Simulationstechniken sind eine zeit- und ressourcensparende Technologie zur Entwicklung von Werkstoffen, zur systematischen Untersuchung von Eigenschafts-Korrelationen und zur Prüfung von Material.

Mikrostruktursimulation und virtuelles Materialdesign

Im Schwerpunkt Mikrostruktursimulation und virtuelles Materialdesign entwickeln wir unter dem Gesamtkonzept GeoDict Software zur Optimierung komplexer dreidimensionaler geometrischer Strukturen von porösen Materialien und Verbundwerkstoffen.

Wir berechnen verschiedenste Materialeigenschaften in komplexen 3D-Strukturen und verbessern sie durch Parametervariation sukzessive. Die Technologie wird aktuell besonders in Projekten zur Auslegung von Komponenten in Brennstoffzellen und den verschiedensten Arten von Filtern angewendet.

Computersimulation und virtuelles Materialdesign

Existierende Materialien können durch Theorien beschrieben, durch Experimente vermessen oder durch Computertomographische 3D-Bilder (CTs) und deren Eigenschaftssimulationen charakterisiert werden. Für neue Materialien ist dabei die Gültigkeit der Theorien manchmal fraglich und die Entwicklung über Experimente an Prototypen aufwändig und teuer. Daher besteht großes Interesse an der Computersimulation neuer Materialien. Für dieses virtuelle Materialdesign entwickeln wir realitätsnahe Strukturmodelle, deren zu untersuchende Variationen mit wenigen Parametern beschrieben werden. Diese Modelle können in virtuelle CTs (µCTs) umgewandelt werden.

Projekt-Beispiele

 

ResKin – Simulationen von Prozessen im Reservoirgestein

Das Vorhersehen von chemischen Reaktionen und Kinetik steht im Mittelpunkt. Wir unterstützen mit unseren Softwaretools zur Simulation der Prozesse.

 

Programmierbare Materialien

Wir untersuchen in verschiedenen Projekten zum Thema »Programmierbare Materialien«, wie wir Werkstoffen neue Fähigkeiten verleihen können.

 

Mikrostrukturbasierte Berechnungsmethode für Sandkerne

Im Projekt µ-Kern entwickeln wir mikromechanische Simulationsmodelle für Sandkerne.

 

Cellulosefasermaterialien

Ziel dieses Projektes war es, die effektiven Transporteigenschaften einer Cellulosefaserschicht mit Hilfe von numerischen Simulationen zu bestimmen.

 

CustoMat 3D

Das Ziel des Projektes CustoMat 3D ist die simulationsgestützte Entwicklung und Qualifizierung von maßgeschneiderten Aluminiumwerkstoffen für die laseradditive Fertigung in der Automobilindustrie.

 

Eigenspannungen in Aluminium-Silizium-Gusslegierungen

Im Projekt werden Al-Si-Gusslegierungen untersucht, die z.B. für Zylinderköpfe und Kurbelgehäuse verwendet werden.

 

Adaptive Approximationsverfahren zur Multiskalensimulation von Kompositen

 

Simulation Faserplatten

Im Projekt entwickeln wir gemeinsam mit unseren Projektpartnern Grundlagen zur Herstellung und zur Festigkeitsberechnung von leichten MDF-Platten.

 

Volumenänderung und Phasenseparation in Elektrodenmaterialien

Im AiF-Projekt ALIB wurden die bestehenden elektrochemischen Simulationsmodelle von BEST erweitert.

 

Simulationsgestütztes Design von Brennstoffzellen

Ziel des Forschungsverbunds OPTIGAA ist es, das rechnergestützte Design von Brennstoffzellen zu ermöglichen.

 

Mikromechanische Simulation der Resilienz von Vliesstoffen

Im Projekt werden mikromechanische Simulationsmodelle zur Bestimmung des zeitabhängigen Verhaltens von Vliesstoffen entwickelt.

 

Optimierung von Wärmedämmstoffen

Wärmedämmmaterialien sind hochporöse Faser- oder Schaumstrukturen. Im Fokus unserer Forschung und Entwicklung steht die Mehrskalenmodellierung und -simulation.

 

Virtuelle Strukturgenerierung für Papiere und Karton

Mit PaperGeo können Papier-Mikrostrukturmodelle erstellt werden.

Software-Produkte zum Schwerpunkt

GeoDict

Mehr Infos zur GeoDict Software zur Optimierung komplexer dreidimensionaler geometrischer Strukturen von porösen Materialien und Verbundwerkstoffen.

FeelMath

FeelMath ist ein schnelles und leicht bedienbares Analyse-Tool für elastische Mikrostrukturen, die durch 3D-Bilder (Tomografien) oder virtuellen Materialstrukturen (z.B. GeoDict) vorgegeben sind.

PoreChem

PoreChem ist ein hochentwickeltes Softwarepaket, das drei-dimensionalen Fluss, Transport und Reaktionen chemisch reaktiver gelöster Stoffe in aufgelösten porösen Medien simuliert.

BEST – Battery and Electrochemistry Simulation Tool

BEST ist eine Software-Umgebung für die physikbasierte, dreidimensionale Simulation von Lithium-Ionen-Batterien.