Modulbeschreibung

Multiphysik-Modellierung und Simulation

Kurzzeichen:
M_VP_19712
ECTS-Credits:
18
Leitidee:

Die Studierenden

  • sind in der Lage statische und transiente Strukturmechanik-Probleme mit eine FEM-Sovler (z.B. Ansys) durchzuführen und auszuwerten.
  • sind in der Lage die Dynamik von Mehrkörpersystemen mit Hilfe der Methode der virtuellen Arbeit zu modellieren, d.h. die Steifigkeits-, Masse- und Dämpfungsmatrizen für gekoppelte Systeme herzuleiten.
  • sind in der Lage die Schwingungsgleichung von Mehrkörpersystemen (ohne Kontaktprobleme) numerisch für verschiedene Anfangs- und Randbedingungen zu integrieren und die Resultate mit einem Mehrkörper-Solver wie z.B. Simpack zu vergleichen.
  • können Mehrkörpersysteme und nicht-lineare, Feder-Dämpfer-Modelle als Knotenmodelle an das FEM-Modell koppeln und diese Modelle berechnen.
  • sind in der Lage, verschiedene Untergrundmodelle für die Modellierung von Bahntrassen in ANSYS zu implementieren, deren Einfluss auf die Schwellenbewegung und die vertikale Auslenkung der Schiene zu berechnen.
  • sind in der Lage, englische Fachpublikationen und Paper zu lesen, deren Inhalte nachzuvollziehen und umzusetzen.
Modulverantwortung:
Würsch Christoph
Standort (angeboten):
Buchs
Zusätzliche Eingangskompetenzen:

Bachelor of Science in Systemtechnik

Modultyp:
Wahlpflicht-Modul für MSE Master of Science in Engineering BB STD_08 (BU)(Keine Semesterempfehlung)Kategorie:Fachliche Vertiefung (MSE-FachV)
Wahlpflicht-Modul für MSE Master of Science in Engineering BB STD_13 (BU)(Keine Semesterempfehlung)Kategorie:Fachliche Vertiefung (MSE-FachV)
Wahlpflicht-Modul für MSE Master of Science in Engineering BB STD_16 (BU)(Keine Semesterempfehlung)Kategorie:Fachliche Vertiefung (MSE-FachV)
Wahlpflicht-Modul für MSE Master of Science in Engineering VZ STD_08 (BU)(Keine Semesterempfehlung)Kategorie:Fachliche Vertiefung (MSE-FachV)
Wahlpflicht-Modul für MSE Master of Science in Engineering VZ STD_13 (BU)(Keine Semesterempfehlung)Kategorie:Fachliche Vertiefung (MSE-FachV)
Wahlpflicht-Modul für MSE Master of Science in Engineering VZ STD_16 (BU)(Keine Semesterempfehlung)Kategorie:Fachliche Vertiefung (MSE-FachV)
Wahlpflicht-Modul für Technik und IT MSE_20(Keine Semesterempfehlung)Kategorie:Fachliche Vertiefung (MSE-FachV)
Modulbewertung:
Note von 1 - 6

Leistungsnachweise und deren Gewichtung

Während der Unterrichtsphase:

Der Kurs "Multiphysik-Modellierung und Simulation“ sowie der Kurs "Fortgeschrittene Python Programmierung“ werden gemeinsam mittels Bericht und einer Präsentation bewertet.

Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:

Der Kurs "Multiphysik-Modellierung und Simulation“ sowie der Kurs "Fortgeschrittene Python Programmierung“ werden gemeinsam mittels Bericht (Gewicht 66.67%) und einer Präsentation (Gewicht 33.3%) bewertet.

Bemerkungen:

Inhalte

Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):

Die Studierenden

  • sind in der Lage statische und transiente Strukturmechanik-Probleme mit eine FEM-Sovler (z.B. Ansys) durchzuführen und auszuwerten.
  • sind in der Lage die Dynamik von Mehrkörpersystemen mit Hilfe der Methode der virtuellen Arbeit zu modellieren, d.h. die Steifigkeits-, Masse- und Dämpfungsmatrizen für gekoppelte Systeme herzuleiten.
  • sind in der Lage die Schwingungsgleichung von Mehrkörpersystemen (ohne Kontaktprobleme) numerisch für verschiedene Anfangs- und Randbedingungen zu integrieren und die Resultate mit einem Mehrkörper-Solver wie z.B. Simpack zu vergleichen.
  • können Mehrkörpersysteme und nicht-lineare, Feder-Dämpfer-Modelle als Knotenmodelle an das FEM-Modell koppeln und diese Modelle berechnen.
  • sind in der Lage, verschiedene Untergrundmodelle für die Modellierung von Bahntrassen in ANSYS zu implementieren, deren Einfluss auf die Schwellenbewegung und die vertikale Auslenkung der Schiene zu berechnen.
  • sind in der Lage, englische Fachpublikationen und Paper zu lesen, deren Inhalte nachzuvollziehen und umzusetzen.
Modul- und Lerninhalt:

Die obigen Ziele werden anhand von praktischen Aufgabenstellungen erarbeitet, beispielsweise:

  • Entwickeln eines 3D-FEM-Modells zur Berechnung der Schwellen- und Schienenbewegung.
  • Implementieren von nicht-linearen und viskoelastischen Feder-Dämpfer-Elementen als Untergrundmodelle.
  • Modellierung eines Mehrkörpersystems für einen Bahnwaggon und numerische Integration der Bewegungsgleichungen für verschiedene Anfangs- und Randbedingungen.
  • Validierung des Modells mittels Simpack.