Dennis Kochmann: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

NameHerr Prof. Dr. Dennis Kochmann
NamensvariantenDennis M. Kochmann
LehrgebietMechanik und Materialforschung
Adresse
Mechanik und Materialforschung
ETH Zürich, LEE N 201
Leonhardstrasse 21
8092 Zürich
SWITZERLAND
Auszeichnung: Die Goldene Eule
Telefon+41 44 632 32 76
E-Maildmk@ethz.ch
URLhttp://www.mm.ethz.ch
DepartementMaschinenbau und Verfahrenstechnik
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
151-0079-31LSwissloop
Voraussetzung: Besuch der Lerneinheit 151-0079-30L Swissloop im HS20.
14 KP15AD. Kochmann
KurzbeschreibungIm Team ein Produkt von A-Z entwickeln und realisieren! Anwenden und Vertiefen des bestehenden Wissens, Arbeiten in Teams, Selbständigkeit, Problemstrukturierung, Lösungsfindung in unscharfen Problemstellungen, Systembeschreibung und -simulation, Präsentation und Dokumentation, Realisationsfähigkeit, Werkstatt- und Industriekontakte, Anwendung modernster Ingenieur-Werkzeuge (Matlab, Simulink usw).
LernzielDie vielfältigen Lernziele dieses Fokus-Projektes sind:
- Synthetisieren und Vertiefen des theoretischen Wissens aus den Grundlagenfächern des 1.-4. Semesters
- Teamorganisation, Arbeiten in Teams, Steigerung der sozialen Kompetenz
- Selbständigkeit, Initiative, selbständiges Lernen neuer Themeninhalte
- Problemstrukturierung, Lösungsfindung in unscharfen Problemstellungen, Suchen von Informationen
- Systembeschreibung und -simulation
- Präsentationstechnik, Dokumentationserstellung
- Entscheidungsfähigkeit, Realisationsfähigkeit
- Werkstatt- und Industriekontakte
- Erweiterung und Vertiefung von Sachwissen
- Beherrschung modernster Ingenieur-Werkzeuge (Matlab, Simulink, CAD, CAE, PDM)
151-0079-99LVacuum Transport Seminar: Insights into Hyperloop Research Information 0 KP1SD. Kochmann
KurzbeschreibungDas Vakuum Transport Seminar geht in die dritte Runde nach den erfolgreichen Ausgaben im Frühjahrs- und Herbstsemester 2020. Es wird online über Zoom abgehalten und ebenfalls an anderen europäischen Universitäten angeboten. Das Seminar ist von Swissloop und der EuroTube Foundation gegründet und ausgetragen und wird gepartnert von anderen europäischen Instituten.
LernzielStudierende präsentieren ihre Arbeiten zur der Hyperloop Forschung. Darüber hinaus werden Industrieexperten zu Gastgesprächen eingeladen. Das Seminar steht allen Studierenden offen und kann ohne Anmeldung zu jedem Termine besucht werden.

Hintergrund des Seminars:
Swissloop, das Hyperloop-Team der ETH Zürich, verfolgt eine langfristige Unterstützung für Forschung und Ausbildung im Vakuumtransport. Neben dem aktiven Team, das jedes Jahr einen Hyperloop-Pod konstruiert und baut, werden in Zusammenarbeit mit EuroTube verschiedene Forschungsprojekte an der ETH durchgeführt. Die EuroTube Foundation beschleunigt die Entwicklung nachhaltiger Vakuumtransporttechnologien, um öffentlich zugängliche Forschungs- und Testinfrastrukturen für Universitäten und Industrie bereitzustellen.

