SFB 438:  Mathematical Modelling, Simulation and Verification in Material Related Processes and Intelligent Systems

• Subject Area: Mathematics
• Term: from 1997 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5481479

The development of new materials and material-depending system components with specific, purpose-conform properties has opened many technological opportunities in recent years. This includes the use of varied materials like shape memory alloys, polymere fluids and materials with specific electric and magnetic properties in areas of application ranging from car industry through microelectronics, robotics and process engineering to human medicine. The aim of the collaborative research centre consists in the development, by interdisciplinary cooperation, of improved models for material-depending processes and systems. Furthermore, these models will be validated by efficient numerical simulations based on experimental data.The mathematical approach in the sub-projects is uniformly characterized by the investigation of strongly coupled non-linear systems of partial and ordinary differential equations. The numerics is mainly concentrated on non-linearities, coupling effects, as well as complicated domains of definition. For this purpose, finite-volume- and finite-element-methods, in connection with grid adaptation, multilevel procedures, domain decomposition, and parallelization will be developed and used. In addition, methods of molecular dynamics (Monte Carlo) and multiple shooting procedures will be persued further.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres

Completed projects

• A1 - Simulation und Modellierung komplexer Prozesse bei der Beschichtung (Project Heads Hoppe, Ronald H.W. ;  Hänggi, Peter ;  Linz, Stefan Jakob )
• A4 - Adaptive Materialien: Makro- und Mikromodelle, Parameteridentifizierung, Anwendungen (Project Head Hoffmann, Karl-Heinz )
• A5 - Asymptotik, Averaging und Perturbation bei Materialgesetzen mit Gedächtnis (Project Head Brokate, Martin )
• A7 - Verifikation und Prozessierung biokompatibler DLC-Beschichtungen für medizinische Knochenimplantate (Project Heads Hoppe, Ronald H.W. ;  Sader, Robert ;  Stritzker, Bernd ;  Wixforth, Achim )
• A9 - Experimentelle und numerische Analyse der Herstellung neuer Schichtmaterialien für Mikrostrukturen (Project Heads Hoppe, Ronald H.W. ;  Stritzker, Bernd )
• A10 - Turbulenz in Fluiden mit Mikrostruktur (Project Heads Friedrich, Rainer ;  Manhart, Michael )
• A11 - Numerische Simulation elektrorheologischer Fluide (Project Heads Hoppe, Ronald H.W. ;  Siebert, Kunibert G. )
• A13 - Modellierung und Simulation von Mikropumpen (Project Heads 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 (Project Heads Brokate, Martin ;  Horch, Hans-Henning ;  Neff, Andreas )
• B2 - Entwicklung biologisch aktiver Dentalimplantate zur Beschleunigung der Knochenheilung (Project Heads Brokate, Martin ;  Deppe, Herbert ;  Horch, Hans-Henning )
• B3 - Adaptive Materialien und Verbundwerkstoffe in medizinischen Anwendungen: Modellierung, Validierung und Simulation (Project Heads Brokate, Martin ;  Hoffmann, Karl-Heinz ;  Zeilhofer, Hans-Florian )
• B4 - Quantitative Sonographie für Knochengewebe (Project Heads Brokate, Martin ;  Sader, Robert )
• C1 - Fingermuskeln für eine künstliche Hand (Project Heads Pfeiffer, Friedrich ;  Ulbrich, Heinz )
• C2 - Leichtbauroboter in der Raumfahrt - Optimierung von Auslegung und Betrieb (Project Head Bulirsch, Roland )
• C4 - Optimale semi-aktive Schwinungsdämpfung mit elektrorheologischen Flüssigkeiten (Project Heads Bulirsch, Roland ;  Scheurle, Jürgen )
• C5 - Mathematische Modellierung und Analyse der Dynamik von Formgedächtnismaterialien und eine Anwendung in der Medizintechnik (Project Heads Neff, Andreas ;  Scheurle, Jürgen )
• C8 - Kontinuums- und Maktromodelle zur Simulation elektrofluidmechanischer Mikrobauteile (Project Heads Hoppe, Ronald H.W. ;  Scheurle, Jürgen ;  Wachutka, Gerhard K.M. )
• D1 - Rechnergestützter Entwurf von anisotrop geätzten Mikrostrukturen (Project Head Wachutka, Gerhard K.M. )
• D4 - Experimentelle und numerische Analyse der Herstellung neuer Schichtmaterialien für Mikrostrukturen (Project Heads Hoppe, Ronald H.W. ;  Rauschenbach, Bernd ;  Stritzker, Bernd )
• D5 - Kontinuums-und Makromodelle zur Simulation elektrofluidmechanischer Mikrobauteile (Project Heads Hoppe, Ronald H.W. ;  Scheurle, Jürgen ;  Wachutka, Gerhard K.M. )
• E1 - Turbulenz in Fluiden mit Mikrostruktur (Project Head Friedrich, Rainer )
• E2 - Numerische Simulation elektrorheologischer Fluide (Project Head Hoppe, Ronald H.W. )
• E3 - Numerische und experimentelle Untersuchungen des unterkühlten Strömungssiedens (Project Heads Bungartz, Hans-Joachim ;  Mayinger, Franz ;  Zenger, Christoph )
• E4 - Makromodellierung und numerische Simulation gekoppelter Wandlereffekte in Mikrosystemen (Project Head Zenger, Christoph )
• Z1 - Zentrale Geschäftsführung (Project Heads Brokate, Martin ;  Grammel, Götz ;  Hoppe, Ronald H.W. )
• Z2 - Projektübergreifende Aktivitäten (Project Head Bungartz, Hans-Joachim )
• Z3 - Oberflächenmodifizierung komplex geformter medizinischer Implantate durch Plasma-Immersions-Implantation (Project Heads Bornemann, Folkmar ;  Horch, Hans-Henning ;  Rauschenbach, Bernd ;  Sader, Robert ;  Stritzker, Bernd )

• Applicant Institution: Technische Universität München (TUM)
• Spokesperson: Professor Dr. Martin Brokate