Weiter­entwicklung eines Finite Elemente Lösers für Faserver­bundwerkstoffe

© Andreas Hauffe

An der Professur für Luftfahrzeugtechnik ist ein statisch linearer Finite Elemente Löser für Faserverbundwerkstoffe FiPPS² entwickelt worden. Dieser ist bisher in der Lage das statische Verhalten und die Lösung des linearisierten Beulproblems von beliebigen Faserverbundstrukturen zu berechnen. Zudem können über einen integrierten 3D-Panellöser direkt aerodynamische Lasten auf die Struktur aufgebracht werden.

FiPPS² wird hauptsächlich für die Strukturberechnungen innerhalb des Optimierungswerkzeugs GEOpS² auf den Hochleistungsrechnern des ZIH eingesetzt. Dabei erlaubt die Eigenentwicklung sowohl ein Höchstmaß an Flexibilität hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Rechentechnik, als auch eine einfache Erweiterbarkeit auf neue strukturmechanische Problemstellungen.

Mögliche Einzelthemen für Studienarbeiten

• Implementierung eines geschichteten Schalenelements basierend auf dem SHELL281 von ANSYS
• Implementierung eines Balkenelements basierend auf dem BEAM188 von ANSYS
• Implementierung eines Sandwichelements
• Implementierung von Rigid Body Elementen
• Verbesserung der Algorithmen zur Abschätzung des Speicherbedarfs
• Implementierung von Verfahren zur Beschleunigung der Fluid-Struktur-Kopplung
• Erweiterung um die Berücksichtigung von Trägheiten für aeroelastische Rechnungen
• Untersuchung iterativer und alternativer direkter Löser für lineare Gleichungssysteme
• Implementierung verschiedener deterministischer Optimierungsverfahren unter Berücksichtigung von Festigkeits- und Beulrestriktionen
• Implementierung einer der Berechnung vorgeschalteten Modellzerlegung zur effektiveren Nutzung der Mehrprozessorfähigkeiten

• Untersuchung und Implementierung von Methoden zur Kopplung unterschiedlicher Netze (z.B.: LLM-Formulierung)

• Berücksichtigung von transienten Vorgängen

• Berücksichtigung von Initialspannungen

© Nils Eisfeld

Research Associate

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Mr Dipl.-Ing. Chris Fischer

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Chair of Aircraft Engineering

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