Dissertations / Theses: 'Numerische Analysis'

1

Rusu, Raluca. "Numerische Analysis für den Krümmungsfluß und den Willmorefluß /." [S.l. : s.n.], 2006. http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/518162737rusu.PDF.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Müller, Thomas [Verfasser], and Dietmar [Akademischer Betreuer] Kröner. "Scalar conservation laws on time-dependent Riemannian manifolds - analysis, numerical analysis and numerical simulations = Skalare Erhaltungsgleichungen auf zeitabhängigen Riemannschen Mannigfaltigkeiten - Analysis, numerische Analysis und numerische Simulationen." Freiburg : Universität, 2014. http://d-nb.info/1123481954/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Hörschler, Ingolf. "Numerical analysis of nasal cavity flows." Aachen Shaker, 2007. http://d-nb.info/988058022/04.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Hörschler, Ingolf. "Numerical analysis of nasal cavity flows /." Aachen : Shaker, 2008. http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&doc_number=016470483&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Wang, Lipo. "Geometrical description of homogeneous shear turbulence using dissipation element analysis." Aachen : Shaker, 2008. http://d-nb.info/989018180/04.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Bui, Thanh Phong. "Theoretical and numerical analysis of broadband combustion noise /." Aachen : Shaker, 2008. http://d-nb.info/989717674/04.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Weiß, Jan-Philipp. "Numerical analysis of lattice Boltzmann methods for the heat equation on a bounded interval." Karlsruhe : Univ.-Verl. Karlsruhe, 2006. http://www.uvka.de/univerlag/volltexte/2006/179/.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Gerke, Udo. "Numerical analysis of mixture formation and combustion in a hydrogen direct injection internal combustion engine." Göttingen Cuvillier, 2007. http://d-nb.info/987455966/04.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

Hahn, Torsten. "Numerische Modellierung und quantitative Analyse der Mikrowellendetektierten Photoleitfähigkeit (MDP)." Doctoral thesis, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola", 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-33230.

Full text

Abstract:

Die hochempfindliche Methode der „Microwave Detected Photoconductivity“ (MDP) wird eingesetzt, um technologisch relevante Halbleiterparameter wie die Ladungsträgerlebensdauer, Photoleitfähigkeit und Defektkonzentrationen über viele Größenordnungen der optischen Anregung hinweg zu untersuchen. Durch die Entwicklung und die Anwendung eines neuartigen Modellierungssystems für die Ladungsträgerdynamik in Halbleitern können wichtige Defektparameter quantitativ aus MDP Messungen in Abhängigkeit der Anregungsintensität bestimmt werden. Ein Verfahren zur Charakterisierung von Haftstellen (Konzentration, Energielage, Einfangsquerschnitt) bei konstanter Temperatur wird vorgestellt. Das technologisch relevante Verfahren des quantitativen Eisennachweises in p-dotiertem Silizium wird für die MDP Methode angepasst und entsprechende Messergebnisse mit DLTS Resultaten verglichen. Ein detaillierter Vergleich der gängigsten kontaktlosen Messverfahren QSSPC und MW-PCD mit der MDP zeigt, dass entgegen gängiger Annahmen die unterschiedlichen Anregungsbedingungen zu drastischen Unterschieden in den gemessenen Werten der Ladungsträgerlebensdauer führen. Dies wird sowohl durch theoretische Berechnungen als auch durch praktische Messergebnisse belegt.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Lehmann, Thomas. "Experimentell-numerische Analyse mechanischer Eigenschaften von Aluminium/Magnesium-Werkstoffverbunden." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-100576.

Full text

Abstract:

Es werden hydrostatisch stranggepresste Aluminium/Magnesium-Verbunde untersucht. Mittels verschiedener Rissdetektionsmethoden wird die Beschaffenheit des Interface analysiert. Es erfolgt die Bestimmung von Fließkurven der verpressten Einzelwerkstoffe bei Raumtemperatur. Des Weiteren erfolgen Eigenspannungsanalysen mit dem Bohrlochverfahren und einer speziellen numerischen Auswertungsmethode, welche den Entstehungsprozess der Eigenspannungen berücksichtigt. Zur Analyse der Festigkeitseigenschaften und des Deformationsverhaltens des Interface werden Biegeversuche in einem erweiterten Temperaturbereich durchgeführt. Die Deformationsanalyse erfolgt mittels Digital Image Correlation. Des Weiteren finden in den Festigkeitsuntersuchungen Push-Out-Versuche Anwendung. In bruchmechanischen Analysen wird die Interfacerissspitze von speziell entwickelten Proben unter Mode I-Bedingungen, bezogen auf den homogenen Fall, beansprucht. Die bruchmechanischen Größen – kritischer betragsmäßiger Spannungsintensitätsfaktor und kritische Energiefreisetzungsrate – werden auf Basis der Experimente, der numerischen Simulation der Rissspitzenbeanspruchung sowie der für die linear-elastische Bruchmechanik des Interfacerisses geltenden Nahfeldgleichungen berechnet
Hydrostatic coextruded aluminum/magnesium compounds are analyzed. By means of different methods of crack detection, the quality of the interface is investigated. Plastic behavior of the basic materials at room temperature is determined. Furthermore, residual stress analyses are performed using the hole drilling method and a special numerical evaluation procedure, which considers the formation process of the residual stresses. The strength and deformation behavior of the interface are determined by means of bending tests in an extended temperature range. Digital Image Correlation is used to analyze the deformation. Furthermore, push out tests are performed to determine the interface strength. In the course of fracture mechanical analyses, the crack tip of specially developed specimens is stressed under Mode I conditions (relating to homogeneous material). The fracture mechanical values – critical absolute value of the stress intensity factor and critical energy release rate – are determined by the use of experiments, numerical analyses of the crack tip fields as well as the equations of the linear elastic near field equations of interface fracture mechanics

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Eibner, Tino, and Jens Markus Melenk. "p-FEM quadrature error analysis on tetrahedra." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200702059.

Full text

Abstract:

In this paper we consider the p-FEM for elliptic boundary value problems on tetrahedral meshes where the entries of the stiffness matrix are evaluated by numerical quadrature. Such a quadrature can be done by mapping the tetrahedron to a hexahedron via the Duffy transformation. We show that for tensor product Gauss-Lobatto-Jacobi quadrature formulas with q+1=p+1 points in each direction and shape functions that are adapted to the quadrature formula, one again has discrete stability for the fully discrete p-FEM. The present error analysis complements the work [Eibner/Melenk 2005] for the p-FEM on triangles/tetrahedra where it is shown that by adapting the shape functions to the quadrature formula, the stiffness matrix can be set up in optimal complexity.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Beuchler, Sven. "Multi-level solver for degenerated problems with applications to p-versions of the fem." [S.l. : s.n.], 2003. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB10673667.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Retka, Stefanie. "Numerische Umsetzung der Galbrun-Gleichung zur Modalanalyse strömender Medien in Außenraumproblemen unter Einsatz finiter und infiniter Elemente." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-90024.

Full text

Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wird ein Programmcode zur numerischen Modalanalyse dreidimensionaler Fluide in komplexen akustischen Systemen, speziell in Resonatoren, entwickelt. Mit diesem Code ist es möglich, turbulente Strömungen im Rahmen der Modalanalyse zu berücksichtigen. Hierzu wird ein realistisches Strömungsprofil, ermittelt mithilfe eines 3D-Navier-Stokes-Lösers, verwendet. Der Hauptteil der Arbeit befasst sich mit der Herleitung der für die Berechnung notwendigen Galbrun-Gleichung und deren Aufbereitung zur numerischen Analyse. Für die numerische Umsetzung kommt die Methode der finiten Elemente in Verbindung mit komplex konjugierten, infiniten Astley-Leis Elementen zur Anwendung. Die infiniten Elemente werden genutzt, um in den betrachteten Außenraumproblemen die Abstrahlung in das Fernfeld abzubilden. Nach der Anwendung des entwickelten Programmcodes auf einfachere Modelle erfolgen Untersuchungen zur Intonation einer Blockflöte. Hierzu wird das Fluid innerhalb und im Nahfeld des Instruments unter Berücksichtigung des turbulenten Strömungsprofils, welches sich beim Spielen der Blockflöte ausbildet, betrachtet. Im Ergebnis stehen die Eigenwerte des Instruments in Abhängigkeit von der gewählten Griffkombination. Zur Evaluierung der Ergebnisse und zur Untersuchung des Einflusses der Strömung auf den Klang erfolgt der Vergleich mit den exakten Eigenfrequenzen. Die Galbrun-Gleichung wurde bereits von anderen Autoren untersucht und auf akustische Problemstellungen angewendet. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt jedoch erstmalig die Anwendung der Galbrun-Gleichung auf Eigenwertprobleme. Darüber hinaus sind der Autorin keine Arbeiten bekannt, die sich mit dreidimensionalen Modellen befassen. In der vorliegenden Arbeit werden somit erstmals komplexe dreidimensionale Modelle unter Anwendung der Galbrun-Gleichung untersucht.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Yan, Charlotte. "Vaildation of nonlinear FE-simulation for design improvement." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-114592.

