Infoplaner 1-2007 - Cadfem

1/2007InfoplanerFEM: Software Schulung Entwicklung Berechnung im Auftrag• •Blick fürs Detail• Simulation in der Elektronikentwicklung• Neues von der ANSYS Version 11• Simulation auf atomarer Ebene• Explizit berechnen in ANSYS Workbench

CADFEM INFOPLANER 1/200725 Jahre ANSYS Support und Distribution von CADFEM– 3 Mal in anderen UmständenEs war im Mai 1982, als ich mich mit dem Ingenieurbüro fürcomputerunterstützte Berechnung im Bauwesen und Maschinenbauselbständig machte. Haupttätigkeit des Büros war es,als ANSYS Support Representative (ASR) die Firma SwansonAnalysis Systems Inc. (SASI) in Europa zu vertreten.1985 hat John Swanson, der Gründer und Präsident der FirmaSwanson Analysis Systems, Inc., beschlossen, die ASRs durchASDs (ANSYS Support Distributor) zu ersetzen. Die neue Situationmachte einige Umstände. Als ASD musste man nun dasProgramm einkaufen und in eigenem Namen verkaufen. Diesmachte es erforderlich, eine Firma zu gründen, die CADFEMGmbH. Die Umstände haben sich gelohnt: Es folgten achterfreuliche, wachstumsstarke Jahre (siehe Infoplaner 2002-1).1993 hat John Swanson mit der kurzen Fax-Mitteilung„I sold my company“ überrascht. Wirwurden mit der neuen, uns fremden Geschäftsweltder Investoren und „quarterly numbers“,konfrontiert. Auch diese anderen Umständewaren fruchtbar und haben uns in den folgendenJahren großen Zuwachs beschert.Durch den vor kurzem erfolgten Aufkauf vonAEA-CFX und Fluent hat sich ANSYS, Inc. inDeutschland etabliert. So sind wir nun zumdritten Mal in anderen Umständen. Die Vereinbarung,die wir mit ANSYS, Inc. getroffenhaben, lassen uns guter Hoffnung sein.CADFEM wird in Zukunft hauptsächlich als „ANSYS Mechanicaland Multiphysics Competence Center“ agieren. ANSYSGermany, mit Dr. Georg Scheuerer als Geschäftsführer, wirddas „ANSYS Fluids Competence Center“ betreuen. Wir wollendabei keine Umstandskrämerei betreiben und unseren Kundenkeine unnötigen Umstände bereiten: Sie können, wenn sie eswünschen, alle Produkte aus einer Hand, das heißt, von einemPartner beziehen.CADFEM-Logo 1982: SeitAnfang an dabei.damit erfolgreich und haben uns als kompetenter Anbieter vonCAE-Dienstleistungen über viele Jahre etabliert, national undinternational. Wir bieten unseren Kunden nicht nur Softwaresondern auch Schulung, Projektarbeit und kundenspezifischeEntwicklungen. Wir sind an verschiedenen Orten in Deutschland,der Schweiz, in Österreich, in Tschechien, der Slowakei,in Polen, Slowenien und Russland vertreten und durch Beteiligungenund Partner auch in anderen Ländern Europas, inAsien und Amerika. Mit unseren Partnern können wir unsereKunden in allen Branchen fachkundig, umfassend und globalbetreuen.Wir blicken optimistisch in die Zukunft. Die rechnerischeSimulation hat nach dem Bericht des Blue Ribbon Panel deramerikanischen National Science Foundationnoch eine gewaltige Entwicklung vor sich.Wir teilen diese positive Einschätzung undwerden deshalb 2007 unsere Mitarbeiterzahlnochmals um rund 10% auf nunmehr110 aufstocken. Zusammen mit den Mitarbeiternder Beteiligungen verfügen wir über200 und mit den TechNet Alliance Partnerngar über 2500 Experten auf dem Gebiet derCAE. Damit sind wir den von Kunden gestelltenAufgaben gewachsen, quantitativ und ichdenke auch qualitativ.Die Welt ist im ständigen Wandel. Das ist natürlichetwas anstrengend und zuweilen stressig,aber ständiger Wandel hält wach und schützt vor Routine undLangeweile. Wir können damit gut leben und blicken zukünftigenanderen Umständen die uns erwarten freudig und erwartungsvollentgegen.Ein viertel Jahrhundert ANSYS Support und Distribution – unterallen Umständen haben wir unsere Geschäftskultur beibehaltenund werden dies auch weiterhin tun. Schließlich waren wirDr.-Ing. Günter MüllerGeschäftsführender Gesellschaftergmueller@cadfem.de1Editorial

CADFEM INFOPLANER 1/2007InhaltEditorial _____________________________________________ 1Simulaulatiotion und ElektektronronikANSYS bietet mit Multiphysics, Emag undden Icepak-Produkten mächtige Simulations-Werkzeugefür Elektronikentwickler.Einen Überblick finden Sie aufCADFEMCADFEM – Computer Aided Engineering. Seit 1985. ________ 4ANSYS Conference & 25. CADFEM Users´ Meeting 2007 ____ 6CADFEM Nachrichten __________________________________ 10Bedarf an Berechnungsingenieuren?_____________________ 13Seite 20 – 25Neueses von ANSYSv11PartnerCADFEM Engineering Services India PVT Ltd. ______________ 7TechNet Alliance‘ Expertise im Bauwesen ____________________ 8Die jüngste Version v11 von ANSYS Workbenchwurde im Februar veröffentlicht.Die wichtigsten neuen Features finden Sieauf denSoftwatwareSoftwarelösungen von CADFEM ________________________ 16ANSYS – Vorteil durch Workbench ______________________ 18Effiziente Bauteilentwicklung in der Elektronik ___________ 20ANSYS Workbench Explizit: Schnittstelle zu LS-DYNA ______ 26LS-DYNA: Explizit mehr _________________________________28Drop Test Simulation of Electronic Products ________________ 29Mixed Mode Constitutive Driver _________________________ 32Simulation auf atomarer Ebene _________________________ 36Im Verbund mit ESAComp ______________________________ 46Seiten 18 – 19Nano-So-SimuimulatlationDie Software von Atomistix ermöglichtSimulationen auf Nano-Ebene in derElektronik, der Chemie, in Material- oderBiowissenschaften.GrundlndlageagenMultiscale Simulation __________________________________ 42Current Methods for the NumericalSimulation of Turbulent Flows ___________________________ 44Seite 36 – 372HerausgeberCADFEM GmbHMarktplatz 285567 Grafing b. MünchenTel. +49 (0)8092-7005-0Fax +49 (0)8092-7005-77E-Mail: marketing@cadfem.dewww.cadfem.deAnzeigen/ Alexander KunzKoordination/ akunz@cadfem.deRedaktion Christoph Müllercmueller@cadfem.deLayout Astrid Brenner,KS Computersatz, EbersbergProduktion Bechtle Druck & Service,EsslingenAuflage 35.000 ExemplareCopyright© 2007 CADFEM GmbH. Alle Rechte vorbehalten.Gedruckt in Deutschland. Jede Verwertung außerhalbder engen Grenzen des Urheberrechtsschutzes ist ohneZustimmung der CADFEM GmbH unzulässig. Dies gilt insbesonderefür Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungenund die Einspeicherung und Verarbeitung inelektronischen Systemen.Inhalt

CADFEM INFOPLANER 1/2007FEM expliplizitzit: LS-DY-DYNADie neue Version LS-DYNA 971 mit vielennützlichen Erweiterungen sowie dieangekündigte – und mit ANSYS v11 verfügbare– Schnittstelle zu ANSYS Workbenchsind die Themen aufEntwicwickluklungForschungsverbundprojekt IMVAL _______________________ 34Anwendendungungenund TechnchnoloologieThermal Analysis and Seismic Analysisfor a 12 m Antenna Structure ___________________________ 14Thermisches Management mit ANSYS Icepak _____________ 22Integrierte Simulation von komplexenmechatronischen System _______________________________24Seite 26 – 33TechNehNet Allialianceim BauwauweseesenIn der TechNet Alliance AG sind über50 hochspezialisierte CAE-Anbieter mitunterschiedlicher Expertise partnerschaftlichverbunden. Einen Überblick über denBereich Bauwesen gibtLS-DYNA Features for Hot Stamping _____________________ 30Werkstoffverhalten von Formgedächtnislegierungen ______ 38Simulation mit ANSYS im Entwicklungsprozessneuartiger Fügetechnologien ___________________________ 40CADFEMEmpfepfehluhlungengen2 nd GACM Colloquium on Computational Mechanicsfor Young Scientists from Academia and Industry _________ 47Wo Tibet noch Tibet ist _________________________________ 49Tibet und das Tadra-Projekt ____________________________ 50Veranstaltungen _______________________________________ 52Seite 8 – 9VerbunbundmadmaterterialialienienSehr hilfreich bei der schnellen Auslegungvon Composite-Strukturen undderen Eigenschaften ist die SimulationssoftwareESAComp.HistortorieDr. Alfred Zimmer: Pionier der computergestütztenBerechnung im Automobilbau _________________________48AnzeigeeigenHP__________________________________________________ U2Arion Resort & Spa – Astir Palace Beach, Athens __________ U33Seite 46Adressen ______________________________________________ U4Warenzeichen/eingetragene WarenzeichenANSYS, ANSYS Workbench, CFX und generell alleProdukt- oder Dienstleistungsnamen von ANSYS, Inc.sind registrierte Warenzeichen oder Warenzeichen vonANSYS, Inc. ICEM CFD ist ein von ANSYS, Inc. lizensiertesWarenzeichen. LS-DYNA, LS-OPT und LS PrePostsind registrierte Warenzeichen der Livermore SoftwareTechnology Corp.. Sämtliche in diesem Heft genannteProduktnamen sind Warenzeichen oder registrierteWarenzeichen ihrer jeweiligen Eigentümer. Aus demFehlen der Markierung kann nicht geschlossen werden,dass eine Bezeichnung ein freier Warenname ist.Irrtümer und Änderungen vorbehalten.TrademarksANSYS, ANSYS Workbench, CFX, and any and allANSYS, Inc. product and service names are registeredtrademarks or trademarks of ANSYS, Inc. ICEM CFD isa trademark licensed by ANSYS, Inc. LS-DYNA, LS-OPT,and LS-PrePost are registered trademarks of LivermoreSoftware Technology Corp.. All other trademarks orregistered trademarks are the property of their respectiveowners. Missing trademark symbols do not indicatethat names of companies or products are not protected.All information subject to mistakes and alteration.Inhalt

CADFEM INFOPLANER 1/2007Computer Aided Engineering.Seit 1985.4Technologien des Computer Aided Engineering (CAE) tragenheute in vielen Branchen entscheidend zur Verkürzung und Optimierungvon Produktentwicklungsprozessen bei. Berechnungenam Computer ermöglichen es Unternehmen, das Verhalten künftigerBauteile, Produkte und Prozesse unter dem Einfluss verschiedenerphysikalischer Effekte am Bildschirm zu untersuchen.Dadurch werden nicht nur eine Vielzahl an zeitintensiven undteuren Versuchsreihen ohne Qualitätsverlust umgangen, sondernauch neue Innovationspotenziale genutzt. Auf diesem Gebietunterstützt CADFEM Anwender aus Industrie und Forschung seit1985. Mit Software, Rat und Tat. Und mit Erfolg: Was damals vonzwei Ingenieuren in der Nähe von München begonnen wurde,hat sich zu einem Unternehmen mit 110 Mitarbeitern entwickelt.Deren Know-how trägt entscheidend dazu bei, dass CADFEMheute zu den führenden Anbietern von Software und Ingenieurdienstleistungenim Bereich des CAE gehört.PhilosophieDie CADFEM Philosophie ist einfach: starre Regeln und Bürokratiewerden auf ein Minimum begrenzt, eingewisses Maß an „Chaos“ in Kauf genommen,gesunder Menschenverstand undaktives Mitdenken groß geschrieben.Das verleiht CADFEM Flexibilität undermöglicht eine schnelle und genaueAnpassung an unterschiedliche Situ-„Business at bottom is fundametallyationen.human“ www.cluetrain.deVertrieb: Software und HardwareAls Systemhaus bietet CADFEM ausgesuchte, leistungsfähigeSoftwarelösungen an und deckt damit ein breites Spektrum anSimulationsanwendungen für die Produkt- und Prozessentwicklungab. Um die Hauptprodukte ANSYS und LS-DYNA, die vonCADFEM praktisch schon seit Firmengründung betreut werden,wird das Portfolio sukzessive und gezielt mit komplementärenLösungen erweitert. Zu sämtlichen Programmen bietet CADFEMalle produktbegleitenden Dienstleistungen und ist auch bei Implementierungs-,Hardware- und Netzwerk-Fragen ein kompetenterAnsprechpartner des Kunden.Ihr Ansprechpartner:• Dr.-Ing. Jürgen Vogt, CADFEM GmbHTel. +49 (0)8092-7005-19, E-Mail jvogt@cadfem.deSchweiz• Andreas Hübner, CADFEM AGTel. +41 (0)52-36801-20, E-Mail andreas.huebner@cadfem.chÖsterreich• Marc Brandenberger, CADFEM (Austria) GmbHTel. +43 (0)1-5877073-10, E-Mail marc.brandenberger@cadfem.atService: Seminare und SupportDie Anwender der von CADFEM vertriebenen Softwareprogrammeerhalten qualifizierte Unterstützung zu allen Fragestellungen,die sich bei der täglichen Berechnungsarbeit ergeben– telefonisch, per E-Mail, online oder auch vor Ort. Der CADFEMService ist zudem für die Planung des umfangreichen Seminarangeboteszu softwarebezogenen und softwareunabhängigenCAE-Themen zuständig. Das Service-Team setzt sich aus qualifiziertenIngenieuren verschiedener Disziplinen zusammen,die zudem Hand in Hand mit den Entwicklern der Programmezusammenarbeiten.Ihr Ansprechpartner:• Erke Wang, CADFEM GmbHTel. +49 (0)8092-7005-18, E-Mail ewang@cadfem.deSchweiz• Torsten Johne, CADFEM AGTel. +41 (0)52-36801-05, E-Mail torsten.johne@cadfem.chÖsterreich• Marc Brandenberger, CADFEM AGTel. +43 (0)1-5877073-10, E-Mail marc.brandenberger@cadfem.atConsulting CAEUnabhängig davon, ob Berechnungen generell extern vergebenwerden oder ein Kapazitätsengpass überwunden, ein sehrspezielles Berechnungsproblem gelöst oder eine Aufgabe beimNeueinstieg in FEM kooperativ bearbeitet werden soll: CADFEMgewährleistet Ihnen eine zuverlässige, fachkundige und vertraulicheDurchführung der gewünschten Berechnungsdienstleistung.Dank fundierter Erfahrung in unterschiedlichstenBerechnungsdisziplinen und einer erstklassigen Infrastrukturaus Soft- und Hardware.Ihr Ansprechpartner:• Dr.-Ing. Marold Moosrainer, CADFEM GmbHTel. +49 (0)8092-7005-45, E-Mail mmoosrainer@cadfem.deSchweiz• Ronni Friedt, CADFEM AGTel. +41 (0)52-36801-06, E-Mail ronni.friedt@cadfem.chÖsterreich• Wolfgang Artner, CADFEM (Austria) GmbHTel. +43 (0)1-5877073-11, E-Mail wolfgang.artner@cadfem.atKontDie Adressen von CADFEM und den Partnerunternewww.cadfem.de • www.cCADFEM

CADFEM INFOPLANER 1/2007angeboten. In diesem werden verschiedene CAE-Inhalte mitder Vermittlung von Soft Skills und anderen ManagementThemen gekoppelt.Ihr Ansprechpartner:• Anja Vogel, CADFEM GmbHTel. +49 (0)8092-7005-52, E-Mail avogel@cadfem.deConsulting CAD/KBE„Wissensbasierte Konstruktion” bzw. Knowledge Based Engineering(KBE) steht für die Integration von Fachwissen, Regelnoder Prozessabläufen in der CAD-Konstruktion. Eine effizienteKBE-Infrastruktur entlastet in erster Linie den Konstrukteurvon Zeit raubenden Routinetätigkeiten. Der hohe Standardisierungsgradvon Entwicklungsprozessen gewährleistet zudemderen Nachvollziehbarkeit. CADFEM hat seit 1997 kontinuierlichein Team für den Bereich Knowledge Based Engineeringund spezielle CAD-Lösungen, insbesondere CATIA, aufgebautund sich als erfahrener und führender Anbieter auf diesemSektor etabliert.Außerdem werden mit Caelum XXen Konstruktionslösungenund mit BDrive Lösungen für Data Mining angeboten.Ihr Ansprechpartner:• Dr.-Ing. Klemens Rother, CADFEM GmbHTel. +49 (0)8092-7005-16, E-Mail krother@cadfem.deEntwicklungStandardsoftware hat heute zwar ein enormes Anwendungsspektrum,deckt aber längst nicht alle denkbaren Einsatzgebieteder rechnerischen Simulation ab. Viele, vor allem sehrspezielle branchen- und kundenspezifische Bereiche, sind nochnicht besetzt.Dieser Bereich von CADFEM aus programmier- und FEM-erfahrenenIngenieuren mit engem Kontakt zu Forschungseinrichtungen,entwickelt solche Lösungen.Ihr Ansprechpartner:• Dr.-Ing. Cord Steinbeck-Behrens, CADFEM GmbHTel. +49 (0)5136-88092-17, E-Mail csb@cadfem.deMasterstudiengang ESoCAETDie European School of Computer Aided Engineering Technology(ESoCAET) wurde von CADFEM gegründet. InZusammenarbeit mit Universitäten werden von ESoCAETberufsbegleitende Studiengänge zum Master of Engineeringentwickelt und vermarktet. Der erste Studiengang „Masterof Engineering in Applied Computational Mechanics“ wirdgemeinsam mit den Fachhochschulen Landshut und Ingolstadtaktmen finden Sie auf der Rückseite dieser Zeitschrift.dfem.ch • ww.cadfem.atBiomechanikUm den speziellen Anforderungen bei medizinischen Fragestellungengerecht zu werden, wurde ein eigener BereichBiomechanik eingeführt. In enger Kooperation mit Forschungseinrichtungenwerden auf den zunehmenden Bedarf an Simulationsanwendungenim Bereich der Medizin zugeschnitteneSoftwarelösungen, Seminare und CAE-Dienstleistungen angeboten.Ihr Ansprechpartner:• Christoph Müller, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-43, E-Mail cmueller@cadfem.deCADFEM BeteiligungenDas kontinuierliche Wachstum der CADFEM GmbH wirdbegleitet durch Beteiligungen an Firmen im Umfeld desTätigkeitsbereiches von CADFEM. Mit diesen gezielten Partnerschaftenrückt CADFEM zum einen näher an seine internationalenKunden, zum anderen wird der Weg für innovativeTechnologien in die industrielle Praxis geebnet.Anfang 2007 besteht dieser Verbund aus 11 Firmen mit insgesamtüber 200 Mitarbeitern.1995: CADFEM AGwww.cadfem.chWeltweites Netzwerk für Computer Aided EngineeringIn der TechNet Alliance hat sich CADFEM mit anderenunabhängigen Anbietern von CAE-Software und CAE-Dienstleistungen zu einem weltweiten Verbund zusammengeschlossen.www.technet-alliance.ce.com2007 CADFEM Engineering Services India PVT Ltd.www.cadfem-india.com2007: Geschäftsstelltelle e In Dortmund2000: Geschäftsstelltelle e in Berlin1997: Repräsentanz in Moskau1994: Geschäftsstelltelle e in Chemnitz1990: Geschäftsstelltelle e in Stuttgarttgart1990: Geschäftsstelltelle e in Hannover1985: CADFEM GmbH in Grafing b. München1982: Ing.-Büro Günter Müller2000: Teraspect GmbHEnterprise Resource Planning ng (ERP) Lösungenfür kleine Unternehmennehmenwww.teraspect.de2005: virtualcitysystems GmbHDigitale Stadtmodellewww.virtualcitysystems.de2005: CCA Ltd., ShanghaiCAE-Software und Consulting ng in Chinawww.cca-es.c.cca-es.com2005: CADFEM (Austria) GmbHwww.cadfem.at2003: PlastSim GmbHConsulting und Vertrieb vonMoldex3D, B-SIM, T-SI-SIMwww.plasts.plastsim.com2002: AeroFEM GmbHConsulting mit Schwerpunkt Luftfahrtwww.aerofem.ch2001: Dynardo GmbHOptimierung, Consulting undEntwicklung von optiSLangwww.dynardo.de2000: inuTech GmbHNumerik, Consulting und Entwicklungvon Diffpackwww.inutech.deTechNet etAllianceTechnology Network Alliance AG5CADFEM

