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Multidisciplinary Design Optimization

Modul MW0085 [MDO]

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Produktentwicklung, Konstruktionssystematik und Leichtbau (Prof. Zimmermann) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom SS 2011

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2011/2SS 2011

Basisdaten

MW0085 ist ein Semestermodul in Englisch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • weitere Module aus anderen Fachrichtungen
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Einführung in die Theorie und Praxis der Multidisziplinären Optimierung von Strukturen. Wie können klassische Entwurfsaufgaben des Ingenieurs als mathematische Optimierungsaufgaben formuliert werden und wie werden diese mithilfe mathematischer Optimierungsalgorithmen gelöst? Was gekennzeichnet ein optimales Design und wie muss die Modellierung der Entwurfsaufgabe formuliert werden um dieses Optimum effizient zu finden? Was ist ein zulässiges Design und wie kann gewährleistet werden, dass der Optimierungsprozess nur physikalisch sinnvolle gültige Designs zurückgibt? Grundlagen mathematischer Optimierungsalgorithmen, die für die Lösung solcher Aufgaben in der Praxis zum Einsatz kommen, werden vorgestellt und deren Wechselwirkung mit der Modellbasierten Simulation des Verhaltens der Struktur erläutert. Die Lerninhalte der Vorlesung werden an vereinfachten aber trotzdem praxisnahen Beispielen im Rechnerraum umgesetzt.

Lernergebnisse

Nach der Teilnahme an der Lehrveranstaltung Multidisciplinary Design Optimisation sind Studenten in der Lage modellbasierte Entwurfsaufgaben als Optimierungsaufgaben zu verstehen, haben
die für die Praxis wesentlichen mathematischen Grundlagen und Lösungsalgorithmen kennengelernt und die praktische Umsetzung der modellbasierten Optimierungsaufgabe am Rechner geübt. Studenten lernen die Bedeutung des Vorgehens und der Form der Umsetzung praktischer modellbasierter Entwurfsaufgaben in mathematische Optimierungsaufgaben sowie die Auswahl und Anwendung geeigneter Lösungsalgorithmen kennen und in ersten Ansätzen zu beherrschen. Außerdem erhalten die Studenten einen Einblick in die aktuelle Forschung auf dem Gebiet der Multidisziplinären Optimierung und der Herausforderungen bei der Umsetzung der Theorie aus der Vorlesung in der Praxis.

Voraussetzungen

Leichtbau, Modellbildung und Simulation

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Multidisciplinary Design Optimization Do, 08:30–10:00, MW 0350
UE 1 Recitation Multidisciplinary Design Optimization Fr, 11:30–13:00, MW 0350
Fr, 13:00–14:00, MW 0350

Lern- und Lehrmethoden

In der Vorlesung werden die Lehrinhalte anhand von Vortrag, Präsentation und Aufschreiben auf Tablett-PC vermittelt. Den Studierenden wird ein Skriptum zur Verfügung gestellt, außerdem werden alle Vorlesungsmitschriebe online zugänglich gemacht. In der Vorlesung werden die Inhalte, auch anhand von Beispielen, vermittelt. Auf der eLearning Seite der Vorlesung werden interaktive graphische Programme, die die Lerninhalte veranschaulichen, zur Verfügung gestellt. In den Übungen werden die Inhalte vertieft und die praktische Umsetzung der Theorie aus der Vorlesung am Rechner in einer Saalübung durchgeführt.

Medienformen

Vortrag, Präsentation, Tablett-PC mit Beamer, Online-Lehrmaterialien, Rechnerübungen zum Selbststudium, Blockübung im Rechnerraum

Literatur

Baier, H., Petersson, Ö., Wehrle, E.: Skriptum zur Vorlesung Multidisciplinary Design Optimisation, TU-München, Lehrstuhl für Leichtbau, 2010; Harzheim L.: Strukturoptimierung - Grundlagen und Anwendungen, Harri Deutsch Verlag, Frankfurt am Main, 2008; Vanderplaats, G.: Multidiscipline Design Optimization, VR & D, Colorado Springs 2009.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen oder mündlichen Prüfung sind die vermittelten Inhalte auf verschiedene Fragen und Problemstellungen anzuwenden.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

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