Full text

Abstract:

The aim of the project is to develop a model, which is going to be used for mass reduction of a standard profile of aluminium seat rails in Aircraft structure. Using nonlinear analysis including plasticity and material failure laws the effect of changes in geometry vs. ultimate load is analysed (ABAQUS 6.11). First, the non-linear model used is validated with experimental testing: Boundary conditions and material properties are adjusted based on load displacement curves, strain gauges information and failure patterns. Less than 1% deviation is achieved between simulation and testing. An inclusion of material imperfection led to a 5% improvement of the results. Using the validated algorithm, a mass reduction is performed via geometry variation
Ziel der Studie ist es ein adäquates Simulationsmodell zu entwickeln, welches zur Gewichtsreduzierung einer Standardprofil Aluminium Sitzschiene im Flugzeug verwendet werden kann. In einer nichtlinearen Analyse unter Berücksichtigung der Plastizität des Materials und von Materialfehlern wird die Auswirkung der Geometrieänderungen auf die maximale Traglast analysiert (ABAQUS 6.11). Zunächst wird das nicht-lineare Modell mit experimentell ermittelten Daten überprüft: Randbedingungen und Materialeigenschaften werden basierend auf Lastverschiebungskurven, Informationen von Dehnungsmessstreifen und Versagensmustern angepasst. Dabei wurden weniger als 1% Abweichung zwischen Simulation und Test erzielt. Die Berücksichtigung von Materialfehlern führte zu einer 5%-igen Verbesserung der Ergebnisse. Mit dem validierten Modell wird abschließend eine Gewichtsreduzierung mittels Geometrievariation durchgeführt

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Huck, Christoph. "Perturbation analysis and numerical discretisation of hyperbolic partial differential algebraic equations describing flow networks." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2018. http://dx.doi.org/10.18452/19596.

Full text

Abstract:

Diese Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen mathematischen Fragestellungen hinsichtlich der Modellierung, Analysis und numerischen Simulation von Gasnetzen. Hierbei liegt der Fokus auf der mathematischen Handhabung von partiellen differential-algebraischen Gleichungen, die mit algebraischen Gleichungen gekoppelt sind. Diese bieten einen einfachen Zugang hinsichtlich der Modellierung von dynamischen Strukturen auf Netzen Somit sind sie insbesondere für Gasnetze geeignet, denen im Zuge der steigenden Bedeutung von erneuerbaren Energien ein gestiegenes Interesse seitens der Öffentlichkeit, Politik und Wissenschaft entgegen gebracht wird. Wir führen zunächst die gängigsten Elemente, die in Gasnetzen benötigt werden ein und formulieren zwei PDAE-Klassen für solche Netze: Eine für reine Rohrnetze, und eine, die zusätzliche Elemente wie Verdichter und Widerstände beinhaltet. Des Weiteren untersuchen wir die Sensitivität der Lösung der Rohrnetz-PDAE hinsichtlich Störungen. Dabei berücksichtigen wir Störungen, die nicht nur den dynamischen Teil der PDAE beeinflussen, sondern auch Störungen in den algebraischen Gleichungen und weisen Stabilitätseigenschaften für die Lösung der PDAE nach. Darüber hinaus beschäftigen wir uns mit einer neu entwickelten, an die Netztopologie angepassten Ortsdiskretisierung, welche die Stabilitätseigenschaften der PDAE auf DAE Systeme überträgt. Des Weiteren zeigen wir, wie sich die Gasnetz-DAE zu einer gewöhnlichen Differentialgleichung, welche die inhärente Dynamik der DAE widerspiegelt entkoppeln lässt. Dieses entkoppelte System kann darüber hinaus direkt aus den Topologie- und Elementinformationen des Netzes aufgestellt werden. Abschließend demonstrieren wir die Ergebnisse an Benchmark-Gasnetzen. Dabei vergleichen wir sowohl die entkoppelte Differentialgleichung mit dem ursprünglichen DAE System, zeigen aber auch, welche Vorteile die an die Netztopologie angepasste Ortsdiskretisierung gegenüber existierenden Verfahren besitzt.
This thesis addresses several aspects regarding modelling, analysis and numerical simulation of gas networks. Hereby, our focus lies on (partial) differential-algebraic equations, thus systems of partial and ordinary differential equations which are coupled by algebraic equations. These coupled systems allow an easy approach towards the modelling of dynamic structures on networks. Therefore, they are well suited for gas networks, which have gained a rise of attention in society, politics and science due to the focus towards renewable energies. We give an introduction towards gas network modelling that includes the most common elements that also appear in real gas networks and present two PDAE systems: One for pipe networks and one that includes additional elements like resistors and compressors. Furthermore, we investigate the impact of perturbations onto the pipe network PDAE, where we explicitly allow perturbations to affect the system in the differential as well as in the algebraic components. We conclude that the solution of the PDAE possesses stability properties. In addition, this thesis introduces a new spatial discretisation that is adapted to the net- work topology. This topology-adapted semi-discretisation results in a DAE which possesses the same perturbation behaviour as the space continuous PDAE. Furthermore, we present a topology based decoupling procedure that allows to reformulate the DAE as an ordinary differential equation (ODE), which represents the inherent dynamics of the DAE system. This ODE, together with a decoupled set of algebraic equations, can be derived from the topology and element information directly. We conclude by demonstrating the established results for several benchmark networks. This includes a comparison of numerical solutions for the decoupled ODE and the DAE system. In addition we present the advantages of the topology-adapted spatial discretisation over existing well established methods.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Subramanian, Kumar. "Analysis of homogeneous film flows on inclined surfaces and on corrugated sheet of packing using CFD." Doctoral thesis, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola", 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-164588.

Full text

Abstract:

The key to success in separation of liquid mixtures is the efficient creation and utilization of vapour-liquid contact area. By packing the column with gas-liquid contact devices such as structured packing, the vapour-liquid contact area can be increased. However, the efficiency of these packed columns depends strongly on the local flow behaviour of the liquid and vapour phase inside the packing. The aim of this work was to develop three-dimensional CFD models to study the hydrodynamic behaviour on the corrugated sheets of packing. Different approaches are possible to simplify the problem and to extend it for more complex flow scenarios. In this work, three-dimensional CFD simulations were performed to study the complete fluid-dynamic behaviour. This was performed in two steps. As a first step, the developed model was validated with experimental studies using a simplified geometry i.e., an inclined plate. The three-dimensional Volume-of-Fluid (VOF) model was utilized to study the flow behaviour of the gas-liquid countercurrent flow. The influence of the liquid surface tension was taken into consideration using the Continuum Surface Force (CSF) model. The wetting characteristics of liquids with different viscosity (1 and 5 mPas) and contact angle (70° and 7°) were studied for different flow rates. Three different mixtures (water, water-glycerol (45 wt. %) and silicon-oil (DC5)) were considered. Initially, the rivulet width of experiments and simulations were compared and an error of 5 % maximum was determined. The results were also in good agreement with earlier studies. The percentage of wetting due to changes in flow rate, viscosity and contact angle was compared and discussed. For all tested systems, excellent agreement between the experiments and simulation studies was found. In addition, profiles of the velocity in the film at film flow conditions over a smooth inclined plate obtained from simulations were compared with experimental profiles obtained using a μPIV technique. A detailed sensitivity study was also performed in order to understand the changes in the velocity profiles due to small change in liquid flow rate, temperature and inclination angle. As a next step, the developed model was extended to geometries resembling real corrugated sheets of packing used in industrial applications. In earlier numerical studies of structured packing, geometries were simplified to enable easy meshing and faster computation. In this work, the geometries of corrugated sheets of packing were developed without any simplification and the flow behaviour was studied using the model validated in the first step. The flow behaviour on sheets with different geometrical modifications such as smooth and triangular crimp surfaces as well as perforations on the sheets were numerically studied and quantitatively compared with experimental studies for the three different fluid test systems. The agreement between the simulations and experiments was within an acceptable range for all system. The difference in the interfacial area between the corrugated sheets of a packing with and without perforation was analyzed and the prediction ability of different empirical correlations for the interfacial area available in literature was also compared and discussed. Furthermore, the numerical study was extended to understand the influence of the second corrugated sheet. Studying the flow behaviour between two sheets experimentally is very challenging, especially inside opaque packing. The model proved to be a very suitable tool to study the hold-up of the liquid between two sheets, the change in wetting behaviour due to small change in liquid inlet position. The results are also in good agreement with the earlier experimental studies, where researchers measured the liquid hold-up mainly in the region where two corrugated sheets touch each other. The three-dimensional CFD model was validated to study the flow behaviour on corrugated sheets of packing. The results from the simulations agree very well with findings from the experimental studies in terms of wetting and hold-up.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Hartl, Sandra. "Flamelet/progress variable modelling and flame structure analysis of partially premixed flames." Doctoral thesis, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola", 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-227684.