CADFEM INFOPLANER 1/2007Converge!ANSYS Conference & 25. CADFEM Users‘ Meeting21. – 23. November 2007Dresdenwww.usersmeeting.comUnter dem Motto „Converge“[zusammenlaufen,sich näher kommen]richten vom 21. – 23.November 2007 dieCADFEM GmbH, dieANSYS Germany GmbHund die Fluent DeutschlandGmbH im CongressCenter Dresden gemeinsamihre Anwenderkonferenzaus. Im Mittelpunktstehen die ANSYS Lösungen für die Stuktur- und Strömungsmechanik(einschließlich Fluent) und gekoppelte Anwendungen.Neben ANSYS kommen auch die Anwender der anderenvon CADFEM angebotenen Simulationsprogramme auf ihreKosten. In gewohnter Weise werden Sessions und Workshopszu LS-DYNA, AnyBody, Atomistix, OptiSLang und weitere, zuANSYS komplementäreBerechnungssoftwareauf der Konferenzagendastehen.Die ANSYS Conference& 25. CADFEM Users´Meeting gibt Anwendernund Interessierteneinen umfassendenÜberblick über dasSpektrum von ANSYS,dem größten unabhängigen CAE-Anbieter weltweit. Durchdas ergänzende Angebot zu weiteren CAE-Produkten sowieSonderthemen wie CAE-Management oder Biomechanikeröffnet sich den Teilnehmern ein einzigartiges Informationsangebot,das noch weit über die in ANSYS ohnehin bereitssehr umfassend verfügbaren Berechnungsmöglichkeitenhinaus geht!6Weitere Users‘ Meetings 20072. CADFEM Austria Users´ Meeting19. – 20. April 2007 in Wienwww.cadfem.at12. Schweizer CADFEM Users´ Meeting 200714. – 15. Juni 2007 in Zürichwww.cadfem.ch10. Russian CADFEM Users´ Meeting25. – 26. April 2007 in Moskauwww.cadfem.ru15. ANSYS Users´ Meeting für die Tschechienund die Slowakei03. – 05. Oktober 2007 in Lednicewww.svsfem.czCADFEM

CADFEM INFOPLANER 1/2007CADFEM Engineering Services India PVT Ltd.CADFEM baut kontinuierlich seine internationalePräsenz aus. In Osteuropa und Russland sind wirbereits seit längerer Zeit vertreten, in China seit2005. Am 1. März 2007 ist nun der Standort Hydera-bad, Indien, dazugekommen.Zwei Gründe sprechen für eine verstärkte Präsenz von CADFEMim Ausland. Zum einen können wir durch die Mitarbeit unsererPartner in Osteuropa und Asien in Deutschland wettbewerbsfähigePreise anbieten. Außerdem hat unser Kunde den Vorteil,dass wir seine Anforderungen kennen. Wenn die Aufgaben,die ausgelagert werden, über uns laufen, kann sicher gestelltwerden, dass die gewohnte Qualität erreicht wird und dassKundendaten vertraulich behandelt werden.Der zweite Grund für die Expansion ist, am wachsenden Marktder Boomländer zu partizipieren. Man geht davon aus, dass bis2009 drei Viertel aller neuer Forschungszentren in Indien undChina etabliert werden und sich diese beiden Länder bis 2050zu den führenden Wirtschaftsmärkten entwickeln.CADFEM Engineering Services India Ltd. hat seine Tätigkeitam 1. März 2007 mit zwei Mitarbeitern aufgenommen. Einweiterer zukünftiger Mitarbeiter, Bharat Chittepu, ist zur Zeitals Praktikant bei CADFEM und absolviert den Masterkursin Applied Computational Mechanics (www.esocaet). DieGeschäfte werden geführt von Praveen Mokkapati, M.Sc., derein Masterstudium in den USA abgeschlossen hat, K. ChandraSekhar, B.Eng., der bei Infotech Pvt Ltd im Bereich CAE Consultinggearbeitet hat und von Madhukar Chatiri, M.Sc., der seiteinigen Jahren bei der CADFEM GmbH in Grafing im UnternehmensbereichService aktiv ist. Madhukar Chatiri wird noch längereZeit bei uns arbeiten und als Geschäftsführer der indischenFirma die Verbindung dorthin aufrecht erhalten.Es ist geplant, alle indischen Mitarbeiter für eine gewisse Zeitbei CADFEM in Europa zu haben, damit sie unsere Vorgehensweisenlernen.Erste Aufgaben, die die junge Firma zu bearbeiten hat, sinddie Vermarktung unserer Produkte und Seminare und dieDurchführung von Vernetzungs- und Berechnungsaufgaben.Bei Letzterem würden wir uns über Aufträge aus Ihrem Hausefreuen. Sprechen Sie uns an, wenn Sie an einem Testlauf interessiertsind.KontaktCADFEM Engineering Services India PVT Ltd.H.No: 48, 1st FloorParkview Enclave, Old BowenpalllyHyderabad – 500011IndienE-Mail info@cadfem-india.comwww.cadfem-india.comMadhukar Chatiri Praveen Mokkapati K. Chandra Sekhar Bharat ChittepuM. Sc. M. Sc. B. Eng. B. Eng.Autoren und AnsprechpartnerDr.-Ing. Günter Müller, CADFEM GmbH GrafingE-Mail gmueller@cadfem.deMadhukar Chatiri, M.Sc.E-Mail mchatiri@cadfem.dewww.cadfem-india.com7Partner

CADFEM INFOPLANER 1/2007TechNet Alliance’ einzigartige Expertise: Beispiel BauwesenIn der TechNet Alliance, dem internationalen Netz-werk hoch spezialisierter CAE-Unternehmen, steckteine teilweise einzigartige CAE-Expertise. Zum Bei-spiel im Bereich Bauwesen.Die TechNet Alliance ist ein globales Netzwerk von Firmen imBereich Computer Aided Engineering (CAE). Dem bereits seit1999 bestehenden Netzwerk gehören neben derzeit 55 CAE-Anbietern auch Professoren, Experten und international agierendeIndustrieunternehmen, also Kunden, an.Neben umfassendem, allgemeinem CAE-Wissen bringt jedesMitglied von TechNet Alliance auch seine spezielle und zum Teileinzigartige Expertise ein. Beginnend mit dieser Ausgabe wollenwir im Infoplaner diese Expertisen kurz vorstellen. Unser ersterBeitrag schildert exemplarisch die spezielle Expertise im Bauwesen.Sicherheitsanalyseder weltgrößtenZiegelsteinbrückeDie größte Ziegelsteinbrückeder Welt überspanntseit dem Jahre1850 das 600m langeund 100m tiefe Göltzschtal.Die Dynardo GmbH inWeimar hat sie auf dem Wegeder Berechnung auf ihre Funktionstüchtigkeithin überprüft. Durch diese Analyse konnte sowohldie Tragwirkung und die Standsicherheit als auch die Gebrauchstauglichkeitder Gesamtkonstruktion nachgewiesen werden.Tunnel unter dem Madrider FlughafenDie Firma Ingeciber S.A. aus Madrid hat auf Basis von ANSYS dasauf die Belange des Bauwesens ausgerichtete BerechnungsprogrammCivilFEM entwickelt. Mit diesem Programm wurde derTunnel unter der Start- und Landebahn des Flughafens MadridBarajas vor Baubeginn auf seine Stabilität hin virtuell getestet.neben den Themen Energie, Komfort und Industrielüftungauch mit Brandschutz.Durch die Strömungssimulation von Rauchausbreitung, Entrauchungsmaßnahmenund die Simulation von Evakuierungsmaßnahmenunter Berücksichtigung des menschlichen Fluchtwegverhaltens,ist es möglich, die Auswirkungen einer Katastrophezu minimieren.Höhere Effizienz durch designoptimierte DachziegelAuch zur Untersuchung von Detailkonstruktionen wird dieSimulation eingesetzt.So hat die Firma IDAC, Ltd., London, eine Designoptimierungvon ineinander greifenden Dachziegeln durchgeführt. MitHilfe dieser Berechnung konnten diese Dachziegel so in ihremDesign verändert werden, dass sie nun trotz eines geringerenMaterialaufwands eine höhere Effizienz aufweisen.Virtuelle StadtmodelleNach einer Studie des Bundesministeriums für Wirtschaft undTechnologie zählt die Geoinformationstechnologie zu den wichtigstenQuerschnittstechnologien des 21. Jahrhundert. Die Firmavirtualcitysystems GmbH in Chemnitz hat sich auf die automatischeErzeugung und Verwaltung von 3D-Geodaten und aufdie Prozessintegration von dreidimensionalen Stadt- und Regionalmodellenspezialisiert. In die Stadtmodelle sind Attribute, wieStatistiken über Wirtschaft, Bevölkerung, Umwelt oder Verkehrintegrierbar und visualisierbar. Realitätsnah dargestellt werdenkönnen auch die Auswirkungen von Katastrophen, zum Beispielvon Überschwemmungen.8Strukturmechanik plusDas italienische TechNet Alliance Mitglied EnginSoft aus Trentohat sich im Bereich Bauwesen auf die Strukturmechanik spezialisiert.Sie deckt in diesem Bereich ein weites Spektrum ab, dasvon Modellen zur Identifizierung äußerer Kräfte auf Gebäudeüber Modelle von Dämmen und Kanälen bis hin zur Strukturoptimierungmittels neuronaler Netze und genetischer Algorithmenreicht.Rauchausbreitung und Evakuierungsmaßnahmenim BrandfallDie Air Flow Consulting AG aus der Schweiz beschäftigt sichDie Anwendung der Programme ist nicht nur für Behördenvon Stadt, Land oder Bund interessant, sondern auch für Planungs-und Architekturbüros, die ihr Projekt in ein Stadtmodelleinstellen können, sowie auch für Anbieter von Energie undTelekommunikation.Die Firma arbeitet zusammen mit Prof. Döllner vom renommiertenHasso-Plattner-Institut und Miteigentümer der Firma3DGeo GmbH in Potsdam.Partner

CADFEM INFOPLANER 1/2007Dank ANSYS – Musik in den OhrenNicht nur in den Ohren von Simulanten ist ANSYS Musik.Im Norwegischen Kongsberg hat das bekannte Jazzfes-tival eine neue Bühne erhalten. Die Architekten vonSnøhetta AS haben, in Zusammenarbeit mit der TessinerFirma Airlight SA, den Tubaloon gebaut. Der Tubaloon,entwickelt auf Basis des Tensairity Prinzips, gilt schonheute als Attraktion des Festivals.Im kleinen Städchen Kongsberg treffen sich seit 1965 jedesJahr im Juli Jazzer und Jazzfreunde zu einem der bekanntestenMusikfestivals in Norwegen. Mit dem Tubaloon habender Ort (80 km von Oslo entfernt) und der Anlass zusätzlicheAttraktivität gewonnen. Die Bühne, in Form eines riesigenOhrs, dient als akustische Verstärkung und kann raffiniertilluminiert werden. Diese Licht- und Toneffekte werden vonden Zuschauern als besonders reizvoll hervorgehoben. Rund1000 m 2 Membranfläche wurden verbaut. Die stattlichenDimensionen betragen 38 x 22 x 20 Meter.Das „Ohr“ ist berechnet und entwickelt worden von AirlightSA, einem Ingenieurbüro mit 3 Mitarbeitern, aus dem Tessinim Süden der Schweiz.Vor ca. 4 Jahren hatte Dr. Mauro Pedretti eine kuriose Idee.Diese Idee wurde verfeinert und bis heute zu einer erprobtenund zukunftsträchtigen Leichtstruktur-Technologie entwickelt,welche ein riesiges Potenzial an Anwendungen aufweist.In zwei Jahren Forschungsarbeit haben die Ingenieurebei Airlight das „Luft-Stab-Kabel“-Prinzip perfektioniert.Nachträglich fragt man sich, warum nicht schon andereauf diese naheliegende Symbiose von Strukturelementengekommen sind. Das grundlegende Prinzip, in dem die Luft(nur geringer Überdruck) als Stabilisator gegen das Beuleneingesetzt wird, der Stab die Druckkräfte und das Kabel dieZugkräfte übernehmen, sorgt dafür, dass jedes Element seineFunktion optimal erfüllt. Tensairity war geboren.Bedenken bezüglich Langfristigkeit, Sicherheit, Brandschutz,etc. sind angebracht. In zahlreichen Versuchen konnte jedochbewiesen werden, dass auch in diesen kritischen Bereichendas Tensairity Konzept standhalten kann.Verschiedene Projekte konnten dank Tensairity realisiert werdenund viele stecken in der Pipeline und in den Köpfen von innovativenArchitekten wie dem Briten Grimshaw (SwissRe Tower inLondon). Verschiedene Brückenprojekte oder die Überdachungeines Bahnhofsparkplatzes in Montreux sind bereits realisiert.All diese Projekte wären ohne Simulation mit ANSYS nichtmöglich gewesen. Standardbaustatikprogramme besitzennicht die Fähigkeiten, die Komplexität der Analyse durchzuführen.Das nichtlineare Zusammenspiel zwischen Membranen,Seilelementen und Stäben über Kontakte ist physikalischnicht ganz einfach. Oft müssen auch Strömungssimulationenzur Bestimmung der Windlasten herangezogen werden. Es istnaheliegend, dass dafür ANSYS CFX eingesetzt wird.Ehre und Bestätigung durch „Nobel-Preis“Am 9. Dezember 2006 erhielt Dr. Pedretti den „Nobel-Preisder Zivilingenieure“. In Monaco wurde zum 13ten Mal der„European Grand Prix for Innovation Award“ verliehen. In derKategorie „Civil Engineering and Construction“ gewannen dieSchweizer den 1. Rang.Besucher am Kongsberg Jazzfestival in Norwegensind ganz Ohr für den Tabaloon.ANSYS Simulation der Tabaloon StrukturAutorenDr.-Ing. Günter Müller, Kristin Schuhegger,CADFEM GmbH GrafingRoger Stahel, CADFEM AG AadorfTechNetAllianceTechnology Network Alliance AGAnsprechpartner TechNet Alliance AGKristin Schuhegger, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-80E-Mail kschuhegger@cadfem.dewww.technet-alliance.com9Partner

CADFEM INFOPLANER 1/2007CADFEM NachrichtenNEWSWeimarer OptimierungsundStochastiktage 4.029. – 30. November 2007 in WeimarDiese offene Veranstaltung der Dynardo GmbH, die in dieBlöcke Optimierung, Robustheitsbewertung und Zuverlässigkeitsanalysesowie Robust Design gegliedert ist,bietet ein hochkarätiges Informationsangebot.Die Blöcke finden nicht parallel sondern nacheinander statt undhaben Workshop-Charakter.Alle Vortragenden sind angehalten, sich auf die Vermittlungwissenschaftlich-technischer Sachverhalte sowie die Diskussioninteressanter Anwendungen zu konzentrierten.Weitere Informationen sowie Rückblicke aufdie bisherigen Veranstaltungenwww.dynardo.do.dedeCADFEM Geschäftsstellein DortmundZum 1. Januar 2007 hat die CADFEM GmbH in Dortmund ihre6. Geschäftsstelle eröffnet.Leiter des Büros im Technologie-Zentrum Dortmund ist WolfgangLietz, der seit dem 1. April 2007 von Herr Khac Khoan Haim Bereich des CAE-Consulting unterstützt wird.CADFEM GmbHGeschäftsstelle DortmundEmil-Figge-Straße 8044227 DortmundTel. +49 (0)231-97 42 56-80E-Mail wlietz@cadfem.deDortmundCADFEM Stadt10optiSLang „On-Demand“ auf eCADFEMMit der Verfügbarkeit von optiSLang über das On-Demand- Diese Variante der Softwarenutzung, die sich im ANSYSPortal eCADFEM ist die Nutzung des Programms zur Umfeld hervorragend bewährt hat, ist speziell bei sporadischermultidisziplinären Optimierung und Robustheitsbewertungnun auch als bedarfsgeengpässenoder zur ProgrammevaluierungAnwendung, bei kurzfristigen Kapazitätsrechtabrufbares Zeitkontingent möglich.effizient und wirtschaftlich einsetzbar.optimizing structural languagewww.eCADFEM.EM.comCADFEM News

