Modellbildung und Simulation

  Verstehen  

Leitung: Dr.-Ing. Stefanie Elgeti
Lehrstuhl für Computergestützte Analyse Technischer Systeme CATS

Die Arbeitskreisgruppe „Modellbildung und Simulation“ befasst sich in der gesamten Laufzeit des SFBs mit den unterschiedlichen Methoden zur Beschreibung und qualitativen wie quantitativen Modellierung der verschiedenen schmelzebasierten Prozesse. Über dynamische Anpassung der Modellierungsrandbedingungen und Simulationsdiskretisierungen sollen einerseits Rechenzeiten verkürzt und andererseits die Genauigkeit der Beschreibungsergebnisse erhöht werden.

 

Die Arbeitskreise

Graph einer typischen Abkühlkurve Graph of a typical cooling curve

Modellierung des Energietransfers an Grenzflächen

Dies ist ein zentrales Thema des Arbeitskreises „Modellierung“. Zahlreiche Teilprojekte sind mit der Thematik des Wärmetransfers in die Schmelze bzw. aus der Schmelze konfrontiert und benötigen ein dezidiertes Wärmetransfermodell: Um die Effizienz dieser großen Arbeitsgruppe zu steigern, soll die Gruppe in zwei Untergruppen unterteilt werden: die reinen Modellierer, die effektiv neue Wärmetransfermodelle jeweils für Metalle und Kunststoffe entwickeln werden und die eher anwendungsorientierten Projekten, die ein neues spezifisches Wärmetransfermodell benötigen. Die Modellierer-Gruppe soll aus den TP B3, B4, B6, B7 und B8 bestehen. Die Gruppe der Anwender umfasst die TP A5, A7, A10, B1. Ein reger Austausch soll zwischen diesen beiden Untergruppen und mit dem
Arbeitskreis Diagnose: „Bestimmung des Wärmeübergangs bei Gießprozessen“ stattfinden. In diesem letzten Arbeitskreis soll nämlich die benötigten Modellparameter experimentell für die verschiedenen Werkstoffe ermittelt werden.

Aktive Mitglieder: A5, A7, A10 , B1 , B3 , B4 , B6 , B7, B8
Informierende Mitglieder: A1

  3D-Modell des Strömungsverhaltens einer Schmelze 3D-Modell des Strömungsverhaltens einer Schmelze

Prozessmodell zur Schmelzbaddynamik und multiskalige Mehrphasenmodellierung der Schmelze

Im Arbeitskreis „Prozessmodell zur Schmelzbaddynamik und multiskalige Mehrphasenmodellierung der Schmelze“ sollen wirken alle Teilprojekte, bei denen die Simulation der Strömung in der Schmelze in den Vordergrund steht. Die Erstarrung soll in diesen Teilprojekten mittels eines einfachen Ansatzes (feststoff-abhängige Viskosität) abgebildet werden.

Aktive Mitglieder: A3, A4 , A9 , A10 , B4 , B5 , B6
Informierende Mitglieder: B1, B3 , A8

  Modell der Kristallbildung beim Abkühlen von Schmelze Modell der Kristallbildung beim Abkühlen von Schmelze

Thermomechanische mehrskalige Modellierung der fest-flüssig Interaktionen bei der Erstarrung

Der Arbeitskreis „Thermomechanische mehrskalige Modellierung der fest-flüssig Interaktionen bei der Erstarrung“. betrachtet sowohl Metalle wie Kunststoffe während der Erstarrung. In diesen Teilprojekten stehen der festkörpermechanische Ansatz sowie die Erstarrungsphysik der Metalle und der Kunststoffe in den Vordergrund der Modellierung. Besonderes Augenmerk wird auf die Entstehung und das Wachstum des Mikrogefüges gelegt.

Aktive Mitglieder: B3, B6 , B7 , B9
Informierende Mitglieder: A6 , B4

  FEM-Darstellung einer Bauteilbelastung FEM-Darstellung einer Bauteilbelastung

Effiziente numerische Methoden

Der Arbeitskreis „Effiziente numerische Methoden“ hat als Schwerpunkt die Numerik und soll sowohl die Themen effiziente Reduktionsmethoden, neue Diskretisierungsverfahren wie die „discontinuous Galerkin“ Methode oder die neue Zeit-Raum Diskretisierung des TP B5, effiziente Methoden zur Berechnung von effektiven Eigenschaften als auch die Entwicklung von dezidierten Optimierungsalgorithmen ansprechen.

Aktive Mitglieder: A3, A9, B5, B6, B7, B9
Informierende Mitglieder: A1