Gitterfreie Methoden

Fraunhofer ITWM

Mit der Finite Pointset Method (FPM) entwickelt die Abteilung eine eigene, selbstständige Softwarebasis für Simulationsaufgaben in einem weiten Bereich strömungs- und kontinuumsmechanischer Problemstellungen. FPM ist eine Partikelmethode, also eine gitterfreie Methode, die im Gegensatz zu klassischen numerischen Verfahren wie Finite Elemente oder Finite Volumen kein Gitter und damit keine Vernetzung benötigt. Sie ist damit hervorragend für alle zeitabhängigen Probleme geeignet, bei denen gitterbasierte Verfahren aufgrund notwendigen Remeshings an ihre Grenzen stoßen. Beispiele sind strömungsdynamische Probleme mit freien Oberflächen, Mehrphasenströmungen, Fluid-Struktur-Interaktionen mit starker Veränderung des Rechengebiets oder strukturmechanische Probleme mit substanziellen Strukturänderungen.

Projekte

  • Betanken von Kraftfahrzeugen

    Über einen Zeitraum von drei Jahren wurde im Rahmen eines BMBF-Projekts- in Kooperation mit der Volkswagen AG an der Entwicklung eines auf der Finite Pointset Method (FPM) aufsetzenden Simulationstools für Betankungsvorgänge von Kraftfahrzeugen gearbeitet.

  • Simulation eines Tropfenspeisers

    Ein Beispiel für ein instationäres Strömungsproblem mit freien Oberflächen ist ein Tropfenspeiser (TC-25), wie er in der Produktion traditioneller Röhrenbildschirme eingesetzt wird. Das Beispiel TC-25 veranschaulicht die vielfältigen Möglichkeiten der am ITWM entwickelten Finite-Pointset-Methode (FPM).

  • Entfaltung von Airbags

    Die Entfaltung eines Airbags ist ein sehr komplexer physikalischer Vorgang. In Zusammenarbeit mit der Firma ESI wird ein Softwaretool für Fahrzeug- und Airbaghersteller entwickelt, das den Aufblasvorgang selbst komplex gefalteter Airbags sehr gut simulieren kann.

Produkte

  • FPM - Finite Pointset Method

    Mit der Finite Pointset Method (FPM) entwickelt die Abteilung eine eigene, selbstständige Softwarebasis für Simulationsaufgaben in einem weiten Bereich strömungs- und kontinuumsmechanischer Problemstellungen.