CADFEM INFOPLANER 1/2007Seminainar –Finiteite Elementefür MedizinerDieser Seminar richtet sich an Mediziner, die im Rahmen ihrer ForschungstätigkeitFEM einsetzen möchten. Die Teilnehmer bekommenein anschauliches, grundlegendes Verständnis für die FEM und erlernendie Durchführung einer FE-Simulation anhand von Beispielen aus derMedizin. Als FEM-Programm wird ANSYS Workbench genutzt.Termine17. – 18. April 2007 in Grafing bei München25. – 26. September 2007 in Grafing bei MünchenDer Referent Dr.-Ing. Ulrich Simon von der Universität Ulm ist anerkannterExperte auf dem Gebiet der FEM im Bereich Biomechanik.UmfirmierungAus „CAD-FEM Gesellschaft für computerunterstützteKonstruktion und BerechnungmbH“, der Firmierung unter der das Unternehmen1985 einst gegründet wurde, ist zum1. März 2007 nun auch offiziell kompakt die„CADFEM GmbH“ geworden.Bitte passen Sie ggf. Ihre Datenbank an.CADFEM GmbHHRB München Nr. 75979www.cadfem.deWeitere Informationen finden Sie auf www.cadfem.de. Anmeldungenkönnen dort online oder per E-Mail an seminar@cadfem.de vorgenommenwerden.CADFEM Neuigkeiten aus Österreich und der SchweizCADFEM AG SchweizMittlerweile zählt die CADFEM AG 17 Mitarbeiter (gezähltwerden auch Teilzeitstellen). Gerade wurde am StandortAadorf ein Büroausbau realisiert. Weitere Arbeitsplätze fürBerechnungsingenieure sind ausgeschrieben.Die Nachfrage nach Dienstleistungen ist gestiegen. Wie wichtigeine stabile Kernmannschaft, professionelle Dienstleistungenund die Fokussierung auf das Thema Simulation sind, zeigtder Geschäftserfolg.Direkt mit dem CAD gelieferte (so genannte „integrierte“) Produktesind zwar auf dem Vormarsch, bei genauerem Hinsehensind der Support und die technische Hilfestellung unerlässlich.Die Qualität der Software-Produkte und deren Resultate,welche nebenbei gesagt entscheidend sind für den Erfolg einerFirma, wird bei der Auswahl zum Teil sträflich vernachlässigt.Die Hinweise mehren sich, dass falsche Entscheidungen (dieSoftware wird mangels Unterstützung oder Untauglichkeit zurLösung der Probleme nicht genutzt) schmerzhaft rückgängiggemacht werden müssen.Der Standort Lausanne wurde, unter der Leitung von RobertoRossetti, ebenfalls ausgebaut. Gut ausgerüstete Seminarräumeund mehr Arbeitsplätze sind bereit für 1-2 neue Mitarbeiter.Als besondere Kompetenz sind in Lausanne Berechnungenfür die Uhrenindustrie und die Mehrkörpersimulation (MKS)angesiedelt.www.cadfem.chCAFDFEM (Austria) GmbHSeit Mai 2005 sind Marc Brandenberger und sein Team in Wiendaran, CADFEM in Österreich noch bekannter zu machen.Die Vorteile einer lokalen Niederlassung werden bereits regegenutzt. Das Seminarangebot konnte stark ausgebaut werdenund deckt offenbar eine Lücke ab. Außerdem wurden bereitsverschiedene Projekte durchgeführt. Unsere Verpflichtung inein dauerhaftes Engagement hilft uns dabei zusammen mitunseren Kunden zu wachsen.Nach dem Erfolg im Vorjahr ist bereits das 2. CADFEM AustriaUsers Meeting für April vorgesehen. Das Users Meeting ist fürAnwender und Interessenten der Ort, um sich über den aktuellenStand der Industrie-Anwendungen zu informieren.Der Zuwachs an Neukunden und der Ausbau der Bestandskundenzeigt uns deutlich, dass ANSYS und CADFEM auch inÖsterreich die Nummer 1 im Bereich der CAE Anbieter sind.www.cadfem.atTermine einiger interessanter FEM-Veranstaltungenim nächsten halben Jahr:Österreich (Wien):• Usersers s Meetietingin Wien am 19.und 20. April200707• Schweißverbindungen – Theorie und Anwendungrechnerischer Lebensdauerabschätzungenam 23. April 2007Schweiz (Aadorf):• Usersers s Meetietingin Züricham 14.und 15. Juni2007• Optimierung von Arbeitsabläufen und Qualitätsmanagementfür Berechnungsingenieuream 12. April 200711CADFEM News

CADFEM INFOPLANER 1/2007Performance und Skalierbarkeitmit ANSYS Workbench & LS-DYNAauf Workstations von HPInformationstag am 9. Mai 2007bei HP in BöblingenBei dieser kostenfreien Veranstaltung erhalten die Teilnehmereinen Überblick über unsere aktuellen Erfahrungenmit ANSYS Workbench v11 und LS-DYNA 971 auf 64-bit Systemen von HP. Welche Vorteile die Kopplung vonANSYS Workbench und LS-DYNA auf HP Hardware bietet,zeigen wir Ihnen anhand der von CADFEM entwickeltenSchnittstelle (siehe Seite 26).Übrigens: Auch im Jahr 2007 hatCADFEM von HP wieder den Status„Preferred Partner“ erhalten. SprechenSie uns an, wenn es um dieoptimale Hardware für Ihre CAE-Anwendungen geht!Ihr Ansprechpartner: Manfred Bayerl, mbayerl@cadfem.deTUfast gewinnt Audi ContestAm 07.02.2007 konnte mit dem Gewinn des „Audi Contest“ein weiterer großer Erfolg in der Geschichte von TUfast gefeiertwerden. Im Rahmen dieses großangelegten Wettbewerbessuchte der Automobilhersteller drei Formula Student Teamsaus, um sie mit Preisgeldern bei ihrer Teilnahme am diesjährigenEvent der FSG am Hockenheimring zu unterstützen.Insgesamt reichten 19 Teams ihre Konzepte ein, wovon siebenzu den Finals nach Ingolstadt eingeladen wurden. Hier musstensie die anwesende Fachjury aus verschiedenen Technik- undWirtschaftsabteilungen des Konzerns in einer 30-minütigenPräsentation mit anschließenden Fragen von sich überzeugen.Mit einem ausgefeilten Businessplan und einer innovativen Präsentationkonnte TUfast die Jury begeistern und belegte amEnde den 1. Platz.Das Team ist sehr stolz auf diesen Erfolg und freut sich nebenden 15.000 € Preisgeld über eine freundschaftliche und konstruktivePartnerschaft mit Audi.Die CADFEM GmbH ist Sponsor des TUfast Teams der TU München!www.tufast.deCADFEM bei der Premiereder Neuen Messe StuttgartDie Fachmesse BlechExpo ist die erste Großveranstaltung aufdem neuen Messegelände am Stuttgarter Flughafen.CADFEM ist dabei, wenn vom 13. – 16. Juni 2007 erstmals dieneuen großen Messehallen ihre Pforten öffnen.Besuchen Sie den CADFEM Stand in Halle 5, Stand 5400, andem wir neben den Simulationspaketen ANSYS Workbench,ANSYS DesignSpace und LS-DYNA schwerpunktmäßig dieLösungen von FTI für die Blechbauteilentwicklung präsentieren.www.blechexpo-messe.de12Aus EASi ist carhs gewordenDie EASi Engineering GmbH hat sich zum 1. Januar einenneuen Namen gegeben und firmiert jetzt unter carhsgmbh. CADFEM und carhs, beide Mitglieder der TechNetAlliance, kooperieren auf dem Gebiet der Aus- und Weiterbildungrund um die aktive und passiveFahrzeugsicherheit.www.carhs.deCADFEM News

CADFEM INFOPLANER 1/2007Bedarf an Berechnungsingenieuren?Temporärer Einsatz von kompetenten Praktikanten aus Asien und OsteuropaUm den wachsenden Bedarf an Berechnungsinge-nieuren zu begegnen, hat CADFEM zusammen mitHochschulen den berufsbegleitenden Masterstudien-gang Applied Computational Mechanics entwickelt.Firmen haben damit die Möglichkeit, Mitarbeiter ineinem zweijährigen Kurs in CAE auszubilden und soden Mangel an Berechnungsingenieuren zubeheben. Der Kurs ermöglicht es auch, Inge-nieure aus Asien oder Osteuropa temporär alsPraktikanten zu beschäftigen oder Mitarbeitervon ausgelagerten Entwicklungsabteilungenintensiv zu schulen.Zu unserem Kurs sind nur Bewerber mit besten Noten, mindestenszweijähriger Berufspraxis und guten Sprachkenntnissenzugelassen.Unsere Partnerfirmen CCA Ltd. in Shanghai und CADFEM EngineeringServices India, Ltd. in Hyderabad wählen Kandidaten fürSie aus und sorgen dafür, dass diese Ihrem Anforderungsprofilentsprechen.Der Aufenthalt dauert zwei Jahre (jeweils September bis August).Während dieser Zeit arbeitet der Praktikant in Ihrer Firma. Paralleldazu finden die Kurse an den Fachhochschulen in Landshut undIngolstadt statt.Das Studium umfasst 3 Vorlesungssemester und die Anfertigungeiner Masterarbeit. Die Vorlesungen finden in Blöcken von 1 bis2 Wochen und an verlängerten Wochenenden statt. Da unsereKurse auch E- Learning anbieten, muss der Student nicht immerpräsent sein. Das Studium setzt sowohl inhaltlich als auch zeitlichhohe Ansprüche. Der Student muss bereit sein, seinen Urlaubund die Wochenenden zum Studium zu nutzen. Diese Zeit reichtallerdings nicht ganz aus: Die Firma muss bereit sein den Studentenungefähr 4 – 6 Wochen von der Arbeit freizustellen.Als Kosten fallen an: Aufwandsentschädigung für Unterhalt vonca. 1.000,– EURO pro Monat, Reisekosten und die Studiengebührenvon 10.000,– Euro / Jahr. Daraus ergibt sich ein Gesamtbetragvon ca. 30.000,– EURO pro Jahr.CADFEM hat diese Vorgehensweise getestet und positive Erfahrunggemacht. Auch das Arbeitsamt hat keine Einwände.Master of Engineering in Applied Computational MechanicsZusammen mit den Fachhochschulen Landshut und Ingolstadtund mehreren europäischen Partnerfirmen hat CADFEMGmbH im Jahr 2004 ein Pilotprojekt zur Entwicklung einesberufsbegleitenden Studienganges Master of Engineering inApplied Computational Mechanics von der EU im Rahmendes Programms Leonardo da Vinci gefördert bekommen. Daszweijährige Projekt wurde 2005 erfolgreich abgeschlossen.Bereits im September 2005 konnte der erste Studiengangbegonnen werden, im Jahr 2006 folgte der zweite und imSeptember 2007 soll der dritte Kurs stattfinden.Der Masterstudiengang hat seine eigene Charakteristik undsteht so nicht im Wettbewerb mit etablierten Angebotenstaatlicher oder privater Hochschulen. Unser Studiengangdeckt eine Nische ab: die rechnerische Simulation. DiesesThema wird intensiv geschult und die Ausbildung orientiertsich an Anforderungen aus der Praxis. Rund 15% der Zeitist zum Beispiel Projektmanagement und Qualitätssicherungvorbehalten. Vortragende rekrutieren sich aus den beidenHochschulen, aber auch aus anderen Universitäten und Fachhochschulen,sowie aus der Industrie.Der Masterstudiengang dauert drei Semester. Dazu kommtnoch die Masterarbeit, für die ein Zeitraum von drei Monatenangesetzt wird. Typischerweise wird in der Masterarbeit eineAufgabe aus der Firma bearbeitet. Die Kurse werden überdas Jahr verteilt in ein- bis zweiwöchigen Blöcken und an verlängertenWochenenden abgehalten. Eine ständige Präsenzist nicht Pflicht. Ein Teil der Kurse kann sich der Teilnehmerüber E-Learning aneignen. Der Studiengang wird vollständigin englischer Sprache abgehalten. Mehr Information entnehmenSie bitte aus www.esocaet.com.KontaktESoCAETEuropean School of Computer AidedEngineering TechnologiesEin Geschäftsbereich der CADFEM GmbHAnja VogelTel. +49 (0)8092-7005-52E-Mail avogel@cadfem.dewww.esocaet.com13CADFEM

CADFEM INFOPLANER 1/2007Thermal Analysis and Seismic Analysisof a 12 m Antenna StructureThermal AnalysisImagine the sunrise at the foothills of Chile‘s Andes mountains.The wind blows slowly through the dry Atacamadesert…This scenario isn’t based on the fantasy of a lonely adventurerbut the given thermal load case for the design of one of thetelescopes of the ALMA (Atacama Large Millimeter Array)project. In corporation with VERTEX Antennentechnik GmbHa complex thermal analysis has been performed by CADFEMConsulting.14Due to the given specifications the antenna had to be analyzedconsidering sun radiation, outgoing radiation andof course the convective heat transfer to the environment.Taking into account the heat transfer effects• heat conduction• heat convection• heat radiationit was possible to determine the temperature field of theantenna. Both steady state and transient analysis gives valuableinformation about the resulting thermal loads to thestructure. Special care had to be taken into account for thelaminated CFRP structure. By idealization of the CFRP materialproperties many simplifications could be done. As a specialchallenge the thermal analysis of the convective heat transferpart to the environment hasbeen combined with a CFDanalysis. Therefore also thewind influence onto the temperaturefield of the antennahas been computed.The resulting temperaturefield can be used for subsequentstructural analyses todetermine thermal deformationor critical thermal stresszones.Seismic Analysis: Singlepoint response spectrum(SPRS) analysis in ANSYSA seismic analysis is frequentlyrequired for largebuildings or other tall structuresparticularly at locationsin seismic active regions. Forthat purpose FE analysis isapplied to proof the integrityof the structure during anearthquake. Here, the 12mALMA (Ata-cama Large MillimeterArray) telescope (Fig.1) has been analyzed.Solution by means ofANSYSA response spectrum for thegiven earthquake location isFig. 1: ALMA 12 m telescope.Sun load at the structureApplications and Technology

CADFEM INFOPLANER 1/2007CADFEM CAE ConsultingDo you generally outsource analysis and simulationtasks? Or do you have to fill a temporary shortage inprofessional skills? Do you have to solve a very specificanalysis problem? Are you new to FEM (Finite ElementMethod) or CFD (Computational Fluid Mechanics) andwish to work on a problem in collaboration with ourexpert staff?CADFEM is the answer! The company’s engineers havein-depth experience in the most diverse analysis disciplinesand can thus provide you with reliable, qualified,confidential implementation of your chosen analysis service.Fig 3: SRSS displacement forhorizontal earthquake excitationdefined e.g. by governmentauthorities (Fig. 2). Now,the analyst’s task is to do amodal analysis first to get theeigenfrequencies and modeshapes of the structure. Afterthat the mode shapes arescaled according to the givenresponse spectrum. A modecombination method likeSRSS or CQC is applied to getthe final result, for instancein terms of maximum displacement(Fig. 3). This waya response spectrum analysisdoes not compute thewhole transient time historyof the earthquake excitation.Rather it is a simplifiedmethod to get the maximumresponse. Large models withmore some million degrees offreedom can be analyzed thisway. A special filtering techniquemay be used in orderto suppress negligible modes.Usually a certain percentageof the overall structural massis required to participate inoscillation. For that purposemodal participation factorsand modal effective massoutput from ANSYS may beused.Simulation Expertise• Statics/Dynamics• Fatigue• Crash• Passenger & Pedestrian Safety• Metalforming• Heat Transfer• Computational Fluid Dynamics• Fluid-Structure-Interaction• Acoustics• Electromagnetics/Electrostatics/HF• Multiphysics• MEMS• Mechatronics• Bonding• Material/Composites• Optimization• Processes (Welding, Casting, Coating, Molding)ContactDr.-Ing. Marold MoosrainerPhone +49 (0)8092-7005-45E-Mail mmoosrainer@cadfem.de15Figures by courtesy ofVERTEX Antennentechnik GmbH.Fig. 2: Specified response spectrum specified in a log-log scale. This isthe input for an earthquake analysis.Applications and Technology

CADFEM INFOPLANER 1/2007SOFTWARELÖSUNGEN VON CADFEMAnwendungsübergreifende SimulationslösungenAnwendungenHigh-End Komplettlösungen für• Lineare Statik / Dynamik • Strömung, FSI • Multiphysik• Nichtlineare Statik / Dynamik • Temperaturfelder • Akustik• Robustheit / Optimierung • Emag • Fatigue• Kontakteigenschaften • Piezo • MKS (ab v11)• Implizite und explizite SolverPreprocessoren für CFD, Strukturmechanik und ElektromagnetikProgramm/EntwicklerANSYSANSYS CFXwww.ansys.comauch verfürfügbagbar auf www.eC.eCADFADFEM.EM.comKomplettlösung für die konstruktionsbegleitende Berechnung von• Statik • Eigenfrequenzen• Dynamik• Schwingungen• Temperaturfelder • Optimierung• ParameterHigh-End Komplettlösung für• Crash • Insassensicherheit • ALE• Impakt • Fußgängerschutz • FSI• Umformung• ExplosionANSYS DesignSpacewww.designspace.comLS-DYNAwww.lstc.comwww.lsdyna-portal.comIhr Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jürgen Vogt, Tel. +49 (0)8092-7005-19, E-Mail jvogt@cadfem.deSchweiz: Andreas Hübner, Tel. +41 (0)52-36801-20, E-Mail andreas.huebner@cadfem.chÖsterreich: Marc Brandenberger, Tel. +43 (0)1-5877073-10, E-Mail marc.brandenberger@cadfem.atUmformsimulationAnwendung Programm EntwicklerBlechumformung und leistungsstarker AutomesherDYNAFORM und LS-DYNAfür WerkzeugvernetzungOne-Step-Solver zur Bewertung der Umformbarkeit von Blechbauteilen FASTFORMCATFORMBerechnung komplexer PlatinenzuschnitteFASTBLANKBLANKWORKSOptimale Schachtelung von PlatinenBLANKNESTOptimierung von Materialkosten bei BlechbauteilenCOST OPTIMIZER(= FASTBLANK + BLANKNEST)Anwenderenderporportalaufwww.ca.cadfedfem.dm.deIhr Ansprechpartner: Tobias Menke, Tel. +49 (0)5136-88092-20, E-Mail tmenke@cadfem.de16BetriebsfestigkeitsanalyseAnwendung Programm EntwicklerBetriebsfestigkeitsanalyse allgemein ANSYS Fatigue ModulBewertung von FEM-Ergebnissen nach FKM-Richtlinie RiFEST IMA DresdenStatistische Auswertung von Schwingversuchen SAFD RWTH AachenInst. für WerkstoffkundeLebensdauerbewertung für Random Vibration Analysen in ANSYS RANfatIhr Ansprechpartner: Dr.-Ing. Klemens Rother, Tel. +49 (0)8092-7005-16, E-Mail krother@cadfem.deeCADFEM: Berechnungssoftware On DemandeCADFEM ist ein Service der CADFEM GmbH, der bedarfsgerechtund mit sekundengenauer Abrechnung – und daherbesonders wirtschaftlich – die Nutzung weltweit führenderSimulationsprogramme ermöglicht. Über das Internet bieteteCADFEM unmittelbaren Zugriff auf ANSYS und weitereFEM-Lösungen und gewährleistet dabei dem Anwender einHöchstmaß an Flexibilität und Kostenkontrolle.www.eC.eCADFADFEM.EM.comAnsprechpartner: Nicole TöpferTel. +49 (0)8092-70 05-34, E-Mail ntoepfer@cadfem.deSoftware

