BMBF-Projekt

ExtremSimOpt: Modellierung, Simulation und Optimierung von Strömungsvorgängen unter Extrembedingungen

Projektleiter
Dr. Dominik Meidner, Technische Universität München, Deutschland
Prof. Dr. Thomas Richter Pfeil, Universität Erlangen-Nürnberg, Deutschland
Prof. Dr. Stefan Turek Pfeil, Technische Universität Dortmund, Deutschland
Prof. Dr. Boris Vexler, Technische Universität München, Deutschland

Projektmitarbeiter
Lukas Failer, M. Sc., Technische Universität München, Deutschland
Dr. Mudassar Razzaq Pfeil, Technische Universität Dortmund, Deutschland
Dipl.-Math. Ina Schüssler Pfeil, Universität Erlangen-Nürnberg, Deutschland

Projektpartner
Rockwell Collins Deutschland (RCD) Pfeil
P+Z Engineering Pfeil

Projektbeschreibung
Ziel dieses gemeinsamen Projekts von Arbeitsgruppen der Universitäten Heidelberg, Dortmund und München ist die Entwicklung von effizienten numerischen Methoden zur Modellierung, Simulation und Optimierung von Multiphysik-Prozessen unter Extrembedingungen. Ein prototypisches Anwendungsproblem in Zusammenarbeit mit Rockwell Collins Deutschland (RCD) ist die Schmierfilmdynamik in Höchstleistungskugellager zum Einsatz in der Satellitentechnik. Eine weitere (und im Bezug auf die zugrunde liegenden Gleichungen ähnliche) Anwendung tritt bei der zur Untersuchung von thermischen Fluid-Struktur Interaktionen in Wärmetauschern auf, wie sie beim Projektpartner P+Z Engineering für den Automobilbereich entwickelt werden. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts werden unmittelbar in die internen Entwicklungsumgebungen bei RCD und P+Z Engineering einfließen, um deren zukünftigen Anforderungen an Simulation und Optimierung gerecht werden zu können. Die betrachteten Systeme sind hochkomplex, einerseits durch die Kopplung verschiedener physikalischer Modelle und andererseits durch extreme Problemparameter, wie starken Skalenunterschieden und nichtlinearem Materialverhalten. Teilweise müssen geeignete Modelle mit Hilfe von Parameterschätzung aus experimentellen Daten gewonnen werden.

Schlagwörter
Fluid-Struktur Interaktion, Optimalsteuerung, Schmierfilmdynamik

Projektkennzeichen
Das Projekt ExtremSimOpt wird im Rahmen der BMBF-Ausschreibung "Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen" im Zeitraum 2013 bis 2016 gefördert.BMBF 05M13RDC

Fachgebiet und Arbeitsrichtung
Angewandte Mathematik, Numerik und inverse Probleme

Publikationen

Lukas Failer, Dominik Meidner, Boris Vexler:
Optimal Control of a Linear Unsteady Fluid-Structure Interaction Problem
Journal of Optimization Theory and Applications, 170(1), pp. 1-27, 2016. (doi:10.1007/s10957-016-0930-1)

Damanik, H.; Ouazzi, A.; Turek, S.:
Numerical simulation of polymer film stretching Pfeil
Ergebnisberichte des Instituts für Angewandte Mathematik Nummer 485, Fakultät für Mathematik, TU Dortmund, 485, 2013

Konferenzen
International Symposium on Simulation and Optimization of Extreme Fluids Pfeil, Internationales Wissenschaftsforum (IWH) in Heidelberg vom 10. November bis 12. November 2014.
Winter School on Simulation and Optimization of Extreme Fluids Pfeil ,Interdisciplinary Center for Scientific Computing (IWR) in Heidelberg vom 13. November bis 14. November 2014.

Software
Gascoigne, RoDoBo
 
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