Kolloquium

08. Dezember 2011

        

Titel:

„Parallel Computing on Distributed-Memory Clusters for Long-Time Simulations of Calcium Waves in a Heart Cell“

Vortragender:

Prof. Dr. Matthias K. Gobbert

Department of Mathematics and Statistics University of Maryland, Baltimore County, USA

Abstract:

The flow of calcium ions in a heart cell is modeled by a system of time-dependent reaction-diffusion equations. The highly non-smooth nature of the source terms, the large number of calcium release sites requiring high-resolution meshes, and the need for long-time simulations up to large final times are among the challenges for convergent and efficient numerical methods for this problem. We will describe the techniques used for long-time simulations of this model using sophisticated time-stepping and a Jacobian-Free Newton-Krylov method on distributed-memory clusters. Very recent work provides a rigorous proof for the convergence of the finite element method used and demonstrates that the simulator can produce physiologically correct behaviour such as experimentally observed spontaneous spiral waves.

Ort und Zeit

Donnerstag, am 08. Dezember 2011, 16:00 Uhr im Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,

Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

 

Kolloquium

08. Juli 2010

Titel:

„Analyse von aerodynamischen Lasten an vertikalen Windkraftanlagen“

Vortragender:

Prof. Dr.-Ing. habil. Gunther Brenner

Institut für Technische Mechanik

Professur für Strömungsmechanik Technische Universität Clausthal

Abstract:

Seit ihrer Patentierung durch Darrieus in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts haben vertikalachsige Windkraftanlagen eine sehr wechselhafte Entwicklung durchgemacht. Vor rund 30 Jahren wurde das Thema intensiv beforscht und prototypische Anlagen wurden errichtet. Zu einer Zeit in der in Deutschland nach 420 Betriebsstunden Growian wieder demontiert wurde, lief in Kanada eine Darrieus Anlage vergleichbarer Größe und liefert über Jahre hinweg 4MWatt Leistung. Dennoch haben sich diese Anlagen im Segment der Großwindanlagen nicht behaupten können. Heute erleben vertikale Windkraftanlagen wieder eine Renaissance im Bereich der Kleinwindanlagen. Vor diesem Hintergrund ist auch das Interesse an strömungsmechanischen Fragestellungen wieder angefacht worden. Durch den Einsatz von modernen Analysemethoden, insb. der numerischen Simulation, lassen sich die aerodynamischen Eigenschaften dieser Anlagen heute besser bewerten. Hierzu werden im Vortrag zwei Ansätze gegenüber gestellt:  die CFD Simulation zur genauen Analyse der aerodynamischen Kräfte sowie ein einfacherer Modellansatz, der eine Erweiterung der „actuator disk“ Theorie darstellt und zur Optimierung von Anlagen eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse dienen dazu, ein objektiveres Bild der Potenziale und Probleme dieser Windkraftanlagen zu vermitteln.

 

Ort und Zeit

Donnerstag, am 08. Juli 2010, 16:30 Uhr im Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,

Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 16:00 Uhr gereicht.

Kolloquium

01. Juli 2010

Titel:

“Aerodynamics for Wind Energy Applications“

Vortragender:

Dr.-Ing. Heiko Frhr. Geyr von Schweppenburg, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. in der Helmholtz-Gesellschaft Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, Braunschweig

Abstract:

Der Vortrag wird mit einer kurzen Übersicht über das Institut beginnen, um den Zuhörern einen Überblick über die Forschungsschwerpunkte zu vermitteln.

Es wird im weiteren Verlauf des Vortrages auf folgende Aspekte eingegangen:

 

-        Airfoil design for performance improvement

-        CFD-Applications: Optimization and Analysis

-        Wind Tunnel measurement techniques

-        Activities on real life turbines (“in situ” aerodynamics)

-        Future research topics

 

Neben den eher theoretischen Arbeiten zum Profilentwurf, werden numerische Ergebnisse und Methoden zur aerodynamischen Leistungsberechnung von Rotoren vorgestellt, die direkt für die Weiterentwicklung von Rotoren genutzt worden sind. Neben den Fähigkeiten zu Windkanalmessungen (Aerodynamisch & Akustisch) möchte ich im Punkt „in situ“ Aerodynamik einen konkreten Problemfall einer laufenden Anlage vorstellen und den Lösungsweg darlegen

Ort und Zeit

Donnerstag, am 01. Juli 2010, 16:30 Uhr im Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,

Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 16:00 Uhr gereicht.

