High-Order Immersed-Boundary-Methoden in der Festkörpermechanik für generativ gefertigte Strukturen (DU 405/8-1)

In den letzten Jahren haben sich generative Fertigungstechnologien (auch als 3D-Printing bezeichnet) zu einer  äußerst vielversprechenden Methode zur Herstellung von Bauelementen auf der Basis digitaler Modelle in nahezu jeder beliebigen Form entwickelt. 3D-Printing geschieht durch sukzessives Aufbringen von Schichten mit oftmals unterschiedlichen Materialeigenschaften. Anwendungsfelder finden sich in nahezu allen Bereichen der Ingenieurwissenschaften.

Sowohl der Prozess generativer Fertigungsmethoden selbst als auch Produkte des 3D-Printing stellen zahlreiche Anforderungen an eine numerische Berechnung, die mit den heute verfügbaren Simulationsmethoden der Festkörpermechanik nur teilweise oder oftmals nur mit geringer Genauigkeit erfüllt werden können.  In unserem beantragten Projekt wollen wir deshalb die Finite Cell Methode (FCM), ein  Immersed-Boundary-Verfahren hoher Ordnung weiterentwickeln und damit helfen, einen wesentlichen Teil dieser Probleme zu lösen.