Steinbeis-Transferzentrum Werkstoffsimulation und Prozessoptimierung

• 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

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 Differentialgleichungen
• Effiziente und adaptive Verfahren
• Computational Fluid Dynamics (CFD)
• Kopplung mit thermodynamischen Datenbanken

Softwareentwicklung

• 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 Gefügekenngrößen 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

• Britta Nestler hat langjährige Erfahrung in angewandter und industrieller Forschung und Entwicklung und erhielt bereits 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

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

Steinbeis Transfer-Magazin

• Real Impact bedeutet Verbesserungen im Alltag als auch in der Industrie (Transfer 1/2024)
  Im Gespräch mit Professor Dr. Britta Nestler und Dr.-Ing. Michael Selzer, Steinbeis-Unternehmer am Steinbeis-Transferzentrum Werkstoffsimulation und Prozessoptimierung
• Editorial (Transfer 1/2024)
  
• Materialentwicklung der Zukunft: maßgeschneidert und effizient (Transfer 3/2022)
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• Fluide auf strukturierten Oberflächen und in porösen Strukturen (Transfer 4/2016)
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