Scosa Kolloquium

Kolloquium

10. Juni 2010

Titel:

Der universitäre Forschungsverbund ForWind

Vortragender:

Prof.–Ing. Raimund Rolfes,
Institut für Statik und Dynamik, Leibniz Universität Hannover,

stellv. Sprecher ForWind

Abstract:

"ForWind ist das gemeinsame Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen. In der Grundlagenforschung deckt ForWind ein breites ingenieurwissenschaftliches und physikalisches Spektrum ab und begleitet industriell ausgerichtete Projekte wissenschaftlich. ForWind organisiert die Qualifizierung von Fach- und Führungskräften und richtet Kongresse und Workshops aus. Ein zentrales Forschungsgebiet von ForWind ist die Nutzung der Offshore-Windenergie. Das Zentrum ist Partner im deutschen Forschungsprogramm Research at Alpha Ventus“ (RAVE). Darin sind die vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Projekte zur Erforschung der Offshore-Windenergie zusammengefasst

Ort und Zeit

Donnerstag, 10. Juni 2010, 16.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

 

 

Kolloquium

25. Februar 2010

Titel:

Analyse der numerischen Vermischung in hydrodynamischen Modellen für Küstengewässer

Vortragender:

Herr Prof. Dr. Hans Burchard,
Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
Universität Rostock

Abstract:

Die Diskritisierung von Advektionstermen (Transport von Eigenschaften mit der Strömung) in Ozeanmodellen soll möglichst konservativ und monoton, sein so dass zwei wichtige physikalische Prinzipien erhalten bleiben. Monotonieerhaltung ist vor allem in Bereichen mit hohen Gradienten von großer Bedeutung, wie zum Beispiel für den Salzgehalt in Flussmündungsbereichen oder die Temperatur am unteren Rand der sommerlichen Deckschicht. In der Regel werden in der Küstenozeanographie sogenannte TVD-Verfahren (Total Variation Diminishing) eingesetzt, bei denen monotone, aber hoch-diffusive FOU-Verfahren (First-Order Upstream) nicht-linear mit nicht-monotonen Verfahren höherer Ordnung kombiniert werden, um Monotonie bei gleichzeitig geringer numerischer Vermischung (Vernichtung von Varianz der Zustandsvariablen) zu gewährleisten. Bei der Bewertung der Qualität von Advektionsverfahren muss jedoch stets die numerische Vermischung ins Verhältnis gesetzt werden zur (natürlichen) physikalischen Vermischung. Hierzu wird ein neues Analyseverfahren vorgestellt, dass die numerische Vermischung berechnet aus der Differenz zwischen dem Quadrat der advehierten Größe und dem advehierten Quadrat derselben Größe. Da das verwendete Advektionsverfahren konservativ ist, geht bei der Advektion des Quadrates keine Varianz verloren. Dieses Verfahren wird zunächst für einige idealisierte Simulationen demonstriert, und schließlich für eine realistische Simulation der Strömungs- und Schichtungsverhältnisse in der Westlichen Ostsee eingesetzt. Im Ergebnis ist trotz relativ hoher horizontaler Auflösung von etwa 1 km die numerische Vermischung vergleichbar mit der physikalischen, jedoch mit anderer räumlicher Verteilung. Am Ende des Vortrages wird diskutiert, wie die numerische Vermischung in Ozeanmodellen verringert werden kann.

Ort und Zeit

Donnerstag, 25. Februar 2010, 16.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

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Kolloquium

9. Juli 2009

Titel:

CFD-basierte Simulation der Aeroelastik und Aeroakustik von Windenergieanlagen

Vortragender:

Herr Dr.-Ing. Thorsten Lutz,
Institut für Aerodynamik und Gasdynamik
Luftfahrzeugaerodynamik
Universität Stuttgart

Abstract:

