Enkeltfag Engelsk 10 ECTS

Finite Element Metoder

Overordnede kursusmål

Computerberegninger af det mekaniske response for maskindele, strukturer og konstruktioner er en basal ingeniørdisciplin under stadig udvikling og udbredelse, også inden for nye teknologier som Industri 4.0, digitale tvillinger, biomekanik, life sciences og additiv fremstilling / 3d print. Finite Element Metoden (FEM) udgør den altdominerende computerberegningsmetode til modellering af faststofmekaniske problemer og kobles til og anvendes også inden for adskillige andre fysiske domæner såsom strømninger, akustik, termodynamik og elektromagnetisme. Målet for kurset er at lære de studerende grundlæggende og avancerede FEM gennem teoriudvikling og programmering af egen FE kode og anvendelser inden for lineær og ikke-lineær elasticitet. Slutningen af kurset består af et større programmeringsprojekt, hvor studerende kan vælge mellem emner som f.eks.: tidsafhængighed, koblede termomekaniske problemer, fluid-struktur interaktion, plader, plasticitet eller akustisk-strukturel interaktion, hvor nogen af dem kan kombineres med strukturelt design gennem topologioptimering.

See course description in English

Læringsmål

  • Anvende virtuelt arbejdes princip til at opstilling af finiteelement ligninger
  • Programmere Finite Element Metoder for gitter- og kontinuumsstrukturer
  • Anvende Finite Element Metoder til løsning af statiske og dynamiske mekaniske problemer
  • Løse ikke-lineære materiale- og geometriproblemer ved brug af explicitte og implicitte løsningsmetoder
  • Optimere simple mekaniske strukturer på basis af Finite Element beregninger
  • Programmere iso-parametriske elementer på basis af numerisk integration
  • Verificere rigtigheden af beregninger ved hjælp af test-problemer og sammenligning med analytiske løsninger
  • Vurdere kvaliteten af en Finite Element Model når den eksakte fysiske løsning er ukendt
  • Vurdere kvaliteten af Finite Element beregninger på basis af konvergensanalyser
  • Præsentere resultater fra Finite Element analyser i en overskuelig, letforståelig og effektiv form
  • Opstille virtuelt arbejdes princip i kontinuert og diskret form for løsning af vilkårlige partielle differentialligninger
  • Planlægge et større Finite Element programmeringsprojekt og selvstændigt foreslå og udføre relevante testeksempler

Kursusindhold

Kurset “Finite Element Metoder” fokuserer på teoretiske forelæsninger kombineret med computerøvelser i Matlab og Fortran i tomandsgrupper. Dækkede emner inkluderer: virtuelt arbejdes princip; gitterelementer; isoparametriske elementer og numerisk integration; løsning af store ligningssystemer; eksplicitte og implicitte ikke-lineære inkrementelle løsningsmetoder; geometriske og materiale ikke-lineariteter og topologioptimering. Som en del af kurset vil de studerende opbygge deres eget Finite Element program og anvende det til at modellere simple geometrier. Kommercielle Finite Element koder vil kun blive anvendt til pre-processering. Valget af endeligt projekt (se forslag ovenfor) kan afhænge af forkundskaber.

Anbefalede forudsætninger

Grundlæggende forståelse for flerdimensionale tøjninger og spændinger samt programmeringserfaring f.eks. 41502 og 02631.
Andre faststofmekaniske fag er ønskelige, f.eks. 41560 og 41516.

Undervisningsform

Forelæsninger og computerøvelser

Se kurset i kursusbasen

Tilmelding

Sprog

Engelsk

Varighed

13 uger

Sted

DTU Lyngby Campus

Kursus ID 41525
Kursustype Kandidat
Semesterstart Uge 35
Semester slut Uge 48
Dage ons 8-17
Pris

15.000,00 kr.

0 pladser tilbage

Tilmelding