Ab 2. November 2020 findet das Herbstsemester 2020 online statt. Ausnahmen: Veranstaltungen, die nur mit Präsenz vor Ort durchführbar sind.
Bitte beachten Sie die per E-Mail kommunizierten Informationen der Dozierenden.

151-0840-00L  Principles of FEM-Based Optimization and Robustness Analysis

SemesterFrühjahrssemester 2019
DozierendeB. Berisha, P. Hora, N. Manopulo
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch


KurzbeschreibungDie Vorlesung vermittelt Grundlagen im Bereich stochastischer Simulationen und nichtlinearer Optimierungsmethoden. Zuerst werden die Methoden der nichtlinearen Optimierung für komplexe mechanische Systeme hergleitet und anschliessend auf reale Prozesse angewendet. Typische Anwendungen von stochastischen Methoden zur Vorhersage von Prozessstabilität und Robustheitsbewertungen werden behandelt.
LernzielIm Allgemeinen sind reale Systeme nichtlinear. Desweiteren unterliegen reale Prozesse Prozessschwankungen. Trotzdem werden gewöhnlich bei der Simulation zufallsunabhängige Randbedingungen mit konstanten Parametern angenommen. Demzufolge können mit diesen Ergebnissen keine Rückschlüsse auf das reale Systemverhalten gezogen werdnen. Das Ziel dieser Vorlesung ist es, einen Einblick in die Methoden der stochastischen Simulation und der nichtlinearen Optimierung zu geben.

Der Student lernt mathematische Methoden wie bspw. gradientenbasierte und gradientenfreie Methoden (Genetische Algorithmen) kennen. Er lernt den Umgang mit Optimierungsprogrammen (Matlab Optimization Toolbox) und löst damit grundlegende Probleme im Bereich Optimierung und Stochastik.

Desweiteren wird besonders auf die Optimierung und Robustheitsuntersuchungen von Ingenieursproblemen, unter Anwendung von kommerzieller Finite Elemente Software wie LS-Dyna und Optimierungssoftware wie LS-Opt, eingegangen.
InhaltGrundlagen der nichtlinearen Optimierung

- Einführung in die Problematik der nichtlinearen Optimierung und der stochastischen Prozesssimulation
- Grundlagen der nichtlinearen Optimierung
- Einführung in LS-Opt
- Design of Experiments DoE
- Einführung in die nichtlineare FEM

Optimierung nichtlinearer Systeme

- Anwendungsfall: Optimierung einfacher Tragwerke (LS-Dyna, LS-Opt)
- Optimierung mittels Metamodellen
- Einführung in die Strukturoptimierung
- Einführung in die Geometriparametrisierung zur Formoptimierung

Robustheit und Sensitivität mehrparametriger Systeme

- Einführung in die Stochastik und Robustheit von Prozessen
- Sensitivitätsanalysen
- Anwendungsbeispiele
Skriptja