Computational Dynamics (CD)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Computational Dynamics)

Lectures:

• • Computational Dynamics
    (Vorlesung, 2 SWS, Philipp Landkammer et al., Thu, 8:15 - 9:45, SR TM)
  • Computational Dynamics: Tutorial
    (Übung, 2 SWS, Marie Laurien, Wed, 16:15 - 17:45, SR TM)

Empfohlene Voraussetzungen:

für Studiengang International Production Engineering and Management: Belegung des Moduls nur in Abstimmung mit der Studienberatung

Inhalt:

• Kurze, in sich geschlossene Einführung in die Finite-Elemente-Methode in einer und zwei Dimensionen für lineare Wärmeübertragung und mechanische Probleme

• Algorithmen zur Lösung parabolischer Probleme (transiente Wärmeleitung)

• Algorithmen zur Lösung hyperbolischer Probleme (Elastodynamik)

• Stabilitätsanalyse der oben genannten Algorithmen

• Lösungstechniken für Eigenwertprobleme

Contents

• Brief, but self-contained, introduction to the finite element method in one- and two-dimensions for linear heat transfer and mechanics problems

• Algorithms for solving parabolic problems (transient heat conduction)

• Algorithms for solving hyperbolic problems (elastodynamics)

• Stability analysis of the above algorithms

• Solution techniques for eigenvalue problems

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• sind vertraut mit der grundlegenden Idee der linearen Finiten Element Methode

• können für eine gegebene zeitabhängige Differentialgleichung die schwache und diskretisierte Form aufstellen

• können Bewegungsgleichungen modellieren

• können dynamischen Wärmeleitungsprobleme modellieren

• können dynamische Probleme der Kontinuumsmechanik modellieren

• kennen direkte Zeitintegrationsmethoden

• sind vertraut mit Eigenwertproblemen und Stabilitätsanalyse verschiedener Zeitintegrationsmethoden

• können zeitabhängige Differentialgleichungen lösen

Objectives

The students

• are familiar with the basic idea of the linear finite element method

• know how to derive the weak and the discretized form of a given time-dependent differential equation

• know how to derive the equations of motion

• know how to formulate thermal problems

• know how to formulate continuum mechanical problems

• are familiar with direct time integration methods

• are familiar with eigenvalue problems and stability analysis of various time integration methods

• know how to solve time-dependent differential equations
  

Literatur:

T. J. Hughes. The finite element method: linear static and dynamic finite element analysis. Dover Publications, 2000.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. 123#67#H
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Computational Dynamics)
2. 123#67#H
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Computational Dynamics)
3. 123#67#H
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Master of Science with Honours) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Solid Mechanics and Dynamics | Computational Dynamics)
4. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Angewandte Mathematik | Computational Dynamics)
5. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Computational Dynamics)
6. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2013 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Solid Mechanics and Dynamics | Computational Dynamics)
7. International Production Engineering and Management (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | International Production Engineering and Management (Bachelor of Science) | International Production Engineering and Management (Studienbeginn bis 31.03.2020) | Gesamtkonto | International Elective Modules (IEM) | International Elective Modules | Computational Dynamics)
8. International Production Engineering and Management (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2011 | TechFak | International Production Engineering and Management (Bachelor of Science) | International Production Engineering and Management (Studienbeginn bis 31.03.2020) | Gesamtkonto | International Elective Modules (IEM) | International Elective Modules | Computational Dynamics)
9. International Production Engineering and Management (Bachelor of Science): 5. Semester
   (Po-Vers. 2020s | TechFak | International Production Engineering and Management (Bachelor of Science) | International Production Engineering and Management (Studienbeginn SS 2020) | Gesamtkonto | International Elective Modules | Computational Dynamics)
10. International Production Engineering and Management (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2020w | TechFak | International Production Engineering and Management (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | International Elective Modules | Computational Dynamics)
11. Maschinenbau (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009s | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)
12. Maschinenbau (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009w | TechFak | Maschinenbau (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)
13. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2007 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtungen Allgemeiner Maschinenbau, Fertigungstechnik, und Rechnergestützte Produktentwicklung | Gesamtkonto | Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)
14. Maschinenbau (Master of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Maschinenbau (Master of Science) | Studienrichtung International Production Engineering and Management | Gesamtkonto | International Elective Modules | International Elective Modules | Computational Dynamics)
15. Mechatronik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | M3 Technische Wahlmodule | M3 Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)
16. Mechatronik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2020w | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Gesamtkonto | M3 Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)
17. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2013 | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (GPP) | Computational Dynamics)
18. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (GPP) | Computational Dynamics)
19. Medizintechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2019w | TechFak | Medizintechnik (Master of Science) | Modulgruppen M1, M2, M3, M5, M7 nach Studienrichtungen | Studienrichtung Medizinische Produktionstechnik, Gerätetechnik und Prothetik | M2 Ingenieurwissenschaftliche Kernmodule (GPP) | Computational Dynamics)
20. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (bis 30.09.2018) | Gesamtkonto | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)
21. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Maschinenbau | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)
22. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
    (Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrotechnik | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Computational Dynamics)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Computational Dynamics (Prüfungsnummer: 44501)

(englischer Titel: Computational Dynamics)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: WS 2020/2021 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Paul Steinmann

Termin: 17.08.2020, 08:00 Uhr, Ort: K 1 TechF
Termin: 26.02.2021, 08:00 Uhr, Ort: H 10 TechF
Termin: 26.07.2021, 14:00 Uhr, Ort: H 8 TechF
Termin: 25.02.2022