Full text

Abstract:

This dissertation addresses the analysis of partially premixed flame configurations and the detection and characterization of their local flame regimes. First, the identification of flame regimes in experimental data is intensively discussed. Current methods for combustion regime characterization, such as the flame index, rely on 3D gradient information that is not accessible with available experimental techniques. Here, a method is proposed for reaction zone detection and characterization, which can be applied to instantaneous 1D Raman/Rayleigh line measurements of major species and temperature as well as to the results of laminar and turbulent flame simulations, without the need for 3D gradient information. Several derived flame markers, namely the mixture fraction, the heat release rate and the chemical explosive mode, are combined to detect and characterize premixed versus non-premixed reaction zones. The methodology is developed and evaluated using fully resolved simulation data from laminar flames. The fully resolved 1D simulation data are spatially filtered to account for the difference in spatial resolution between the experiment and the simulation, and experimental uncertainty is superimposed onto the filtered numerical results to produce Raman/Rayleigh equivalent data. Then, starting from just the temperature and major species, a constrained homogeneous batch reactor calculation gives an approximation of the full thermochemical state at each sample location. Finally, the chemical explosive mode and the heat release rate are calculated from this approximated state and compared to those calculated directly from the simulation data. After successful validation, the approach is applied to Raman/Rayleigh line measurements from laminar counterflow flames, a mildly turbulent lifted flame and turbulent benchmark cases. The results confirm that the reaction zones can be reliably detected and characterized using experimental data. In contrast to other approaches, the presented methodology circumvents uncertainties arising from the use of limited gradient information and offers an alternative to known reaction zone identification methods. Second, this work focuses on the flame structure of partially premixed dimethyl ether (DME) flames. DME flames form significant intermediate hydrocarbons in the reaction zone and are classified as the next more complex fuel candidate in research after methane. To simulate DME combustion processes, accurate predictions by computational combustion models are required. To evaluate such models and to identify appropriate flame regimes, numerical simulations are necessary. Therefore, fully resolved simulations of laminar dimethyl ether flames, defined by different levels of premixing, are performed. Further, the qualitative two-dimensional structures of the partially premixed DME flames are discussed and analyses are carried out at selected slices and compared to each other as well as to experimental data. Further, the flamelet/progress variable (FPV) approach is investigated to predict the partially premixed flame structures of the DME flames. In the context of the FPV approach, a rigorous analysis of the underlying manifold is carried out based on the newly developed regime identification approach and an a priori analysis. The most promising flamelet look-up table is chosen for the fully coupled tabulated chemistry simulations and the results are further compared to the fully resolved simulation data.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Höhne, Katharina. "Analysis and numerics of the singularly perturbed Oseen equations." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-188322.

Full text

Abstract:

Be it in the weather forecast or while swimming in the Baltic Sea, in almost every aspect of every day life we are confronted with flow phenomena. A common model to describe the motion of viscous incompressible fluids are the Navier-Stokes equations. These equations are not only relevant in the field of physics, but they are also of great interest in a purely mathematical sense. One of the difficulties of the Navier-Stokes equations originates from a non-linear term. In this thesis, we consider the Oseen equations as a linearisation of the Navier-Stokes equations. We restrict ourselves to the two-dimensional case. Our domain will be the unit square. The aim of this thesis is to find a suitable numerical method to overcome known instabilities in discretising these equations. One instability arises due to layers of the analytical solution. Another instability comes from a divergence constraint, where one gets poor numerical accuracy when the irrotational part of the right-hand side of the equations is large. For the first cause, we investigate the layer behaviour of the analytical solution of the corresponding stream function of the problem. Assuming a solution decomposition into a smooth part and layer parts, we create layer-adapted meshes in Chapter 3. Using these meshes, we introduce a numerical method for equations whose solutions are of the assumed structure in Chapter 4. To reduce the instability caused by the divergence constraint, we add a grad-div stabilisation term to the standard Galerkin formulation. We consider Taylor-Hood elements and elements with a discontinous pressure space. We can show that there exists an error bound which is independent of our perturbation parameter and get information about the convergence rate of the method. Numerical experiments in Chapter 5 confirm our theoretical results.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Ohme, Frank. "Bridging the gap between post-Newtonian theory and numerical relativity in gravitational-wave data analysis." Phd thesis, Universität Potsdam, 2012. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2012/6034/.

Full text

Abstract:

One of the most exciting predictions of Einstein's theory of gravitation that have not yet been proven experimentally by a direct detection are gravitational waves. These are tiny distortions of the spacetime itself, and a world-wide effort to directly measure them for the first time with a network of large-scale laser interferometers is currently ongoing and expected to provide positive results within this decade. One potential source of measurable gravitational waves is the inspiral and merger of two compact objects, such as binary black holes. Successfully finding their signature in the noise-dominated data of the detectors crucially relies on accurate predictions of what we are looking for. In this thesis, we present a detailed study of how the most complete waveform templates can be constructed by combining the results from (A) analytical expansions within the post-Newtonian framework and (B) numerical simulations of the full relativistic dynamics. We analyze various strategies to construct complete hybrid waveforms that consist of a post-Newtonian inspiral part matched to numerical-relativity data. We elaborate on exsisting approaches for nonspinning systems by extending the accessible parameter space and introducing an alternative scheme based in the Fourier domain. Our methods can now be readily applied to multiple spherical-harmonic modes and precessing systems. In addition to that, we analyze in detail the accuracy of hybrid waveforms with the goal to quantify how numerous sources of error in the approximation techniques affect the application of such templates in real gravitational-wave searches. This is of major importance for the future construction of improved models, but also for the correct interpretation of gravitational-wave observations that are made utilizing any complete waveform family. In particular, we comprehensively discuss how long the numerical-relativity contribution to the signal has to be in order to make the resulting hybrids accurate enough, and for currently feasible simulation lengths we assess the physics one can potentially do with template-based searches.
Eine der aufregendsten Vorhersagen aus Einsteins Gravitationstheorie, die bisher noch nicht direkt durch ein Experiment nachgewiesen werden konnten, sind Gravitationswellen. Dies sind winzige Verzerrungen der Raumzeit selbst, und es wird erwartet, dass das aktuelle Netzwerk von groß angelegten Laserinterferometern im kommenden Jahrzehnt die erste direkte Gravitationswellenmessung realisieren kann. Eine potentielle Quelle von messbaren Gravitationswellen ist das Einspiralen und Verschmelzen zweier kompakter Objekte, wie z.B. ein Binärsystem von Schwarzen Löchern. Die erfolgreiche Identifizierung ihrer charakteristischen Signatur im Rausch-dominierten Datenstrom der Detektoren hängt allerdings entscheidend von genauen Vorhersagen ab, was wir eigentlich suchen. In dieser Arbeit wird detailliert untersucht, wie die komplettesten Wellenformenmodelle konstruiert werden können, indem die Ergebnisse von (A) analytischen Entwicklungen im post-Newtonschen Verfahren und (B) numerische Simulationen der voll-relativistischen Bewegungen verknüpft werden. Es werden verschiedene Verfahren zur Erstellung solcher "hybriden Wellenformen", bei denen der post-Newtonsche Teil mit numerischen Daten vervollständigt wird, analysiert. Existierende Strategien für nicht-rotierende Systeme werden vertieft und der beschriebene Parameterraum erweitert. Des Weiteren wird eine Alternative im Fourierraum eingeführt. Die entwickelten Methoden können nun auf multiple sphärisch-harmonische Moden und präzedierende Systeme angewandt werden. Zusätzlich wird die Genauigkeit der hybriden Wellenformen mit dem Ziel analysiert, den Einfluss verschiedener Fehlerquellen in den Näherungstechniken zu quantifizieren und die resultierenden Einschränkungen bei realen Anwendungen abzuschätzen. Dies ist von größter Bedeutung für die zukünftige Entwicklung von verbesserten Modellen, aber auch für die korrekte Interpretation von Gravitationswellenbeobachtungen, die auf Grundlage solcher Familien von Wellenformen gemacht worden sind. Insbesondere wird diskutiert, wie lang der numerische Anteil des Signals sein muss, um die Hybride genau genug konstruieren zu können. Für die aktuell umsetzbaren Simulationslängen wird die Physik eingeschätzt, die mit Hilfe von Modell-basierten Suchen potentiell untersucht werden kann.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Steinhilber, Jan [Verfasser], and Gerhard [Akademischer Betreuer] Dziuk. "Numerical analysis for harmonic maps between hypersurfaces and grid improvement for computational parametric geometric flows = Numerische Analysis für harmonische Abbildungen zwischen Hyperflächen und Gitterverbesserung für parametrische geometrische Flüsse in der Numerik." Freiburg : Universität, 2014. http://d-nb.info/1123480117/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Storn, Johannes. "Topics in Least-Squares and Discontinuous Petrov-Galerkin Finite Element Analysis." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2019. http://dx.doi.org/10.18452/20141.

