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Implementierung von Spektralelementen zur Simulation elastischer Wellen

Rohlwing, Stefan and Vivar Perez, Juan Miguel and Willberg, Christian (2014) Implementierung von Spektralelementen zur Simulation elastischer Wellen. Bachelor's. DLR-Interner Bericht. DLR-IB 131-2014/108, 106 S. (Unpublished)

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Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden Spektralelemente zur Simulation von elastischen Wellen in homogenen und isotropen Materialien mit MATLAB implementiert. Der erste der drei Hauptteile beschäftigt sich mit den physikalischen und mathematischen Grundlagen der linearen Elastizitätatstheorie und der Finite-Elemente-Methode (FEM). Es werden die benötigten Teile der linearen Elastizitätstheorie erarbeitet, die Wellengleichung aus der Impulsbilanz hergeleitet und eine FEM-Formulierung in Anlehnung an das Verfahren von Ritz und Galerkin aufgestellt. Im zweiten Teil werden die Spektralelemente entwickelt. Die Grundlage hierzu bilden die Legendre-Polynome, was zusammen mit der verwendeten Gauss-Legendre-Lobatto-Quadratur zu einer diagonalen Massenmatrix führt. Erste Tests der entwickelten Elemente werden schließlich im dritten Teil der Arbeit durchgeführt. Dazu werden Ultraschallwellen in einem zweidimensionalen Modell angeregt und die Verschiebungen analysiert. Zur Verifizierung der Ergebnisse dient hierbei eine analytischen Lösung. Um erste Vergleiche mit klassischen finiten Elementen anstellen zu können, wird das identische Modell ebenfalls mit der CAE-Software ABAQUS untersucht.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/95222/
Document Type:Monograph (DLR-Interner Bericht, Bachelor's)
Title:Implementierung von Spektralelementen zur Simulation elastischer Wellen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Rohlwing, StefanFachhochschule FlensburgUNSPECIFIED
Vivar Perez, Juan MiguelUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Willberg, ChristianUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:November 2014
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:106
Status:Unpublished
Keywords:Spektralelemente, Lamb-Wellen, Structural Health Monitoring
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:fixed-wing aircraft
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AR - Aircraft Research
DLR - Research theme (Project):L - Simulation and Validation
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Composite Structures and Adaptive Systems > Structural Mechanics
Deposited By: Böhringer-Thelen, Isolde
Deposited On:17 Feb 2015 10:10
Last Modified:17 Feb 2015 10:10

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