Projektbeschreibung
Stochastik in die Materialmodellierung und den technischen Entwurf einbeziehen
Zufälligkeiten kommen in der technischen Produktion natürlich vor und beeinflussen die Materialparameter mit Veränderungen. Die derzeitigen Methoden zur Einbeziehung der Stochastik in die technische Planung sind kostspielig und ineffizient. Es besteht ein Bedarf an einem kosteneffizienteren Ansatz zur Integration der Stochastik in die Materialmodellierung und die technische Simulation, der den Zielen der Ressourceneffizienz und der Nachhaltigkeit entspricht. Ziel des ERC-finanzierten Projekts Gen-TSM ist es, eine effiziente Strategie für die stochastische Modellierung komplexer Probleme zu entwickeln und einen rechnerischen Rahmen für die automatische Formulierung stochastischer Versionen bestehender Materialmodelle zu schaffen. Das Ziel lautet, die Berechnung des stochastischen Verhaltens als neuen Standard in der technischen Planung zu etablieren und damit das Fachgebiet zu revolutionieren, indem ein umfassender Zugang zu Informationen bei gleichzeitiger Minimierung des Rechenaufwands ermöglicht wird.
Ziel
As a physical fact, randomness is an inherent and ineliminable aspect in all physical measurements and engineering production. Hence, all material parameters are subject to stochastic fluctuations. However, highly accurate predictions are key to achieving the goals of resource-efficiency and sustainability in engineering and construction. In this context, randomness in material parameters constitutes a severe problem: if we can experimentally quantify the magnitude of fluctuations of material parameters, how can we numerically include this information to predict fluctuations in the reactions of construction parts or processes?
All existing strategies for the inclusion of stochasticity in engineering design share the drawback of large numerical costs, leading to inefficiencies, e.g. an increase in simulation time by orders of magnitude. This prevents their industrial application and, consequently, stochastic fluctuations are not factored into design. This is compensated for by adding buffers, e.g. overestimated safety factors, oversized wall thickness, or higher maintenance frequencies, all leading to increased economic and environmental costs.
Thus, a step change in engineering design is required to allow the inclusion of stochasticity into material modelling and engineering simulation, while minimising the numerical extra cost. Gen-TSM aims to meet this challenge by developing a novel strategy for efficient stochastic modelling of highly complex problems and creating a computational framework for the automated formulation of stochastic versions of existing material models. My vision is to unlock the currently untapped potential of material modelling and enable computing stochastic behaviour to become the new standard in engineering design. This would revolutionise current state of the art, allowing access to the full information field by including stochasticity into simulations at low computational costs.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
30167 Hannover
Deutschland