In dieser Weiterbildung erlernst Du die Finite-Elemente-Methode (FEM) zur Simulation mechanischer und thermischer Belastungen. Du analysierst numerische Lösungsansätze, überprüfst Ergebnisse systematisch und arbeitest mit Differentialgleichungen für Randwertprobleme. Du untersuchst stationäre Wärmeleitung, bestimmst Temperaturverläufe und berechnest Wärmestromverteilungen. Mit linearen Modellen analysierst Du Spannungen, Verzerrungen und Materialverformungen nach dem Hookeschen Gesetz. Nichtlineare FEM-Modelle ermöglichen Dir die Berechnung von Vorspannungskräften, thermischen Belastungen und komplexen mechanischen Einwirkungen. In diesem Kurs setzt Du Strömungssimulationen mit Ansys Fluent um, arbeitest mit Navier-Stokes-Gleichungen und modellierst viskose Strömungen für technische Anwendungen in der Konstruktion und Entwicklung.

Grundlegende Einführung:
  • Numerische Lösungsansätze: Verifizierung und Validierung
  • Systematische Ergebnisüberprüfung
  • Differentialgleichungen und Randwertprobleme
  • Diskretisierungsmethoden
  • Segmentierte Integration
  • Steifigkeitsmatrix-Komponenten
  • Temperaturverteilung
  • Wärmestromverteilung
  • Techniken zur Fehlerreduktion

2D-Wärmeleitung - Stationäre Wärmeleitung:
  • Laplace-Gleichung (Energieerhaltung)
  • Knotenpunkttemperaturen
  • Temperaturverläufe
  • Wärmestromvektoren
  • Temperaturverlauf entlang einer Linie

Finite-Elemente-Methode: Lineare Modelle:

Normalspannungen und Schubspannungen
3D-Gleichgewichtsbedingungen
Hookesches Gesetz in 1D: Elastizitätsmodul
Hookesches Gesetz in 2D: Querkontraktionszahl
Schubverzerrung
Verzerrungs-Verschiebungs-Beziehungen

Finite-Elemente-Methode: Nichtlineare Modelle:
  • 3D-Hookesches Gesetz
  • Newton-Raphson-Methode für nichtlineare algebraische Gleichungen
  • Vorspannungskräfte in Schraubverbindungen
  • Druck- und Regenerationskräfte
  • Thermische Belastung

Strömungsmechanik-Berechnungen - Ansys Fluent:
  • Differentialformen der Grundgleichungen
  • Euler-Koordinaten
  • Lagrange-Koordinaten
  • Allgemeine und newtonsche viskose Kräfte
  • Navier-Stokes-Gleichungen
  • Strömungsgeschwindigkeit und Beschleunigung an Ein- und Auslässen
  • Numerische Lösungsverfahren