Über Vakuum Transport:
Die Nachfrage nach Transport per Luftverkehr hat sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdoppelt und wächst jährlich mit rund 6,5%. Die weltweite Nachfrage nach Fracht- und Personenbeförderung kann heute kaum noch gedeckt werden – geschweige denn nachhaltig. Der Vakuumtransport kann Kurz- bis Mittelstreckenflüge ersetzen und den CO2-Ausstoss erheblich reduzieren. Der Markt für Hochgeschwindigkeitstransporte ist ein globaler Megatrend, der unser Leben in den kommenden Jahren beeinflussen wird.
151-0518-00LComputational Mechanics I: Intro to FEA4 KP4GD. Kochmann
KurzbeschreibungNumerical methods and techniques for solving initial boundary value problems in solid mechanics (heat conduction, static and dynamic mechanics problems of solids and structures). Finite difference methods, indirect and direct techniques, variational methods, finite element (FE) method, FE analysis in small strains for applications in structural mechanics and solid mechanics.
LernzielTo understand the concepts and application of numerical techniques for the solution of initial boundary value problems in solid and structural mechanics, particularly including the finite element method for static and dynamic problems.
Inhalt1. Introduction, direct and indirect numerical methods. 2. Finite differences, stability analysis. 3. Variational methods. 4. Finite element method. 5. Structural elements (bars and beams). 6. 2D and 3D solid elements (isoparametric and simplicial elements), numerical quadrature. 7. Assembly, solvers, finite element technology. 8. Dynamics, vibrations. 9. Selected topics in finite element analysis.
SkriptLecture notes will be provided. Students are strongly encouraged to take their own notes during class.
LiteraturNo textbook required; relevant reference material will be suggested.
Voraussetzungen / BesonderesMechanics 1 & 2 and Dynamics.
151-0520-00LMultiscale Modeling4 KP3GD. Kochmann
KurzbeschreibungTheoretical foundations and numerical applications of multiscale modeling in solid mechanics, from atomistics all the way up to the macroscopic continuum scale with a focus on scale-bridging methods (including the theory of homogenization, computational homogenization techniques, modeling by methods of atomistics, coarse-grained atomistics, mesoscale models, multiscale constitutive modeling).
LernzielTo acquire the theoretical background and practical experience required to develop and use theoretical-computational tools that bridge across scales in the multiscale modeling of solids.
InhaltMicrostructure and unit cells, theory of homogenization, computational homogenization by the finite element method and Fourier-based techniques, discrete-to-continuum coupling methods, atomistics and molecular dynamics, coarse-grained atomistics for crystalline solids, quasicontinuum techniques, analytical upscaling methods and models, multiscale constitutive modeling, selected topics of multiscale modeling.
SkriptLecture notes and relevant reading materials will be provided.
LiteraturNo textbook is required. Reference reading materials are suggested.
Voraussetzungen / BesonderesContinuum Mechanics I or II and Computational Mechanics I or II (or equivalent).
151-0528-00LTheory of Phase Transitions4 KP3GL. Guin, D. Kochmann
KurzbeschreibungThis course addresses two major examples of phase transitions, namely solid-solid phase transformations and solidification. We focus on the modeling of the propagation of phase boundaries (surface of strain discontinuity or solidification front) in continuum media. Both the sharp-interface model and related numerical modeling techniques based on the phase-field method are introduced.
LernzielThe students are able to:
- Use mechanical and/or thermodynamic balance laws to formulate a continuum model for problems involving phase transformations in 1D, 2D, and 3D.
- Distinguish between the different modeling techniques used for the propagation of phase boundaries and discuss their underlying assumptions.
- Apply the concepts of thermodynamics to continuous media in order to derive thermodynamically consistent models.
- Model the evolution of a solidification front using the phase-field method.
Inhalt1. Mechanics of bars
2. The Ericksen’s bar problem: solid-solid phase transformation in 1D
3. Review of classical thermodynamics
4. Continuum theory for phase boundaries in 3D
5. Solidification: a free-boundary problem with interfacial structure
6. Phase-field model for solidification
7. Selected topics involving phase transitions
SkriptLecture notes will be provided for reference. Students are strongly encouraged to take their own notes during class.
LiteraturNo textbook required; relevant reference material will be suggested.
Voraussetzungen / BesonderesContinuum Mechanics I. Having taken or taking Continuum Mechanics II in parallel would be helpful.