Methoden der Modellierung und
Simulation technischer Systeme
In vielen Bereichen der Ingenieurwissenschaften ist die Modellierung und Simulation technischer Systeme ein wichtiger Bestandteil der Forschung und Lehre. Im Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen wird die Modellbildung und Simulation von Materialien, Strukturen und Prozessen in allen Fachgebieten seit vielen Jahren als wichtige Methode zur Analyse und Verhaltensprognose interdisziplinär eingesetzt. Daraus haben sich zahlreiche Forschungsarbeiten der Fachgebiete entwickelt.
Unter anderem wird in folgenden Bereichen geforscht:
- Entwicklung und numerische Simulation mechanischer Modelle technischer Strukturen und Systeme
- Modellierung mechanischer Systeme für die wirklichkeitsnahe Erfassung von Tragwerken
- Modellierung und Simulation des Straßenverkehrs, der Umweltbelastung durch Immission, von Wasserströmungen und sozio-technischen Systeme
- Erdbebeneinwirkungen auf das Tragverhalten von räumlichen Strukturen
- Vorhersage der Tragfähigkeit von Gründungen
- Analysierung von Bauprozessen im Hoch- und Tiefbau
- Modellierung und Simulation von Strömungsprozessen im Wasserbau.
In allen Fachgebieten wird die Modellierung und Simulation auch in der Lehre eingesetzt. Damit werden Strukturen und Prozesse für die Studierenden anschaulicher und die Verhaltensweise praxisnah dargestellt.
Kennzeichen des gemeinsamen Forschungsschwerpunktes Modellierung und Simulation technischer Systeme sind die werkstoffübergreifende Modellierungs- und Simulationsmethoden (Holz, Beton, Stahl, Glas, Boden), die kontinuumsmechanische und strukturmechanische Modellbildung, Finite-Elemente-Methode zur räumlichen Diskretisierung, die Zeitintegration zur Lösung dynamischer Prozesse aber auch die stochastische diskrete oder kontinuierliche Simulation von Logistik, Verkehrsräumen, hydraulischem Verhalten und Bauabläufen zur Prognostizierung des dynamischen Verhaltens und Prozessmanagements.
Die Simulation technischer Systeme ist ein interdisziplinär ausgerichteter Forschungsschwerpunkt innerhalb der Universität Kassel. In diesen Schwerpunkt lassen sich auch die beschriebenen Aktivitäten der Fachgebiete des Fachbereichs einbinden.
Die interdisziplinäre Ausrichtung dieses Schwerpunktes wird u. a. deutlich durch die Vertiefung „Modellierung, Simulation und Strukturtechnologien“ in dem internationalen Weiterbildungs-Online-Master „Wind-Energy-Systems“, der am Fachbereich verankert ist.