TY  - CHAP
A1  - Hübner, Björn
A1  - Walhorn, Elmar
A1  - Kölke, Andreas
T1  - Simultane Lösung gekoppelter Struktur-Fluid-Systeme
T1  - A Simultaneous Solution Procedure for Fluid-Structure Interaction with Application to Civil Engineering Problems
N2  - Ein simultanes Lösungsverfahren für Fluid-Struktur-Wechselwirkungen aus dem Bereich des Bauingenieurwesens wird vorgestellt. Die Modellierung der Tragwerksdynamik erfolgt mit der geometrisch nichtlinearen Elastizitätstheorie in total Lagrangescher Formulierung. Die Strömung wird mit den inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen beschrieben. Wenn Turbulenzeffekte massgeblich sind, kommen die Reynolds-Gleichungen in Verbindung mit dem k-omega-Turbulenzmodell von Wilcox zum Einsatz. Zur Beschreibung von komplexen freien Oberflächen wird die Level-Set-Methode eingesetzt. Die einheitliche Diskretisierung von Fluid und Struktur mit der Raum-Zeit-Finite-Element-Methode führt zu einem konsistenten Berechnungsmodell für das gekoppelte System. Da die isoparametrischen Raum-Zeit-Elemente ihre Geometrie in Zeitrichtung ändern können, erlaubt die Methode eine natürliche Beschreibung des infolge der Strukturbewegung zeitveränderlichen Strömungsgebiets. Die gewichtete Integralformulierung der Kopplungsbedingungen mit globalen Freiwerten für die Interface-Spannungen sichert eine konservative Kopplung von Fluid und Struktur. Ausgewählte Anwendungsbeispiele zeigen die Leistungsfähigkeit der entwickelten Methodik und belegen die guten Konvergenzeigenschaften des simultanen Lösungsverfahrens.
KW  - Bauwerk
KW  - Dynamik
KW  - Modellierung
KW  - Flüssigkeit-Bauwerk-Wechselwirkung
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3114
ER  -