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Robust methods for fluid-structure interaction with stabilised finite elements
Förster, Christiane; Bischoff, Manfred (Herausgeber)
Quelle: Bericht - Institut für Baustatik und Baudynamik der Universität Stuttgart
Stuttgart (Deutschland)
Selbstverlag
2007, XIV,183 S., Abb., Tab., Lit.
ISBN: 978-3-00-022267-2
Serie: Bericht - Institut für Baustatik und Baudynamik der Universität Stuttgart, Nr.51
Sprache: Englisch

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[Quelle: http://d-nb.info]
In nahezu allen Bereichen des Ingenieurwesens treten Mehrfeldprobleme auf, zu denen auch Fluid-Struktur-Interaktionen (FSI) zu zählen sind. Diese Arbeit trägt zur Entwicklung eines stabilen und robusten numerischen Verfahrens zur Lösung solcher FSI-Probleme bei. Hier werden speziell zwei- und dreidimensionale Strukturen betrachtet, die in Wechselwirkung mit inkompressiblen Flüssigkeiten treten. Dabei ist das Strukturverhalten durch die nichtlinearen Gleichungen der Elastodynamik bestimmt. Die Dynamik des Fluids wird durch die inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen beschrieben. Beide Felder werden mit Hilfe finiter Elemente im Raum und mittels Differenzenverfahren in der Zeit diskretisiert. Um das gekoppelte Problem zu lösen, kommt ein iterativ gestaffeltes partitioniertes Kopplungsverfahren mit Relaxation zum Einsatz. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf methodischen Aspekten. Insbesondere sollen die theoretischen Grundlagen des numerischen Verfahrens verbessert werden. Dabei ist das Ziel sicherzustellen, daß das Verfahren stabil läuft und für einen weiten Parameterbereich Ergebnisse von verläßlicher Genauigkeit liefert. Die theoretischen Ergebnisse werden durch begleitende kleine Beispielrechnungen veranschaulicht. Einige größere Anwendungen des Verfahrens werden am Schluß der Arbeit präsentiert.
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