SFB 438:
Mathematische Modellierung, Simulation und Verifikation in materialorientierten Prozessen und intelligenten Systemen
Fachliche Zuordnung
Mathematik
Förderung
Förderung von 1997 bis 2004
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5481479
Die Entwicklung neuer Materialien und materialabhängiger Systemkomponenten mit spezifischen, anwendungsangepassten Eigenschaften hat in den vergangenen Jahren viele technologische Einsatzmöglichkeiten eröffnet. Dabei kommen so verschiedenartige Materialien wie Formgedächtnis-Legierungen, polymere Fluide und Materialien mit spezifischen elektrischen und magnetischen Eigenschaften in Anwendungsbereichen zum Einsatz, die sich von der Automobilindustrie über Mikroelektronik, Robotik und Verfahrenstechnik bis hin zur Humanmedizin erstrecken.Das Ziel des Sonderforschungsbereichs besteht zum einen darin, in interdisziplinärer Kooperation verbesserte Modelle für materialabhängige Prozesse und Systeme zu ent-wickeln. Zum anderen sollen diese Modelle durch effiziente numerische Simulation unter Einbeziehung experimenteller Daten validiert werden.Der mathematische Ansatz in den Teilprojekten ist einheitlich charakterisiert durch die Behandlung stark gekoppelter nichtlinearer Systeme partieller und gewöhnlicher Differentialgleichungen. Die Numerik konzentriert sich hauptsächlich auf Nichtlinearitäten, Kopplungseffekte sowie komplizierte Definitionsgebiete. Hierbei werden Finite-Volumen- und Finite-Elemente-Methoden, verbunden mit Gitteradaption, Multilevel-Verfahren, Gebietszerlegung und Parallelisierung entwickelt und eingesetzt. Darüber hinaus werden Methoden der molekularen Dynamik (Monte Carlo) und Mehrzielverfahren weiter erarbeitet.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
-
A1 - Simulation und Modellierung komplexer Prozesse bei der Beschichtung
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
;
Hänggi, Peter
;
Linz, Stefan Jakob
)
-
A4 - Adaptive Materialien: Makro- und Mikromodelle, Parameteridentifizierung, Anwendungen
(Teilprojektleiter
Hoffmann, Karl-Heinz
)
-
A5 - Asymptotik, Averaging und Perturbation bei Materialgesetzen mit Gedächtnis
(Teilprojektleiter
Brokate, Martin
)
-
A7 - Verifikation und Prozessierung biokompatibler DLC-Beschichtungen für medizinische Knochenimplantate
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
;
Sader, Robert
;
Stritzker, Bernd
;
Wixforth, Achim
)
-
A9 - Experimentelle und numerische Analyse der Herstellung neuer Schichtmaterialien für Mikrostrukturen
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
;
Stritzker, Bernd
)
-
A10 - Turbulenz in Fluiden mit Mikrostruktur
(Teilprojektleiter
Friedrich, Rainer
;
Manhart, Michael
)
-
A11 - Numerische Simulation elektrorheologischer Fluide
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
;
Siebert, Kunibert G.
)
-
A13 - Modellierung und Simulation von Mikropumpen
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Hänggi, Peter
;
Schulte, Miriam
;
Zenger, Christoph
)
-
B1 - Numerische Modellierung und Optimierung neuer Osteosyntheseverfahren mit Formgedächtnismaterialien: Experimentelle Verifikation und Anwendung in der Traumatologie und wiederherstellenden Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
(Teilprojektleiter
Brokate, Martin
;
Horch, Hans-Henning
;
Neff, Andreas
)
-
B2 - Entwicklung biologisch aktiver Dentalimplantate zur Beschleunigung der Knochenheilung
(Teilprojektleiter
Brokate, Martin
;
Deppe, Herbert
;
Horch, Hans-Henning
)
-
B3 - Adaptive Materialien und Verbundwerkstoffe in medizinischen Anwendungen: Modellierung, Validierung und Simulation
(Teilprojektleiter
Brokate, Martin
;
Hoffmann, Karl-Heinz
;
Zeilhofer, Hans-Florian
)
-
B4 - Quantitative Sonographie für Knochengewebe
(Teilprojektleiter
Brokate, Martin
;
Sader, Robert
)
-
C1 - Fingermuskeln für eine künstliche Hand
(Teilprojektleiter
Pfeiffer, Friedrich
;
Ulbrich, Heinz
)
-
C2 - Leichtbauroboter in der Raumfahrt - Optimierung von Auslegung und Betrieb
(Teilprojektleiter
Bulirsch, Roland
)
-
C4 - Optimale semi-aktive Schwinungsdämpfung mit elektrorheologischen Flüssigkeiten
(Teilprojektleiter
Bulirsch, Roland
;
Scheurle, Jürgen
)
-
C5 - Mathematische Modellierung und Analyse der Dynamik von Formgedächtnismaterialien und eine Anwendung in der Medizintechnik
(Teilprojektleiter
Neff, Andreas
;
Scheurle, Jürgen
)
-
C8 - Kontinuums- und Maktromodelle zur Simulation elektrofluidmechanischer Mikrobauteile
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
;
Scheurle, Jürgen
;
Wachutka, Gerhard K.M.
)
-
D1 - Rechnergestützter Entwurf von anisotrop geätzten Mikrostrukturen
(Teilprojektleiter
Wachutka, Gerhard K.M.
)
-
D4 - Experimentelle und numerische Analyse der Herstellung neuer Schichtmaterialien für Mikrostrukturen
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
;
Rauschenbach, Bernd
;
Stritzker, Bernd
)
-
D5 - Kontinuums-und Makromodelle zur Simulation elektrofluidmechanischer Mikrobauteile
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
;
Scheurle, Jürgen
;
Wachutka, Gerhard K.M.
)
-
E1 - Turbulenz in Fluiden mit Mikrostruktur
(Teilprojektleiter
Friedrich, Rainer
)
-
E2 - Numerische Simulation elektrorheologischer Fluide
(Teilprojektleiter
Hoppe, Ronald H.W.
)
-
E3 - Numerische und experimentelle Untersuchungen des unterkühlten Strömungssiedens
(Teilprojektleiter
Bungartz, Hans-Joachim
;
Mayinger, Franz
;
Zenger, Christoph
)
-
E4 - Makromodellierung und numerische Simulation gekoppelter Wandlereffekte in Mikrosystemen
(Teilprojektleiter
Zenger, Christoph
)
-
Z1 - Zentrale Geschäftsführung
(Teilprojektleiter
Brokate, Martin
;
Grammel, Götz
;
Hoppe, Ronald H.W.
)
-
Z2 - Projektübergreifende Aktivitäten
(Teilprojektleiter
Bungartz, Hans-Joachim
)
-
Z3 - Oberflächenmodifizierung komplex geformter medizinischer Implantate durch Plasma-Immersions-Implantation
(Teilprojektleiter
Bornemann, Folkmar
;
Horch, Hans-Henning
;
Rauschenbach, Bernd
;
Sader, Robert
;
Stritzker, Bernd
)