Die Windenergiebranche hat vor dem Hintergrund der Notwendigkeit zum schonenden Umgang
mit Ressourcen in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung erlebt und sich mittlerweile zu
einem beachtlichen Wirtschaftsfaktor mit hohen Wachstumsraten entwickelt. Der Trend geht zu
immer größeren Anlagen, die eine kostengünstigere Energieproduktion versprechen. Mit der
Größe der Rotoren nimmt auch die Bedeutung des dynamischen Verhaltens der Anlage zu.
Dieser Umstand und der Wunsch nach einer Gewichtsminimierung macht die möglichst genaue
Vorhersage des aeroelastischen Verhaltens der Anlage unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren
der Zuströmung bereits im Entwurfsprozess notwendig. Am IAG wird zur CFDbasierten
aeroelatischen Analyse von Windenergieanlagen eine Prozesskette entwickelt und
angewendet, die eine automatisierte, skriptbasierte Generierung blockstrukturierter Gitter, eine
URANS Analyse mit dem FLOWer Code sowie eine starke Kopplung mit dem Mehrkörpersimulationstool
SIMPACK enthält. Die Berechnungskette wird aktuell zur Erfassung atmosphärischer
Bodengrenzschichten und stochastischer Böen erweitert. Neben einer zusammenfassenden
Darstellung des Forschungsumfeldes im Bereich der Windenergie an der Universität Stuttgart
liegt der Schwerpunkt des Vortrages auf der Vorstellung dieser Prozesskette sowie exemplarischer
Anwendungen. Darüber hinaus werden die Aktivitäten des IAG im Bereich der kombinierten
aerodynamischen und aeroakustischen Auslegung und Optimierung von Profilen für Windrotoren
und der experimentellen Verifizierung der erzielten Lärmreduktion und Leistungssteigerung
präsentiert. Für diese Aufgabe werden am Institut spezifische Berechnungsmodelle sowie
spezielle Messtechniken entwickelt.

Ort und Zeit

Donnerstag, 9. Juli 2009, 16.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

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Kolloquium

4. Dezember 2008

Titel:

Hierarchische Modellierungskonzepte für reagierende Strömungen

 

Vortragender:

Herr Prof. Dr.-Ing. U. Maas,
Technische Thermodynamik, Universität Karlsruhe

Abstract:

Reactive flows are governed by complex interplay of chemical reaction, flow and molecular transport. They can be described mathematically based on conservation equations for mass, momentum, energy and species masses. These conservation equations form a large system of stiff partial differential equations and, therefore, their solution is a great challenge.
The description of chemically reacting systems leads very often to reaction mechanisms with far above hundred chemical species (and, therefore, to more than a hundred partial differential equations), which possibly react within more than a thousand of elementary reactions. These kinetic processes cover time scales from nanoseconds to seconds. An analogous scaling problem arises for the length scales. The scales of technical systems may be several meters, and on the other hand, typical reaction zones or small turbulent structures have length scales of the order of millimeters. Due to these scaling problems the detailed simulation of three-dimensional turbulent flows in practical systems is beyond the capacity of even today’s super-computers. Using simplified sub-models is a way out of this problem. The question arising in mathematical modeling of reactive flows is then: How detailed, or down to which scale has each process to be resolved (chemical reaction, chemistry-turbulence-interaction, molecular transport processes) in order to allow a reliable description of the entire process. The aim is the development of models, which should be as simple as possible in the sense of an efficient description, and also as detailed as necessary in the sense of reliability. In particular, an oversimplification of the coupling processes between chemical reaction and turbulent flow should be avoided by all means to allow a predictive character. In the presentation it is shown how hierarchical concepts can be used to solve this problem. Different examples show, that such hierarchical concepts allow a reliable description of reactive flows.

Ort und Zeit

Donnerstag, 4. Dezember 2008, 16.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

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Kolloquium

26. Juni 2008

Titel:

Innovative Ansätze in industrieller CFD: InstationäreMethoden und Optimierung

Vortragender:

Dr.-Ing. Thomas Hildebrandt
NUMECA-Ingenieurbüro, Altdorf bei Nürnberg

Abstract:

