Institute of Technology, Resource and Energy-efficient Engineering (TREE)

Particle Simulation Working group

Ein typischer Hergang für die Simulation komplexer Prozesse besteht aus den folgenden drei Schritten: Erst wird ein Modell des Prozesses in Form einer partiellen Differentialgleichung formuliert. Anschließend wird das Simulationsgebiet durch ein diskretes Gitter approximiert. Schließlich wird die Differentialgleichung für jede Zelle bzw. jeden Knoten des Gitters gelöst. Dieses Verfahren hat sich insbesondere in der Struktur- und Strömungssimulation durchgesetzt.
Current research topics
  • Die Diskrete Elemente Methode (DEM) und deren ingenieurstechnischen Anwendungen
  • Die Smoothed Particle Hydrodynamics Methode (SPH) und deren ingenieurstechnischen Anwendungen
  • Die Nonsmooth Contact Dynamics Methode (NSCD) und dynamische Systeme mit Unstetigkeiten
  • Co-Simulation von Partikelmethoden mit anderen Simulationsbereichen, wie der Mehrkörpersimulation, Struktur- oder Fluidsimulation
Methods, competences and applications

Partikelmethoden bringen zwei Herausforderungen mit sich mit denen sich die Arbeitsgruppe beschäftigt. Erstens müssen sehr große Systeme gewöhnlicher Differentialgleichungen oder Differential-algebraischer Gleichungen mit vielen Freiheitsgraden gelöst werden. Dies ist nur durch eine effiziente parallele Implementierung realisierbar. Zweitens führen granulare Simulationen mit Reibung zu Differentialgleichungen mit Unstetigkeiten. Diese müssen sowohl mathematisch korrekt als auch physikalisch sinnvoll modelliert werden, so dass eine effiziente numerische Simulation und eine anwendungsbezogene Interpretation der Ergebnisse möglich sind.

Schlussendlich sind wir immer daran interessiert die Methoden gewinnbringend in industriellen Anwendungen unterzubringen.

Laboratories

Die Simulationen werden auf dem Rechencluster der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg durchgeführt. Eine effiziente Implementierung der Methode sowie eine effektive Parallelisierung ermöglichen leistungsfähige Berechnungen, die hochauflösende Simulationen erlauben.

Compute Cluster
Selected publications

 

Links

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TREE- Research field Modeling and Simulation