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Werkstoffsimulation (M2/M3) (COMM)12.5 ECTS (englische Bezeichnung: Computational Modelling of Materials)
Modulverantwortliche/r: Stefan Sandfeld Lehrende:
Stefan Sandfeld, Michael Zaiser
Startsemester: |
WS 2015/2016 | Dauer: |
2 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
135 Std. | Eigenstudium: |
240 Std. | Sprache: |
Englisch |
Lehrveranstaltungen:
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- Pflichtfächer / mandatory courses
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Introduction to Advanced Maths and Calculus (WS 2015/2016)
(Seminar, 1 SWS, Paolo Moretti, Einzeltermine am 12.10.2015, 14:00 - 17:00, H16; 14.10.2015, 15:30 - 17:00, 0.157-115; 15.10.2015, 9:00 - 12:00, 0.157-115)
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Multi-scale Simulation Methods I (Lecture) (WS 2015/2016)
(Vorlesung, 1 SWS, Stefan Sandfeld, Mo, 12:45 - 14:15, CIP Pool WW; ab 19.10.2015; MuSim 1 T/L will take place at the WW8, Technikum 2 (1.OG), Fürth. DUE TO CONFLICTS WITH THE ADVANCED MATHS COURSE WE WILL START AT 19 OCT 2015!!!!)
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Multi-scale Simulation Methods I (Tutorial) (WS 2015/2016)
(Übung, 1 SWS, Stefan Sandfeld, Mo, 12:45 - 14:15, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; ab 19.10.2015; siehe Bemerkungen zur entsprechenden Vorlesung / please see the comments for the lecture)
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Multi-scale Simulation Methods II (Lecture) (SS 2016)
(Vorlesung, 1 SWS, Stefan Sandfeld, jede 2. Woche Fr, 15:00 - 16:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; Tutorialtermine nach Absprache in der 1. Vorlesung (in Fürth, Technikum 2, R.2.018))
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Multi-scale Simulation Methods II (Tutorial) (SS 2016)
(Tutorium, 1 SWS, Stefan Sandfeld, jede 2. Woche Fr, 15:00 - 16:30, 2.018-1 Besprechungsraum Technikum 2; Tutorialtermine nach Absprache in der 1. Vorlesung)
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Nebenfachpraktikum Werkstoffsimulation (SS 2016)
(Praktikum, 1 SWS, Stefan Sandfeld et al., Mo, 15:00 - 16:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; Bzgl. Termine: die Studierenden müssen 2 Praktika auswählen. Davon hängen die jeweiligen Termine ab!)
- Wahlvorlesungen / elective courses
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Numerische Methoden in den Werkstoffwissenschaften - Atomistische Methoden (SS 2016)
(Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Erik Bitzek, Di, 8:15 - 9:45, 0.157-115)
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Generalized Continuum Models of Materials Mechanics (SS 2016)
(Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Di, 08:15 - 09:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
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Foundations of Finite Element Simulation (Tutorial) (WS 2015/2016)
(Übung, 1 SWS, Stefan Sandfeld, Mi, 10:30 - 12:00, CIP Pool WW; Mi; nach Absprache werden einige Übungen/Vorlesungen in als Block von 2 Doppelstunden hintereinander abgehalten werden (12:15-15:30). Der reguläre Turnus ist, dass Vorlesung und Übung jeweils wöchentlich alternierend von 12:15 - 13:45 abgehalten werden.)
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Foundations of Finite Element Simulation (Lecture) (WS 2015/2016)
(Vorlesung, 1 SWS, Stefan Sandfeld, Mi, 10:30 - 12:00, CIP Pool WW; Lecture and Tutorials will be held alternately/if required)
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Modelling Materials with Finite Element Simulations (Tutorial) (SS 2016)
(Übung, 1 SWS, Stefan Sandfeld, Do, 15:00 - 16:30, 2.018-1 Besprechungsraum Technikum 2)
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Modelling Materials with Finite Element Simulations (Lecture) (SS 2016)
(Vorlesung, 1 SWS, Stefan Sandfeld, jede 2. Woche Do, 15:00 - 16:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; Lecture and tutorial will be held either alternating or as a block of 2x 1.5h - as required.)
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Dislocation Theory and Dislocation Simulation (Lecture) (WS 2015/2016 - optional)
(Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Mo, 10:15 - 11:45, 00.151-113)
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Dislocation Theory and Dislocation Simulation (Tutorial) (WS 2015/2016 - optional)
(Übung, 1 SWS, Michael Zaiser, Mo, 08:15 - 09:45, 00.151-113)
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Computational models of biomaterial failure (SS 2016 - optional)
(Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Paolo Moretti, Do, 9:00 - 10:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; The exact location and time will be determined shortly befor the beginning of the semester.)
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Seminar Computational Materials Science I (WS 2015/2016 - optional)
(Seminar, 2 SWS, Michael Zaiser et al., Di, 17:00 - 18:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
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Seminar Computational Materials Science II (SS 2016 - optional)
(Seminar, 2 SWS, Michael Zaiser et al., Mi, 17:15 - 18:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
Inhalt:
In this modul the foundations and the application of computer-based modeling and simulation methods that are commonly used in computational materials science are learned. Those simulations are an important counterpart to experiments and purely theoretical considerations and have become extremely powerful during the last decades. Knowledge about common simulation methods on different scales together with understanding how the physics transfers into a model and how simulations can be used to answer materials questions will turn out to be very helpful with respect to any major.
Lernziele und Kompetenzen:
- Wissen
- Lernende können materialwissenschaftliche Anwenungsgebiete von relevanten Simulationsmethoden wiedergeben. Sie sind in der Lage theoretische Grundlagen wiederzugeben (z.B. Kontinuumsmechanik, Vektoren und Tensoren, Finite Elemente, Programmierung mit Python).
- Verstehen
- Lernende können die Rolle von Simulationsverfahren in der Werkstoffwissenschaft aufzeigen. Sie können werkstoffwissenschaftlichen Phänomenen klassifizieren, deren relevante Zeit- und Längenskalen abstrahieren und Mechanismen in Hinblick auf Simulationen abstrahieren und klassifizieren. Sie können die Funktionsweisen von Simulationsmethoden erläutern. Dazu zählen u.a.:
Diskrete Versetzungsdynamik
Atomistische Simulationen
Finite Element Simulation von Elastizität und Plastizität
Phasenfeldmethode
Mehrskalensimulationsmethoden
- Anwenden
- Lernende können allgemeine werkstoffwissenschaftliche Simulationsprobleme durch Anwendung von gelerntem Wissen und das Zusammenführen von unterschiedlichen gelernten Techniken und Methoden lösen.
- Analysieren
- Lernende können gezielt eigene Herleitungen von Simulationsmodellen unter vereinfachten Annahmen durchführen.
- Evaluieren (Beurteilen)
- Lernende können eigene spezielle Modellvarianten aufstellen, oder sich Testfälle ausdenken um gezielt Hypothesen zu testen oder Annahmen zu validieren.
Lernende sind in der Lage, zu bewerten, wann ein Simulationsfehler klein, groß, relevant, vernachlässigbar ist.
- Erschaffen
- Lernende können neue werkstoffwissenschaftliche Simulationsprobleme durch
eigenständig und in Kooperation mit anderen Lernenden lösen.
Studien-/Prüfungsleistungen:
Werkstoffsimulation_ (Prüfungsnummer: 64401)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2016, 1. Wdh.: WS 2016/2017
1. Prüfer: | Stefan Sandfeld |
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UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
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