CADFEM INFOPLANER 1/2007OptimierungsstrategienAnwendung Programm EntwicklerMultidisziplinäre Optimierung und Robustheitsbewertung OptiSLangParameterfreie Topologie-, Form- und SickenoptimierungTOSCAParametrische Optimierung und Robustheitsbewertung,DesignXplorerResponse Surface, Monte Carlo (ab v11)Successive Response Surface MethodLS-OPTIhr Ansprechpartner: Rainer Rauch, Tel. +49 (0)711-990745-22, E-Mail rrauch@cadfem.deMaterialAnwendung Programm EntwicklerWerkstoffdesign PalmyraAnalyse von Faserverbundstoffen ESACompDiese Produkte werden in Partnerschaft mit der PlastSim GmbH bzw. über die CADFEM AG (ESAComp) vertrieben und unterstützt.Ihr Ansprechpartner für Palmyra: Joscha Sehnert, Tel. +49 (0)8092-7005-96, E-Mail joscha.sehnert@plastsim.comIhr Ansprechpartner für ESAComp: CADFEM AG, Markus Dutly, Tel. +41 (0)52-36801-01, E-Mail markus.dutly@cadfem.chAkustikAnwendung Programm EntwicklerKörperschallbewertung schwingender StrukturenSBSoundKomplettpaket für akustische AnalysenWAONIhr Ansprechpartner: Dr.-Ing. Marold Moosrainer, Tel. +49 (0)8092-7005-45, E-Mail mmoosrainer@cadfem.deLackiekiersirsimulmulatiationAnwendung Programm EntwicklerTrocknungsprozess von Karosserien in Tunnelöfen zur Lackhärtung VPS/DRYLackabscheidung beim kathodischen Tauchlackieren (KTL)VPS/EDCLufteinschlüsse in Hohlräumen oder Flüssigkeitsansammlungen VPS/DIPAbscheidung und Verlaufen von Wachs zum Korrosionsschutz VPS/CPdurch FlanschversiegelungInnovative Modellierung für HohlraumnetzeCATIA ToolkitIhr Ansprechpartner: Dr.-Ing. Klemens Rother, Tel. +49 (0)8092-7005-16, E-Mail krother@cadfem.deElektrktronionik-und NanosnosimuimulatlationAnwendung Programm EntwicklerThermal ManagementANSYS IcepakThermisches LeiterplattendesignANSYS IceboardThermisches ChipdesignANSYS IcechipSystemintegration Caspoc Simulation ResearchNanoeigenschaften Virtual NanoLabIhr Ansprechpartner: Udo Killat, Tel. +49 (0)8092-7005-23, E-Mail ukillat@cadfem.de3D KonstrstruktuktionionsprsprogrogrammAnwendendungProgragrammAllgemeine 3D CAD-Konstruktion, insbesondere von dünnwandigen Caelum XXenKunststoffbauteilenIhr Ansprechpartner: Christian Meyer, Tel. +49 (0)8092-7005-25, E-Mail cmeyer@cadfem.deEntwicwickleklerTOYOTA Caelum Inc.BiomechanikAnwendung Programm EntwicklerMuskuloskeletale Analyse des menschlichen Körpers für z.B. Ergonomie, AnyBody Modeling SystemOrthopädie, Rehabilitation oder SportIhr Ansprechpartner: Christoph Müller, Tel. +49 (0)8092-7005-43, E-Mail cmueller@cadfem.de17Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007Vorteil durch WorkbenchDie wegweisende Berechnungsumgebung ANSYSWorkbench bietet in v11 erweiterte Vernetzungs-technologie und zusätzlicher Funktionalität, z.B.Bewegungssimulation starrer und flexibler Körper.Herzstück undklassisches Alleinstellungsmerkmalvon ANSYS istdie BenutzerumgebungANSYS Workbench. Unmittelbar an die CAD-Weltangebunden, vereint sie basierend auf einer Geometrie,unterschiedlichste Berechnungsdisziplinen der Struktur- undStrömungsmechanik, einschließlich gekoppelter Anwendungen.Der Benutzer kann aus der Berechnungsvielfalt die Modulewählen, die er für seine Aufgabenstellungen benötigt. Ändernsich diese, so können zusätzliche Funktionen frei geschaltenwerden – die Umgebung und die intuitive Vorgehensweisebleiben dieselbe.Hinsichtlich der Anwendungstiefe beginnt das Spektrum vonANSYS Workbench von einfachen, CAD-nahen Lösungenfür den konstruktionsbegleitenden Einsatz. Es reicht bis zuden anspruchsvollen nichtlinearen High-End-Anwendungen,die auch komplexe Wechselwirkungenunterschiedlicher physikalischer Effekte erfassen.• Variable, d.h. an der Physik (Struktur, Elektromagnetik,Strömung...) orientierte Vernetzung durch Filter, Steuerfunktionenund Kontrollmechanismen• Generierung von Prismenschichten zur genauen Bewertungvon Spannungsgradienten• Erweiterte Tetraedervernetzung (patch unabhängig)• Import von reinen Netzdaten, z.B. aus ANSYS Classic,Nastran, Abaqus, zur Weiterverarbeitung und Geometrieableitung• Neue Vernetzungsmöglichkeiten dünner Bauteile (SolidShell)• Verbesserte FlächenvernetzungErweiterte BerechnungsmöglichkeitenKein anderes Berechnungspaket bietet ein mit ANSYS vergleichbaresSpektrum an unterschiedlichen Anwendungen:Strukturmechanik, Strömungsmechanik, elektromagnetischeFelder – einzeln oder miteinander gekoppelt. Neben demAusbau der vorhandenen Möglichkeiten wurde der Umfangder transienten Dynamik um die Bewegungssimulation starrerund flexibler Körper sowie einer Workbench-Integrationdes Programms LS-DYNA für explizite Berechnungen, z.B.Crash, Falltests, noch einmal erweitert:In ANSYS Workbench sind über 35 Jahre Erfahrungeines kontinuierlich gewachsenen Weltmarktführersim Bereich des „Simulation Driven ProductDevelopment“ integriert, dessen Spitzenstellungauf außergewöhnlich hohen Reinvestitionen in F&E,gezielten strategischen Zukäufen und der Nähe zuseinen Kunden basiert.18ANSYS v11Die jüngste Version v11 von ANSYS Workbench wurde imFebruar veröffentlicht. Die Weiterentwicklungen betreffenim Wesentlichen den Bereich der Vernetzung, den kontinuierlichenAusbau des Berechnungsumfangs – allen voran umkinematische Berechnungen von flexiblen und starren Körpern– und die Lösung besonders großer Modelle.Neue VernetzungstechnologienAuf der Basis der eigenen führenden Vernetzungstechnologiender Produkte ANSYS ICEM CFD, ANSYS CFX und derklassischen ANSYS Produkte wurde das Spektrum rund umdie Vernetzung in ANSYS Workbench stark ausgebaut. VieleVernetzungsaufgaben erfolgen in Workbench automatisiert– wobei der Anwender jederzeit manuell eingreifen kann.Neu ab Version 11 sind u.a.:Auch große Modelle können in ANSYS Workbench zuverlässigeingelesen, vernetzt und berechnet werden. (Quelle: Agco-FENDT)Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007• Bewegungssimulation flexibler und starrer Körper: DerAnwender kann das volle Spektrum von einfachen linearenbis zu komplexen nichtlinearen, flexiblen Kinematiken vonKörpern in ANSYS Workbench berechnen• Mit der Schnittstelle „ANSYS Workbench for LS-DYNA“,die von der CADFEM GmbH entwickelt wurde, könnenkomplexe explizite Berechnungen (z.B. Falltests) in ANSYSWorkbench aufbereitet und per Mausklick an LS-DYNAübergeben werden (Weitere Informationen auf S. 26 – 27)Desweiteren bietet ANSYS Workbench v11 (Auswahl):• Strömung und Fluid-Struktur-Kopplung: Stärkere Integrationvon ANSYS CFX in die ANSYS Workbench Umgebung,die nun auch für die Bereiche Strömung und Fluid-Struktur-Kopplung wesentlich mehr Möglichkeiten bietet• Rotierende Maschinen: Integration führender Technologien(ANSYS CFX, ANSYS BladeModeler) zur Modellaufbereitung(ANSYS BladeModeler), Berechnung (ANSYS CFX) undErgebnisauswertung (Campbell Diagramme) rotierenderMaschinen in die Workbench• Integration von CFX-Post als gemeinsamer Postprocessor fürstruktur- und strömungsmechanische Berechnungen, v.a.aber gekoppelte Fluid-Struktur-Aufgaben• Verfügbarkeit von ANSYS AUTODYN zur Simulation expliziterVorgänge wie z.B. Explosionen innerhalb der ANSYS WorkbenchCatia v5 Workbench Plug-in und Workbench Default VernetzungSolvertechnologieMit der Version 11 ist eine durchgängige Unterstützung deraktuellen 64 Bit Betriebssysteme von ANSYS gegeben, wodurchauch große, komplexe Modelle vollständig am Desktop durchgerechnetwerden können.CMS (component mode synthesis) ist eine Methode, die dieBerechnungszeit großer Modelle durch Aufsplittung massivkomprimiert. Seit v10 in ANSYS verfügbar, wurde sie jetzt aufweitere Berechnungsfelder (statisch, transient, harmonisch,spectral) ausgedehnt, und bringt v.a. in Verbindung mit demANSYS Mechanical HPC Produkt große Vorteile im High-Performance-ComputingBereich.CMS ist koppelbar mit einem neuen ANSYS Mechanical HPCPreismodell für Parallelisierungen von extrem großen Berechnungen(SMP, MPP).ANSYS VT Accelerator ist eine neue Lösung innerhalb ANSYSMechanical HPC, und wird zur optimierten Berechnung vonnichtlinearen Phänomenen eingesetzt. Reduziert wird damitdie Anzahl an Iterationen, was insbesondere dann nützlich ist,wenn sehr große Verformungen, Hyperelastizität, Viskoelastizitätoder Kriechen aber auch nichtlineare thermische Probleme(statisch oder tranisent) berechnet werden müssen.Ihr AnsprechpartnerDr.-Ing. Jürgen Vogt, CADFEM GmbH, GrafingTel. +49 (0)8092-7005-19E-Mail jvogt@cadfem.deSchweizAndreas Hübner, CADFEM AGTel. +41 (0)52-36801-20E-Mail andreas.huebner@cadfem.chÖsterreichMarc Brandenberger, CADFEM (Austria) GmbHTel. +43 (0)1-5877073-10E-Mail marc.brandenberger@cadfem.atWeitere Informationenwww.cadfem.de/ansys/update-v11www.ansys.com19Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007Effiziente Bauteilentwicklung in der ElektronikNeue ANSYS Produkte zur Analyse von Chipgehäusen,Leiterplatten, Elektronischen Geräten, Leistungs-elektronik und Elektrischen Antrieben20Simulation bei der Entwicklung eines komplexen Systemsendet nicht bei der Analyse elektronischer Schaltungen.Vielmehr erfasst sie auch das mechanische, elektromagnetischeund thermische Verhalten von Chipgehäusen,Leiterplatten und vollständigen Systemen.Wechselwirkungen, elektronische Schaltungen zurRegelung von mechanischen Bauteilen und thermischesVerhalten im Gesamtsystem sind bei elektronischen wiemechatronischen Komponenten eine große Herausforderungan die Simulation.ANSYS bietet für diese Bereiche ein umfassendes Softwareportfolio,das in Deutschland, Österreich und der Schweiz vonCADFEM als Kompetenzzentrum für Elektronik-Anwendungenbetreut wird.ANSYS MultiphysicsANSYS Multiphysics ermöglicht in der Workbench-BenutzerumgebungSimulationen unterschiedlicher Disziplinen. TypischeAnwendungen von ANSYS Multiphysics aus dem Bereich derElektronikentwicklung sind beispielsweise:• Strukturmechanik: Festigkeitsberechnung eines Gerätes (z.B.bei Aufprall, Vibration ...)• Elektrothermik: Kühlung von elektronischen Geräten; Micro-Hotplates, Peltier-Elemente, u.a.• Thermomechanik: Zuverlässigkeit von Lötstellen, Chipgehäusenoder Leiterplatten unter dem Einfluss thermisch bedingterSpannungen• Elektromagnetik: Analyse von Tauchspulen, BürstenlosenGleichstrommotoren, Permanentmagnet-Synchronmotoren,Relais, u.a.• Strömungsmechanik: Kühlung von elektronischen GerätenDie Verbreitung von ANSYS in der Elektronikbranche wird auchdadurch deutlich, dass in einem Großteil der Beiträge in denTagungsbänden der renommierten Eurosime-Konferenzen(www.eurosime.org) auf das Simulationswerkzeug ANSYSMultiphysics verwiesen wird.Elektronische Kühlung: ANSYS IcepakEine wichtige Rolle bei der Entwicklung moderner elektronischerGeräte spielt die effiziente Kühlung. Die Geräte werdenimmer kleiner und kompakter und die Leistungsdichte nimmtzu. Um die elektrische Funktionsfähigkeit zu erhalten, ist eineoptimale Anordnung der Wärmewege erforderlich. Die Abbildungelektronischer Kühlprozesse ist praktisch nur noch unterVerwendung hoch spezialisierter Simulationstools möglich.Auch hier kann ANSYS Multiphysics herangezogen werden.Noch effizienter ist in diesem Fall aber der Einsatz der ANSYSIcepak Tools, die über die MCAD Systeme hinaus auch einedirekte Anbindung der ANSYS Simulationsumgebung an dieführenden ECAD Systeme ermöglichen. Kühlprozesse durchWärmeleitung, freie oder erzwungene Konvektion am Gesamtmodellbestehend aus Gehäuse, Leiterplatten, Halbleiterbauelementenund anderen Komponenten können detailliert simuliertwerden. Zusätzlich bietet ANSYS Icepak physikalische Objektewie z. B. Kühlkörper, Lüfter, Luftein- und Luftauslässe und auchBibliotheken verschiedener Bauelemente für die elektronischeKühlung an. Wenn es um den schnellen Modellaufbau zurSimulation elektronischer Kühlung geht, ist ANSYS Icepak eineäußerst hilfreiche Ergänzung zu ANSYS Multiphysics.Detaillierte Informationen zu ANSYS Icepak finden Sie auch aufSeite 22-23.Thermisches Leiterplatten-Design:ANSYS Iceboard und ANSYS IcechipANSYS Iceboard (früher TASPCB) und ANSYS Icechip (früherPTD) sind Software-Werkzeuge, die speziell für das thermischeDesign von Leiterplatten und dementsprechend auch einesChipgehäuses inklusive der Aufbau– und Verbindungstechnikentwickelt wurden. Ähnlich wie ANSYS Icepak sind diese Programmefür einen spezifischen Anwendungsbereich wertvolleErgänzungen zum umfangreichen Paket ANSYS Multiphysics.Während ANSYS Iceboard bereits in der frühen Entwicklungsphasedie schnelle Auswertung von „Hot Spots“ in einer Leiterplatteermöglicht, wird ANSYS Icechip herangezogen, wennes darum geht, mehrere alternative Designs von komplettenHalbleiterchips einem vollständigen thermischen Vergleichzu unterziehen. Außerdem ermöglicht ANSYS Iceboard dieelektrisch-thermische Simulation unter Berücksichtigung derBestromung einzelner Leiterbahnen. Auch elektrische Spannungsabfälleund damit elektrische Widerstände, die Kupferbereicheauf der Leiterplatte aufweisen, können ermitteltwerdenSoftware

