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. Absolventen der LVA können:
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
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.
Während des Semesters sind 3 Hausübungen sebstständig auszuarbeiten (je 20 Punkte). Am Ende des Semesters gibt es einen schriftlichen Abschlusstest (40 Punkte).
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