Full text

Abstract:

Aufgrund der fundamentalen Bedeutung partieller Differentialgleichungen zur Beschreibung von Phänomenen in angewandten Wissenschaften ist deren Analyse ein Kerngebiet der Mathematik. Durch Computer lassen sich die Lösungen für eine Vielzahl dieser Gleichungen näherungsweise bestimmen. Die dabei verwendeten numerischen Verfahren sollen auf möglichst exakte Approximationen führen und deren Genauigkeit verifizieren. Die Least-Squares Finite-Elemente-Methode (LSFEM) und die unstetige Petrov-Galerkin (DPG) Methode sind solche Verfahren. Sie werden in dieser Dissertation untersucht. Der erste Teil der Arbeit untersucht die Genauigkeit der mittels LSFEM berechneten Näherungen. Dazu werden Eigenschaften der zugrundeliegenden Differentialgleichungen mit den Eigenschaften der LSFEM kombiniert. Dies zeigt, dass die Abweichung der berechneten Näherung von der exakten Lösung einem berechenbaren Residuum asymptotisch entspricht. Ferner wird ein Verfahren zu Berechnung einer garantierten oberen Fehlerschranke eingeführt. Während etablierte Fehlerschätzer den Fehler signifikant überschätzt, zeigen numerische Experimente eine äußerst geringe Überschätzung des Fehlers mittels der neuen Fehlerschranke. Die Analyse der Fehlerschranken für das Stokes-Problem offenbart ein Beziehung der LSFEM und der LBB Konstanten. Diese Konstante ist entscheidend für die Existenz und Stabilität von Lösungen in der Strömungslehre. Der zweite Teil der Arbeit nutzt diese Beziehung und entwickelt ein auf der LSFEM basierendes Verfahren zur numerischen Berechnung der LBB Konstanten. Der dritte Teil der Arbeit untersucht die DPG Methode. Dabei werden existierende Anwendungen der DPG Methode zusammengefasst und analysiert. Diese Analyse zeigt, dass sich die DPG Methode als eine leicht gestörte LSFEM interpretieren lässt. Diese Interpretation erlaubt die Anwendung der Resultate aus dem ersten Teil der Arbeit und ermöglicht dadurch eine genauere Untersuchung existierender und die Entwicklung neuer DPG Methoden.
The analysis of partial differential equations is a core area in mathematics due to the fundamental role of partial differential equations in the description of phenomena in applied sciences. Computers can approximate the solutions to these equations for many problems. They use numerical schemes which should provide good approximations and verify the accuracy. The least-squares finite element method (LSFEM) and the discontinuous Petrov-Galerkin (DPG) method satisfy these requirements. This thesis investigates these two schemes. The first part of this thesis explores the accuracy of solutions to the LSFEM. It combines properties of the underlying partial differential equation with properties of the LSFEM and so proves the asymptotic equality of the error and a computable residual. Moreover, this thesis introduces an novel scheme for the computation of guaranteed upper error bounds. While the established error estimator leads to a significant overestimation of the error, numerical experiments indicate a tiny overestimation with the novel bound. The investigation of error bounds for the Stokes problem visualizes a relation of the LSFEM and the Ladyzhenskaya-Babuška-Brezzi (LBB) constant. This constant is a key in the existence and stability of solution to problems in fluid dynamics. The second part of this thesis utilizes this relation to design a competitive numerical scheme for the computation of the LBB constant. The third part of this thesis investigates the DPG method. It analyses an abstract framework which compiles existing applications of the DPG method. The analysis relates the DPG method with a slightly perturbed LSFEM. Hence, the results from the first part of this thesis extend to the DPG method. This enables a precise investigation of existing and the design of novel DPG schemes.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Wang, Xuerui. "Numerical analysis of thermo-hydro-mechanical (THM) processes in the clay based material." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-217664.

Full text

Abstract:

Clay formations are investigated worldwide as potential host rock for the deep geological disposal of high-level radioactive waste (HLW). Usually bentonite is preferred as the buffer and backfill material in the disposal system. In the disposal of HLW, heat emission is one of the most important issues as it can generate a series of complex thermo-hydro-mechanical (THM) processes in the surrounding materials and thus change the material properties. In the context of safety assessment, it is important to understand the thermally induced THM interactions and the associated change in material properties. In this work, the thermally induced coupled THM behaviours in the clay host rock and in the bentonite buffer as well as the corresponding coupling effects among the relevant material properties are numerically analysed. A coupled non-isothermal Richards flow mechanical model and a non-isothermal multiphase flow model were developed based on the scientific computer codes OpenGeoSys (OGS). Heat transfer in the porous media is governed by thermal conduction and advective flow of the pore fluids. Within the hydraulic processes, evaporation, vapour diffusion, and the unsaturated flow field are considered. Darcy’s law is used to describe the advective flux of gas and liquid phases. The relative permeability of each phase is considered. The elastic deformation process is modelled by the generalized Hooke’s law complemented with additional strain caused by swelling/shrinkage behaviour and by temperature change. In this study, special attention has been paid to the analysis of the thermally induced changes in material properties. The strong mechanical and hydraulic anisotropic properties of clay rock are described by a transversely isotropic mechanical model and by a transversely isotropic permeability tensor, respectively. The thermal anisotropy is described by adoption of the bedding-orientation-dependent thermal conductivity. The dependency of the thermal conductivity on the degree of water saturation, the dependency of the thermal effects on the water retention behaviour, and the dependency of the effects of the pore pressure variation on the permeability and the anisotropic swelling/shrinkage behaviour have been intensively analysed and the corresponding numerical models to consider those coupling effects have been developed. The developed numerical model has been applied to simulate the laboratory and in situ heating experiments on the bentonite and clay rock at different scales. Firstly the laboratory heating experiment on Callovo-Oxfordian Clay (COX) and the laboratory long-term heating and hydration experiment on MX80 pellets were simulated. Based on the knowledge from the numerical analysis of the laboratory experiments, a 1:2 scale in situ heating experiment of an integrated system of the bentonite engineered barrier system (EBS) in the Opalinus Clay host rock was simulated. All the relevant operation phases were considered in the modelling. Besides, the modelling was extended to 50 years after the heat shut-down with the aim of predicting the long-term behaviours. Additionally, variation calculations were carried out to investigate the effects of the storage capacity of the Opalinus Clay on the thermally induced hydraulic response. In the long-term modelling, the effects of different saturated water permeabilities of buffer material on the resaturation process were analysed. Based on the current researches and model developments, the observed THM behaviours of the bentonite buffer and the clay rock, that is, the measured evolution of temperature, pore pressure, humidity, swelling pressure, and so on in the laboratory and in situ experiments can be reproduced and interpreted well. It is proved that by using both a non-isothermal multiphase flow model and a non-isothermal Richards flow model combined with the corresponding thermal and mechanical models, the major THM behaviours can be captured. It is validated that the developed model is able to simulate the relevant coupled THM behaviours of clayey material under the well-defined laboratory conditions as well as under the complex natural disposal conditions.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Siegfanz, Monika. "Die eindimensionale Wellengleichung mit Hysterese." Doctoral thesis, [S.l. : s.n.], 2000. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=961880511.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Reul, Stefan. "Numerische Singularitäten bei FEM-Analysen." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-87212.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Siegert, Stefan. "Rank statistics of forecast ensembles." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-102152.

Full text

Abstract:

Ensembles are today routinely applied to estimate uncertainty in numerical predictions of complex systems such as the weather. Instead of initializing a single numerical forecast, using only the best guess of the present state as initial conditions, a collection (an ensemble) of forecasts whose members start from slightly different initial conditions is calculated. By varying the initial conditions within their error bars, the sensitivity of the resulting forecasts to these measurement errors can be accounted for. The ensemble approach can also be applied to estimate forecast errors that are due to insufficiently known model parameters by varying these parameters between ensemble members. An important (and difficult) question in ensemble weather forecasting is how well does an ensemble of forecasts reproduce the actual forecast uncertainty. A widely used criterion to assess the quality of forecast ensembles is statistical consistency which demands that the ensemble members and the corresponding measurement (the ``verification\'\') behave like random independent draws from the same underlying probability distribution. Since this forecast distribution is generally unknown, such an analysis is nontrivial. An established criterion to assess statistical consistency of a historical archive of scalar ensembles and verifications is uniformity of the verification rank: If the verification falls between the (k-1)-st and k-th largest ensemble member it is said to have rank k. Statistical consistency implies that the average frequency of occurrence should be the same for each rank. A central result of the present thesis is that, in a statistically consistent K-member ensemble, the (K+1)-dimensional vector of rank probabilities is a random vector that is uniformly distributed on the K-dimensional probability simplex. This behavior is universal for all possible forecast distributions. It thus provides a way to describe forecast ensembles in a nonparametric way, without making any assumptions about the statistical behavior of the ensemble data. The physical details of the forecast model are eliminated, and the notion of statistical consistency is captured in an elementary way. Two applications of this result to ensemble analysis are presented. Ensemble stratification, the partitioning of an archive of ensemble forecasts into subsets using a discriminating criterion, is considered in the light of the above result. It is shown that certain stratification criteria can make the individual subsets of ensembles appear statistically inconsistent, even though the unstratified ensemble is statistically consistent. This effect is explained by considering statistical fluctuations of rank probabilities. A new hypothesis test is developed to assess statistical consistency of stratified ensembles while taking these potentially misleading stratification effects into account. The distribution of rank probabilities is further used to study the predictability of outliers, which are defined as events where the verification falls outside the range of the ensemble, being either smaller than the smallest, or larger than the largest ensemble member. It is shown that these events are better predictable than by a naive benchmark prediction, which unconditionally issues the average outlier frequency of 2/(K+1) as a forecast. Predictability of outlier events, quantified in terms of probabilistic skill scores and receiver operating characteristics (ROC), is shown to be universal in a hypothetical forecast ensemble. An empirical study shows that in an operational temperature forecast ensemble, outliers are likewise predictable, and that the corresponding predictability measures agree with the analytically calculated ones.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Reibiger, Christian. "Optimal Control Problems with Singularly Perturbed Differential Equations as Side Constraints: Analysis and Numerics." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-162862.