CADFEM INFOPLANER 1/2007Simulation des Kühlprozesses eines elektronischen Gerätes im Kunststoffgehäuse.Kombination heterogener Simulationsumgebungen:CASPOCDie mit Hilfe der ANSYS Simulations-Werkzeuge entwickeltenModelle für Leistungselektronik und Elektroantriebemüssen, wie eingangs bereits erwähnt, über Schaltungenauf Systemebene miteinander verbunden werden. Das ProgrammCASPOC (www.caspoc.com) von Simulation Researcherlaubt es dabei, ein mehrstufiges Modell zu generieren, dasheterogene Simulationsumgebungen wie SPICE oder MatlabSimulink mit FEM-Paketen wie ANSYS kombiniert. CASPOCbietet zwei verschiedene Vorgehensweisen zum Handlingvon FE-Modellen an: Der direkte Weg (Co-Simulation), d.h.das FE-Modell wird in seiner Originalform verwendet. Vorteil:Dem Benutzer entsteht praktisch kein zusätzlicher Aufwand.Nachteil: Wenn das FE-Modell hoch dimensioniert ist, kannes sein, dass die Simulationszeit sehr lang wird. Der alternativeWeg entwickelt das FE-Modell zu verschiedenen „Verhaltensmodellen“weiter. Hier sind die Rechenzeiten deutlichgeringer, allerdings stellt sich die Frage, in welcher Qualitätdie abstrahierten Verhaltensmodelle vom Entwickler erzeugtwerden können.CADFEM entwickelt derzeit mit Partnern einen Ansatz, der dieVorteile beider Vorgehensweisen kombiniert. Ziel ist, ein exaktdefiniertes, aber kompaktes Modell direkt aus einem ANSYS-Modell heraus zu erzeugen. Für lineare FE-Modelle ist dies bereitsheute automatisiert 1 über die Software „MOR for ANSYS” (www.modelreduction.com) möglich. Im Fall nichtlinearer dynamischerSysteme ist es möglich, Makromodelle für eine spezielle Anwendungzu generieren, wenn man ihre spezifischen Eigenschaftenausnutzt. Es wurde in der Praxis bereits gezeigt, wie Co-Energiezu verwenden ist, um wirksam ein reduziertes Modell für einenmagnetischen Aktor zu generieren 2 . Dies erlaubt die Simulationauf Systemebene mit einem reduzierten Modell, das direkt auseinem FE-Modell erzeugt wurde. Da dieses reduzierte Modellkompakt ist, ist die Simulationszeit kurz. Die kurze Simulationszeiterlaubt die Parameter zu optimieren, die für die Regelung notwendigsind. Dieser Ansatz kann für Tauchspulen, bürstenlosen Gleichstrommotoren,Permanentmagnet-Synchronmotoren, geschalteteReluktanzmaschinen, Relais, usw. verwendet werden.Detaillierte Informationen zu CASPOC finden Sie auch auf Seite28-29.Technische InformationstageSimulation in derElektronikentwicklungDiese kostenlosen Informationstage geben einen Überblicküber die Simulationslösungen von ANSYS für die Elektronikentwicklung.Ihr Leistungsspektrum wird anhand vonPraxisbeispielen demonstriert.Termine18. Juni 2007 in Grafing bei München02. Juli 2007 in Leinfelden-Echterdingen bei Stuttgartjeweils von 13:00 – ca. 17:00 UhrWeitere Informationen finden Sie auf www.cadfem.de.Anmeldungen können dort online oder per E-Mail anseminar@cadfem.de vorgenommen werden.Autoren und Ansprechpartnerfür ElektronikanwendungenDr. Evgenii Rudnyi, CADFEM GmbH, GrafingTel. +49 (0)8092-7005-82E-Mail erudnyi@cadfem.deUdo Killat, CADFEM GmbH, GrafingTel. +49 (0)8092-7005-23E-Mail ukillat@cadfem.deWeitere Literatur auf www.cadfem.de/infoplaner1 Transient Thermal Compact Models for Circuit Simulation;A. Augustin, T. Hauck, Freescale Semiconductor,24 th CADFEM Users’ Meeting 2006, Stuttgart/Fellbach2 Computer Aided Macromodeling for ElectromechanicalSystems; D. Gerling, Technical Report 16-2006.21Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007Thermisches Management mit ANSYS IcepakDie DELTAIDL GmbH ist ein Ingenieurdienstleistermit Spezial-Know-how in der Simulation von Tempe-ratur- und Strömungsvorgängen zur Kühlung elek-tronischer Bauelemente und Systeme. Das ProgrammANSYS Icepak spielt dabei eine wichtige Rolle.DELTA IDL mit Sitz in Greifswald ist einhoch spezialisiertes Ingenieurbüro. DieSchwerpunkte liegen auf Temperatur- undStrömungssimulationen in der Elektronikentwicklung sowie inder Entwicklung konzeptioneller Lösungen im Bereich Wärmemanagement,Bauteil- und Geräteklimatisierung in nahezu allenBranchen. Das Unternehmen und viele seiner Kunden, zu denenneben Siemens und der Deutschen Telekom einige weitere GlobalPlayer zählen, sind international ausgerichtet.CFD-Simulation – ein Muss im PlanungsundEntwicklungsprozess komplexer SystemeDer Trend ist eindeutig: Mit dem permanent wachsenden Leistungsvermögender Bauelemente in der Leistungselektronik, beigleichzeitig zunehmender Volumenkonzentration in Gehäusen,steigen auch die Anforderungen an das Wärmemanagement derProdukte.Hinzu kommen komplexe geometrische Anordnungen von Bauteilen,Einbauten und Systemen zueinander, die eine rein theoretischeBeurteilung der Temperatur- und Strömungsverhältnisseschwierig machen. Einflüsse, wie Rezirkulation, Überlagerung undAbschattung bleiben oft unerkannt, Ergebnisse sowie Annahmenwerden signifikant verfälscht.Gegengesteuert werden kann hier durch CFD-Analysen auf demGebiet der Elektronikkühlung. Als Ingenieurdienstleister setzt dieDELTA IDL GmbH auf das Programm ANSYS Icepak, das durchdie Übernahme von Fluent im vergangenen Jahr zu einem neuenMitglied in der ANSYS Familie geworden ist. DELTA IDL kann aufdiesem Gebiet auf eine langjährige Erfahrung zurückgreifen.Temperatur- undStrömungsverteilung imBaugruppenträger(hohe Packungsdichte)Die Vorteile der Simulation mit ANSYS Icepak liegen auf derHand: Bereits in der Konzeptphase und Vorentwicklung kanndas prinzipielle Verhalten von Produkten und Prototypen alsEntscheidungsvorlage dargelegt werden. Schlussfolgerungenaus den Erkenntnissen verbessern deren Einsatz sowie Nutzenund tragen nicht zuletzt zur Produktsicherheit und Lebensdauerbei. Sich ändernde Parameter, Standort- und Klimasimulationenkönnen virtuell in kürzester Zeit realisiert werden. Das spart Zeitund Kosten.Warum ANSYS Icepak?Ein grundlegendes Wissen in Verbindung mit der geeignetenCFD-Software gewährleistet eine zuverlässige Berechnung dergesuchten Parameter. DELTA IDL hat sich beim Vergleich derzur Verfügung stehenden Alternativen aus mehren Gründen fürANSYS Icepak als Analyse-Werkzeug entschieden.Ein wesentlicher Punkt war das sehr gut strukturierte Programm-Handling. Maßgeblich war auch die Möglichkeit, komplexereModellstrukturen, wie z.B. Einbaubedingungen in der Automobilbranche,betrachten zu können und ggf. auf Fluent, derBasissoftware, frei von allen Geometrieeinschränkungen, zugreifenund damit weitergehende Betrachtungen durchführen zukönnen. Zudem überzeugt das Tool im täglichen Umgang undwird kontinuierlich weiterentwickelt.22Thermische Simulation StromversorgungsmodulUntersuchungen zum Kühlkörperdesign mittels CFDAnwendungen & Technologie

CADFEM INFOPLANER 1/2007ANSYS Icepak ermöglicht die Betrachtung komplexer physikalischerProbleme. Vielseitige Lösungsmöglichkeiten von Strömungs-und Entwärmungsproblemen können so in nahezuallen Bereichen elektro- und gerätetechnischer Anwendungenuntersucht werden. Auch die Anwendbarkeit des Tools auf ganzandere Bereiche, wie z.B. der Gebäudesimulation, ist möglich.Mittels dreidimensionaler Betrachtung werden Einblicke in dasVerhalten von Strömungen, Temperatur und Druck unter Berücksichtigunglaminarer und turbulenter Vorgänge, Wärmeleitung,Wärmestrahlung und Konvektion sowie stofflicher und physikalischerParameter möglich. Transiente Analysen geben Einblickein das Betriebsverhalten von Anlagen und Systemen, wodurchsich z.B. kritische Zustände und Bedingungen, wie Lüfterausfalloder Umgebungsvariablen, simulieren lassen.Die Erstellung und Bewertung des Untersuchungsgegenstandeswird durch moderne grafische Verfahren unterstützt.Anwendungsbeispiel KühlkörperdimensionierungAm Beispiel der Kühlkörperdimensionierung lassen sich die Möglichkeitenund der effizente Einsatz von ANSYS Icepak darstellen.Grundsätzlich können wir drei Vorgehensweisen zur Auslegungvon Kühlkörpern ausmachen. Immer noch weit verbreitetist die konventionelle Auslegung per Hand. Mittels Berechnungund Abschätzung werden über Netzwerkgleichungen die thermischenWiderstände ermittelt, die es ermöglichen, auf vergleichendeWeise einen Kühlkörper, z.B. aus dem Katalog, zuwählen. Aber ein solches Näherungsverfahren hat seine Tücken.So ist das tatsächliche Verhalten unter Einbaubedingungen oftnur sehr schwer einschätzbar. Auch sind Strömungsverhältnissenicht reproduzierbar und die sekundäre Wärmeleitung und Wärmestrahlungsowie die Beeinflussung durch Nachbarbauteilewerden nicht berücksichtigt.Wie eine anschließende Messung zeigt, weichen Theorie undPraxis dann oft weit voneinander ab. Mittels Messung, als zweitegängige Methode, ist eine Korrektur sicherlich möglich. Jedochist die Messung eine Wiedergabe des jeweiligen Ist-Zustandes amausgewählten Messpunkt. Erkenntnisse und Ableitungen aus denErgebnissen setzen viel Erfahrung und Vorstellungskraft voraus.Die Messung bietet keine optimale Aussage zum Konvektionsverhalten,der Wärmeverteilung oder möglicher Reserven. Bis zumgewünschten Ziel bedingen „Trial and Error“ oft aufwendigeMessreihen und Maßnahmen.Die Kühlkörperdimensionierung mittels CFD-Simulation ermöglichtmit dem Anspruch höchster Genauigkeit die Einbeziehungaller relevanten Randbedingungen und Einflussgrößen.Zeitgleich, realitätsnah und unter Berücksichtigung nahezu allerAbhängigkeiten werden in einem Zug der thermische Widerstand,Stoff- und Wärmeleitwerte, Konvektion, Strahlung undWärmeleitung betrachtet. Unter Berücksichtigung eines genauenDesignabbildes (CAD-Daten), realer Einbaubedingungen (z.B.Gehäuse, Lüfter, …) und realer Einbaulage (Umgebungsbedingungen,Schwerkraftvektor) werden Strömungsverhalten undDruckverlust genauestens bestimmt. So lassen sich z.B. demArbeitspunkt angepasste Lüfter auswählen.Stationäre Betrachtungen ermöglichen so schnelle Aussagen zuKühlleistung, Rückschlüsse auf Sperrschicht- und Oberflächentemperaturund geben Aufschluss über Einspar- und Optimierungspotentiale.Transiente (zeitabhängige) Berechnungen geben z.B. Aufschlussüber das Erwärmungs- und Abkühlverhalten oder das Verhaltenbeim Fahren von Betriebszuständen.Ergebnisse von Zustandwerten, Optimierungen und Variantenstehen schnell für Entscheidungen zur Verfügung.Wo geht die Reise hin?Seit mehr als sechs Jahre bewegt sich DELTA IDL erfolgreich indiesem Aufgabenumfeld. Als Dienstleister mit dem geschildertenSpezialwissen blickt das Unternehmen optimistisch in die Zukunft,denn der Bedarf danach steigt. Aber gerade in solch speziellenAnwendungsfeldern wie der Strömungssimulation und der Wärmefeldberechnungist die Anschaffung des Equipments und dieMitarbeiterqualifizierung durchaus mit signifikanten Investitionenverbunden.Diejenigen, die sich für den Einsatz von ANSYS Icepak im eigenenUnternehmen entscheiden, werden von DELTA IDL unterstütztund auf dem Weg begleitet.Selbstverständlich besteht als einer der ersten Icepak-Anwenderin Deutschland eine besondere Beziehung zu den Entwicklern,die auch in der neuen Struktur – unter dem ANSYSDach – beibehalten und gepflegt werden soll. DELTA IDL siehtseine Aufgaben innerhalb einer Partnerschaft mit CADFEM inder Unterstützung der Kunden bei Einstieg, Support und Projekten.Untersuchungen und Optimierung zur temperaturabhängigenBauteilanordnung auf einem BoardAutorAndre Runge, DELTA IDL GmbHAnsprechpartner bei CADFEM für ANSYS IcepakUdo KillatTel. +49 (0)8092-7005-23E-Mail ukillat@cadfem.de23Anwendungen & Technologie

CADFEM INFOPLANER 1/2007Integrierte Simulation von komplexenmechatronischen SystemFür Entwickler in der elektrischen Antriebstechnikreicht es häufig nicht mehr aus, nur auf der Ebeneelektrischer Schaltkreise zu simulieren. Die integrierteAnwendung verschiedener Simulationsprogramme(ANSYS, CASPOC, Matlab/SIMULINK) ermöglicht eineumfassende Systemdarstellung.Produkte der Leistungselektronik oder Elektroantriebewerden zunehmend komplexer. Effizienten Entwicklungsumgebungenkommt eine wichtige Rolle zu. Verschiedene heterogeneSimulationswerkzeuge haben hier inzwischen einenfesten Platz, etwa ANSYS für die Berechnung mechanischer,thermischer und elektromagnetischer Phänomene.Ziele der Simulation sind die Ermittlung von Kenngrössenvon Aktoren und Sensoren, detaillierte Modelle für leistungselektronischeHalbleiterschalter, Parameter für elektrischeMaschinen, thermische Aspekte, verschiedene Reglerstrukturenund parasitäre Effekte, die oft auf die immer kleinerenAbmessungen zurückzuführen sind. Für alle Phänomenestehen leistungsfähige Simulationswerkzeuge zur Verfügung.Zu Komplikationen kann es aber kommen, wenn diese untereinandernicht kommunizieren und die Ergebnisse losgelöstvoneinander betrachtet werden. Diesem Problem kann miteiner integrierten Simulation begegnet werden.Hier setzt das Programm CASPOC an, das speziell für dieintegrierte Simulation von Baugruppen sowohl der Leistungselektronikund als auch der Antriebstechnik entwickelt wurde(Bild 1). CASPOC greift auf die Ergebnisse verschiedener Simulationsprogrammezu und integriert diese in Funktionsblöcke.Die kombinierte Simulation des Systems kann komplett inCASPOC durchgeführt werden. Alternativ kann Caspoc alsUnterprogramm von einer ANSYS- und/oder Matlab/SIMU-LINK- Berechnung eingesetzt werden.Elektrische Maschinen und AktuatorenDie Bibliothek von CASPOC beinhaltet verschiedensteMaschinenmodelle. Stärker ins Detail geht es, wenn die Parameterund Modelle der Maschinen von der Maschinengeometrieabgeleitet werden können. Diese Informationen erhältman in ANSYS z. B. durch die Berechnung der Induktivitat inAbhängigkeit von der Rotorposition bei einem Reluktanzmotor.Diese Daten werden dann an CASPOC übergeben. FürPMSM-Motoren wird die magnetische Co-Energie in ANSYSberechnet und als Modell in der CASPOC-Simulation einesgeregelten elektrischen Antriebs verwendet.Entwurfsprogramme für elektrische Maschinen könnenebenfalls mit dem Leistungselektronik-Simulator verknüpftwerden. Dadurch lassen sich elektrische Maschinen währendder Systemsimulation optimieren. Eine Co-Simulation zwischenANSYS und CASPOC ermöglicht die Berechnung dertransienten Vorgänge, wie z.B. Wirbelströme in Aktuatoren(Bild 2).Thermische Simulation Leistungselektronischer HalbleiterEin weiteres Beispiel sind thermische Effekte innerhalb einesleistungselektronischen Umrichters. Die Parameter der Leistungshalbleitersind stark von der Temperatur abhängig, wiez.B. der Durchgangswiderstand von MOSFETs. Bei der Optimierungvon Systemen wurden bisher thermische Effektenicht mit berücksichtigt. Mit immer kleineren Abmessungender Umrichter werden die thermischen Einflüsse wichtiger und24Bild 1: Antriebstrangsimulation eines Hybrid Fahrzeug, aus: Bauer,Hybrid Electric Car Design and Simulation, Power Systems Design Europe,July/August 2004, page 26-28Bild 2: Transienter Vorgang in einer Tauchspul-Simulation unter Berücksichigungder Wirbelströme aus: Bauer, Sitar, Evaluation of electromagneticactuator analysis in ANSYS and CASPOC, Proceedings of the 37 th IEEEPower Electronics Specilist Conference, PESC 18-22 June 2006.Anwendungen & Technologie

