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Werkstoffsimulation (M2/M3) (COMM)12.5 ECTS (englische Bezeichnung: Computational Modelling of Materials)
(Prüfungsordnungsmodul: Werkstoffsimulation)
Modulverantwortliche/r: Paolo Moretti, Michael Zaiser Lehrende:
Paolo Moretti, Michael Zaiser
Start semester: |
WS 2018/2019 | Duration: |
2 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
135 Std. | Eigenstudium: |
240 Std. | Language: |
Englisch |
Lectures:
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- Pflichtfächer / mandatory courses
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Introduction to Advanced Maths and Calculus (WS 2018/2019)
(Seminar, 1 SWS, Paolo Moretti, single appointment on 16.10.2018, 14:00 - 17:00, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; single appointment on 19.10.2018, 8:00 - 11:00, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; single appointment on 29.10.2018, 9:30 - 11:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
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Multi-scale Simulation Methods I (Lecture) (WS 2018/2019)
(Vorlesung, 1 SWS, Paolo Moretti, Mon, 15:30 - 17:00, CIP Pool WW; First lectue on 22.10.2018. There will be NO MuSim I L/T during the first week. Instead there will a Python course. Please sign up for the Python courses on StudOn!)
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Multi-scale Simulation Methods I (Tutorial) (WS 2018/2019)
(Übung, 1 SWS, Paolo Moretti, Mon, 15:30 - 17:00, CIP Pool WW; siehe Bemerkungen zur entsprechenden Vorlesung / please see the comments for the lecture)
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Multi-scale Simulation Methods II (Lecture) (SS 2019)
(Vorlesung, 1 SWS, Paolo Moretti, Wed, 10:15 - 11:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; First lecture on 08.05.2019. Turotial dates to be arranged during the first lecture. Lectures and tutorials will be held alternatigly.)
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Multi-scale Simulation Methods II (Tutorial) (SS 2019)
(Tutorium, 1 SWS, Paolo Moretti et al., Wed, 10:15 - 11:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; First lecture on 08.05.2019. Please refer to the Lecture page for additional information.)
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Nebenfachpraktikum Werkstoffsimulation (SS 2019)
(Praktikum, 1 SWS, Paolo Moretti et al., Mon, 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 2019)
(Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Erik Bitzek, Fri, 16:15 - 17:45, CIP Pool WW; Beginn: 26.04.2019)
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Generalized Continuum Models of Materials Mechanics (SS 2019)
(Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Tue, 12:15 - 13:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; First lecure: 30.04.2019)
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Foundations of Finite Element Simulation (Tutorial) (WS 2018/2019)
(Übung, 1 SWS, Michael Zaiser, Wed, 12:00 - 14:00, 0.157-115; Wed; First lecture on 07.11.2018, Siehe Bemerkungen zur Vorlesung / see lecture comments)
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Foundations of Finite Element Simulation (Lecture) (WS 2018/2019)
(Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Wed, 12:00 - 14:00, 0.157-115; First lecture on 07.11.2018)
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Modelling Materials with Finite Element Simulations (Tutorial) (SS 2019)
(Übung, 1 SWS, Michael Zaiser, Wed, 12:15 - 13:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
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Modelling Materials with Finite Element Simulations (Lecture) (SS 2019)
(Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Wed, 12:15 - 13:45, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2; First lecture: 08.05.2019. 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 2018/2019 - optional)
(Vorlesung, 1 SWS, Michael Zaiser, Wed, 15:15 - 16:45, 2.018-1 Besprechungsraum Technikum 2; First lecture on 07.11.2018)
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Dislocation Theory and Dislocation Simulation (Tutorial) (WS 2018/2019 - optional)
(Übung, 1 SWS, Michael Zaiser, Wed, 15:15 - 16:45, 2.018-1 Besprechungsraum Technikum 2; First lecture on 07.11.2018)
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Computational models of biomaterial failure (SS 2019 - optional)
(Vorlesung mit Übung, 2 SWS, Paolo Moretti)
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Seminar Computational Materials Science I (WS 2018/2019 - optional)
(Seminar, 2 SWS, Michael Zaiser et al., Wed, 17:00 - 18:30, 2.018-2 Seminarraum Technikum 2)
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Seminar Computational Materials Science II (SS 2019 - optional)
(Seminar, 2 SWS, Michael Zaiser et al., Wed, 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.
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Allgemeine Werkstoffeigenschaften | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Allgemeine Werkstoffeigenschaften | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffkunde und Technologie der Metalle | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Glas und Keramik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Korrosion und Oberflächentechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Polymerwerkstoffe | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Elektrotechnik | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Werkstoffe in der Medizin | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Mikro- und Nanostrukturfoschung | 2. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M2) | Werkstoffsimulation)
- Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Master of Science) | Module M1 - M3 (gegliedert nach Kernfächern) | Kernfach Mikro- und Nanostrukturfoschung | 3. Werkstoffwissenschaftliches Modul (M3) | Werkstoffsimulation)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Werkstoffsimulation_ (Prüfungsnummer: 64401)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 64401 Werkstoffsimulation (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: mündliche Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 20, 12.5 ECTS, Prüfung).
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- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2019, 1. Wdh.: WS 2019/2020
1. Prüfer: | Paolo Moretti (100565) |
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