Full text

Abstract:

It is well-known that the solution of a so-called singularly perturbed differential equation exhibits layers. These are small regions in the domain where the solution changes drastically. These layers deteriorate the convergence of standard numerical algorithms, such as the finite element method on a uniform mesh. In the past many approaches were developed to overcome this difficulty. In this context it was very helpful to understand the structure of the solution - especially to know where the layers can occur. Therefore, we have a lot of analysis in the literature concerning the properties of solutions of such problems. Nevertheless, this field is far from being understood conclusively. More recently, there is an increasing interest in the numerics of optimal control problems subject to a singularly perturbed convection-diffusion equation and box constraints for the control. However, it is not much known about the solutions of such optimal control problems. The proposed solution methods are based on the experience one has from scalar singularly perturbed differential equations, but so far, the analysis presented does not use the structure of the solution and in fact, the provided bounds are rather meaningless for solutions which exhibit boundary layers, since these bounds scale like epsilon^(-1.5) as epsilon converges to 0. In this thesis we strive to prove bounds for the solution and its derivatives of the optimal control problem. These bounds show that there is an additional layer that is weaker than the layers one expects knowing the results for scalar differential equation problems, but that weak layer deteriorates the convergence of the proposed methods. In Chapter 1 and 2 we discuss the optimal control problem for the one-dimensional case. We consider the case without control constraints and the case with control constraints separately. For the case without control constraints we develop a method to prove bounds for arbitrary derivatives of the solution, given the data is smooth enough. For the latter case we prove bounds for the derivatives up to the second order. Subsequently, we discuss several discretization methods. In this context we use special Shishkin meshes. These meshes are piecewise equidistant, but have a very fine subdivision in the region of the layers. Additionally, we consider different ways of discretizing the control constraints. The first one enforces the compliance of the constraints everywhere and the other one enforces it only in the mesh nodes. For each proposed algorithm we prove convergence estimates that are independent of the parameter epsilon. Hence, they are meaningful even for small values of epsilon. As a next step we turn to the two-dimensional case. To be able to adapt the proofs of Chapter 2 to this case we require bounds for the solution of the scalar differential equation problem for a right hand side f only in W^(1,infty). Although, a lot of results for this problem can be found in the literature but we can not apply any of them, because they require a smooth right hand side f in C^(2,alpha) for some alpha in (0,1). Therefore, we dedicate Chapter 3 to the analysis of the scalar differential equations problem only using a right hand side f that is not very smooth. In Chapter 4 we strive to prove bounds for the solution of the optimal control problem in the two dimensional case. The analysis for this problem is not complete. Especially, the characteristic layers induce subproblems that are not understood completely. Hence, we can not prove sharp bounds for all terms in the solution decomposition we construct. Nevertheless, we propose a solution method. Numerical results indicate an epsilon-independent convergence for the considered examples - although we are not able to prove this.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

Fladrich, Uwe. "Nodale Spektralelemente und unstrukturierte Gitter - Methodische Aspekte und effiziente Algorithmen." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-97119.

Full text

Abstract:

Die Dissertation behandelt methodische und algorithmische Aspekte der Spektralelementemethode zur räumlichen Diskretisierung partieller Differentialgleichungen. Die Weiterentwicklung einer symmetriebasierten Faktorisierung ermöglicht effiziente Operatoren für Tetraederelemente. Auf Grundlage einer umfassenden Leistungsanalyse werden Engpässe in der Implementierung der Operatoren identifiziert und durch algorithmische Modifikationen der Methode eliminiert.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

Brück, Heiner Matthias. "Evaluation of statistical cloud parameterizations." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-212714.

Full text

Abstract:

This work is motivated by the question: how much complexity is appropriate for a cloud parameterization used in general circulation models (GCM). To approach this question, cloud parameterizations across the complexity range are explored using general circulation models and theoretical Monte-Carlo simulations. Their results are compared with high-resolution satellite observations and simulations that resolve the GCM subgrid-scale variability explicitly. A process-orientated evaluation is facilitated by GCM forecast simulations which reproduce the synoptic state. For this purpose novel methods were develop to a) conceptually relate the underlying saturation deficit probability density function (PDF) with its saturated cloudy part, b) analytically compute the vertical integrated liquid water path (LWP) variability, c) diagnose the relevant PDF-moments from cloud parameterizations, d) derive high-resolution LWP from satellite observations and e) deduce the LWP statistics by aggregating the LWP onto boxes equivalent to the GCM grid size. On this basis, this work shows that it is possible to evaluate the sub-grid scale variability of cloud parameterizations in terms of cloud variables. Differences among the PDF types increase with complexity, in particular the more advanced cloud parameterizations can make use of their double Gaussian PDF in conditions, where cumulus convection forms a separate mode with respect to the remainder of the grid-box. Therefore, it is concluded that the difference between unimodal and bimodal PDFs is more important, than the shape within each mode. However, the simulations and their evaluation reveals that the advanced parameterizations do not take full advantage of their abilities and their statistical relationships are broadly similar to less complex PDF shapes, while the results from observations and cloud resolving simulations indicate even more complex distributions. Therefore, this work suggests that the use of less complex PDF shapes might yield a better trade-off. With increasing model resolution initial weaknesses of simpler, e.g. unimodal PDFs, will be diminished. While cloud schemes for coarse-resolved models need to parameterize multiple cloud regimes per grid-box, higher spatial resolution of future GCMs will separate them better, so that the unimodal approximation improves.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Abu-Amro, Mazen. "Optimierung eines seegangsunabhängigen Ölskimmers durch numerische und experimentelle Analysen." [S.l.] : [s.n.], 2006. http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2007/1475.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Pade, Jonas. "Analysis and waveform relaxation for a differential-algebraic electrical circuit model." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2021. http://dx.doi.org/10.18452/23044.

Full text

Abstract:

Die Hauptthemen dieser Arbeit sind einerseits eine tiefgehende Analyse von nichtlinearen differential-algebraischen Gleichungen (DAEs) vom Index 2, die aus der modifizierten Knotenanalyse (MNA) von elektrischen Schaltkreisen hervorgehen, und andererseits die Entwicklung von Konvergenzkriterien für Waveform Relaxationsmethoden zum Lösen gekoppelter Probleme. Ein Schwerpunkt in beiden genannten Themen ist die Beziehung zwischen der Topologie eines Schaltkreises und mathematischen Eigenschaften der zugehörigen DAE. Der Analyse-Teil umfasst eine detaillierte Beschreibung einer Normalform für Schaltkreis DAEs vom Index 2 und Abschätzungen, die für die Sensitivität des Schaltkreises bezüglich seiner Input-Quellen folgen. Es wird gezeigt, wie diese Abschätzungen wesentlich von der topologischen Position der Input-Quellen im Schaltkreis abhängen. Die zunehmend komplexen Schaltkreise in technologischen Geräten erfordern oftmals eine Modellierung als gekoppeltes System. Waveform relaxation (WR) empfiehlt sich zur Lösung solch gekoppelter Probleme, da sie auf die Subprobleme angepasste Lösungsmethoden und Schrittweiten ermöglicht. Es ist bekannt, dass WR zwar bei Anwendung auf gewöhnliche Differentialgleichungen konvergiert, falls diese eine Lipschitz-Bedingung erfüllen, selbiges jedoch bei DAEs nicht ohne Hinzunahme eines Kontraktivitätskriteriums sichergestellt werden kann. Wir beschreiben allgemeine Konvergenzkriterien für WR auf DAEs vom Index 2. Für den Fall von Schaltkreisen, die entweder mit anderen Schaltkreisen oder mit elektromagnetischen Feldern verkoppelt sind, leiten wir außerdem hinreichende topologische Konvergenzkriterien her, die anhand von Beispielen veranschaulicht werden. Weiterhin werden die Konvergenzraten des Jacobi WR Verfahrens und des Gauss-Seidel WR Verfahrens verglichen. Simulationen von einfachen Beispielsystemen zeigen drastische Unterschiede des WR-Konvergenzverhaltens, abhängig davon, ob die Konvergenzbedingungen erfüllt sind oder nicht.
The main topics of this thesis are firstly a thorough analysis of nonlinear differential-algebraic equations (DAEs) of index 2 which arise from the modified nodal analysis (MNA) for electrical circuits and secondly the derivation of convergence criteria for waveform relaxation (WR) methods on coupled problems. In both topics, a particular focus is put on the relations between a circuit's topology and the mathematical properties of the corresponding DAE. The analysis encompasses a detailed description of a normal form for circuit DAEs of index 2 and consequences for the sensitivity of the circuit with respect to its input source terms. More precisely, we provide bounds which describe how strongly changes in the input sources of the circuit affect its behaviour. Crucial constants in these bounds are determined in terms of the topological position of the input sources in the circuit. The increasingly complex electrical circuits in technological devices often call for coupled systems modelling. Allowing for each subsystem to be solved by dedicated numerical solvers and time scales, WR is an adequate method in this setting. It is well-known that while WR converges on ordinary differential equations if a Lipschitz condition is satisfied, an additional convergence criterion is required to guarantee convergence on DAEs. We present general convergence criteria for WR on higher index DAEs. Furthermore, based on our results of the analysis part, we derive topological convergence criteria for coupled circuit/circuit problems and field/circuit problems. Examples illustrate how to practically check if the criteria are satisfied. If a sufficient convergence criterion holds, we specify at which rate of convergence the Jacobi and Gauss-Seidel WR methods converge. Simulations of simple benchmark systems illustrate the drastically different convergence behaviour of WR depending on whether or not the circuit topological convergence conditions are satisfied.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Gallistl, Dietmar. "Adaptive finite element computation of eigenvalues." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II, 2014. http://dx.doi.org/10.18452/17002.