CADFEM INFOPLANER 1/2007DSCR1L1100uH R=10mL2100uH R=10mL3100uH R=10mD10SCOPE360C1 1uF DSCR2RC1100C4 0.1uFGATEDRIVER1AG1 G2 G3D2C2 1uFRC2100C5 0.1uFDSCR3D3SCOPE2L_DCL10.18mHC3 1uFRC3RDC_R3 51k100C6 0.1uFRDC_R1 51kR2510R3 82m R1 82m R5 82m R6 82m R15 82mR13 82m R17 82m R18 82m R19 82m R20 82mR9 51k R10 51kGATE1C7 1500uF C9 1500uF C11 1500uF C12 1500uF C17 1500uFC15 1500uF C19 1500uF C20 1500uF C21 1500uF C22 1500uFGATE4R4 82m R2 82m R7 82m R8 82m R16 82mR14 82m R21 82m R22 82m R23 82m R24 82mR11 51k R12 51kC8 1500uF C10 1500uF C13 1500uF C14 1500uF C18 1500uFC16 1500uF C23 1500uF C24 1500uF C25 1500uF C26 1500uFBild 3: Für die Verknüpfung der thermischen und elektrischen Modelle werden die thermische Bauelemente wiez.B. Kühlbleche (Heatsinks) mit ihren Eigenschaften durch die Integration von ANSYS in die Modellierung einbezogen,aus: van Duijsen, Bauer, Fast Loss Predicting Prototyping Tools for Power Electronics, Proceedings PCIM 2006,Nürnberg, Germanyein wesentlicher Bestandteil der Optimierung des gesamtenSystems. Bei Schaltnetzteilen mit MOSFETs und lGBTs hat dieTemperatur der Sperrschicht einen direkten Einfluss auf dasdynamische Verhalten und die Verluste der Halbleiter. Wegendieser Verluste steigt die Temperatur, was wiederum die Verlusteerhöht. Wegen dieser Abhängigkeit kann die Sperrschicht-Temperaturnur in einer Simulation bestimmt werden(Bild 3). Das thermische Kompaktmodell wird in ANSYS mittelseines speziellen Verfahrens von der 3D-Geometrie abgeleitetund in CASPOC mit dem Halbleitermodell verknüpft. Damitlassen sich die Verluste im Abhängigkeit der Sperrschicht-Temperaturbestimmen.Ein Werkzeug für die Softwareentwicklungeingebetteter Systeme (embedded control)Bei eingebetteten Systemen werden analoge Regelungen fürLeistungselektronik und elektrische Antriebe durch Softwareersetzt. Die Entwicklung findet meistens mit einem Software-Entwicklungsprogramm statt.CON50CON1CON200FMODULATIONINDEXNFMING1G2PWM31G3 G4G5G6GATE1GATE2GATE3GATE4GATE5GATE6C27 1uFPIGBT1+V1 25C28 1uFSCOPE5RTH_CH0.8CTH_CASE 8 CTH_HEATSINK 100C29 1uFGATE5GATE2C31 1uFRTH_JC1 0.5 RTH_JC2 0.5 RTH_JC3 0.5SCOPE4GATE3GATE6RTH_AMBIENT 6CURRENTC30 1uFRSENSE120mRSENSE220mRSENSE320mC32 1uFSCOPE1INDUCTIVEL41mH R=0.1L51mH R=0.1L61mH R=0.1Die Simulation und ihreModelle werden nichtnur während der Entwicklungsphaseverwendet,sondern auch bei derErstellung des „EmbeddedControl“-Quellcodes.Der Signalflussplan kannals „Embedded Control“-Quellcode von CASPOCexportiert und dann imMikroprozessor oder imDSP eingesetzt werden.Dieser Quellcode lässt sich zusätzlich wieder als Modell währendder Simulation verwenden. Der Regler kann in der Simulationeines gesamten Antriebes (Bild 4) überprüft werden, so dassder Weg vom Reglerentwurf zur Implementierung sehr kurz ist,zumal die Programmierung schnell und akurat vom Programmselbst übernommen wird.CASPOC ermöglicht die Simulation auf Systemebene, wobeieinzelne Komponentenmodelle aus einem FE-Modell inANSYS erzeugt werden. Durch Co-Simulation werden dieFE-Modelle direkt mit der Simulation auf Systemebene verknüpft.Durch Anwendung von reduzierten Modellen kanndie gesamte Rechenzeit verkürzt werden. Die kurze Rechenzeiterlaubt die Optimierung der Reglerparameter.CASPOC– Werkzeugfür die Leistungselektronikund Antriebstechnik• Schnelle Simulation ohne Konvergenzprobleme.• Einfache Bedienung der Software ohne lange Einarbeitungszeiten.• Schnittstellen zu ANSYS und Matlab/SIMULINK• Besonders schnelle Modelle für Halbleiterschalter wieDioden, MOSFETs und IGBTs, mit Berücksichtigung derennicht-linearen Effecten und parasitären Komponenten.• Spezielle Blöcke für die Leistungselektronik und elektrischeAntriebstechnik, z.B. elektrische Maschinen, Umrichterund Regler oder die Ankopplung mechanischer Lasten.• Erstellung von Regelalgorithmen mit C/C++ und exportierenvon „Embedded Control“ Quellcode inklusive Festkomma-Gleichungen.• Grafische Editoren für die Erstellung von Schaltplänen,Signalflussplänen und die Darstellung von Funktionsblöcken.• Darstellung der Ergebnisse noch während der Simulationmit Animation der Strompfade im Schaltkreis.Bild 4: Systemsimulation einer Permanentmagnet-Synchronmaschinenantriebmit Flußorientierter Regler. Das PMSM-Modell würde in ANSYSmit der Co-Energy methode erzeugt, aus: van Duijsen, IntegrierteSimulation von Elektromechanik, Leistungselektronik und Regelung,CADFEM Users‘ Meeting 2006.AutorDr. Peter van Duijsen, Simulation ResearchIhr AnsprechpartnerUdo Killat, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-0E-Mail ukillat@cadfem.de25Anwendungen & Technologie

CADFEM INFOPLANER 1/2007ANSYS Workbench Explizit: Schnittstelle zu LS-DYNAMit der Schnittstelle „ANSYS Workbench for LS-DYNA“können explizite Simulationsaufgaben innerhalb derANSYS Workbench Umgebung aufgesetzt und in LS-DYNA berechnet werden – ein technischer Überblick.„ANSYS Workbench for LS-DYNA“ist der Schlüssel für die expliziteBerechnung in der WorkbenchUmgebung, der dem ANSYSAnwender die Tür zu den herausragendenexpliziten Möglichkeiten von LS-DYNA öffnet. Die vonCADFEM entwickelte Schnittstelle erlaubt den Datenaustauschvon ANSYS Workbench v11 nach LS-DYNA. Ergebnis: Typischeexplizite LS-DYNA Aufgabenstellungen – große Deformationen,stark nichtlineares Materialverhalten oder kurzzeitdynamischeVorgänge, z.B. Falltestanalysen – können in der gewohntenkomfortablen ANSYS Workbench Umgebung aufbereitet, perMausklick an LS-DYNA übergeben und dort berechnet werden.Dem Anwender steht mit der Schnittstelle ein moderner und leistungsfähigerVernetzer zur Verfügung. Neben dem Netz werdenMaterialien, Kontaktdefinitionen, Randbedingungen sowie Verschiebungsgrößen-und Kraftvorgaben übertragen.Unterstützte Elementtypen• Volumenelemente (Hexaeder, Tetraeder, Pentaeder)• Schalenelemente (einpunkt oder selektiv-reduziert integriert)Bei den Tetraederelementen werden neben vier- auch zehnknotigeElemente (quadratischer Verschiebungsansatz) unterstützt.Bei den Schalenelementen kann der Anwender außer der Artder Inplane-Integration auch die Anzahl der Dickenintegrationspunktevorgeben, was für das Plastifizieren eines Querschnittesunter Biegung relevant ist.Unterstützte Materialmodelle,EOS und Hourglass-Kontrolle• Lineare isotrope und orthotrope Elastizität• Nichtlineare Plastizität nach von Miseso mit bilinearer oder multilinearer isotroper Verfestigungo mit bilinearer kinematischer VerfestigungIm Fall der multilinearen isotropen Verfestigung wird auch dieVerfestigungskurve übersetzt. Jedes definierte Materialmodelllässt sich auf starr umschalten, Lagerungsbedingungen für denSchwerpunkt können vorgegeben werden.Über die Definition von Keyword-Kommandos innerhalb derWorkbench hat der Anwender zusätzlich vollen Zugriff auf alleMaterialmodelle und auf alle hydrodynamischen Zustandsgleichungen(EOS) von LS-DYNA. Auch ist die Verwendung einesbenutzerdefinierten Materialmodells über verschiedene Bauteilehinweg möglich. Die Material-IDs werden automatischmodifiziert und die Original-ID im Keyword-File kommentiert.Neben der Zuweisung der Hourglass-Stabilisierung für alle26Online-Präsentation der Schnittstelle„ANSYSWorkbench for LS-DYNA“via WebexDie Funktionsweise der Schnittstelle können Interessiertekostenlos, unverbindlich und live in einer Online-Präsentationvia Webex kennenlernen.Folgende Präsentationstermine sind geplant:25. April 2007, 16 – 17 Uhr04. Mai 2007, 10 – 11 Uhr25. Mai 2007, 10 – 11 UhrUm die Präsentation zu verfolgen, benötigen Sie nur eineInternetverbindung und ein Telefon.Bitte melden Sie sich per E-Mail bei Herrn Dr.-Ing. Hörmannfür Ihren Wunschtermin an (mhoermann@cadfem.de). Sieerhalten dann eine Bestätigung und einen Zugangscode.Informationen zu WebExwww.webex.comSeminarLS-DYNA und Workbench gemeinsam nutzenDie Teilnehmer erlernen die Handhabung der Schnittstelle„ANSYS Workbench for LS-DYNA“, LS-DYNA und desPostprocessors LS-PrePost.Termine18. – 20. Juli 2007 in Grafing bei München14. – 16. November 2007 in Leinfelden-Echterdingen beiStuttgartKostenEUR 1.350,– zzgl. ges. MwSt.Information und AnmeldungBesuchen Sie www.cadfem.de/seminare oder wenden Siesich an Frau Grosse oder Frau Poser vom CADFEM Seminarteam:Tel. +49 (0)8092-7005-98, Fax +49 (0)8092-7005-98, E-Mail seminar@cadfem.de.Autor und Ansprechpartner TechnikDr.-Ing. Matthias Hörmann, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-41E-Mail mhoermann@cadfem.deAnsprechpartner VertriebMichael Steigerwald, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-85E-Mail msteigerwald@cadfem.deWeitere Informationen zu „ANSYS Workbench for LS-DYNA“ finden Sie unter www.cadfem.de/workbench-lsdyna.Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007Bauteile kann auch eine bauteil-individuelle Zuweisung realisiertwerden.KontakteBasierend auf der automatischen oder benutzerdefinierten Kontaktidentifikationin ANSYS Workbench werden bauteil- bzw.baugruppenbezogene Kontaktdefinitionen erzeugt. Nebenreibungsbehafteten Kontakten können auch Klebekontaktedefiniert werden. Die Vorgabe von symmetrischen oder unsymmetrischenKontaktdefinitionen ist möglich, die Eingabe des Skalierungsfaktorsfür die Kontaktsteifigkeit von Slave und Masterwird unterstützt. Optionale Kontakteinstellungen von LS-DYNAkönnen ebenfalls definiert werden.Schritt 1:Randbedingungen und LastvorgabenAlle gängigen Randbedingungen für Schalen- und Volumenelementewerden exportiert, einschließlich der Definition von transientenLast- und Verschiebungsgrößenvorgaben (Verschiebungen,Geschwindigkeiten, Beschleunigungen). Anfangsgeschwindigkeitenund Erdbeschleunigung – wichtig für Falltestanalysen– können ebenfalls vorgegeben werden.Schritt 2:Kontroll- und AusgabeoptionenLS-DYNA-spezifische Kontroll- und Ausgabeoptionen werden vonder Schnittstelle aus einer Template-Datei automatisch eingelesenund können vom Anwender direkt auf der Benutzeroberflächeverändert und wieder gespeichert werden. Alle benutzerspezifischenEinstellungen der graphischen Oberfläche der Schnittstellebleiben in einer projektspezifischen Datei gespeichert undkönnen zu einem späteren Zeitpunkt wieder eingelesen werden.Die Reproduzierbarkeit des Inputfiles ist somit gewährleistet.Schritt 3:Zusätzliche LS-DYNA Keyword DefinitionenJedes beliebige LS-DYNA Keyword Kommando kann in derWorkbench hinterlegt werden und wird bei der Erzeugung desKeyword-Files berücksichtigt.Weitere nützliche FeaturesFür LS-DYNA Keyword-Kommandos, die Knotenset-Definitionenbenötigen, können in der Workbench Komponenten definiertwerden. Diese werden dann von der Schnittstelle als Knotenset-Definitionen übertragen.Bereits beim Aufruf wird die Vollständigkeit und Richtigkeit allerDefinitionen geprüft, Warnungen und Fehler werden markiert,aufgezeichnet und ins Keyword-File eingefügt. Die Reproduzierbarkeitdes Inputfiles ist weiterhin durch die Dokumentation derverwendeten Versionsnummern gewährleistet.Die Vorschau-Funktion für das zu generierende Keyword-File vervollständigtdie Schnittstelle „ANSYS Workbench for LS-DYNA“,einer Entwicklung aus dem Hause CADFEM.Schritt 4:Schritt 5:Schritt 1: Geometrie Import und -Aufbereitung im DeisgnModelerSchritt 2: Vernetzung und Definition von Material, Kontakt,Randbedingungen und Lasten in Design SimulationSchritt 3: Interface „ANSYS Workbench for LS-DYNA“Schritt 4: Vorschau zur Kontrolle des LS-DYNA Keyword-FilesSchritt 5: Berechnung mit LS-DYNA und Postprocessing in LS-PrePost27Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007LS-DYNA: Explizit mehrErfahrungen mit der neuen LS-DYNA Version 97128Im Sommer 2006 wurde die seit langem erwarteteVersion LS-DYNA 971 freigegeben. Ursprünglichwar diese Version lediglich als kleines Update zurVorgängerin 970 geplant, bei der dann auch dieimpliziten Solver im MPP-Modus (Distributed-Memory-Parallelisierung)verfügbar sind. Diese Erweiterungen haben sichlänger hingezogen als erwartet und zwischenzeitlich kamenweitere Neuerungen hinzu.So zeigt sich die Version 971 heute als vollwertige neue Programmversion,bei der nahezu alle Programmfeatures unterMPP verfügbar sind. Im Hinblick auf die aktuelle Prozessorentwicklungmit Multi-Core-Technologie bietet MPP die Lösungzur Reduzierung der Rechenzeiten. Mit der Version 971 wirderstmalig auch MPP auf 64bit Windows-Clustern unterstützt.LS-DYNA ist heute weit mehr als ein explizites FE-Programmund setzt sich aus• dem expliziten strukturmechanischen Solver,• dem impliziten strukturmechanischen Solver und• dem impliziten thermischen Solverzusammen, die beliebig gekoppelt werden können.Die Version 971 bringt Neuerungen und Erweiterungen für diedrei Solver. Durch das verbesserte Zusammenspiel der Solversind jetzt auch anspruchsvolle, thermisch-mechanisch gekoppelteAufgabenstellungen lösbar.(Bitte beachten Sie dazu Bericht und Seminarhinweis auf Seite 30.)Der implizite strukturmechanische Solver wurde so erweitert,dass die meisten explizit verfügbaren Features auch implizitgelöst werden können und ein Switch zwischen beiden Verfahrenbei laufender Rechnung möglich ist.Die komplette Auflistung aller neuen Features findet man aufwww.lsdyna-portal.com.Glättung facettierter ElementflächenHier eine kurze Auswahl weiterer besonders interessanterNeuerungen:• Kontakt: Facettierte Elementflächen können zu kontinuierlichgekrümmten Oberflächen geglättet werden. Dies führtinsbesondere beim Abgleiten von Körpern zu realistischerenKontakt- und Reibkräften.• Reibung: Reibkoeffizienten können für einzelne Materialpaarungeneingegeben werden. Dies ermöglicht eineeinfache und realistische Beschreibung von Reibung in allumfassendenSingle-Surface-Kontakten.• Composite: Stark vereinfachte Beschreibung von Composite-Strukturen mit beliebigen Materialmodellen im Lagenaufbau.• Hyperelastisches Materialverhalten: Deutlich besserabbildbar, besonders durch eine spezielle Hourglass-Formulierungfür Solids und neues Materialgesetz für Shells.• Klebeverbindungen: Versagen ist wesentlich besserbeschreibbar (z.B. für Delaminationsprobleme).• Netzfreie Methoden: SPH und EFG wurden signifikant weiterentwickeltund sind jetzt auch im MPP-Modus mit guterPerformance rechenbar. Das Hintergrundnetz für EFG kann3D adaptiv verfeinert werden, um auch extreme Deformationenin elastisch-plastischen Materialien abzubilden.• Shell-Elemente: Die Lage der Referenzfläche kann beliebiggewählt werden. Dies macht die Modellierung von Unterzügenund die Verbindung unterschiedlich dicker Blecheeinfacher. Zudem ist jetzt auch analog zur adaptiven Netzverfeinerungeine anschließende Vergröberung möglich. Diesspart Rechenzeit bei Umformsimulationen. Zur effizientenModellierung von kontinuierlichen Umformprozessen könnenQuellen und Senken von Shell-Elementen definiert werden,d.h. Elemente entstehen und verschwinden kontinuierlichwährend der Rechnung.• Lastkurven: Diese können jetzt auch durch analytischeFunktionen beschrieben werden. Dabei ist es auch möglich,Knoten- und Element-Ergebnisse des aktuellen Rechenlaufsin die Funktion einzubeziehen.EFG mit adaptivemHintergrundnetzAutor und Ansprechpartner zu LS-DYNA 971Dr.-Ing. Uli Stelzmann, CADFEM GmbH ChemnitzTel. +49 (0)371-26706-1E-Mail ustelzmann@cadfem.dewww.lsdyna-portal.comSoftware

CADFEM INFOPLANER 1/2007Drop Test Simulation of Electronic ProductsEfficient Combination of Explicit and Implicit Solution SchemesDescription of the performed taskThe so called drop test is one of the most severe load casesfor testing the structural integrity of electronic handheldstructures. Typical failure modes can be:• Loss of connection between plastic cover parts• Cracks within the plastic cover parts• Damage within electronic parts at the PCB• Failure at the solder joints between electronic partsand PCBThe simulation of such a test scenario by means of FEM iswidely accepted and established in industry. LS-DYNA andANSYS are approved software packages for simulations inthis field. Typically different mathematical algorithms for thetransient solution of an impact loading are implemented inthose codes. Normally highly transient analyses are solvedefficiently by explicit codes like LS-DYNA. However, due tothe time step criterion and the related mesh size requirementsfor explicit methods, ANSYS as an implicit code is necessaryto resolve local stress fields.Detailed discretization of electronic components(here BGA at the PCB)The typical failure modes shown above can be classified intodifferent scales – the macro scale considering global structuralparts and the micro scale with possible failure mechanismswithin the electronic parts. Because of the differentconstraints for the different integration methods it isn’t eitherreasonable to use a pure explicit nor to use a pure implicitsolver to calculate the structural response both for the globalmodel and the very detailed electronic components. Thesolution of this contradiction is a combination of both theexplicit method for simulation of the global structure witha very coarse description of the critical parts and the implicitmethod for simulation of a submodel with the specificcomponents. In this case the load time histories of the globalanalysis are used simply as the boundary condition for thesubmodel.This coupling allows the combination of the advantages ofexplicit and implicit time integration without caring aboutnon convergence or too small time steps. Short simulationtimes and very detailed results for further assessment of thestructure are possible.Drop test simulation of a fully equipped mobile phone by means of FEM(Courtesy of Motorola, Italy)Author and ContactThomas Iberer, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-50E-Mail tiberer@cadfem.deStresses and strains for assessment of the solder joint29Applications & Technology

