Integrated form finding, simulation and optimization using the generalized force density method based on mixed functionals

使用基于混合泛函的广义​​力密度方法集成找形、仿真和优化

基本信息

项目摘要

The proposed project sets itself the goal of expanding the force density method (KDM) into a universally applicable tool for solving mixed problems of form finding, optimization, structural simulation and cutting pattern analysis. The KDM is to be developed into a further, thorough tool of structural analysis, which allows to handle not only completely novel but also conventional tasks of form finding with significantly better accuracy. The methodically new aspect is to treat the force densities as equivalent variables in addition to the deformations. The classical understanding of energetically conjugated forces and displacements is complemented by the special formulation of the force density as moderator between force and geometry. As a result of the reparameterization by means of force densities, the mathematical properties of known (nonlinear) questions change significantly; simulation, form finding and cutting pattern analysis can be smart and efficiently dealt with together. It opens up new perspectives along the force densities into standard statics, including direct and adjoint simulation and sensitivity analysis. Because of its consistent integration into continuum mechanics, the method will be mathematically and numerically sound. The force densities as scalar quantities can also be easily and clearly visualized for 3D structures, which should be used for the development of interactive methods and practice-relevant implementations. Last but not least, the goal is to demonstrate the practical relevance of large, impressive examples together with cooperation partners from the relevant engineering sector, which significantly advance the current state of the art and open up new fields of application. Methods and models are implemented in own or open source software (KRATOS, Carat ++, TeDA, kiwi!3d).
提议的项目本身设定了将力密度方法(KDM)扩展到普遍适用的工具,以解决形式查找,优化,结构模拟和切割模式分析的混合问题。 KDM将被发展为一个结构分析的进一步,详尽的工具,该工具不仅可以完全新颖,而且可以以更高的精度处理形式查找的常规任务。有条不紊的新方面是将力密度视为等效变量,除了变形。对力量密度的特殊表述作为力量和几何形状之间的主持人,对能量共轭力和位移的经典理解得到了补充。由于力密度重新聚集,已知(非线性)问题的数学特性发生了很大变化。模拟,形式查找和切割模式分析可以是聪明,有效地处理的。它将沿力密度的新观点打开到标准静态,包括直接和伴随的模拟和灵敏度分析。由于它始终如一地集成了连续力学,因此该方法在数学上和数值上都将是合理的。用于3D结构的力密度作为标量数量也可以轻松明显地可视化,该结构应用于开发交互式方法和与实践相关的实现。最后但并非最不重要的一点是,目的是证明大型,令人印象深刻的例子与相关工程领域的合作合作伙伴的实际相关性,这大大推动了当前的艺术状态并开放了新的应用领域。方法和模型是用自己或开源软件(Kratos,Carat ++,Teda,Kiwi!3D)实现的。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Kai-Uwe Bletzinger其他文献

Professor Dr.-Ing. Kai-Uwe Bletzinger的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Kai-Uwe Bletzinger', 18)}}的其他基金

The Method of Generalized Influence functions - Adjoint Sensitivity Analysis for the Effective and Efficient Numerical Design of Structures with special Application for Reliability and Uncertainty Modelling, 2nd research period
广义影响函数方法 - 有效且高效的结构数值设计的伴随敏感性分析,特别应用于可靠性和不确定性建模,第二研究期
  • 批准号:
    312865274
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Fluid-Structure-Characteristics of Flexible Wings for Wind Turbines
风力发电机柔性翼的流体结构特性
  • 批准号:
    280772364
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Eddy resolving simulation methodology for dynamic fluid-structure interactions of lightweight flexible surface structures
轻质柔性表面结构动态流固耦合的涡旋解析模拟方法
  • 批准号:
    211249184
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Computergestützte Methoden der Formoptimierung und ihre Einbettung in den Entwicklungszyklus versteifter Bleche im Automobilbau
形状优化的计算机辅助方法及其在汽车制造中加强板开发周期中的嵌入
  • 批准号:
    193761655
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants (Transfer Project)
Nonlinear Optimization of Geometrical Defined Joints for Spatial Curved Precast Concrete Components Considering Different Load Cases and the Influence of Material and Structural Behavior Aspects using Isogeometric Techniques
考虑不同荷载情况以及使用等几何技术的材料和结构行为方面的影响,对空间弯曲预制混凝土构件的几何定义接头进行非线性优化
  • 批准号:
    198016927
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Structural optimization of shape adaptive structures
形状自适应结构的结构优化
  • 批准号:
    189566908
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Simultane Analyse und Formoptimierung geometrisch nichtlinearer Schalenstrukturen mit verallgemeinerter numerischer Pfadverfolgung
利用广义数值路径追踪对几何非线性壳结构进行同步分析和形状优化
  • 批准号:
    62072352
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Experimentelle Analyse und numerische Modellierung der Deformation dehnfähiger Textilien und deren Wechselwirkung auf Tragkörper
弹性织物变形及其与支撑体相互作用的实验分析和数值模拟
  • 批准号:
    84928300
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Erweiterte Simulationsmethoden für pneumatische Tragstrukturen und deren experimentelle Validierung
气动支撑结构的先进模拟方法及其实验验证
  • 批准号:
    65041711
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants (Transfer Project)
Numerische Modellierung von Mauerwerk mit diskreten Elementen auf Basis experimenteller Methoden
基于实验方法的离散单元砌体数值模拟
  • 批准号:
    32031578
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

基于形式概念分析的符号社会网络可信社区发现和动态演化机制研究
  • 批准号:
    61702317
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多尺度概念格的构造与知识发现方法研究
  • 批准号:
    61673396
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
自然灾害背景下GeoTag数据时空语义抽取与公共行为模式发现
  • 批准号:
    41571400
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    54.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
关联规则集上的知识发现
  • 批准号:
    61502150
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于数学属性偏序表示原理的《伤寒论》方证群结构知识发现方法研究
  • 批准号:
    81373767
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    75.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Improvement of methods for searching vast solution spaces of tension-compression mixed form-finding problems of shells.
壳拉压混合找形问题大解空间搜索方法的改进。
  • 批准号:
    23K17784
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Regulation of Cellular Behavior in Response to Extracellular Cues
响应细胞外信号的细胞行为调节
  • 批准号:
    10853789
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development and Application of Form-Finding Method for Free-Form Reticulated Shell Structures with High Seismic Performance and Resource Saving
高抗震节约资源自由曲面网壳结构找形方法的开发与应用
  • 批准号:
    21K04357
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of the Community Health Needs Finding Model Utilizing the Conference Form of the 18 Months Old Children Health Checkup Conference
利用18月龄儿童体检会议会议形式开发社区健康需求发现模型
  • 批准号:
    20K11044
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
RII Track 4: Form Finding and Optimization of the Structural Foundations of Mega-Flora
RII 轨道 4:巨型植物区系结构基础的形式查找和优化
  • 批准号:
    1929143
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了