Seit etwa 15 Jahren hat die numerische Strömungssimulation den Weg aus den Forschungseinrich-tungen und Entwicklungsabteilungen der Industrie zunehmend in die kommerzielle Anwendung ge-funden. Durch die rasante Entwicklung leistungsfähiger und preiswerter Rechenanlagen ist so der Markt für CFD-Anwendungen erheblich gewachsen. Von wohl gleicher Bedeutung sind Qualität der Software und die Unterstützung der Anwender durch die Softwareanbieter. Mit der Gründung des Numeca-Ingenieurbüros hat Herr Dr. Hildebrandt aktiv an dieser Entwicklung mitgewirkt.
Am Anfang der kommerziellen Nutzung stand die numerische Lösung der dreidimensionalen RANS-Gleichungen für "einfache" Geometrien. Die automatisierte Vernetzung komplexer Strömungsräume und die Kopplung der Gittergenerierung mit CAD-Systemen haben in Verbindung mit Werkzeugen zur effizienten Analyse der sehr großen Datenmengen die Akzeptanz und Verbreitung bis heute deutlich erhöht.
Im Bereich der Turbomaschinen gewinnt die Berücksichtigung zeitabhängiger Vorgänge zunehmend an Bedeutung. So beeinflussen die Wechselwirkungen zwischen Rotor- und Statorbeschaufelungen die Entwicklung der turbulenten Strömung. Zudem lassen sich die Bedingungen an der Schnittstelle zwischen rotierendem und feststehendem System stationär nur unvollkommen formulieren. In sei-nem Beitrag wird Herr Dr. Hildebrandt auf diese Fragen eingehen und Wege zur instationären Be-rechnung auch vor dem Hintergrund der damit verbundenen Zunahme des Berechnungsaufwands und der Kosten aufzeigen. Ein zweiter Teil seines Beitrages wird sich mit der Kopplung der CFD-Verfahren mit Methoden zur Optimierung beschäftigen. Neben den möglichen Strategien werden Fragen zur Definition der Optimierungsziele auch unter Berücksichtigung mehrerer Betriebspunkte angesprochen. Anwendungsbeipiele aus der industriellen Praxis zeigen die Leistungsfähigkeit die-ses kommerziellen CFD-Verfahrens auf.

Ort und Zeit

Donnerstag, 26. Juni 2008, 16.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

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Kolloquium

29. Mai 2008

Titel:

Konsistente Zeitintegration nichtlinearer Elasto-Plasto-Dynamik

Vortragender:

Rouven Mohr
Technische Universität Kaiserslautern

Abstract:

Moderne, rechnergestützte Simulationsmethoden werden heute in nahezu allen Bereichen des Ingenieurwesens eingesetzt, sei es um Produktentwicklungszyklen zu verkürzen oder um mögliche Schadensszenarien vorab abschätzen zu können. In diesem Zusammenhang kommt vor allem der Simulation dynamischer Prozesse eine zentrale Bedeutung zu, wobei die Berücksichtigung inelastischer Effekte, wie zum Beispiel die Modellierung plastischer Deformationen, eine zusätzliche Schwierigkeit darstellt.

Insbesondere müssen die zugrunde liegenden Differentialgleichungen geeignet in der Zeit diskretisiert und integriert werden, wobei die Anwendung klassischer Methoden auf nichtlineare Fragestellungen in der Regel mit deutlichen Einbußen hinsichtlich der physikalischen Qualität der Ergebnisse sowie mit erheblichen numerischen Schwierigkeiten einhergeht.

Um dies zu vermeiden, versucht man die physikalischen Charakteristika des zu modellierenden Sachverhalts möglichst exakt abzubilden und alle relevanten Eigenschaften des betrachteten, realen Systems an das verwendete Rechenmodell zu vererben. Werden dann die geforderten Eigenschaften auch im diskreten Kontext erfüllt, wird das jeweilige Verfahren als konsistent bezeichnet. Besondere Herausforderungen stellen dabei die Erhaltung wichtiger mechanischer Kenngrößen, wie Impuls und Drehimpuls, oder auch die Erfüllung des ersten und zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik dar.

Im Rahmen dieses Vortrags werden nun basierend auf Finite-Element -Ansätzen im Raum und in der Zeit geeignete Konzepte vorgestellt, welche eine vollständig konsistente Integration nichtlinearer Elasto-Plasto-Dynamik ermöglichen. In diesem Zusammenhang werden sowohl vollkommen flexible als auch hybride dynamische Systeme näher untersucht und die resultierenden Eigenschaften der betrachteten Zeitschrittverfahren anhand diverser numerischer Beispiele verifiziert und diskutiert.

Ort und Zeit

Donnerstag, 29. Mai 2008, 17.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 16:30 Uhr gereicht.

