By Martin Meywerk
Das vorliegende Buch führt in die CAE-Methoden ein und behandelt die spezifischen Fragestellungen von CAE-Methoden in der Fahrzeugtechnik.
Zunächst werden Grundlagen zur Modellbildung und zu Diskretisierungsverfahren für partielle Differentialgleichungen dargestellt. Die anschließenden Kapitel beschreiben die Inhalte Temperaturausgleich, Mehrkörpersimualtionen sowie Statik und Dynamik elastischer Körper. Es folgt ein Kapitel über Finite Elemente. Anschließend werden die fahrzeugspezifischen Themen Crash- und Insassensimulation, Akustik, Statik und Dynamik von Rohkarosserien, Mehrkörpersimualtionen und Lebensdauer, Strömungssimulation und Reifen-Fahrbahn-Wechselwirkungen behandelt. Ergänzt werden die Inhalte durch ein Kapitel über nichtlineare Phänomene und Optimierungsverfahren.
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54) gelten. Hier sind ξn die Knoten und ρn die Werte der Dichte ρ an den Knoten. Die Definition von J und die Bedingung f¨ ur das Minimum erinnern an eine klassische Fehlerquadratformulierung. Der Begriff moving r¨ uhrt von der Gewichtungsfunktion her, deren Mittelpunkt nicht fest ist. , ρn ab. Die Approximation ist also nicht lokal. Damit ist die Erf¨ ullung von Randbedingungen erschwert. Auf der Methode der Moving-Least-Square beruhen weitere Ans¨atze, so z. B. die elementfreien Galerkin Methoden oder die netzfreien lokalen Petrov-Galerkin-Methoden.
Es gibt weitere Disziplinen, von denen stellvertretend in Abb. 5 die Quantenmechanik und die Relativit¨ atstheorie genannt sind. Der Maschinenbauingenieur wird am h¨ aufigsten Aufgabenstellungen aus der Thermodynamik und der Mechanik zu bearbeiten haben. Durch den zunehmenden Einsatz elektronischer Systeme wird er allerdings auch Systeme, die die Elektrodynamik oder sogar die Quantenmechanik einschließen, beschreiben m¨ ussen (Mechatronik, Nanotechnologien). Wir beschr¨ anken uns hier auf die Thermodynamik und die klassische Mechanik.
B. Geschwindigkeiten, Dichte, Druck und Energie definiert sind, so gelangt man zu einem Finiten Volumenverfahren. Ein Gitter, in Abb. 3 durch helle Punkte dargestellt, ben¨ otigt man mit Eckpunkten jeweils auf den Stirnfl¨ achen der Finiten Volumenelemente (hier W¨ urfel). Jedem Punkt des hellen Gitters wird eine mittlere Geschwindigkeitskomponente zugeordnet. So gilt im Vergleich zu Abb. 2: V(i+2)jk = vx + ∂vx ∆x . 42) An den Punkten des zweiten Gitters (in Abb. 3 ist lediglich ein dunkler Gitterpunkt in der Mitte gezeichnet) werden der mittlere Druck, die mittlere Dichte und die mittlere Energie definiert.