CAE / Optimierung

Mitarbeiter der Forschungsgruppe

Berenalp Engürel, M.Sc.
Patrick Haberkern, M.Sc.
Jan Holoch, M.Sc.
Arn Jörger, M.Sc.
Simon Knecht, M.Sc.
Robert Renz, M.Sc.
Sven Revfi, M.Sc.

Forschungsschwerpunkte

Entwicklung von Methoden und Prozessen für die Simulation und Optimierung komplexer Systeme sowie für die rechnergestützte Produktentwicklung:

  • gekoppelte Simulations- und Optimierungsmethoden
  • Strukturoptimierung
  • Leichtbau
  • Multiphysikalische Untersuchungen
  • Strömungssimulation und -optimierung

Forschungsansatz

Aufgrund der häufig sehr komplexen Wechselwirkungen in realen Systemen sind numerische Ansätze zur Beschreibung dieser Systeme durch einzelne Standardwerkzeuge nicht mehr zu bedienen.

Durch die Kopplung von Methoden können effiziente Werkzeuge geschaffen werden, die die Lösung dieser komplexen Probleme ermöglichen und so den Produktenwickler in der Gestaltsynthese unterstützen.

Kopplungsbeispiele

  • Strukturoptimierung unter Berücksichtigung des Herstellungsprozesses
  • Kontaktanalyse zur Untersuchung des Einflusses der Rauheit auf das Reibungs- und Verschleißverhalten
  • Berücksichtigung von SLM-spezifischen Materialeigenschaften in der Topologieoptimierung
  • Strömungssimulation und -optimierung sowie Temperatursimulation von um- und durchströmten Bauteilen

Leistungsangebot

Wir sind Ihr Ansprechpartner für Fragenstellungen bezüglich der Gestaltung, Dimensionierung und Optimierung von Bauteilen und Systemen.

Wir entwickeln für Sie maßgeschneiderte Simulations- und Optimierungswerkzeuge.

Die entwickelten Werkzeuge basieren auf etablierten und kommerziell verfügbaren Methoden, wodurch eine gute Verfügbarkeit der Software und kurze Einarbeitungszeiten der Mitarbeiter gewährleistet werden können.

Dank der virtuellen Produktentwicklung schaffen wir gemeinsam mit Ihnen ausgereifte und innovative Produkte.

Für die Validierung kann am IPEK auf moderne Prüfstände, hochwertige Messtechnik sowie einen sehr großen Erfahrungsschatz zurückgegriffen werden.

Ausstattung

Hardware

  • IBM X-Series 3650 Server (zwei Intel Xeon SixCore, 120 GByte RAM)
  • Fujitsu-Server PRIMERGY (zwei Intel Xeon TenCore, 512 GByte RAM)
  • Zugang zu dem bwUniCluster 2.0 des Steinbuch Centre for Computing (SCC)

Software

  • Struktur-/Fluidsimulation: Abaqus, Ansys, STAR-CCM+, Hyperworks, LS Dyna, ...
  • Mehrkörpersimulation: ADAMS, MATLAB/Simulink
  • Optimierung: Abaqus, OptiStruct, MATLAB, HEEDS, ...
  • CAD: Creo, Fusion 360, ...

Prototypencenter

  • 3D-Drucker
  • 3D-Scanner
  • XR-Lab
  • Lasercutter

Bachelor- und Masterarbeiten

Aktuelle Studien- und Diplomarbeiten der Forschungsgruppe finden Sie hier.

Eine Übersicht aller Veröffentlichungen des IPEK finden Sie hier.

FG CAE/Optimierung

Kontakt

Ausgewählte Veröffentlichungen der Forschungsgruppe


2020
Funktionsbasierte Entwicklung leichter Produkte.
Albers, A.; Revfi, S.; Spadinger, M.
2020. Handbuch Leichtbau. Hrsg.: F. Henning, 133–152, Carl Hanser Verlag
2019
Agile Lightweight Design - The Extended Target Weighing Approach in ASD - Agile Systems Design Using Functional Modelling with the C&C2-Approach.
Albers, A.; Matthiesen, S.; Revfi, S.; Schönhoff, C.; Grauberger, P.; Heimicke, J.
2019. Proceedings of the Design Society: International Conference on Engineering Design, 1 (1), 2667–2676. doi:10.1017/dsi.2019.273
A Process-Related Topology Optimization Method to Design DiCoFRP Structures.
Spadinger, M.; Albers, A.
2019. Continuous–Discontinuous Fiber-Reinforced Polymers : An Integrated Engineering Approach. Ed.: T. Böhlke, L. Kärger, 265–276, Carl Hanser Verlag
Parametric Optimization on Whole Vehicle Level for Vehicle Thermal Management based on DoE sensitivity fields and surface modelling [in press].
Schulz, M.; Albert, A.; Reister, H.; Binner, T.
2019. Thermal Management Systems Symposium, 15–17 October 2019, Plymouth, MI, United States
Manufacturing-oriented Bead Patterns for Long Fiber-Reinforced Polymer Structures.
Revfi, S.; Spadinger, M.; Albers, A.
2019. NAFEMS World Congress 2019, Québec, CDN, June 17-20, 2019, NAFEMS
Unterstützung bei der Herstellung optimierter Orthesen mithilfe gekoppelter CAE-Methoden.
Serf, M.; Albers, A.
2019. NAFEMS-Magazin, 1 (49), 74–82
2018
SLM-Topo – A topology optimization method for additive manufacturing of lightweight design structures using the selective laser melting process.
Albers, A.; Holoch, J.; Dietrich, S.; Spadinger, M.
2018. Exploring the Design Freedom of Additive Manufacturing through Simulation, Helsinki, FIN, December 10-11, 2018, 62–63
2017
Kopplung von CAE-Methoden zur Unterstützung des Produktentwicklers.
Albers, A.; Reichert, S.; Serf, M.; Thorén, S.; Bursac, N.
2017. Konstruktion, 69 (9), 76–82
Investigation of roughness parameters of real rough surfaces due to sliding wear under mixed-lubricated conditions with the finite-element-method.
Albers, A.; Reichert, S.; Joerger, A.
2017. 6th World Tribology Congress 2017, Beijing, China, September 17-22 2017
Extended target weighing approach : Identification of lightweight design potential for new product generations.
Albers, A.; Revfi, S.; Spadinger, M.
2017. Proceedings of the 21st International Conference on Engineering Design (ICED 17), Vol 4 : Design Methods and Tools, Vancouver, Canada, 21st - 25th August 2017. Ed.: A. Maier, 367–376, The Design Society
Coupling of Computer-aided Methods : Supporting Product Developer during Embodiment Synthesis.
Albers, A.; Spadinger, M.; Serf, M.; Reichert, S.; Heldmaier, S.; Schulz, M.
2017. WCSMO 12 : Proceedings of the 12th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimisation, Braunschweig, Germany, 5-9 Juni 2017