CADFEM INFOPLANER 1/2007LS-DYNA Features for Hot StampingLS-DYNA 971 contains new capabilities for the hotforming process. This article provides a short over-view – a 2-day seminar in May, guided by the authorDr. Arthur Shapiro from LSTC, will give detailedinsight.LS-DYNA 971 has several new features to model the hotstamping process. A thick thermal shell formulation allowsmodelling a temperature gradient through the thickness ofthe shell. The new keyword, *MAT_ADD_THERMAL_EXPAN-SION, allows calculating thermal strains for all mechanicalmaterial models. A new feature has been added to thermalcontact which turns off thermal boundary conditions whensurfaces come in contact. A new thermal one-way contactalgorithm has been added which more accurately modelsheat transfer between blank and die. New features have beenadded to thermal-mechanical contact which allows modellingthe coefficients of friction as a function of temperatureand thermal contact resistance as a function of interfacepressure.Hot Forming ProcessThe hot forming process (Fig. 1) has 5 steps [1]:1. Austenization The blank is heated and held at the austenizationtemperature of 950°C.2. Transfer The blank cools by convection and radiationduring transfer from oven to the forming process.3. Positioning The blank is placed on the lower die andbegins to cool due to contact with the colder die.4. Forming The blank is formed.5. Quenching The blank is held in the press and cooled toinduce a solid-shell phase transition from austenite to martensite.1. Austenization 2. Transfer 3. Positioning 4. Forming 5. Quenching*MAT_ADD_THERMAL_EXPANSIONThe coefficient of thermal expansionas a function of temperature canbe defined using the *MAT_ADD_THERMAL_EXPAN-SION keyword. This allowsthe calculation of thermalstress for any of the mechanicalmaterial models in LS-DYNA.Thermal Mechanical ContactTwo new features have been added to the *CONTACT_option_THERMAL keyword.1. bc_flag During the transfer operation from the ovento the press both surfaces of the blank lose heat to theenvironment. However, once the blank is positioned onthe lower die, only the top surface of the blank transfersSeminarUsingLS-Dyna for HeatTransfer&Thermal-StressproblemsThe course objective is to provide an understanding ofcomputational finite element heat transfer. First sectionsof the class focus on the various heat transfer modelingissues one must understand in using LS-DYNA. This is followedby an introduction to thermal-stress problems witha focus on sheet metal forming. Workshop problems areused to illustrate the points made in the lectures.Lecturer:Dr. Arthur Shapiro, LSTC30Fig. 1: The hot forming processThick Thermal ShellThe blank is modelled by a thin mechanical shell and flaggedto be treated as a thick thermal shell by the parameter TSHELLon the *CONTROL_SHELL keyword. The thick thermal shell isa 12 node element – 4 nodes in the plane of the shell and 3nodes through the thickness. The 3 nodes through the thicknessallow the use of quadratic shape functions to more accuratelycalculate the through thickness temperature gradient.Date and Venue:May 8 – 9, 2007 in Grafing near MunichFees:EUR 700,– + VAT.More Information and Registration:Please visit www.cadfem.de/seminare or contact theCADFEM Seminar Team:Phone: +49 (0)8092-7005-11Fax: +49 (0)8092-7005-77E-Mail seminar@cadfem.deApplications and Technology

CADFEM INFOPLANER 1/2007Mixed Mode Constitutive DriverThe Mixed Mode Constitutive Driver (MMCD) isa new graphical software package that helps theuser to efficiciently evaluate the response of mate-rial models implemented in LS-DYNA, and to fit thematerial model parameters to test data (parameteridentification).32The MMCD calculates the stress-strain behavior of materialmodels driven by combinations of strain increments and stressboundary conditions. Material models access is obtained by linkingthe MMCD to the LS-DYNA library of object files. Parameteridentification proceeds either manually (visual comparisonof plotted material response curve versus test data curve) orautomatically by interfacing the MMCD with the LS-OPT optimizationcode.The MMCD complements the performance of LS-DYNA. Theusefulness of any finite element simulation depends, in part,upon the analyst’s experience and judgment in selectingappropriate material models for a particular application, andthen fitting the numerous material model parameters to testdata. Although parameter identification can be accomplisheddirectly with the LS-DYNA and LS-OPT codes, the MMCD greatlystreamlines the process because of its sole dedication toparameter identification. This streamlined process saves theanalyst significant time and money, and provides an efficientlearning tool for future generations of structural engineers.The MMCD is accurate, efficient, and easy to use. The MMCDis accurate because stress-strain curves calculated with theMMCD are in agreement with single element simulations conductedwith the LS-DYNA code. The MMCD is efficient becausethe time it takes to set-up, run, and plot material model outputwith the MMCD is typically less than that needed to manuallyset-up, run, and plot results of a single element simulation oroptimization problem. The MMCD is easy to use because preandpost-processing are conducted with points and clicks ofthe mouse. Simulation input, computed results, and test dataare easily accessed and stored in the MMCD database for futureplotting and manipulation.The main attributes and functions of the MMCD include:• Web downloadable software package (pre-processor, driver,post-processor, database, test data, libraries) that operatesseamlessly as a single, easy to use code. The MMCD executableand associated files reside on user’s network and rununder Windows 2000 or Windows XP.• Graphical user interface (GUI) to facilitate selection of thematerial model constants, desired load histories, test datacurves, and LS-OPT optimization parameters.• Microsoft Jet database, freely distributed with the MMCD, inwhich all simulation input, computed output, and test dataare stored. New information is stored in the database forlater use (and re-use) every time a user saves new materialmodel properties, load definitions, or defines new optimizationproblems.• Access to select LS-DYNA material models. Material modelscurrently interfaced are MAT_003 (plastic-kinematic),MAT_024 (piecewise_linear_plasticity), MAT_143 (wood),MAT_147 (soil), and MAT_159 (concrete continuous surfacecap model). Material response may include elastic, plastic,damage, and high strain rate behaviors. More materialmodels will be added in future releases in response to userdemand.• An interface for a user-defined material model (MAT_041).This interface is useful for analysts who wish to develop theirown proprietary material models. A FORTRAN compiler isrequired to create the executable.• A library of predefined load histories that simulate commonlaboratory tests. These include combinations of uniaxial/biaxial/triaxial compression and tension, pure and simpleshear stress, all with unloading and reloading to zero stressor zero strain (see Fig. 1).• An optional method for inputting user-specified load histories.Fig. 1: The MMCD uses internal feedback to load, unload to zero stress,and then reload (wood model 143 run parallel to the wood grain).Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007• A database of material propertytest data for concrete,wood, and soil. Additional testdata will be added in futurereleases. Test data contributionsfrom users are welcome.• A read curve capability forincorporating user-specific testdata. This feature is useful forplotting newly acquired dataor for data that is proprietaryto the user.• An automated procedure forfitting each material modelto test data by interfacing theMMCD with the LS-OPT code (Fig. 2). The MMCD queriesthe user for the pertinent LS-OPT input, creates the LS-OPTinput file, executes the LS-OPT code, then gathers and plotsthe results. Results automatically plotted include optimizedfits of the material model response to test data (Fig. 3), andvalues of fitted material model parameters versus iterationnumber.• The capability to create report-quality graphs using ScalarVector Graphics. Graphs may be plotted with multiple curveswith x-axis and y-axis components selected from listings ofstress, strain, principal stress, principal strain, and invariants.The user may also select preferences for font type/size/colorand curve colors/styles/symbols.• The capability to manipulate plotted curves via cross-plots,integration, shifting, subtraction, and swaping of the x andy axes. These features are useful for converting units ormanipulating test data so that it correlates with computedresponse.• The capability to plot selected 3D yield surfaces, and torotate and translate those surfaces about various axes (Fig.4). Yield surfaces currently implemented include Mohr-Coulomb,Von-Mises, linear and parabolic Drucker Prager, Tresca,continuous surface cap (159), wood (143), and soil (147).• The ability to create LS-DYNA material model input files(*MAT portion only) following final selection or fit of materialmodel parameters.• HELP files that include “Getting Started” guidance and examplecalculations, along with instructions and commentaryon each GUI menu, available test data, and MMCD theory.Fig. 2: Example GUI for interfacing LS-OPT with the MMCD.Fig. 3: Example fit of model to concrete data in uniaxial tensile stress.Fig. 4: Example 3D surface showing that concrete model 159 has asmooth intersection between the failure surface and hardening cap.AuthorsYvonne D. Murray; Carolyn M. Yeager, APTEKyvonne@aptek.com and yeager@aptek.comReferencesLSTC, LS-DYNA Keyword User’s Manual, Version 971 Beta,Livermore Software Technology Corporation, LivermoreCalifornia, January 2007.Stander, N., W. Roux, T.Eggleston, and K. Craig, LS-OPTUser’s Manual, Design Optimization for the EngineeringAnalyst, Version 2.2, Livermore Software Technology Corporation,Livermore California, 2004.Your contact for LS-DYNA and materials modelingDr.-Ing. Matthias Hörmann, CADFEM GmbHPhone +49 (0)8092-7005-41E-Mail mhoermann@cadfem.deA free demonstration version and sales information will beavailable at APTEK’s website www.aptek.com/mmcd in May2007. Email the authors or Matthias Hoermann for details.33Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007zerstörungsfreie Analyse der Mineralschaumgranulate und derVerbundwerkstoffstruktur im dreidimensionalen Bereich anhandder Auswertung von µCT-Aufnahmen (Bild 1) [2].Der Industriepartner Dennert Poraver GmbH entwickelt und produziertdie zellularen Granulate für die Herstellung des zellularenVerbundwerkstoffes, die von der Grillo Werke AG, der HavelländischeZink-Druckguß GmbH & Co. KG, der Quadrant EPP (Niederlande)und dem Zentrum of Exellance GmbH & Co. KG (ZoE)durchgeführt und erprobt wird. Die CADFEM GmbH unterstütztdie Forschungsinstitute auf dem Gebiet der numerischen Simulationmit den FEM Programmen ANSYS und LS-DYNA. Die IndustriepartnerBMW AG Landshut, DST Dräxlmaier SystemtechnikGmbH und Hörmann-Engineering GmbH repräsentieren diepotentiellen Anwender des neuartigen Werkstoffes und gebenwichtige Impulse bei der Entwicklung und Konstruktion der Prototypen,deren Erprobung zur Zeit durchgeführt wird.Bild 3: Crashbox – Stabilitätsproblem aufgrund eines AbschlepplastfallsDie Verburbundpndpartartner• BMW AG• CADFEM GmbH• Dennert Poraver GmbH• DST Dräxlmaier Systemtechnik GmbH• Fachhochschule Ingolstadt• Fachhochschule Landshut – Projektkoordination• Grillo Werke AG• Havelländische Zink-Druckguß GmbH & Co. KG• Hörmann Engineering GmbH• ITWM Fraunhofer Institut• Quadrant EPP, NL• Technische Universität Bergakademie Freiberg• ZoE Zentrum of Exellance GmbH & Co. KGDurch die Zusammenführung verschiedener Kompetenzen wurde ein Netzwerkgeschaffen, das in der Lage ist, die gesamte Prozesskette für einenneuartigen Leichtbauwerkstoff von der Herstellung über die Konstruktion,Berechnung und Versuch bis hin zur industriellen Anwendung abzubilden. DerForschungsverbund hat seinen Ursprung im Leichtbau-Cluster, dem Kompetenznetzwerkfür Leichtbautechnologien an der Fachhochschule Landshut.Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderte und auf drei Jahre angelegte ForschungsprojektIMVAL endet zum 30. April dieses Jahres.AutorenProf. Dr.-Ing. Otto Huber, Hubert KlausKompetenzzentrum LeichtbauFachhochschule Landshut, University of Applied Scienceswww.leichtbau-cluster.de/laborAnsprechpartner zu IMVAL bei CADFEMDr.-Ing. Matthias Hörmann, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-41E-Mail mhoermann@cadfem.deLiteratur[1] Klaus, H., Huber, O., Kuhn, G.: Lightweight Potential ofNovel Cellular Spherical Composites, Advanced EngineeringMaterials, 7/12, 2005, S. 1117-1124.[2] Godehardt, M.: Analyse von strukturierten Werkstoffenmittels Computertomographie, 3. Landshuter Leichtbau-Colloquium,Landshut, 22./23.02.2007.[3] Huber, O., Klaus, H., Dallner, R., Bartl, F., Eigenfeld, K.,Kovacs, B.: Herstellung und Eigenschaften syntaktischerMetallschäume mit unterschiedlichen Matrix- und Füllmaterialien– Teil 1 - 3, Druckguss-Praxis, 2005/2006.[4] Klaus, H., Huber, O., Kuhn, G.: Materialverhalten eineszellularen Kugelverbundwerkstoffes im linear-viskoelastischenBereich, Technische Mechanik, 26/2, 2006, S. 71-84.[5] Bartl, F., Dallner, R., Hartmann, M., Meyer, W.: Ein numerischesWerkstoffmodell für Mineralschaumverbundwerkstoffefür crashrelevante Anwendungen, in: Huber, O., Bicker,M. [Hrsg.]: 3. Landshuter Leichtbau-Colloquium Leichtbau– von der Idee zum Produkt, LC-Verlag, Landshut, 2007.35Entwicklung

CADFEM INFOPLANER 1/2007Simulation auf atomarer EbeneNanotechnologien stehen in der Elektronik undanderen Bereichen vor einem massiven Wachstum.CADFEM ist gerüstet: Mit den Simulationsprogram-men der dänischen Atomistix A/S im Portfolio und„Na-Know-how“ in der Belegschaft.Nanotechnologien – und mit ihnen der Markt für Simulationenin diesem Bereich – wachsen rasch. Laut Dr. Thomas Magnussen,Geschäftsführer des dänischen Spezialisten Atomistix A/S,wird die Anzahl der Anwender aus der Nanotechnologie, dieSimulationen in Forschung oder Produktentwicklung benötigen,drastisch anwachsen. Simulationen bieten im Vergleich zuExperimenten den Vorteil, bei weit geringerem Zeit- und Kostenaufwandaussagekräftige Ergebnisse zu erzielen. So schätztDr. Magnussen, gestützt auf Berechnungen von Dow Chemical,die Kosten für ein herkömmliches Experiment auf 150.000 USD,für das in der virtuellen Realität nur 150 USD zu veranschlagenwären. Simulationen können also bei niedrigen Kosten helfen,die Anzahl an notwendigen realen Experimenten deutlich zuverringern.Virtual NanoLab und Atomistix ToolKitVirtual NanoLab (VNL) ist ein anwenderfreundliches Softwarepaketzur Simulation und Analyse der Eigenschaften vonatomaren Systemen im Nanobereich. Die intuitive Oberflächevon VNL ermöglicht dem Anwender, Simulationen im Bereichder Nanotechnologie auf einfache und intuitive Weise durchzuführen.Der Workflow innerhalb des Programms ähnelt dabeidurchaus dem eines realen experimentellen Prozesses.Über eine Vielzahl an Instrumenten und die logisch strukturierteBenutzeroberfläche lassen sich Geometrien, elektronischeStrukturen und Eigenschaften von gegebenen Systemenaus dem Nanobereich modellieren. So können auch Anwenderohne Expertenwissen in der Quantenchemie anspruchsvolleBerechnungen durchführen. Der Entwickler kann sich auf dieUntersuchung der physikalischen Eigenschaften des Systemskonzentrieren, während sich das Programm um die Details dernumerischen Modelle kümmert.Hinter dem Virtual NanoLab (VNL) agiert das AtomistixToolKit (ATK). Das Fundament für die Simulationen ist dieDichtefunktional-Theorie (DFT) unter Anwendung der Nicht-Gleichgewichts-Methode der Greenschen Funktionen (NEGF).Die Vielseitigkeit dieses Berechnungskerns erlaubt es, nichtnur rein molekulare oder periodisch geordnete Systeme, sondernauch offene Systeme zu bearbeiten. Ein typisches offenesSystem in der Elektrotechnik besteht z. B. aus einem linken undrechten Anschlussdraht und aus einer zwischen diesen Drähtenliegenden Nanostruktur, die die Drähte miteinander verbindet.Mit ATK kann in einem solchen offenen System eine Vorspannungangelegt und der Stromfluss durch die Nanostruktur analysiertwerden.Als jüngste Entwicklung hat Atomistix A/S die NanoLanguage(NL) auf den Markt gebracht. Mit NL steht eine Python-Schnittstelle zum ATK zur Verfügung. Phyton ist eine flexibleund anwenderfreundliche objekt-orientierte Programmiersprache.Der Einsatz von NL erlaubt über die größere Freiheit undKontrolle der Berechnungen selbst sehr fortgeschrittene Simulationen.Dabei hat das VNL durch die Einführung der NL nichtsvon seiner Anwenderfreundlichkeit eingebüßt.36Benutzeroberfläche von VNLStruktur von VNL: Der ATK als Basis verschiedener Tools.Software