Full text

Abstract:

Gegenstand dieser Arbeit ist die numerische Approximation von Eigenwerten elliptischer Differentialoperatoren vermittels der adaptiven finite-Elemente-Methode (AFEM). Durch lokale Netzverfeinerung können derartige Verfahren den Rechenaufwand im Vergleich zu uniformer Verfeinerung deutlich reduzieren und sind daher von großer praktischer Bedeutung. Diese Arbeit behandelt adaptive Algorithmen für Finite-Elemente-Methoden (FEMs) für drei selbstadjungierte Modellprobleme: den Laplaceoperator, das Stokes-System und den biharmonischen Operator. In praktischen Anwendungen führen Störungen der Koeffizienten oder der Geometrie auf Eigenwert-Haufen (Cluster). Dies macht simultanes Markieren im adaptiven Algorithmus notwendig. In dieser Arbeit werden optimale Konvergenzraten für einen praktischen adaptiven Algorithmus für Eigenwert-Cluster des Laplaceoperators (konforme und nichtkonforme P1-FEM), des Stokes-Systems (nichtkonforme P1-FEM) und des biharmonischen Operators (Morley-FEM) bewiesen. Fehlerabschätzungen in der L2-Norm und Bestapproximations-Resultate für diese Nichtstandard-Methoden erfordern neue Techniken, die in dieser Arbeit entwickelt werden. Dadurch wird der Beweis optimaler Konvergenzraten ermöglicht. Die Optimalität bezüglich einer nichtlinearen Approximationsklasse betrachtet die Approximation des invarianten Unterraums, der von den Eigenfunktionen im Cluster aufgespannt wird. Der Fehler der Eigenwerte kann dazu in Bezug gesetzt werden: Die hierfür notwendigen Eigenwert-Fehlerabschätzungen für nichtkonforme Finite-Elemente-Methoden werden in dieser Arbeit gezeigt. Die numerischen Tests für die betrachteten Modellprobleme legen nahe, dass der vorgeschlagene Algorithmus, der bezüglich aller Eigenfunktionen im Cluster markiert, einem Markieren, das auf den Vielfachheiten der Eigenwerte beruht, überlegen ist. So kann der neue Algorithmus selbst im Fall, dass alle Eigenwerte im Cluster einfach sind, den vorasymptotischen Bereich signifikant verringern.
The numerical approximation of the eigenvalues of elliptic differential operators with the adaptive finite element method (AFEM) is of high practical interest because the local mesh-refinement leads to reduced computational costs compared to uniform refinement. This thesis studies adaptive algorithms for finite element methods (FEMs) for three model problems, namely the eigenvalues of the Laplacian, the Stokes system and the biharmonic operator. In practice, little perturbations in coefficients or in the geometry immediately lead to eigenvalue clusters which requires the simultaneous marking in adaptive finite element methods. This thesis proves optimality of a practical adaptive algorithm for eigenvalue clusters for the conforming and nonconforming P1 FEM for the eigenvalues of the Laplacian, the nonconforming P1 FEM for the eigenvalues of the Stokes system and the Morley FEM for the eigenvalues of the biharmonic operator. New techniques from the medius analysis enable the proof of L2 error estimates and best-approximation properties for these nonstandard finite element methods and thereby lead to the proof of optimality. The optimality in terms of the concept of nonlinear approximation classes is concerned with the approximation of invariant subspaces spanned by eigenfunctions of an eigenvalue cluster. In order to obtain eigenvalue error estimates, this thesis presents new estimates for nonconforming finite elements which relate the error of the eigenvalue approximation to the error of the approximation of the invariant subspace. Numerical experiments for the aforementioned model problems suggest that the proposed practical algorithm that uses marking with respect to all eigenfunctions within the cluster is superior to marking that is based on the multiplicity of the eigenvalues: Even if all exact eigenvalues in the cluster are simple, the simultaneous approximation can reduce the pre-asymptotic range significantly.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Heek, Peter [Verfasser]. "Modellbildung und numerische Analysen zur Ermüdung von Stahlfaserbeton / Peter Heek." Aachen : Shaker, 2018. http://d-nb.info/1159836922/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Rothe, Markus. "Experimentelle und numerische Analysen zum Klopfverhalten von Ottomotoren unter Volllastbedingungen." Berlin Logos, 2008. http://d-nb.info/992155320/04.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

Häcker, Tobias. "Modeling, simulation, and nonlinear analysis for film flow over inclined wavy bottoms." Aachen Shaker, 2010. http://d-nb.info/1001048482/04.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

Abu, Amro Mazen [Verfasser]. "Optimierung eines seegangsunabhängigen Ölskimmers durch numerische und experimentelle Analysen / Mazen Abu Amro." München : GRIN Verlag, 2007. http://d-nb.info/1181204046/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Albrecht, Thomas. "Zur Transition an einer ebenen Platte und deren Beeinflussung durch elektromagnetische Kräfte." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-85806.

Full text

Abstract:

Diese numerische Arbeit untersucht, wie sich die laminar-turbulente Transition in der Grenzschicht einer ebenen Platte mit elektromagnetischen Kräften verzögern lässt. Erzeugt von einer Elektroden-Magnet-Anordnung in der Platte wirken jene Kräfte im wandnahen Bereich der Strömung. Sie sind wandparallel sowie stromab gerichtet und besitzen zwei Parameter, die Amplitude und die Eindringtiefe. Zwei- und dreidimensionale Direkte Numerische Simulationen, Grenzschichtgleichungslöser sowie lineare Stabilitätsanalyse werden eingesetzt, um zwei Ansätze der Transitionsverzögerung zu verfolgen: Zum einen die aktive Wellenauslöschung, bei der ankommende Grenzschichtinstabilitäten von gegenphasig angeregten Wellen bis zu 97% ausgelöscht werden. Zum anderen können elektromagnetische Kräfte die Grenzschicht beschleunigen und so zu deutlich stabilieren Grenzschichtprofilen führen. Über evolutionäre Optimierung wurde eine räumliche Verteilung von Eindringtiefe und Kraftamplitude gefunden, die den Energieeinsatz minimiert und gleichzeitig laminare Strömung sicherstellt; dennoch bliebt die energetische Effizienz der Beeinflussung unter Eins
This numerical work investigates how electromagnetic forces may delay laminar-turbulent transition of a flat plate boundary layer. Generated by an array of electrodes and magnets flush mounted in the wall, those forces act within the wall-near flow. They are oriented in wall-parallel, downstream direction and are characterized by two parameters, namely amplitude and penetration depth. Two- and three-dimensional Direct Numerical Simulations, numerical solutions of boundary layer equations and linear stability analysis are applied to study two possible ways of transition delay: first, the so-called active wave cancellation, where an anti-wave cancels incoming boundary layer instabilities by up to 97%. A second option is have electromagnetic forces accelerate the boundary layer, thereby modifying its mean velocity profile for greatly enhanced stability. Using evolutionary optimization, a spatial distribution of force amplitude and penetration depth was obtained that maintains laminar flow while minimizing electrical power consumption of the actuator. However, the energetic efficiency of actuation remains less than unity

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

Moritzen, Kay. "Nichtglatte Analysis und Numerik von Eigenwerten zur Designoptimierung mechanischer Strukturen." Braunschweig Zauberfeder-Verl, 2006. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?id=2817077&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Åkesson, Thor. "Industrial risk analysis including approximative modeling of environmental consequences." Helsinki : Societas scientiarum Fennica, 1990. http://catalog.hathitrust.org/api/volumes/oclc/58518390.html.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Haare, Erik Feyling. "Pelspissers nedtrengning i fjell : Forsøk og numeriske analyser." Thesis, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for konstruksjonsteknikk, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-18640.

Full text

Abstract:

I denne masteroppgaven er det sett nærmere på hvor godt pelspisser klarer å trenge ned i fjell ved ramming med fallodd. Oppgaven er en del av et prosjekt Statens vegvesen har satt i gang for å øke kunnskapen rundt ramming av peler med bergspiss i fjell.Som en del av oppgaven ble det gjennomført forsøk der modeller av virkelige pelspisser ble rammet mot ulike bergarter. Det ble undersøkt hvilken effekt spissens geometri, herding av spissen og forboring av steinen har for nedtrengingsevnen til spissen i ulike bergarter.Videre er teorien bak ulike materialmodeller beregnet på modellering av fjell gjennomgått. En av disse materialmodellene er blitt brukt til å utføre numeriske analyser med elementprogrammet IMPETUS for å verifisere resultatene fra forsøket.Forsøkene og analysene viser at ulike spisser har til dels svært ulik oppførsel når de blir rammet mot forskjellige bergarter. De fleste spissene klarte å trenge ned i fjellet, og oppnå sikkert feste. I et par av forsøkene ble imidlertid spissen svært deformert, og det er usikkert om de ville tålt videre ramming mot fjell.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Ochs, Steffen Oliver. "Steam injection into saturated porous media : process analysis including experimental and numerical investigations." Stuttgart Inst. für Wasserbau, 2007. http://elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2007/2971/.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Pöschke, Patrick. "Influence of Molecular Diffusion on the Transport of Passive Tracers in 2D Laminar Flows." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2018. http://dx.doi.org/10.18452/19526.

