FOR 493:  Fluid-Struktur-Wechselwirkung: Modellierung, Simulation, Optimierung

• Fachliche Zuordnung: Maschinenbau und Produktionstechnik ; Mathematik ; Physik ; Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469913

Die primäre Zielsetzung der Forschergruppe ist die systematische und koordinierte Entwicklung bzw. Untersuchung numerischer Methoden zur robusten und effizienten Simulation der Fluid-Struktur-Wechselwirkung.Beispiele für derartige Problemstellungen finden sich in großer Zahlin den unterschiedlichsten Disziplinen. Im Ingenieurbereich sind hier etwa zu nennen das Bauingenieurwesen (Brücken, Hochhäuser, Zeltdachkonstruktionen, Masten und Schornsteine, Bohrplattformen,...), der Maschinenbau (Ventile, Pumpen, Tragflügel, Schiffsschrauben,..), die Verfahrenstechnik (Rührer, Extruder, Einspritzsysteme, Rohrleitungen,...) oder die Medizintechnik (künstliche Herzklappen, künstliche Blutgefäße,...).Die realistische transiente Simulation solcher Vorgänge stellt sehr hohe Anforderungen an die numerischen Methoden und die Rechnerkapazitäten. Über den aus der Verknüpfung struktur- und fluidmechanischer Berechnungen resultierenden Aufwand hinaus wirft die Interaktion dabei in den meisten Anwendungsszenarien eine Fülle komplizierter numerischer, informatischer sowie strömungs- bzw. strukturmechanischer Fragen auf, zu deren adäquater Beantwortung es noch intensiver Forschungsanstrengungen bedarf. Hierzu zählen etwa die Fragen nach der angemessenen Berücksichtigung der instationären und nichtlinearen Wechselwirkung selbst, nach den Grenzen partitionierter Lösungsansätze, nach der Eignung bestehender Techniken auf Strömungs- und Strukturseite, nach Robustheit und Effizienz der Verfahren oder nach einer geeigneten Beschreibung komplizierter Geometrien und deren Änderungen bis hin zur Thematik einer flexiblen Software-Umgebung für derartige Probleme.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Adaptive FE-Methoden zur Fluid-Struktur-Kopplung (Antragsteller Rannacher, Rolf )
• Effiziente Ansätze bei Fluid-Struktur-Wechselwirkungen mit großen Deformationen und Topologieänderungen (Antragsteller Wall, Wolfgang A. )
• Elemente hoher Ordnung in der Fluid-Struktur-Wechselwirkung (Antragsteller Rank, Ernst )
• Fluid-Struktur-Wechselwirkung: Modellierung, Simulation, Optimierung (Antragsteller Bungartz, Hans-Joachim )
• Lattice-Boltzmann Ansätze zur Simulation bidirektionaler Fluid-Struktur-Probleme mit Turbulenz (Antragsteller Krafczyk, Manfred )
• Mehrgitterverfahren zur effizienten numerischen Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen (Antragsteller Schäfer, Michael )
• Monolithische ALE-FEM Techniken für Fluid-Struktur-Wechselwirkungen (Antragsteller Turek, Stefan )
• Numerische Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen auf kartesischen Gittern (Antragsteller Bungartz, Hans-Joachim )
• Numerische Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen auf kartesischen Gittern (Antragsteller Zenger, Christoph )
• Numerische und experimentelle Untersuchung der Fluid-Struktur-Wechselwirkung für turbulente dreidimensionale Strömungen - Prinzipkonfiguration FLUSTRUC (Antragsteller Breuer, Michael )
• Sensitivitätsanalyse und Optimierung im Kontext partitionierter Verfahren der Fluid-Struktur-Wechselwirkung (Antragsteller Bletzinger, Kai-Uwe )

• Sprecher: Professor Dr. Michael Schäfer
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Hans-Joachim Bungartz