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Finite Elemente zur Simulation nichtlinearer Probleme

Modulbezeichnung: Finite Elemente zur Simulation nichtlinearer Probleme
Studiengang: Elektrotechnik, Master, ASPO 01.10.2013
Code: E1923
SWS/Lehrform: 4V (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: laut Wahlpflichtliste
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit
Zuordnung zum Curriculum:
E1923 Elektro- und Informationstechnik, Master, ASPO 01.04.2019, Wahlpflichtfach, technisch, Modul inaktiv seit 31.03.2020
E943 Elektrotechnik, Master, ASPO 01.10.2005, Wahlpflichtfach
E1923 Elektrotechnik, Master, ASPO 01.10.2013, Wahlpflichtfach, technisch
MST.FSP Mechatronik/Sensortechnik, Master, ASPO 01.04.2016, Wahlpflichtfach, Modul inaktiv seit 18.04.2016
MST.FSP Mechatronik/Sensortechnik, Master, ASPO 01.10.2011, Wahlpflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Harald Wern
Dozent: Prof. Dr. Harald Wern

[letzte Änderung 14.10.2015]
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 20.05.2013]
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 20.05.2013]
Lehrmethoden/Medien:
Skript, Folien, Beamer, PC, CD

[letzte Änderung 20.05.2013]
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 20.05.2013]
[Wed May 27 18:17:18 CEST 2020, CKEY=efezsnp, BKEY=em2, CID=E1923, LANGUAGE=de, DATE=27.05.2020]