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Kolloquium

10. April 2008

Titel:

Direkte und inverse Temperaturbestimmung in semitransparenten Materialien

Vortragender:

Dr. rer. nat. Norbert Siedow
Techno- und Wirtschaftsmathematik Fraunhofer-Institut, Kaiserslautern

Abstract:

In semitransparenten Materialien, wie beispielsweise Glas, erfolgt der Wärmetransport neben Wärmeleitung und Konvektion im Wesentlichen durch Wärmestrahlung. Gerade bei hohen Temperaturen ist Strahlung der dominante und nicht zu vernachlässigende Prozess. Aus mathematischer Sicht muss neben der Wärmeleitungsgleichung zusätzlich die Strahlungstransportgleichung zur Bestimmung der Strahlungsintensität gelöst werden. Die Strahlungsintensität ist von den Raumkoordinaten, der Richtung, der Wellenlänge und der Zeit abhängig. Zur Lösung dieses hochdimensionalen, nichtlinearen Problems werden verschiedene numerische Verfahren vorgestellt und bezüglich ihrer praktischen Anwendbarkeit diskutiert.
Aus Sicht des Praktikers ist neben der Simulation das Messen das bevorzugte Mittel zur Temperaturbestimmung. Da der Einsatz von Thermoelementen in vielen Anwendungsfällen nicht möglich ist, müssen indirekte Messverfahren verwendet werden. So kann man mit Hilfe von Pyrometern im hohen Wellenlängenbereich die Oberflächentemperatur des Glases bestimmen. Da Glas aber semitransparent ist, beinhalten auch die Strahlungsintensitäten der anderen Wellenlängenbereiche Temperaturinformationen. Die Bestimmung der Temperatur im gesamten Glaskörper aus spektral aufgelösten Intensitätsmessungen führt auf eine Fredholmsche Integralgleichung erster Art, die aus mathematischer Sicht schlecht gestellt ist. Im Vortrag werden Methoden zur Lösung dieses inversen, schlecht gestellten Problems diskutiert.
Im dritten Teil des Vortrags werden verschiedene inverse und Optimierungsprobleme (Bestimmung von Wärmeübergangskoeffizienten bei der Formgebung, Minimierung thermischer Spannungen, …) vorgestellt, die am Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik im Bereich der Wärmestrahlung bearbeitet wurden.

Ort und Zeit

Donnerstag, 10. April 2008, 17.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 16:30 Uhr gereicht.

Lageplan des Veranstaltungsorts  

 

Kolloquium

29. November 2007

Titel:

Numerische Simulation von gekoppelten Fluid-Struktur-Systemen

Vortragender:

Prof. Dr. rer.nat. Michael Schäfer
Numerische Berechnungsverfahren im Maschinenbau, Technische Universität Darmstadt

Abstract:

Das Verhalten von technischen oder naturwissenschaftlichen Systemen ist in vielen Fällen durch ein Zusammenwirken von strömungs- und strukturmechanischen Phänomenen gekennzeichnet. Die numerische Simulation derartiger Vorgänge erfordert die gleichzeitige Berücksichtigung entsprechender Effekte und deren Wechselwirkungen, oft auch unter zusätzlicher Einbeziehung von Wärmetransportphänomenen. Der Vortrag gibt eine Übersicht über aktuelle Entwicklungen zu numerischen Methoden für derartige Simulationen unter Einbeziehung eigener Ansätze. Verschiedene Verfahrenskomponenten und deren Zusammenwirken werden diskutiert, insbesondere auch hinsichtlich der Genauigkeit und Effizienz der Berechnungen. Anhand einer Reihe von Anwendungsbeispielen werden die Funktionalität und Möglichkeiten der Methoden aufgezeigt.

Ort und Zeit

Donnerstag, 29. November 2007, 14.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 13:30 Uhr gereicht.

Lageplan des Veranstaltungsorts  

 

Kolloquium

30. Oktober 2007

Titel:

Automatische aerodynamische Mehrziel-Optimierung von Axialverdichtern mittels 3D Navier-Stokes Strömungssimulationen

Vortragender:

Dr.-Ing. Dipl.-Math. Christian Voß
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Standort Köln
Institut für Antriebstechnik

Abstract:

