Steinbeis-Transferzentrum Werkstoffsimulation und Prozessoptimierung

Dienstleistungsangebot

  • Entwicklung von Modellen und Software
  • Durchführung von Simulationsrechnungen zur Werkstoff- und Prozessanalyse
  • Parameter- und Optimierungsstudien
  • Virtuelles Materialdesign
  • Beratung und Angewandte Forschung in den Bereichen Modellbildung, Softwareentwicklung, Simulation, Datenauswertung und Visualisierung
  • Erstellung von Gutachten
  • Weiterbildung, Schulungen und Seminare

Schwerpunktthemen

  • Modellbildung
    • Problem- und Anforderungsanalyse
    • Phasenfeldmodellierung
    • Strömungsmodellierung mit Navier-Stokes und Lattice-Boltzmann
    • Elastizität und Mikromagnetismus
    • Skalenübergreifende Prozessbeschreibung
    • Kopplung atomistischer Berechnungen (z. B. MD) mit Mikrostruktursimulationen
  •  Simulationstechniken
    • Entwicklung numerischer Diskretisierungsverfahren
    • Numerik partieller Differenzialgleichungen
    • Effiziente und adaptive Verfahren
    • Computational Fluid Dynamics (CFD)
    • Kopplung mit thermodynamischen Datenbanken
  • Software-Entwicklung
    • Schnittstellen zur Anbindung externer Anwendungen
    • Konvertierung experimenteller Daten in Simulationsparameter
    • Konzeption und Programmierung von Simulationswerkzeugen
    • Parallelisierung und Performanceoptimierung auf Hochleistungsrechnern
    • Softwaredesign und -engineering
    • Prozessspezifische Algorithmen zur Datenanalyse
    • Visualisierungstechniken und Nutzung in einer Virtual Reality Umgebung (CAVE)
  • Prozesse und Anwendungen
    • Mikrostrukturausbildung in Werkstoffen
    • Phasenumwandlung und thermodynamische Berechnung
    • Stoff- und Wärmediffusion in Mehrkomponentensystemen
    • Mehrphasensysteme
    • Virtuelle quantitative Gefügecharakterisierung, Vorhersage von charakteristischen Gefüge-kenngrößen wie z. B. Dendritenarmabständen
    • Parameterstudien zur Bestimmung von Gefüge-Eigenschafts-Korrelationen
    • Reverse Engineering zur Parameterschätzung
    • Sensitivitätsanalyse
    • Polykristalline Kornstrukturen, Kornreifung
    • Wärmebehandlung, Tempern
    • Optimierung von Werkstoffeigenschaften und Prozessabläufen
    • Gieß- und Abkühlprozesse, Erstarrungsstrukturen
    • Strukturentwicklung bei Sintervorgängen
    • Betriebsfestigkeitsanalyse
  • Beratung, Gutachten und Schulung 
    • Modellbildung und Simulation
    • Werkstoffsimulation
    • Strömungssimulation
    • High Performance Computing, Scientific Computing
    • Softwareentwicklung
  •  Kompetenz
    • Langjährige Erfahrung der Leiterin des Steinbeis-Trasnferzentrums in angewandter und industrieller Forschung und Entwicklung sowie zahlreiche Auszeichnungen wie z. B. Landesforschungspreis, Materials Science and Technology Prize 2005 der Federation of European Materials Societies (FEMS), Richard-von-Mises-Preis 2002 der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik (GAMM), do-IT Software Awards 2004 und 2007
    • Engagiertes, interdisziplinär arbeitendes Team
    • Hohe Flexibilität

Projektbeispiele

Pace3D ist ein umfangreiches Softwarepaket zur Durchführung großskaliger, paralleler 3D Simulationen von Mikrostrukturausbildungen in Werkstoffen unter Berücksichtigung von Strömung, Wärme- und Massendiffusion, elastischer Druck- und Zugspannungen sowie Magnetismus. Die Software wird angewendet auf verschiedene Materialsysteme wie z. B. metallische Legierungen, keramische Werkstoffe, Polymere, geologische, biologische und biomimetische Systeme. Für die Datenanalyse und Visualisierung stehen vielseitige Methoden und Algorithmen zur Verfügung. Das Pace3D Paket enthält: Preprocessing Tools zur Initialisierung und Konfiguration von Simulationen, Mainprocessing mit der numerischen Lösung der Modellgleichungen unter Verwendung effizienter paralleler und adaptiver Algorithmen zur optimierten Nutzung von Hochleistungsrechnern, Postprocessing Tools zur Auswertung und qualitativ hochwertigen Visualisierung der Simulationsdaten

Die Simulationsrechnungen werden eingesetzt zur computergestützten Materialforschung, Prozessvorhersage sowie -optimierung in:

  • metallischen Legierungen
  • keramischen Werkstoffen
  • biologischen und biomimetischen Systeme
  • Polymeren
  • geologischen Materialien

Medien

Steinbeis Transfer-Magazin

Fluide auf strukturierten Oberflächen und in porösen Strukturen (Transfer 4/2016)
Steinbeis-Experten entwickeln Simulations-Software
Forschung kompakt | Computergestütztes Design medizinischer Membranen (Transfer 2/2015)
Steinbeis-Experten entwickeln Simulationssoftware
Neue Werkstoffe zeit- und ressourcenschonend entwickeln (Transfer 1/2014)
Die Simulationssoftware Pace3D zur computergestützten Materialentwicklung

QR code
http://www.stw.de/su/1272

Kontaktdaten

Taglöhnergärten 15, D-76228 Karlsruhe
Telefon: +49 721 4846816
Fax: +49 721 9251503
E-Mail: SU1272@stw.de
Transferunternehmer: Prof. Dr. Britta Nestler
Dipl.-Inf. Michael Selzer, M.Sc.
(Stand: 22.10.2019)

Seite teilen