Full text

Abstract:

In dieser Arbeit betrachten wir das Strömungs-Diffusions-(Reaktions)-Problem für passive Markerteilchen, die in zweidimensionalen laminaren Strömungsmustern mit geringem thermischem Rauschen gelöst sind. Der deterministische Fluss umfasst Zellen in Form von Quadraten oder Katzenaugen. In ihnen tritt Rotationsbewegung auf. Einige der Strömungen bestehen aus wellenförmigen Bereichen mit gerader Vorwärtsbewegung. Alle Systeme sind entweder periodisch oder durch Wände begrenzt. Eine untersuchte Familie von Strömungen interpoliert kontinuierlich zwischen Reihen von Wirbeln und Scherflüssen. Wir analysieren zahlreiche numerische Simulationen, die bisherige theoretische Vorhersagen bestätigen und neue Phänomene offenbaren. Ohne Rauschen sind die Teilchen in einzelnen Bestandteilen des Flusses für immer gefangen. Durch Hinzufügen von schwachem thermischen Rauschen wird die normale Diffusion für lange Zeiten stark verstärkt und führt zu verschiedenen Diffusionsarten für mittlere Zeiten. Mit Continuous-Time-Random-Walk-Modellen leiten wir analytische Ausdrücke in Übereinstimmung mit den numerischen Ergebnissen her, die je nach Parametern, Anfangsbedingungen und Alterungszeiten von subdiffusiver bis superballistischer anomaler Diffusion für mittlere Zeiten reichen. Wir sehen deutlich, dass einige der früheren Vorhersagen nur für Teilchen gelten, die an der Separatrix des Flusses starten - der einzige Fall, der in der Vergangenheit ausführlich betrachtet wurde - und dass das System zu vollkommen anderem Verhalten in anderen Situationen führen kann, einschließlich einem Schwingenden beim Start im Zentrum einesWirbels nach einer gewissen Alterungszeit. Darüber hinaus enthüllen die Simulationen, dass Teilchenreaktionen dort häufiger auftreten, wo sich die Geschwindigkeit der Strömung stark ändert, was dazu führt, dass langsame Teilchen von schnelleren getroffen werden, die ihnen folgen. Die umfangreichen numerischen Simulationen, die für diese Arbeit durchgeführt wurden, mussten jetzt durchgeführt werden, da wir die Rechenleistung dafür besitzen.
In this thesis, we consider the advection-diffusion-(reaction) problem for passive tracer particles suspended in two-dimensional laminar flow patterns with small thermal noise. The deterministic flow comprises cells in the shape of either squares or cat’s eyes. Rotational motion occurs inside them. Some of the flows consist of sinusoidal regions of straight forward motion. All systems are either periodic or are bounded by walls. One examined family of flows continuously interpolates between arrays of eddies and shear flows. We analyse extensive numerical simulations, which confirm previous theoretical predictions as well as reveal new phenomena. Without noise, particles are trapped forever in single building blocks of the flow. Adding small thermal noise, leads to largely enhanced normal diffusion for long times and several kinds of diffusion for intermediate times. Using continuous time random walk models, we derive analytical expressions in accordance with numerical results, ranging from subdiffusive to superballistic anomalous diffusion for intermediate times depending on parameters, initial conditions and aging time. We clearly see, that some of the previous predictions are only true for particles starting at the separatrix of the flow - the only case considered in depth in the past - and that the system might show a vastly different behavior in other situations, including an oscillatory one, when starting in the center of an eddy after a certain aging time. Furthermore, simulations reveal that particle reactions occur more frequently at positions where the velocity of the flow changes the most, resulting in slow particles being hit by faster ones following them. The extensive numerical simulations performed for this thesis had to be done now that we have the computational means to do so. Machines are powerful tools in order to gain a deeper and more detailed insight into the dynamics of many complicated dynamical and stochastic systems.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

von, Sachsen Sandra. "Einsatz numerischer Simulationen für einen Vergleich von Stentgrafts in der endovaskulären Gefäßmedizin." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-178083.

Full text

Abstract:

Der Einsatz numerischer Simulationen zur Bearbeitung klinischer Fragestellungen ist eine innovative Vorgehensweise. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode zur Auswertung von Ergebnissen einer Finite-Elemente-Analyse zum Stentgraftverhalten konzipiert, implementiert und im Rahmen einer deutschlandweiten Benutzerstudie getestet. Für einen Vergleich unterschiedlicher Stentgraftkonfigurationen im Kontext mit dem patientenspezifischen Gefäß wurden Stentgraftbewertungsgrößen eingeführt. Hierzu gehören die Fixierungskraft und der Kontaktstatus zwischen Stentringen und Blutgefäßbestandteilen. Für eine Bereitstellung der Ergebnisgrößen im gefäßmedizinischen Arbeitsumfeld wurde eine graphische Mensch-Maschine-Schnittstelle entwickelt. Diese ermöglicht eine quantitative und qualitative Auswertung von Stentgraftbewertungsgrößen. Hierfür wurden Module zur automatisierten Auswertung von Fixierungskräften sowie zur 2D- und 3D- Ergebnisvisualisierung implementiert. Im Rahmen der Benutzerstudie wurde die Anwendung der entwickelten Methode für die Ermittlung des Einsatzpotenzials numerischer Simulationen zur Unterstützung der Stentgraftauswahl demonstriert. Im Ergebnis wurde als wesentliches Einsatzpotenzial die Festlegung eines Mindestmaßes an Überdimensionierung, die Optimierung der Schenkellänge sowie der Ver- gleich unterschiedlicher Stentgraftdesigns ermittelt. Weiterhin konnten grundlegende Anforderungen an ein System zur Generierung und Bewertung von Stentgraftkonfigurationen im klinischen Alltag definiert werden. Zu den wesentlichen Funktionen, die der Implanteur für einen Vergleich von Stentgrafts benötigt, zählen eine Übersichtskarte zu farbkodiertem Migrationsrisiko pro Stentgraft und Landungszone, die Visualisierung des Abdichtungszustandes der Stentkomponenten sowie die Darstellung von Stentgraft- und Gefäßdeformationen im 3D-Modell.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Zanger, Frederik [Verfasser]. "Segmentspanbildung, Werkzeugverschleiß, Randschichtzustand und Bauteileigenschaften: : Numerische Analysen zur Optimierung des Zerspanungsprozesses am Beispiel von Ti-6Al-4V / Frederik Zanger." Aachen : Shaker, 2013. http://d-nb.info/1051575451/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Steinigen, Frank, Wolfgang Graf, Andreas Hoffmann, and Michael Kaliske. "Nachträglich textilverstärkte Stahlbetontragwerke — Strukturanalyse mit unscharfen Daten." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-ds-1244047124333-78222.

Full text

Abstract:

Mit der Fuzzy-Stochastischen Finite-Elemente-Methode (FSFEM) kann die nachgewiesene stochastische und nichtstochastische Datenunschärfe des stahlbewehrten Altbetons und des Textilbeton bei der Strukturanalyse berücksichtigt werden. Die für die deterministische Analyse textilverstärkter Tragwerke auf der Basis des Multi-Referenzebenen-Modells (MRM) entwickelten finiten MRM-Elemente wurden zu FSMRM-Elementen weiterentwickelt. Das Stoffmodell des mit AR-Glas bewehrten Feinbetons wurde für textile Gelege aus Carbon erweitert. Die entwickelten Modelle und Algorithmen werden zur fuzzystochastischen Tragwerksanalyse textilverstärkter Tragwerke eingesetzt.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Laugwitz, Alexander. "Detailed analyses and numerical modeling of a new multi-staged fluidized-bed gasifier." Doctoral thesis, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola", 2018. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-230465.

Full text

Abstract:

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Simulationsansätze angewandt um die Hydrodynamik in einem neu entwickelten Wirbelschichtvergaser zu untersuchen. Die Ansätze umfassen a) entdimensionalisierter Ähnlichkeitskennzahlen und empirischer Gleichungen, b) 1D Simulationen mittels ASPEN Plus®, c) 3D CFD Simulationen mittels Ansys Fluent® zur detaillierten Abbildung der zu erwartenden Hydrodynamik. Vor- und Nachteile der jeweiligen Ansätze sowie Klassen von ermittelbaren Simulationsdaten werden diskutiert. Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Identifizierung geeigneter Experimente aus der Literatur, auf Basis von Ähnlichkeitskennzahlen, um die Simulationen zu validieren. Die Vergasersimulationen zeigen, dass sich erwartungsgemäß ein aus hydrodynamischer Sicht gestufter Prozess ausbildet. Die entstehenden Zonen lassen sich als Festbett, blasenbildende Wirbelschicht, Jet-Wirbelschicht mit Rezirkulationszelle und strähnenbildende, zirkulierende Wirbelschicht identifizieren und entsprechen demnach dem Verfahrensanspruch.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

46

Heek, Peter [Verfasser], Peter [Gutachter] Mark, and Ludger [Gutachter] Lohaus. "Modellbildung und numerische Analysen zur Ermüdung von Stahlfaserbeton / Peter Heek ; Gutachter: Peter Mark, Ludger Lohaus ; Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften." Bochum : Ruhr-Universität Bochum, 2018. http://d-nb.info/1154308146/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

47

Strohm, Christian. "Circuit Simulation Including Full-Wave Maxwell's Equations." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2021. http://dx.doi.org/10.18452/22544.