Ziel industrieller Entwicklungsprozesse sind Maschinen und Anlagen, die unter den gegebenen Rahmenbedingungen optimal sind. Vor diesem Hintergrund zeigt der Vortrag Verfahren auf, die heute für den aerodynamischen Entwurf von Axialverdichtern in der Energie- und Antriebstechnik zur Verfügung stehen. Grundlegende Elemente des am DLR entwickelten Strömungslösers TRACE und dessen Einsatzmöglichkeiten werden hierzu erläutert. Der Entwicklungsprozess moderner Axialverdichter beinhaltet zahlreiche Disziplinen mit zum Teil gegensätzlichen Zielsetzungen. Hierzu gibt der Vortrag einenÜberblick und erläutert die Vorgehensweise, wie mit Hilfe genetischer Algorithmen zur Optimumsuche unterschiedliche Ziele verfolgt werden können.
Moderne Fertigungsverfahren in Verbindung mit Forderungen nach weiteren Leistungssteigerungen haben dazu geführt, dass zur Gestaltung der strömungsführenden Bauteile eine große Zahl von Parametern eingesetzt wird. Die Optimumsuche auf der Basis numerischer Lösungen der dreidimensionalen Navier-Stokes Gleichungen hat aus diesem Grund Antwortzeiten zur Folge, die für einen industriellen Entwicklungsprozess ungeeignet sind. Mit Beschleunigungstechniken wird daher versucht, den physikalischen Zusammenhang zwischen Entwurfsparametern und Zielgrößen in einfacheren Modellen abzubilden, wie sie zum Beispiel Kriging-Ansätze darstellen. Am Beispiel eines gegenläufigen Fans, wie er für zukünftige Flugtriebwerke mit hohem Nebenstromverhältnis konzipiert wird, zeigt der Vortrag abschließend den Einsatz des Verfahrens zur automatischen aerodynamischen Mehrziel-Optimierung.

Ort und Zeit

Dienstag, 30. Oktober 2007, 17.30 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik I/II-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 17:00 Uhr gereicht.

Lageplan des Veranstaltungsorts  

 

Kolloquium

03. Juli 2007

Titel:

Eigenschaften und Potenzial von Galerkin-Zeitintegratoren zur Simulation von Transportprozessen

Vortragender:

Prof. Dr.-Ing. Detlef Kuhl
Fachgebiet Baumechanik/Baudynamik
Fachbereich Bauingenieurwesen, Universität Kassel

Abstract:

Aufgabenstellungen der 'Durability Mechanics' sind zumeist durch die Interaktion mechanischer Schädigungsmechanismen und umweltbedingter Schädigung charakterisiert. Insbesondere in porösen Medien wie Böden oder zementgebundenen Werkstoffen beeinflusst der Transport von Feuchtigkeit, Wärme und chemischen Substanzen die mechanischen Eigenschaften des Gefüges und begrenzt die Lebensdauer von Bauwerken massgeblich. Zuverlässige Prognosen des mechanischen Verhaltens oder der Lebensdauer derart belasteter Bauwerke erfordern aus diesem Grund die gekoppelte Modellierung und die robuste Simulation von Transport- und Deformationsprozessen. Die Zeitabhängigkeit der Transportprozesse erweitert die gewöhnlichen nichtlinearen Differentialgleichungen der stationären Strukturmechanik zu partiellen Differentialgleichungen mit Zeitableitungen erster Ordnung. Die Integration dieser Gleichungen mit differenzenbasierten Zeitintegratoren führt insbesondere bei nichtglatten Anfangsbedingungen und stark variierenden Quelltermen zu erheblichen numerischen Problemen. Kontinuierliche und diskontinuierliche Galerkin-Zeitintegrationsverfahren erlauben hingegen stabile Lösungen hoher Genauigkeit. Im Rahmen des Vortrag werden diskontinuierliche und kontinuierlich Galerkin-Zeitintegrationsverfahren beliebig wählbarer Genauigkeitsordnung in einem einheitlichen Rahmen entwickelt. Die Eigenschaften, Unterschiede und das Potential dieser Klasse von Methoden werden anhand linearer und nichtlinearer Diffusionsprozesse sowie des nichtlinearen Reaktions-Diffusionprozesses des Kalziumauslaugens von Zementstein demonstriert.

