Numerische Simulation


Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffkunde und Technologie der Metalle)

FAU Kontaktperson:
Markl, Matthias Dr.-Ing.

Beschreibung:
In der Arbeitsgruppe Numerische Simulation werden neue Softwarelösungen entwickelt:

  • Prozesssimulation der strahlbasierten additiven Fertigung im Pulverbett
  • Multikriteriellen Optimierung für die Legierungsentwicklung
  • Prozesssimulation der Schaumbildung

Ziel ist es, Erklärungen für die im Prozess auftretenden Phänomene und Vorhersagen für neue Prozessstrategien bzw. Legierungen zu erhalten. Dabei werden sowohl die zugrunde liegenden Effekte physikalisch modelliert, numerisch implementiert und mit Experimenten validiert. Zur Anwendung kommen dabei verschiedenste numerische Ansätze, wie die Gitter Boltzmann Methode, Finite Differenzen Methoden, Zellulare Automaten und probabilistische sowie deterministische Suchverfahren.


Forschungsprojekt(e)

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Modellierung und Simulation der Multi-Material-Verarbeitung metallischer Werkstoffe bei der strahlbasierten additiven Fertigung im Pulverbett
Prof. Dr.-Ing. Carolin Körner
(01.04.2019 - 30.09.2021)
(SFB 814: Additive Fertigung):
SFB 814 (T02): Numerische Modellierung von lokalen Materialeigenschaften und daraus abgeleiteten Prozessstrategien für die pulverbettbasierte additive Fertigung massiver metallischer Gläser
Prof. Dr.-Ing. Carolin Körner
(01.01.2018 - 28.02.2021)
Grundlegende Mechanismen und Modellierung der Mikrostrukturausbildung bei der strahlbasierten additiven Fertigung im Pulverbett
Dr.-Ing. Matthias Markl
(06.06.2017 - 05.06.2020)
(Ein neue Generation einkristalliner Superlegierungen: Vom Atom zur Turbinenschaufel – Festigkeitssteigernde Elementarprozesse, verfahrenstechnische Grundlagen u. skalenübergreifende Modellierung):
SFB/TRR 103 (C07): Multikriterielle Berechnung optimaler Zusammensetzungen einkristalliner Superlegierungen
Prof. Dr.-Ing. Carolin Körner; Dr.-Ing. Matthias Markl
(01.01.2016 - 31.12.2019)
(High Productivity Electron Beam Melting Additive Manufacturing Development for the Part Production Systems Market):
FastEBM: High Productivity Electron Beam Melting Additive Manufacturing Development for the Part Production Systems Market
Prof. Dr.-Ing. Carolin Körner
(01.01.2014 - 31.12.2016)



Zugewiesene Publikationen

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Müller, A., Sprenger, M., Ritter, N., Rettig, R., Markl, M., Körner, C., & Singer, R. (2019). MultOpt++: a fast regression-based model for the constraint violation fraction due to composition uncertainties. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 27(2). https://dx.doi.org/10.1088/1361-651X/aaf01e
Müller, A., Roslyakova, I., Sprenger, M., Git, P., Rettig, R., Markl, M.,... Singer, R. (2019). MultOpt++: a fast regression-based model for the development of compositions with high robustness against scatter of element concentrations. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 27(2). https://dx.doi.org/10.1088/1361-651X/aaf0b8
Köpf, J., Soldner, D., Ramsperger, M., Mergheim, J., Markl, M., & Körner, C. (2019). Numerical microstructure prediction by a coupled finite element cellular automaton model for selective electron beam melting. Computational Materials Science, 162, 148-155. https://dx.doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.03.004
Köpf, J., Rasch, M., Meyer, A., Markl, M., Schmidt, M., & Körner, C. (2018). 3D grain growth simulation and experimental verification in laser beam melting of IN718. In Procedia CIRP 74 (2018) (pp. 82–86). Fürth, DE.
Köpf, J., Gotterbarm, M., Markl, M., & Körner, C. (2018). 3D multi-layer grain structure simulation of powder bed fusion additive manufacturing. Acta Materialia, 152, 119-126. https://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2018.04.030
Küng, V., Osmanlic, F., Markl, M., & Körner, C. (2018). Comparison of passive scalar transport models coupled with the Lattice Boltzmann method. Computers & Mathematics With Applications. https://dx.doi.org/10.1016/j.camwa.2018.01.017
Markl, M., Müller, A., Ritter, N., Hofmeister, M., Naujoks, D., Schaar, H.,... Körner, C. (2018). Development of Single-Crystal Ni-Base Superalloys Based on Multi-criteria Numerical Optimization and Efficient Use of Refractory Elements. Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science, 49A(9), 4134-4145. https://dx.doi.org/10.1007/s11661-018-4759-0
Bauereiß, A. (2018). Mesoskopische Simulation des selektiven Strahlschmelzens mittels einer Lattice Boltzmann Methode mit dynamischer Gitteranpassung (Dissertation).
Osmanlic, F., Wudy, K., Laumer, T., Schmidt, M., Drummer, D., & Körner, C. (2018). Modeling of Laser Beam Absorption in a Polymer Powder Bed. Polymers, 10(7). https://dx.doi.org/10.3390/polym10070784
Markl, M., & Körner, C. (2018). Powder layer deposition algorithm for additive manufacturing simulations. Powder Technology, 330, 125-136. https://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2018.02.026

Zuletzt aktualisiert 2019-15-02 um 15:23

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