Full text

Abstract:

Diese Arbeit widmet sich der Simulation von elektrischen/elektronischen Schaltungen welche um elektromagnetische Bauelemente erweitert werden. Im Fokus stehen unterschiedliche Kopplungen der Schaltungsgleichungen, modelliert mit der modifizierten Knotenanalyse, und den elektromagnetischen Bauelementen mit deren verfeinerten Modell basierend auf den vollen Maxwell-Gleichungen in der Lorenz-geeichten A-V Formulierung welche durch Finite-Integrations-Technik räumlich diskretisiert werden. Eine numerische Analyse erweitert die topologischen Kriterien für den Index der resultierenden differential-algebraischen Gleichungen, wie sie bereits in anderen Arbeiten mit ähnlichen Feld/Schaltkreis-Kopplungen hergeleitet wurden. Für die Simulation werden sowohl ein monolithischer Ansatz als auch Waveform-Relaxationsmethoden untersucht. Im Mittelpunkt stehen dabei Zeitintegration, Skalierungsmethoden, strukturelle Eigenschaften und ein hybride Ansatz zur Lösung der zugrundeliegenden linearen Gleichungssysteme welcher den Einsatz spezialisierter Löser für die jeweiligen Teilsysteme erlaubt. Da die vollen Maxwell-Gleichungen zusätzliche Ableitungen in der Kopplungsstruktur verursachen, sind bisher existierende Konvergenzaussagen für die Waveform-Relaxation von gekoppelten differential-algebraischen Gleichungen nicht anwendbar und motivieren eine neue Konvergenzanalyse. Auf dieser Analyse aufbauend werden hinreichende topologische Kriterien entwickelt, welche eine Konvergenz von Gauß-Seidel- und Jacobi-artigen Waveform-Relaxationen für die gekoppelten Systeme garantieren. Schließlich werden numerische Benchmarks zur Verfügung gestellt, um die eingeführten Methoden und Theoreme dieser Abhandlung zu unterstützen.
This work is devoted to the simulation of electrical/electronic circuits incorporating electromagnetic devices. The focus is on different couplings of the circuit equations, modeled with the modified nodal analysis, and the electromagnetic devices with their refined model based on full-wave Maxwell's equations in Lorenz gauged A-V formulation which are spatially discretized by the finite integration technique. A numerical analysis extends the topological criteria for the index of the resulting differential-algebraic equations, as already derived in other works with similar field/circuit couplings. For the simulation, both a monolithic approach and waveform relaxation methods are investigated. The focus is on time integration, scaling methods, structural properties and a hybrid approach to solve the underlying linear systems of equations with the use of specialized solvers for the respective subsystems. Since the full-Maxwell approach causes additional derivatives in the coupling structure, previously existing convergence statements for the waveform relaxation of coupled differential-algebraic equations are not applicable and motivate a new convergence analysis. Based on this analysis, sufficient topological criteria are developed which guarantee convergence of Gauss-Seidel and Jacobi type waveform relaxation schemes for introduced coupled systems. Finally, numerical benchmarks are provided to support the introduced methods and theorems of this treatise.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

48

Zanger, Frederik [Verfasser], and V. [Akademischer Betreuer] Schulze. "Segmentspanbildung, Werkzeugverschleiß, Randschichtzustand und Bauteileigenschaften: Numerische Analysen zur Optimierung des Zerspanungsprozesses am Beispiel von Ti-6Al-4V / Frederik Zanger. Betreuer: V. Schulze." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2012. http://d-nb.info/1033351458/34.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

49

Sommer, Oliver. "Ein Beitrag zur Untersuchung des Verhaltens dünner Flüssigkeitsfilme nahe gekrümmten Substratoberflächen." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-154946.

Full text

Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten dünner Flüssigkeitsfilme an gekrümmten Substratoberflächen durch experimentelle Beschichtungsversuche basierend auf der non-invasiven laserinduzierten Fluoreszenzmesstechnik und durch numerische Filmsimulationen mit Hilfe des Volume-of-Fluid Mehrphasenmodells untersucht. Besonderes Interesse galt dabei dem Finden optimaler Einflussgrößenkombinationen zur Reduzierung des Fettkanten-Effekts. In der hierfür durchgeführten Parameterstudie wurden sowohl Applikationsparameter wie der Kantenrundungsradius und die Applikationsschichtdicke als auch Stoffparameter der untersuchten Flüssigkeit wie die Viskosität und die Oberflächenspannung variiert. Neben qualitativen Beschreibungen der entstandenen Fettkantengestalten sind als Resultate auch Größen zur Quantifizierung der Fettkanten festgelegt worden und systematisch dargestellt. Es konnte nachgewiesen werden, dass ungünstige und geeignete Parameterkonfigurationen existieren, welche prägnante bzw. kaum auffällige Fettkanten erzeugen, insbesondere im Experiment. Über die dabei eingreifenden Mechanismen der zugrundeliegenden Strömungen wurden konkrete Hypothesen aufgestellt, auch um die resultierenden Proportionalitäten der Fettkantengrößen bezüglich der Einflussgrößen zu plausibilisieren. Weiterhin konnte eine Aussage über die Signifikanz der untersuchten Einflussgrößen getroffen werden. Abschließend wurde eine geeignete dimensionslose Kenngröße generiert, um den Fettkanten-Effekt parameterübergreifend beschreiben zu können, wodurch mittels der Ähnlichkeitstheorie auch eine gewisse Abschätzung des Fettkanten-Effekts ermöglicht wird
In this study the behaviour of a thin liquid layer at a curved solid edge was examined by experimental coating investigations based on the laser-induced fluorescence technique and by numerical film simulations based on the Volume-of-Fluid multiphase flow model, respectively. The main motivation was to find optimal combinations of influencing quantities to reduce the fat-edge effect. Therefore a study of these quantities was performed, in which application parameters like edge radii of curvature and application layer thicknesses as well as determining liquid properties like viscosity and surface tension have been varied. Results are described qualitatively at corresponding fat-edge shapes and quantified by suitable fat-edge parameters, which had to be identified and selected. It could be shown that adverse and appropriate influencing parameter combinations exist, which generate conspicuous and less distinctive fat-edges, respectively - especially in laboratory experiments. The experimental findings and proportionalities regarding fat-edge shapes and dimensions are found to be physically plausible. Furthermore an order of significance of the influencing quantities established. Eventually, a dimensionless quantity was derived by dimensional analysis, which describes the fat-edge effect. Thus, the fat-edge effect has also been described by the application of similarity theory and the corresponding dimenionless number, respectively

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

50

Dallmeier, Johannes. "Experimental analysis and numerical fatigue modeling for magnesium sheet metals." Doctoral thesis, Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola", 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-209124.

Full text

Abstract:

The desire for energy and resource savings brings magnesium alloys as lightweight materials with high specific strength more and more into the focus. Most structural components are subjected to cyclic loading. In the course of computer aided product development, a numerical prediction of the fatigue life under these conditions must be provided. For this reason, the mechanical properties of the considered material must be examined in detail. Wrought magnesium semifinished products, e.g. magnesium sheet metals, typically reveal strong basal textures and thus, the mechanical behavior considerably differs from that of the well-established magnesium die castings. Magnesium sheet metals reveal a distinct difference in the tensile and compressive yield stress, leading to non-symmetric sigmoidal hysteresis loops within the elasto-plastic load range. These unusual hysteresis shapes are caused by cyclic twinning and detwinning. Furthermore, wrought magnesium alloys reveal pseudoelastic behavior, leading to nonlinear unloading curves. Another interesting effect is the formation of local twin bands during compressive loading. Nevertheless, only little information can be found on the numerical fatigue analysis of wrought magnesium alloys up to now. The aim of this thesis is the investigation of the mechanical properties of wrought magnesium alloys and the development of an appropriate fatigue model. For this purpose, twin roll cast AM50 as well as AZ31B sheet metals and extruded ME21 sheet metals were used. Mechanical tests were carried out to present a comprehensive overview of the quasi-static and cyclic material behavior. The microstructure was captured on sheet metals before and after loading to evaluate the correlation between the microstructure, the texture, and the mechanical properties. Stress- and strain-controlled loading ratios and strain-controlled experiments with variable amplitudes were performed. Tests were carried out along and transverse to the manufacturing direction to consider the influence of the anisotropy. Special focus was given to sigmoidal hysteresis loops and their influence on the fatigue life. A detailed numerical description of hysteresis loops is necessary for numerical fatigue analyses. For this, a one-dimensional phenomenological model was developed for elasto-plastic strain-controlled constant and variable amplitude loading. This model consists of a three-component equation, which considers elastic, plastic, and pseudoelastic strain components. Considering different magnesium alloys, good correlation is reached between numerically and experimentally determined hysteresis loops by means of different constant and variable amplitude load-time functions. For a numerical fatigue life analysis, an energy based fatigue parameter has been developed. It is denoted by “combined strain energy density per cycle” and consists of a summation of the plastic strain energy density per cycle and the 25 % weighted tensile elastic strain energy density per cycle. The weighting represents the material specific mean stress sensitivity. Applying the energy based fatigue parameter on modeled hysteresis loops, the fatigue life is predicted adequately for constant and variable amplitude loading including mean strain and mean stress effects. The combined strain energy density per cycle achieves significantly better results in comparison to conventional fatigue models such as the Smith-Watson-Topper model. The developed phenomenological model in combination with the combined strain energy density per cycle is able to carry out numerical fatigue life analyses on magnesium sheet metals.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Numerische Analysis'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles