Forschergruppe 493
Fluid-Struktur-Wechselwirkung:
Modellierung, Simulation, Optimierung

Gefördert durch die DFG   

 




Erste Förderperiode

Kontakt/Koordinatoren

Prof. Dr. M. Schäfer
schaefer@fnb.tu-darmstadt.de
Technische Universität Darmstadt
Fachgebiet Numerische Berechnungsverfahren
im Maschinenbau
Petersenstraße 30

64287 Darmstadt
Prof. Dr. H.-J. Bungartz
bungartz@in.tum.de
Technische Universität München
Institut für Informatik
Lehrstuhl V
Boltzmannstraße 3

85748 Garching

Zusammenfassung

Die primäre Zielsetzung der Forschergruppe ist die systematische und koordinierte Entwicklung bzw. Untersuchung numerischer Methoden zur robusten und effizienten Simulation der Fluid-Struktur-Wechselwirkung.

Beispiele für derartige Problemstellungen finden sich in großer Zahl in den unterschiedlichsten Disziplinen. Im Ingenieurbereich sind hier etwa zu nennen das Bauingenieurwesen (Brücken, Hochhäuser, Zeltdachkonstruktionen, Masten und Schornsteine, Bohrplattformen,...), der Maschinenbau (Ventile, Pumpen, Tragflügel, Schiffsschrauben,..), die Verfahrenstechnik (Rührer, Extruder, Einspritzsysteme, Rohrleitungen,...) oder die Medizintechnik (künstliche Herzklappen, künstliche Blutgefäße,...).

Die realistische transiente Simulation solcher Vorgänge stellt sehr hohe Anforderungen an die numerischen Methoden und die Rechnerkapazitäten über den aus der Verknüpfung struktur- und fluidmechanischer Berechnungen resultierenden Aufwand hinaus wirft die Interaktion dabei in den meisten Anwendungsszenarien eine Fälle komplizierter numerischer, informatischer sowie strömungs- bzw. strukturmechanischer Fragen auf, zu deren adäquater Beantwortung es noch intensiver Forschungsanstrengungen bedarf. Hierzu zählen etwa die Fragen nach der angemessenen Berücksichtigung der instationären und nichtlinearen Wechselwirkung selbst, nach den Grenzen partitionierter Lösungsansätze, nach der Eignung bestehender Techniken auf Strömungs- und Strukturseite, nach Robustheit und Effizienz der Verfahren oder nach einer geeigneten Beschreibung komplizierter Geometrien und deren Änderungen bis hin zur Thematik einer flexiblen Software-Umgebung für derartige Probleme.

Beteiligte Institutionen

Technische Universität Braunschweig

Fachbereich Bauingenieurwesen / Institut für Computeranwendungen im Bauingenieurwesen

Prof. Dr. M. Krafczyk, Dr.-Ing. J. Tölke

Technische Universität Darmstadt

Fachbereich Maschinenbau / Fachgebiet Numerische Berechnungsverfahren im Maschinenbau

Prof. Dr. M. Schäfer, Dr. S. Meynen

Universität Dortmund

Institut für Angewandte Mathematik / Lehrstuhl III - Angewandte Mathematik und Numerik

Prof. Dr. S. Turek, Dr. F.-T. Suttmeier

Universität Erlangen-Nürnberg

Institut für Chemie- und Bioingenieurwesen / Lehrstuhl für Strömungsmechanik

Prof. Dr. Dr. h.c. F. Durst, Dr.-Ing. M. Breuer, Dipl.-Ing. H. Lienhart

Universität Heidelberg

Institut für Angewandte Mathematik / Lehrstuhl Numerische Mathematik

Prof. Dr. R. Rannacher, Prof. Dr. R. Becker

Technische Universität München

Institut für Statik, Baumechanik und Bauinformatik / Lehrstuhl für Bauinformatik

Prof. Dr. E. Rank, Dr.-Ing. A. Düster

Fakultät für Maschinenwesen / Lehrstuhl für Numerische Mechanik

Prof. Dr. W. Wall

Fakultät für Informatik / Lehrstuhl für Informatik mit Schwerpunkt Wissenschaftliches Rechnen

Prof. Dr. H.-J. Bungartz, Prof. Dr. C. Zenger

Universität Stuttgart

Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften / Institut für Baustatik

Prof. Dr. E. Ramm

Geförderte Projekte

P1:

Mehrgitterverfahren für Fluid-Struktur-Wechselwirkungen

Projektleiter: Prof. Schäfer, Dr. Meynen (TU Darmstadt)

P2:

Adaptive Finite-Elemente-Methoden zur Fluid-Struktur-Kopplung

Projektleiter: Prof. Rannacher (Universität Heidelberg), Prof. Becker (Université de Pau et des Pays de l´Adour)

P3:

Realisierung von schnellen Lösern und effizienten Datenstrukturen für Probleme mit Fluid-Struktur-Wechselwirkung

Projektleiter: Prof. Turek, Dr. Suttmeier (Universität Dortmund)

P4:

Prinzipexperiment FLUSTRUC-A zur Fluid-Struktur-Wechselwirkung - Experimentelle Untersuchung und numerische Simulation

Projektleiter: Prof. Durst, Dr.-Ing. Breuer, Dipl.-Ing. Lienhart (Universität Erlangen-Nürnberg)

P6:

Numerische Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen auf kartesischen Gittern

Projektleiter: Prof. Bungartz, Prof. Zenger (TU München)

P8:

Lattice-Boltzmann Methoden auf baumartigen Gittern zur Simulation von bidirektionalen Fluid-Struktur-Problemen

Projektleiter: Prof. Krafczyk, Dr.-Ing. Tölke (TU Braunschweig)

P9:

Effiziente Ansätze bei Fluid-Struktur-Wechselwirkungen mit großen Deformationen und Topologieänderungen

Projektleiter: Prof. Wall (TU München), Prof. Ramm (Universität Stuttgart)

P10:

Elemente hoher Ordnung zur Struktursimulation in der Fluid-Struktur-Wechselwirkung

Projektleiter: Prof. Rank, Dr.-Ing. Düster (TU München)


Letzte Änderung: 2006-07-25 (mb)