Werkstoffsimulation (M2/M3) (COMM)12.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Computational Modelling of Materials)
(Prüfungsordnungsmodul: Werkstoffsimulation)

Lehrveranstaltungen:

• Pflichtfächer / mandatory courses
  • Introduction to Advanced Maths and Calculus (WS 2017/2018)
    (Seminar, 1 SWS, Paolo Moretti, Einzeltermine am 18.10.2017, 20.10.2017, 9:00 - 12:00, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
  • Multi-scale Simulation Methods I (Lecture) (WS 2017/2018)
    (Vorlesung, 1 SWS, Paolo Moretti, Mo, 14:15 - 15:45, CIP Pool WW; First lecture on 30.10.2017. There will be NO MuSim1 L/T during the first two weeks. Instead there will a PYTHON course each week (you only have to take part in one of them). Please sign up for the Python courses at StudOn!)
  • Multi-scale Simulation Methods I (Tutorial) (WS 2017/2018)
    (Übung, 1 SWS, Paolo Moretti, Mo, 14:15 - 15:45, CIP Pool WW; siehe Bemerkungen zur entsprechenden Vorlesung / please see the comments for the lecture)
  • Multi-scale Simulation Methods II (Lecture) (SS 2018)
    (Vorlesung, 1 SWS, Paolo Moretti, Mi, 10:15 - 11:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; First lecture on 18.04.2018. Turotial dates to be arranged during the first lecture. Lectures and tutorials will be held alternatigly.)
  • Multi-scale Simulation Methods II (Tutorial) (SS 2018)
    (Tutorium, 1 SWS, Paolo Moretti et al., Mo, 12:15 - 13:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; First lecture on 18.04.2018. Turotial dates to be arranged during the first lecture. Lectures and tutorials will be held alternatigly.)
  • Nebenfachpraktikum Werkstoffsimulation (SS 2018)
    (Praktikum, 1 SWS, Paolo Moretti et al., Mo, 15:00 - 16:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; Bzgl. Termine: die Studierenden müssen 2 Praktika auswählen. Davon hängen die jeweiligen Termine ab!)
• Wahlvorlesungen / elective courses
  • Numerische Methoden in den Werkstoffwissenschaften - Atomistische Methoden (SS 2018)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Erik Bitzek, Do, 16:15 - 17:45, 0.157-115; Einzeltermine am 14.6.2018, 28.6.2018, 14:15 - 15:45, 0.157-115; Start: 19.04.2018)
  • Generalized Continuum Models of Materials Mechanics (SS 2018)
    (Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Do, 10:15 - 11:45, 3.31, Martensstr. 5)
  • Foundations of Finite Element Simulation (Tutorial) (WS 2017/2018)
    (Übung, 1 SWS, Michael Zaiser, Mi, 13:45 - 15:15, CIP Pool WW; Siehe Bemerkungen zur Vorlesung / see lecture comments)
  • Foundations of Finite Element Simulation (Lecture) (WS 2017/2018)
    (Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Mi, 13:45 - 15:15, CIP Pool WW; First lecture on 08.11.17. There will be NO FEM I L/T during the first two weeks. Instead there will a PYTHON course each week (you only have to take part in one of them). Please sign up for the Python courses at StudOn! Please visit https://www.studon.fau.de/crs1648596_join.html for signing up for this course (please state if you are from CE/MAP/WW/...).)
  • Modelling Materials with Finite Element Simulations (Tutorial) (SS 2018)
    (Übung, 1 SWS, Stefan Liebenstein, Mo, 08:15 - 09:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
  • Modelling Materials with Finite Element Simulations (Lecture) (SS 2018)
    (Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, jede 2. Woche Mi, 13:15 - 14:45, 2.018-1 Besprechungsraum Technikum 2; Lecture and tutorial will be held either alternating or as a block of 2x 1.5h - as required.)
  • Dislocation Theory and Dislocation Simulation (Lecture) (WS 2017/2018 - optional)
    (Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Fr, 12:15 - 13:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; First meeting will be after the fisrt FEM I lecture in the WW CIP Pool, on 08.11.2017. There will be NO Disloc L/T during the first two weeks. Instead there will a PYTHON course each week (you only have to take part in one of them). Please sign up for the Python courses at StudOn!)
  • Dislocation Theory and Dislocation Simulation (Tutorial) (WS 2017/2018 - optional)
    (Übung, 1 SWS, Michael Zaiser, Fr, 12:15 - 13:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; Siehe Bemerkungen zur Vorlesung / see lecture comments)
  • Computational models of biomaterial failure (SS 2018 - optional)
    (Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Paolo Moretti)
  • Seminar Computational Materials Science I (WS 2017/2018 - optional)
    (Seminar, 2 SWS, Michael Zaiser et al., Mi, 17:00 - 18:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
  • Seminar Computational Materials Science II (SS 2018 - optional)
    (Seminar, 2 SWS, Michael Zaiser et al., Mi, 17:15 - 18:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)

