinander und mit den Vortragenden zu diskutieren. 

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mi.10:00 - 12:0002.10.2019 - 29.01.2020Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Finite Elemente Methoden für gekoppelte Feldprobleme I - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mi.02.10.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.09.10.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.16.10.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.23.10.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.30.10.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.06.11.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.13.11.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.20.11.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.27.11.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.04.12.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.11.12.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.18.12.201910:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.08.01.202010:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.15.01.202010:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.22.01.202010:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde
Mi.29.01.202010:00 - 12:00Seminarraum BA 08B Vorlesung/Fragestunde

Leistungsnachweis

3 Hausübungen, Abschlusstest, Mitarbeit

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Mi.10:00 - 12:0029.01.2020GM 2 Radinger Hörsaal beurteilt30.11.2019 00:00 - 21.01.2020 23:59in TISSTest

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
31.08.2019 00:00 11.10.2019 23:55 11.10.2019 23:55

Anmeldemodalitäten:

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Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
033 245 Maschinenbau STEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 282 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau STEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
066 393 Mathematical Modelling in Engineering: Theory, Numerics, Applications
066 445 Maschinenbau
066 445 Maschinenbau
066 482 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau
066 482 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau
066 646 Computational Science and Engineering
066 646 Computational Science and Engineering
066 646 Computational Science and Engineering

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorkenntnisse

Die Kurse "Einführung in die Finite Elemente Methoden" können auch parallel zu diesem im gleichen Semester abolviert werden.

Vorausgehende Lehrveranstaltungen

Vertiefende Lehrveranstaltungen

Sprache

bei Bedarf in Englisch