Numerische Entwurfsmethoden mit polymorphen Unschärfemodellierungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Graf; Professor Dr.-Ing. Michael Kaliske
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276783706

Mit dem vorgeschlagenen Forschungsprojekt wird ein Paradigmenwechsel im numerischen Entwurf von Strukturen/Tragwerken eingeleitet. Der derzeitige Stand ist von deterministischen Denk- und Vorgehensweisen geprägt. Die Abbildung der Realität mit deterministischen Modellen suggeriert Genauigkeit bzw. Präzision. Realität ist, dass alle verfügbaren Daten durch Unschärfe, Ungewissheit, Unvollständigkeit und Ungenauigkeit (polymorphe Unschärfe) charakterisiert sind, die es angemessen zu berücksichtigen und nicht zu vernachlässigen gilt. Mit dem vorgeschlagenen Forschungsprojekt werden neuartige Ansätze und Methoden für den Strukturentwurf entwickelt, die die Unschärfe der Daten in allen Entwurfsphasen problemorientiert aufnehmen und in den zu entwickelnden numerischen Modellen verarbeiten, um eine neue Entwurfsqualität zu erlangen. Entwickelt werden ingenieurgerechte Werkzeuge für den numerischen Entwurf von Tragwerken unter statischer und/oder dynamischer Beanspruchung mit konsequenter Erfassung der polymorphen Datenunschärfe. Die anzuwendenden numerischen Simulationen sind mit einem hohen Rechenaufwand verbunden. Dieser numerische Aufwand potenziert sich, wenn die Unschärfe der Daten konsequent und sachgerecht berücksichtigt wird. Neben der Anwendung adäquater Unschärfemodelle ist die Erfassung der Orts- und Zeitabhängigkeit erforderlich. Auf der Grundlage (relativ weniger) realitätsnaher, deterministischer, nichtlinearer, numerischer Simulationen werden Metamodelle für die Approximation relevanter Ergebnisgrößen entwickelt und Sensitivitätsuntersuchungen fortentwickelt. Das Anwendungspotential für einen numerischen Entwurf von Strukturen mit polymorpher Unschärfemodellierung ist sehr hoch und nicht auf das Bauingenieurwesen beschränkt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen