Co-Simulation für die Fluid-Struktur-Kopplung

Als Co-Simulation wird der Ansatz bezeichnet, ein System durch die parallele, gekoppelte Simulation seiner Komponenten zu modellieren. Am Fraunhofer EMI werden Simulationsmethoden mit Schnittstellen für die Co-Simulation von Fluid-Struktur-gekoppelten Systemen entwickelt.

Im Fokus der Anwendung stehen Anlagenkomponenten oder bauliche Strukturen, die Explosionslasten ausgesetzt sind. Dabei interessiert nicht nur die Nachweisführung, dass die untersuchten Objekte den Lasten sicher standhalten können, sondern auch der entgegengesetzte Fall: Für eine Gefährdungsbeurteilung muss das Verhalten der Struktur beurteilt werden, wenn die Festigkeitsgrenzen überschritten werden. Dazu müssen insbesondere die Anzahl, Größenverteilung und Geschwindigkeiten der entstehenden Fragmente analysiert werden.

Grundlage für eine erfolgreiche Verwendung der Simulationsverfahren im Forschungsalltag sind geeignete physikalische Modelle sowie genaue und effiziente numerische Methoden und deren Implementierung als praxisgerechte Software. Daher entwickeln wir unsere Softwareprodukte, den APOLLO Blastsimulator für die Fluiddynamik der Explosionsprozesse und den Finite-Elemente-Code SOPHIA für hochdynamisch belastete Strukturen, stetig weiter.

Beide Codes wurden durch eine universelle Schnittstelle für die Co-Simulation Fluid-Struktur-gekoppelter Systeme erweitert. Damit werden neue Perspektiven für die simulationsbasierte Analyse komplexer physikalischer Wechselwirkungen geschaffen.