FOR 493: Fluid-Struktur-Wechselwirkung: Modellierung, Simulation, Optimierung
Mathematik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zentrale Zielsetzung der Forschergruppe war die systematische und koordinierte Entwicklung und Analyse numerischer Verfahren zur Modellierung, numerischen Simulation und schließlich auch Optimierung der Wechselwirkungen zwischen Fluiden und sie umgebenden bzw. von ihnen umströmten Strukturen. Triebfeder war dabei der hohe Bedarf an robusten und flexibel einsetzbaren Lösungsansätzen, die auch über einzelne Szenarien hinaus verlässliche Resultate liefern. Die Forschergruppe wählte hierfür einen Orts- und Disziplinen-übergreifenden Ansatz (Braunschweig, Darmstadt, Dortmund, Erlangen, Heidelberg und München; Ingenieurwissenschaften, Mathematik und Informatik). In insgesamt neun Projekten wurden verschiedene Kopplungsstrategien, Diskretisierungen für Fluid und Struktur sowie flexible Software-Umgebungen entwickelt und untersucht. Zentrale und zugleich verbindende Aspekte waren die Entwicklung eines nun erstmals verfügbaren Benchmarks für Probleme der Fluid-Struktur-Wechselwirkung sowie eines Prinzipexperiments zur Validierung der simulativen Konzepte. Die seinerzeit getroffenen Aussagen zur Relevanz der Fluid-Struktur-Wechselwirkung haben sich voll bestätigt: Im modernen Computational Engineering sind Mehrphysik-Probleme und insbesondere eben Fluid-Struktur-Interaktionen omnipräsent, und das Erzielen belastbarer Ergebnisse stellt hier nach wie vor eine sehr große Herausforderung dar. Die Methodenentwicklung hat hier in den vergangenen Jahren weltweit große Fortschritte gemacht, und die Arbeitsgruppen und Projekte unserer Forschergruppe haben hierzu maßgeblich beigetragen – über ihre Forschungsergebnisse, aber auch über zahlreiche weitere Aktivitäten.
