Gitterfreie Methoden Mit der Finite Pointset Method (FPM) entwickelt die Abteilung eine eigene selbstständige Soft warebasis für Simulationsaufgaben in einem weiten Bereich strömungs- und kontinuumsmechanischer Problemstellungen. FPM ist eine Partikelmethode, die im Gegensatz zu klassischen numerischen Verfahren wie Finite Elemente oder Finite Volumen kein Gitter und damit keine Vernetzung benötigt. Sie ist deshalb 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. Optik, Strahlung, Wärme
Dr. Isabel Ostermann, Dr. Jörg Kuhnert, Dr. Elisa Röhrig, Andre Schmeißer, Dr. Christian Leithäuser, Dr. Jan Mohring, Johannes Schnebele, Thomas Cibis, Dr. Walter Arne, Maria Kobert, Simon Schröder
Dr. Simone Gramsch, Dr. Dietmar Hietel, Dr. Norbert Siedow, Florian Hübsch, Dr. Robert Feßler,
Freiformlinsen oder -reflektoren können zur gezielten Ausleuchtung von Flächen gemäß einer
Dr. Raimund Wegener,
fixen Vorgabe benutzt werden. Da keine weiteren Elemente zum Projizieren oder Abblenden
Johannes Maringer,
erforderlich sind, erreicht man mit Freiformoptiken eine optimale Lichtausbeute mit einer mini-
Dr. Jevgenij Jegorov,
malen Optik. Aber wie muss die Oberfläche einer Linse oder eines Reflektors aussehen, um das
Dr. Jalo Liljo, Sergey
Licht entsprechend zu verteilen? Die Abteilung Transportvorgänge hat dazu einen sehr schnellen,
Antonov
robusten Algorithmus entwickelt und darauf basierend die Software LODTa (Light Optimal Distribution Tool) implementiert, die insbesondere die Kompetenz des Schwerpunkts zur Lösung sogenannter inverser Fragestellungen demonstriert. Neben Optikdesign und Strahlung im sicht baren Bereich beschäftigt sich der Schwerpunkt mit dem Strahlungstransport im infraroten Bereich, der Wärmestrahlung und mit Wärmeleitung. Modellreduktion Dank hochentwickelter Software und starker Rechnerleistung lassen sich technische Produkte und Prozesse sehr detailliert simulieren. In der Regel genügt dies dem Entwickler jedoch nicht: Er möchte Varianten erproben, schnell bewerten und optimieren. Schlüsseltechnologie hierfür ist die parametrische Modellreduktion, bei der Ausgangsobjekte, z. B. große Finite-ElementeModelle, in parametrische, reduzierte Zustandsraummodelle überführt werden. Diese können dann erheblich schneller ausgewertet werden als die Ursprungsmodelle. Mit dem hierzu neu entwickelten parametrischen Ansatz kann ein klassisches Problem der Modellreduktion überwunden werden: Für neue Designparameter muss keine neue Reduktion mehr gestartet werden. Vielmehr wird aus wenigen, einmal vorab erstellten reduzierten Modellen dasjenige für den neuen Parametersatz per Interpolation erzeugt – oft in Bruchteilen einer Sekunde. 23