2008/2009

41525 FEM-Heavy (Programmering af Finite Element Metoden)

Engelsk titel: 


FEM-Heavy (Programming the Finite Element Method)

Sprog:


Point (ECTS )

  10

Kursustype:   

Civil- Videregående Kursus
Kurset udbydes under åben uddannelse


Skemaplacering:

E5

 

Undervisningsform:

Forelæsninger og computerøvelser

Kursets varighed:

13-uger

Evalueringsform:

Hjælpemidler:

Bedømmelsesform:

Faglige forudsætninger:

Ønskelige forudsætninger:


Overordnede kursusmål:

At sætte den studerende i stand til at programmere og anvende Finite Element Metoden (FEM) til at løse mekaniske problemer. At give den studerende en grundlæggende forståelse for virtuelt arbejdes princip samt inkremental- og iterationsmetoder for ikke lineære problemer.


Læringsmål:

En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Anvende virtuelt arbejdes princip til at opstilling af finiteelement ligninger
  • Implementere finiteelementmetoden for gitter- og kontinuumsstrukturer
  • Anvende finitelementmetoden 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 finiteelement beregninger
  • Implementere 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 finiteelementmodel når den eksakte fysiske løsning er ukendt
  • Vurdere kvaliteten af finiteelement beregninger på basis af konvergensanalyser
  • Præsentere resultater fra finiteelement 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 finiteelement programmeringsprojekt og selvstændigt foreslå og udføre relevante testeksempler

Kursusindhold:

Virtuelt arbejdes princip. Finiteelementmetoden. Gitterelementer. Isoparametriske elementer og numerisk integration. Store ligningssystemer. Eksplicitte og implicitte løsningsmetoder. Geometrisk- og materiale-ikke-linearitet. Materiale og topologi-optimering. Valgfri slutopgave afhængig af deltagerens forudsætninger.

Igennem kurset opbygger de studerende selv et finiteelement software og anvender det på simplere geometrier. Kommercielt software anvendes kun som pre-processor.


Litteratur:

Cook, Malkus, Plesha and Witt, "Concepts and Applications of Finite Elements Analysis", Wiley, 4th edition, 2002.


Kursusansvarlig:

Ole Sigmund, 404, 112, (+45) 4525 4256, sigmund@mek.dtu.dk  
Jakob Søndergaard Jensen, 404, 110, (+45) 4525 4280, jsj@mek.dtu.dk  

Institut:

41 Institut for Mekanisk Teknologi

Nøgleord:

Finite Element Metoden, numerisk løsning, programmering, materiale ikke-linearitet, optimalt design
Sidst opdateret: 17. marts, 2009