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Finite Elemente Methoden

Modulbezeichnung: Finite Elemente Methoden
Studiengang: Elektrotechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2005
Code: E422
SWS/Lehrform: 4V (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 4
Studiensemester: laut Wahlpflichtliste
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit
Zuordnung zum Curriculum:
E422 Elektrotechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2005, Wahlpflichtfach, Theorie
E1533 Elektrotechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012, Wahlpflichtfach, Theorie
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 4 Creditpoints 120 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Harald Wern
Dozent:
Prof. Dr. Harald Wern


[letzte Änderung 26.11.2013]
Lernziele:
Die Studierenden lernen die Grundkonzepte der Finite Elemente Methode, die erforderlichen numerischen Verfahren wie die Gauß Quadratur sowie die Lösung von Variationsproblemen und partiellen Differentialgleichungen.


[letzte Änderung 26.11.2013]
Inhalt:
Grundlagen der Differenzenmethode
-        Prinzip und einfachste Formeln
-        Die Formel von Taylor
-        Approximation der ersten und zweiten Ableitung
-        Explizite und implizite Systeme
-        Stabile und instabile Systeme
-        Gitter und Randbedingungen
-        Unregelmäßige Gitter
-        Höhere Ableitung auf quadratischen Gittern
-        Differenzformeln hoher Genauigkeit
-        Numerische Dispersion
-        Beispiele
Finite Elemente
- Finite Elemente und ihre Knoten
- Berechnung diskreter Systeme
Stationäre, Ausbereitungs-, Eigenwertprobleme
- Berechnung von kontinuierlichen Systemen
- Differentielle Formulierung, Variationsformulierung
- Verfahren von Ritz, Galerkin
- Formulierung der Methode der finiten Elemente, lineare Berechnung in der Festkörper- und Strukturmechanik
- Formulierung und Berechnung von isoparametrischen Finite-Element-Matrizen
- Finite Elemente in der nichtlinearen Festkörper- und Strukturmechanik
- Finite-Elemente-Berechnung von Feldproblemen
  
Konkrete Fallbeispiele aus Mechanik und Elektrotechnik und Lösungen mit Marc & Mentat auf den Rechnern im Labor für computergestütze Anwendungen.


[letzte Änderung 26.11.2013]
Lehrmethoden/Medien:
Skript, Folien, Beamer, PC, CD


[letzte Änderung 26.11.2013]
Literatur:
Dietrich Marsal, Finite Differenzen und Elemente, Springer Verlag 1989
O. Zienkiewicz, Methode der finiten Elemente, Hanser Verlag 1984
Klaus-Jürgen Bathe, Finite-Elemente-Methoden, Springer Verlag 1986


[letzte Änderung 26.11.2013]
[Fri Dec  4 03:07:54 CET 2020, CKEY=efem, BKEY=e, CID=E422, LANGUAGE=de, DATE=04.12.2020]