Ort und Zeit

Dienstag, 03. Juli 2007, 16.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik III/1-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

Lageplan des Veranstaltungsorts  

 

Kolloquium

08. Mai 2007

Titel:

Current Trends in Modeling and Simulation of Saturated Porous Media

Vortragender:

Dr.-Ing. Bernd Markert
Institute of Applied Mechanics (Civil Engineering)
Chair 2 (Continuum Mechanics), Universität Stuttgart

Abstract:

Interacting and coupled media are a big scientific issue with an enormous impact on future tech-nologies. The problems to be considered range from the field of biomechanics, which obviously has a growing importance in an aging society, via the field of mechanical engineering including the huge domain of foams with various applications in the automotive and aircraft industries to the field of environmental geomechanics. In all of these fields, the different coupling mecha-nisms result from the action of a fluid or gaseous pore content, from phase transitions, from temperature variations, or from electrochemical reactions. Based on microstructural effects stemming, e. g., from the inclusion of an interstitial fluid in a porous solid matrix, coupling phe-nomena are observed on different scales. On the microscale, solid deformations act on the fluid bodythrough contact forces at internal surfaces initiating a pore fluid flow. Vice versa, fluid flow, e. g., driven by pressure gradients, results in macroscopic solid deformations. This gives rise to chal-lenges not only on the modeling side. <From a numerical perspective, coupled problems often exhibit a domain-spanning character when multiple physical fields have to be considered in a single computation tool. In consequence, it is by no means automatic that such a strongly cou-pled problem converges, i. e., results in a stable numerical solution. In this regard, the presenta-tion will give a brief introduction into the recent developments of the Theory of Porous Media (TPM) as a well established continuum approach for the description of multi-phase materials. In particular, the basic modeling concepts, the governing set of equations, and aspects of the nu-merical treatment within the mixed finite element method (FEM) will be presented, followed by some illustrative numerical examples out of the above mentioned engineering applications.

Ort und Zeit

Dienstag, 08. Mai 2007, 16.00 Uhr,
Fachbereich Maschinenbau, Sitzungssaal des Dekanats, Raum 3216,
Mönchebergstraße 7, Technik III/1-Gebäude

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

Lageplan des Veranstaltungsorts  

 

Kolloquium

25. Januar 2007

Titel:

Übergang zur Turbulenz in einer Hartmann-Strömung

Vortragender:

Prof. Dr.-Ing. Andre Thess
TU Ilmenau Fakultät für Maschinenbau
Fachgebiet Thermo- und Magnetofluiddynamik

Abstract:

Flüssigmetallströmungen unter dem Einfluss von Magnetfeldern spielen in der Turbulenzforschung, in der Metallurgie sowie in der Geophysik eine wichtige Rolle. Bei der Erforschung solcher Prozesse kommt dem idealisierten Modellsystem der Hartmannströmung eine zentrale Rolle zu - ähnlich wie der Poiseuille-Strömung in der gewöhnlichen Hydrodynamik. Obwohl die Hartmannströmung seit fast siebzig Jahren bekannt ist, wurde erst in den letzten Jahren ein umfassendes Verständnis des Übergangs in der Turbulenz in diesem Modellsystem erzielt. In dem Vortrag wird ein Einblick in diese Arbeiten gegeben, die durch eine enge Kopplung aus Experiment und numerischer Simulation gekennzeichnet sind.

Ort und Zeit

Raum: Sitzungssaal des Dekanats, R: 3216, Mönchebergstr. 7,
Technik III/1-Gebäude

Donnerstag, 25. Januar 2007, 16.00 Uhr

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr gereicht.

Lageplan des Veranstaltungsorts  

 

Kolloquium

30. Oktober 2006

Titel:

Numerische Simulation von Strömungen mit dem DLR TAU Code

Vortragender:

Dr. Dieter Schwamborn
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Aerodynamik und Strömungsmechanik Standort Göttingen

Abstract:

Nach einer kurzen Anleitung wird zunächst auf einige Grundlagen der Simulation von Strömungen sowie auf den charakteristischen Ablauf solcher Simulationen eingegangen. Anschließend wird das vom DLR entwickelte Simulationssystem TAU vorgestellt, das in der Lage ist, die Strömung um komplexe (Flugzeug-) Konfigurationen unter Verwendung von unstrukturierten hybriden Netzen realistisch zu simulieren. Den Abschluss des Vortrags bildet die Präsentation einiger exemplarischer Simulationsbeispiele aus Luft- und Raumfahrt, die einen Eindruck vom Anwendungsbereich des TAU Codes vermitteln sollen.

Ort und Zeit

Fachbereich Maschinenbau, Senatssaal, Mönchebergstraße 3
Montag, 30. Oktober 2006, 16.00 Uhr

Gäste sind herzlich willkommen.

Kaffee und Tee werden ab 15:30 Uhr im Senatssaal gereicht.

Lageplan des Veranstaltungsorts  

 

 

Scosa Kolloquium