Inhalt:

In this modul the foundations and the application of computer-based modeling and simulation methods that are commonly used in computational materials science are learned. Those simulations are an important counterpart to experiments and purely theoretical considerations and have become extremely powerful during the last decades. Knowledge about common simulation methods on different scales together with understanding how the physics transfers into a model and how simulations can be used to answer materials questions will turn out to be very helpful with respect to any major.

Lernziele und Kompetenzen:

Wissen

Lernende können materialwissenschaftliche Anwenungsgebiete von relevanten Simulationsmethoden wiedergeben. Sie sind in der Lage theoretische Grundlagen wiederzugeben (z.B. Kontinuumsmechanik, Vektoren und Tensoren, Finite Elemente, Programmierung mit Python).

Verstehen

Lernende können die Rolle von Simulationsverfahren in der Werkstoffwissenschaft aufzeigen. Sie können werkstoffwissenschaftlichen Phänomenen klassifizieren, deren relevante Zeit- und Längenskalen abstrahieren und Mechanismen in Hinblick auf Simulationen abstrahieren und klassifizieren. Sie können die Funktionsweisen von Simulationsmethoden erläutern. Dazu zählen u.a.:

• Diskrete Versetzungsdynamik

• Atomistische Simulationen

• Finite Element Simulation von Elastizität und Plastizität

• Phasenfeldmethode

• Mehrskalensimulationsmethoden

Anwenden

Lernende können allgemeine werkstoffwissenschaftliche Simulationsprobleme durch Anwendung von gelerntem Wissen und das Zusammenführen von unterschiedlichen gelernten Techniken und Methoden lösen.

Analysieren

Lernende können gezielt eigene Herleitungen von Simulationsmodellen unter vereinfachten Annahmen durchführen.

Evaluieren (Beurteilen)

Lernende können eigene spezielle Modellvarianten aufstellen, oder sich Testfälle ausdenken um gezielt Hypothesen zu testen oder Annahmen zu validieren. Lernende sind in der Lage, zu bewerten, wann ein Simulationsfehler klein, groß, relevant, vernachlässigbar ist.

Erschaffen

Lernende können neue werkstoffwissenschaftliche Simulationsprobleme durch

• das Zusammenführen von unterschiedlichen gelernten Techniken und Methoden sowie

• dem kreativen Planen

eigenständig und in Kooperation mit anderen Lernenden lösen.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Allgemeine Werkstoffeigenschaften | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
2. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Allgemeine Werkstoffeigenschaften | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
3. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
4. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
5. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
6. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
7. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
8. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
9. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
10. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
11. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
12. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
13. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
14. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
15. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Mikro- und Nanostrukturfoschung | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
16. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Mikro- und Nanostrukturfoschung | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Werkstoffsimulation_ (Prüfungsnummer: 64401)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019

1. Prüfer:

Paolo Moretti