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Konferenzveröffentlichung
The logarithmic finite element method
(International Center for Numerical Methods in Engineering (CIMNE), 2018)
The Logarithmic finite element (LogFE) method extends the Ritz-Galerkin method to approximations on a non-linear finite-dimensional manifold in the infinitedimensional solution space. Formulating the interpolant on the logarithmic space allows for a novel treatment of the rotational component of the deformation, and induces a strong coupling between rotations and translations. The Logarithmic finite element method provides
a transformation of the initial configuration that is not restricted to an isoparametric formulation.
Aufsatz
Introducing the Logarithmic finite element method: a geometrically exact planar Bernoulli beam element
(2016-09-15)
We propose a novel finite element formulation that significantly reduces the number of degrees of freedom necessary to obtain reasonably accurate approximations of the low-frequency component of the deformation in boundary-value problems. In contrast to the standard Ritz–Galerkin approach, the shape functions are defined on a Lie algebra—the logarithmic space—of the deformation function. We construct a deformation function based on an interpolation of transformations at the nodes of the finite element. In the case ...
Dissertation
Analysis and Projection of spatio-temporal Drought and Climate Change Impacts on Groundwater Resources and Surface-Groundwater Interactions for three Iranian Case Studies
(2018-08)
Der Klimawandel und deren Variabilität, wie z.B. die Dürre, wirken sich auf die Wasserressourcen und insbesondere auf die wertvolle Grundwasserressource aus, die im Iran mehr als 80% des Wasserbedarfs aller Bereiche (Landwirtschaft, Haushalt und Industrie) ausmacht. Es ist von größter Bedeutung, Anpassungsstrategien zur Bewältigung dieser Probleme zu finden, um ein nachhaltiges Wasserressourcenmanagement sicherzustellen. In dieser Hinsicht sind physikalisch basierte hydrologische Modelle gekoppelt mit Grundwassermodellen ...
Dissertation
Zum Einfluss der Wechselwirkung zwischen Schalmaterial, Trennmittel und Beton auf die Eigenschaften von Sichtbetonflächen
(2018)
Sichtbetonflächen unterliegen hohen Anforderungen an das Erscheinungsbild. So soll die Farbgebung gleichmäßig und die Oberfläche porenarm sein - dabei variieren die Anfor-derungen mit der geforderten Sichtbetonklasse. Dies erfordert ein hohes Maß an Können bei der Herstellung sowie dezidierte Kenntnisse über Leistungsfähigkeit und Wechselwirkungen der eingesetzten Materialien. Die Erfahrungen aus der Praxis zeigen jedoch, dass die gezielte und gleichmäßige Herstellung von Sichtbetonflächen schwierig ist. Ziel dieser ...
Working paper
Ansatzfunktionen auf dem logarithmischen Raum: die Log-FE-Methode [Abstract]
(2015-09)
Die Logarithmische Finite-Elemente-Methode (Log-FE-Methode) bietet einen neuartigen Ansatz zur Berechnung von FE-Modellen, insbesondere im Rahmen von Multigrid-Verfahren.
In Multigrid-Verfahren wird eine schnelle und robuste Konvergenz insbesondere durch die Entkopplung der Einflüsse der Freiheitsgrade auf den unterschiedlichen Längenskalen erreicht. Das Näherungsverfahren auf dem groben Netz sollte daher auf einer deutlich gröberen Skala arbeiten und (räumlich) hochfrequente Deformationsanteile vermeiden.
Aufsatz
A unified and memory efficient framework for simulating mechanical behavior of carbon nanotubes
(2015-06-01)
Carbon nanotubes possess many interesting properties, which make them a promising material for a variety of applications. In this paper, we present a unified framework for the simulation of the mechanical behavior of carbon nanotubes. It allows the creation, simulation and visualization of these structures, extending previous work by the research group “MISMO” at TU Darmstadt. In particular, we develop and integrate a new matrix-free iterative solving procedure, employing the conjugate gradient method, that drastically ...
Konferenzveröffentlichung
Beyond Ritz-Galerkin: Finite element approximations on a manifold in the configuration space [Abstract]
(Institute of Structural Analysis and Antiseismic Research, School of Civil Engineering, National Technical University of Athens (NTUA), 2016)
An extension of the Ritz-Galerkin method, based on finding approximations on a finite-dimensional manifold of functions (i.e., not a linear subspace) in the infinite-dimensional exact configuration space, will be presented. This new approach is particularly efficient in computing geometrically exact solutions for problems involving large rotations.
Konferenzveröffentlichung
Coupling atomistic models with continuous finite beam elements [Abstract]
(Institute of Structural Analysis and Antiseismic Research, School of Civil Engineering, National Technical University of Athens (NTUA), 2016)
Concurrent simulations of atomistic (discrete) and continuum models are one key to perform static calculations of large atomistic structures. Occurring ghost forces at the interfaces between discrete (atomistic) and continuous regions are a major challenge for the definition of such interfaces. The so called virtual projection method [1] is a class of force-based a/c schemes which reduce (or even avoid) ghost forces. This class of coupling schemes is able to deal with atomistic models consisting of bonded, multi-body ...
Dissertation
Die aeroelastische Stabilitätsanalyse – ein praxisnaher Ansatz zur intervalltheoretischen Betrachtung von Modellierungsunsicherheiten am Flugzeug
(2013-02-07)
Die Untersuchung des dynamischen aeroelastischen Stabilitätsverhaltens von Flugzeugen erfordert sehr komplexe Rechenmodelle, welche die wesentlichen elastomechanischen und instationären aerodynamischen Eigenschaften der Konstruktion wiedergeben sollen. Bei der Modellbildung müssen einerseits Vereinfachungen und Idealisierungen im Rahmen der Anwendung der Finite Elemente Methode und der aerodynamischen Theorie vorgenommen werden, deren Auswirkungen auf das Simulationsergebnis zu bewerten sind. Andererseits können die ...