CADFEM INFOPLANER 1/2007plastisches Materialverhalten (Niedertemperaturbereich, Bild 2links) vor. Ist der Wert größer als die Amplitudenspannung y*befindet sich das Material im pseudoelastischen Bereich (Hochtemperaturbereich,Bild 2 rechts).Für die iterative Bestimmung der aktuellen Spannungen undplastischen Dehnungen wird neben der Fließfunktion F dieSpannungsgleichung H aufgestellt.Mit assoziierter Plastizität ergibt sich diese Gleichung zuEs stehen nun sieben Gleichungen mit den sechs Spannungskomponentenund dem plastischen Multiplikator zur Verfügung,die mit einem Newton-Verfahren gelöst werden.Ein weiteres in dem Materialgesetz berücksichtigtes Phänomenist eine spannungsgesteuerte Gefügeumwandlung, diemit einem zweiten elastischen Bereich einhergeht. Erreichtwird dieser Bereich ab Überschreitung einer variierbaren plastischenDehngrenze, die i. d. R. bei ca. 8 % liegt.Mit dem Materialgesetz besteht die Möglichkeit, den Formgedächtnis-Effektmit der Eingabe von einem Parametersatz(Temperatur 1) für den pseudoplastischen Bereich und einenweiteren Parametersatz (Temperatur 2) für den pseudoelastischenBereich in ANSYS zu simulieren. Eine lineare Interpolationder temperaturabhängigen Parameter führt dann beimErhitzen zu einem weichen Übergang in den pseudoelastischenBereich, womit allmählich der thermische Memory-Effekt hervorgerufen wird.Das entwickelte FGL-Materialgesetz, stellt eine Erweiterungder bisher in Simulationssoftware standardmäßig vorhandenenFGL-Materialgesetze dar. Mit diesem Stoffgesetz werdennicht nur einzelne Effekte des komplexen Werkstoffverhaltensabgebildet, sondern alle bekannten thermomechanischenPhänomene abgedeckt. Des Weiteren lassen sich durch eineTemperaturabhängigkeit der thermische Memory-Effekt (Einwegeffekt)und der Zweiwegeffekt abbilden. Damit ist es fürunterschiedliche Problemstellungen universell anwendbar.Bild 4: Ergebnis der Implantationssimulation eines FG-CIs mit einer Windungin die Cochlea, Temperatur (Skala: 20 O C bis 37 O C)Medizintechnische Forschung an Cochlea-ImpantatenCochlea-Implantate (CI) sind Neuroimplantate für hörgeschädigteoder taube Menschen (vgl. Bild 3). Sie werden seit den80er Jahren erfolgreich eingesetzt, wenn die Gehörkette unterbrochenoder ausgefallen ist. Die verlorene Sinneswahrnehmungkann damit wieder (oder zum ersten Mal) geweckt werden.Eine bisher ungelöste Problematik ist die Verkantung eines herkömmlichenImplantats in der Cochlea (Gehörschnecke) währendder Insertion. Sie verhindert eine optimale tiefe Insertion.Ein Formgedächtnis-Cochlea-Implantat (FG-CI) könnte dieLösung des Problems sein. Das FG-CI muss dazu vor der Insertionpseudoplastisch verformt werden. Während der Insertionkommt es durch die Erwärmung auf Körpertemperatur zu derFormrückstellung des Implantats in die Ursprungsform. Umdieser Idee nachzugehen wurden Implantationssimulationenmit dem FGL-Materialgesetz durchgeführt. In Bild 4 ist dasErgebnis einer Implantationssimulation für ein CI mit einer Windungin die Cochlea aufgezeigt. Die dargestellte (Rück-) Verformunggeschieht dabei rein temperaturgesteuert.Zusammenfassung einer Diplomarbeit (2006) an der FHHannover (Prof. Dr. Wilhelm Rust), in Kooperation mit demZentrum für Biomedizintechnik der Leibniz Universität Hannover(Tilmann Fabian) und der CADFEM GmbH, Hannover(Dr.-Ing. Ansgar Polley).AutorDieter KardasInstitut für Baumechanik und numerische Mechanik(IBNM), Leibniz Universität Hannover(ehem. Student der Fachhochschule Hannover)Bild 3: Cochlea-Implantat. Links: Implantatbestandteile.Rechts: CI-Insertion in die Gehörschnecke (Cochlea)Ihr Ansprechpartner für Simulation in der BiomechanikChristoph Müller, CADFEM GmbH, GrafingTel. +49 (0)8092-7005-43E-Mail cmueller@cadfem.de39Anwendungen und Technologie

CADFEM INFOPLANER 1/2007Simulation mit ANSYS im Entwicklungsprozessneuartiger FügetechnologienIm Leichtmetall Kompetenzzentrum RanshofenGmbH (LKR), einem Tochterunternehmen des AustrianResearch Centers, ARCS, werden Entwicklungs-aufgaben aus den Bereichen Leichtbau, Gesamtdesignund Fügetechnik mit ANSYS begleitet. Im Folgendenwird die Weiterentwicklung eines toleranz-tole-ranten Blindnietes basierend auf parametrisiertenAPDL-Files beschrieben.Das Nieten ist eines der ältesten mechanischen Verfahren zumErstellen nichtlösbarer Verbindungen. Bewährt im Straßen-,Fahrzeug- und Stahlbau, in der Elektrontechnik oder der LuftundRaumfahrt, erfordern neue Einsatzbereiche aufgabengerechteModifikationen und Neuentwicklungen.Blindnieten gehören zur Gruppe mehrteiliger Verbindungselemente,die eine Montage bei einseitiger Zugänglichkeitermöglichen. Durch ein abgestimmtes Übermaß des Nietedornsund ein Untermaß der Niethülsenbohrung entsteht beimDurchziehen des Dorns eine Aufweitung der Hülse. DurchStauchen bzw. Aufweiten der Hülse bildet sich der Schließkopfder Nietverbindung aus. Nietverbindungen sind verzugs- undverformungsarm und ermöglichen sowohl artgleiche wie auchHybridbauweisen.Spaltausbildungzwischen Blechenund NiethülseOftmals verhindern Fertigungs- und Montagetoleranzen eineformschlüssige Verbindung (Bild 1). Ziel des beschriebenenProjektes war die Entwicklung eines „toleranz-toleranten“Blindniets, mit dem auch unter ungünstigen Bedingungen,d.h. bei Bohrungen mit Lage- und Formtoleranzen, die Herstellungvon kraft- und formschlüssigen Verbindungen ermöglichtwird.Definierte Werkstoff- und Materialmodellefür die SimulationWährend des Setzvorganges des Nietes kommt es zu einergroßen plastischen Verformung der Hülse. Der hochfeste Dornweitet die Hülse radial auf, welche folgend an den Bohrungsinnenflächender zu fügenden Bleche zum Anliegen kommt.Ergänzend werden die Lamellenzwischenräume – die „Täler“der Blindnietdorne – mit dem Hülsenwerkstoff ausgefüllt. DieDefinition dieses nichtreversiblen-plastischen Materialflusses istüber das MISO-Materialmodell für jedes Bauteil in den FE-Simulationenberücksichtigt.2D Parameterstudie und 3D ProzesssimulationEine Parameter-Machbarkeitsstudie als 2D Modell erlaubte vorabeine Bewertung der optimalen Lamellengeometrie für eine realitätsnaheFügesimulation. Geometrien, Reibkoeffizienten undMaterialien wurden hierzu variiert und ausgewertet. Die in derParametersprache APDL programmierten ANSYS Simulationenermöglichten sehr flexible Modelle.Auswertegrößen der 2D-Simulationen:• Einfluss tribologischer Angaben• Parameterstudie zu geometrischen Variationen der Bauteile• Bewertung der Kontaktbedingungen zur Übertragung in das3D Modell• Transparenten Einblick in innovative „Versuchsläufe“• Studie zum Konvergenzverhalten für folgende 3D SimulationenDie Ergebnisse der 2D-Studie zeigten eine formschlüssige Spaltüberbrückungder Bohrungstoleranzen (z.B. durch Montagefehler)von 0.2 mm bei einem Lamellenüberstand von 0.45mm.Der Kontaktdruck zwischen Niethülse und Bohrungen der zufügenden Bleche war weitestgehend homogen, womit sich einhoher Traganteil in der Verbindung ergab.40Bild 1: Spaltbildung bei konventionellen Blindnietverbindungen;Der fehlende Formschluss reduziert die statische und dynamischeKraftübertragungEin Großteil der 2D APDL-Files konnte zur 3D Modellerstellungmodifiziert und ergänzt werden. Hinzugefügt wurdenu.a. Lamellenanzahl, Rotationswinkel, Radien etc. Die Rotationdes vernetzten 2D Modells der Hülse und Bleche erzeugte einregelmäßiges FE-Netz. Zur Vernetzung des Nietdorns wurdenTetraeder verwendet. Während die Ergebnisgenauigkeit und dasKonvergenzverhalten durch lokale Netzverfeinerungen erhöhtwerden konnte, definierten Keyoptions der Solidelementeergänzende Elementeigenschaften wie „Mixed u-P Formulation“:Ergänzend zu den Elementverschiebungen wird dabei einerweiteter Druckfreiheitsgrad „P“ hinzugefügt, der sich aus derFormänderung-Volumenkonstanz ergibt und die Konvergenz beihohen Plastizitäten unterstützt. Die trigonometrischen Bezie-Anwendungen und Technologie

CADFEM INFOPLANER 1/2007hungen zur Definition der Keypoints, Bool`sche Operationenund die Bestimmung koinzidenter Knoten bildeten weiterführenddas Modell. Die definierten Kontakte beinhalteten Kontaktbedingungenwie das Penalty Verfahren, Reduced Penetration,und eine Kontaktsteifigkeitsaktualisierung bei jedem Iterationsschritt(Bild 2).Radialspannungder BlindniethülseBild 3: Radialspannungenan derBlindniethülse ausdem 3D-Modell;Bewertung derHülsenaufweitungzur Geometrieoptimierungdes BlindnietdornsBild 2: 3D Modell mit KontaktdefintionenAuswertegrößen der 3D-Simulationen:• Vergleich der Lamellenarten (Lamellenüberstand)• Vergleich der Lamellenarten (Lamellentyp)• Bestimmung der SetzkräfteVektorplots und Verformungen im Postprocessing waren bei derOptimierung sehr hilfreich. Aus den Simulationen abgeleitetemechanische Eigenschaften der Blindnietbaugruppe konnten beiZugversuchen und dynamischen Prüfreihen im Labor bestätigtwerden (Bild 4).Zugversuche Schraubverbindung M8.8 vs. Schließringbolzen FormschlussDie sich einstellenden Kontakt- und Druckverhältnisse bilden denFormschluss und beschreiben die Qualität der Verbindung. Ziel istdie Erlangung eines homogenen Bildes für die Druckverteilung, sodass möglichst hohe Traganteile entstehen und ein Formschlussgewährleistet ist. Hauptkriterien waren das „Hineindrücken“ derLamellendorne bei akzeptablen Setzkräften in die Hülse und dieerzielbare radiale Aufweitung der Hülse zur Verspannung derBleche. Die notwendigen Setzkräfte liegen hierbei auf gängigemNiveau für Blindnietzangen im Handbetrieb.ErgebnisseErwartungsgemäß wurde festgestellt, dass sich die Ausbildungdes Formschlusses aller Komponenten gezielt über die Lamellengeometriebeeinflussen lässt. Eine besonders gleichmäßigeradiale Druckverteilung zeigte sich bei Blindnietdornen mit 120°Spitzenwinkel. Während des Setzvorganges weitet die Lamelledes Dorns die Hülse radial auf und es tritt plastisches Fließendes Hülsenwerkstoffs ein. Die Untersuchungen ergaben u.a.,dass sehr hohe Spitzenwinkel das Fließen des Hülsenwerkstoffsbegünstigen und so ein ungewollter Abbau der Druckeigenspannungeneinsetzt (Bild 3). Variierende Geometrien zeigten diemaximal zu erwartenden Spaltüberbrückungen bei umsetzbarenSetzkräften.Es zeigte sich eine fast vollständige Übereinstimmung der entstehendenBauteilverformungen aus Simulation und Versuchsreihen.Der in den Simulationen berechnete Formschluss bildetesich ebenfalls bei den neuen „toleranz-toleranten“ Blindnietenim Laborversuch aus. Die Darstellungen von Schnittansichten,Bild 4: Kraft-Weg-Diagramm Schraubverbindung vs. Schließringbolzen;Versagen der Schraubverbindung bei ca. 4kN, Schließringbolzen mitwesentlichen höheren VerbindungsfestigkeitenDie FEM-unterstützte Entwicklung offenbarte ein bedeutendesPotential bei der Gestaltung komplexer Fügevorgänge. Aufgrundder Geometrieoptimierung mittels der FEM konnte der Versuchsaufwandsowie die Entwicklungszeit signifikant reduziertwerden. Die systematische Analyse der Simulationsergebnisseermöglichte die Evaluation der Haupteinflussgrößen und führtezu einem geometrisch optimierten Fügeteil mit welchem Kraftund Formschluss realisiert werden konnten.AutorenZ. Khalil, S. Singh, U. Noster, R. GradingerLeichtmetall Kompetenzzentrum Ranshofen GmbH, (LKR),5282 Ranshofen, ÖsterreichWeitere Informationen und ergänzende Literaturwww.lkr.at41Anwendungen und Technologie

CADFEM INFOPLANER 1/2007Multiscale SimulationModern simulation requires to cover a wide range of lengthand time scales. This is still a challenge in spite of ever-growingcomputational power. In order to understand this, let us consideran algorithm whose computational complexity grows asO(N 2 ): While the problem dimension grows twice, computationaltime grows four times. On the other hand, computationalpower grows according to the Moore’s law. This means that forthe algorithm above we have to wait about three 3 years untilwe can compute in the same time a problem of the doubleddimension. Thus, we cannot solve a multiscale problem bymerely increasing the problem dimension, that is, makingmodeling at the level of the lowest length and time scale.The goal of this article is to demonstrate how one can treat differentscales simultaneously in an intelligent way. To this end,we have selected three different approaches that will be brieflyreviewed below. It should be stressed that modern research onmultiscale simulation is not limited to these methods and thatthe choice of works to demonstrate methods is rather arbitrary.We start with a homogenization theory when two differentlength scales are separated from each other. Then we considerthe phase field theory that allows us to consider in the uniformway different material phases and hence the explicit treatmentof the interface during grain growth becomes unnecessary.Finally, we review an approach where different modeling levelsare employed simultaneously for different locations in space.Homogenization TheoryMany materials are heterogeneous. This means, they are madefrom different phases. For example, a composite material (seeFig. 1) is an engineering material made from two or more constituentmaterials that remain separate and distinct on a macroscopiclevel. In a similar way one can say that a porous material(see Fig. 2 and 3) consists from a mixture of a particular materialand void. This means that we have two quite differentscales. The first is related tothe dimension of the wholeobject and the second istied with the dimension ofgrains. As a result, the finalmaterial usually has anisotropicproperties that aredifferent from that of constituents.Fig. 1. A model of a composite materialgenerated by software Palmyra.Courtesy of Matsim GmbH.If we develop a finite elementmodel that resolves the smallest scale, we do not needmake further assumptions. Yet, the dimension of the modelwill be very high. Nowadays, this is possible (see a link to micro-FE method below) but it requires massive parallelism and supercomputers.A natural idea to simulate a heterogeneous material is to averagematerial properties. With apparent materials properties itis not necessary to model the geometry of each particle fromwhich the object is actually made. In this case, the dimensionof the finite element model stays at a feasible level. However,then there is a problem to extract effective constitutive equationsfrom given information about constituent materials andtheir geometries.Modern approaches based on computational homogenizationdefine a microstructural representative volume element that ismodeled in full details. Then one makes joint simulation of thewhole object meshed with a coarse mesh with such a representativecell. Roughly spoken, the constitutive equations for thewhole object are computed on the fly from the representativecell. Fig. 2 shows the application of the homogenization theoryto a straw hat and Fig. 3 to porous ceramics after its internalstructure was obtained by micro computed tomography.Internet Links:Homogenization theoryHomepages of Prof N. Kikuchi,http://www-personal.engin.umich.edu/~kikuchi/42Fig. 2. Application of homogenizationtheory to large deformationproblem: Deep-drawforming simulation of knittedfabric reinforced thermoplastics.Courtesy of Prof N. Takano, seeInternational Journal of Solidsand Structures, 38-36&37,pp. 6333-6356, (2001).Fig. 3. Multi-scale stress analysisof porous ceramics withhomogenization theory anddigital image-based modellingby X-ray µCT (resolution 2.6µm). Courtesy of Prof N.Takano, see International Journalof Solids and Structures,40-5, pp.1225-1242, (2003).Basics

CADFEM INFOPLANER 1/2007Homepages of Prof N. Takano,http://www.ritsumei.ac.jp/~takano/index-e.htmlMicro finite element methodHomepage of Prof B. van Rietbergen,http://www.mate.tue.nl/mate/showemp.php/75Related SoftwarePalmyra, http://www.matsim.ch/Voxelcon, http://www.quint.co.jp/eng/index.htmlPhase Field TheoryIt happens that modeling single-phase metal/alloy is also complicated.Although formally spoken, in this case material ishomogenous, it is actually made of small and randomly orientedgrains, it has still some microstructure. The size of grainsdepends on the solidification conditions and at the sametime the mechanical and electrical properties of a metal ingotstrongly depends on the microstructure formation.Engineers have great experience and intuition to predictmicrostructures based on previous experimental results. Yet,there is a growing tendency to switch to a physically basedmicrostructure modeling and to reduce the dependence onintuition.An interesting phenomenon during solidification is the dendriteformation (see Fig. 4). A dendrite has a multi-branchingtree-like form and let us imagine what happens if we need itduring a simulation to follow its form explicitly. This again willlead to a very high dimensional problem.Phase field theory allows us to consider melt and crystal asa single computational object by means of a new variable,phase field. It changes from 0 to 1, for example 0 for a solidand 1 for a melt and it describes a diffuse interface betweenmelt and solid (intermediate values of the variable). As aresult, it is unnecessary to explicitly follow the interface andthis greatly simplifies the simulation. Two examples of phasefield simulation made with software MICRESS ® are shown inFig. 4 and 5.Internet Links:Dendrites in Wikipediahttp://en.wikipedia.org/wiki/Dendrite_%28metal%29http://en.wikipedia.org/wiki/Dendrite_%28crystal%29Dendritic solidification by H. K. D. H. Bhadeshiahttp://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/dendrites.htmlPhase field theoryH. K. D. H. Bhadeshia,http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/mphil/MP6-15.pdfRelated SoftwareMICRESS ® , http://www.micress.de/Coupling of Different Length ScalesThere are applications when objects with different scales areseparated spatially. For example, a modern microresonator ismade just from 1 million atoms and assumptions of continuummechanics are no longer applicable to describe its movements.This number of atoms can be modeled by molecular mechanicswith the use of empirical potentials to describe the atominteractions. However, simulation must include mircroresonatorsupports that are much bigger than the microresonator. Simulationof both the microresonator and support at an atomisticlevel is no longer feasible. What is possible is to couple twosimulations: molecular dynamics for the microresonator andfinite elements for the support. This way we preserve the rightlevel of modeling for the microresonator and computationalfeasibility for the whole simulation.Crack propagation is another example. During crack propagationthere is a breaking of chemical bonds and in principlethe right level of modeling is quantum mechanics. However,at this level one can afford to consider just a few thousandsatoms. As a result, the computational domain can be split intothree different parts: the very beginning of the crack treatedby quantum mechanics, some intermediate regions aroundtreated by molecular dynamics, and the rest treated by finiteelements. Again, we preserve the right modeling level of thecomputational domain and at the same time make the simulationpossible.Internet Links:Home pages ofDr R. E. Ruddhttp://www-phys.llnl.gov/Research/Metals_Alloys/People/Rudd/Fig. 4. Directional growth of a ternary Mg-alloy (Al-Zn-Mg).Simulation made with MICRESS ® . Note the hexagonal symmetryof the dendrites. Picture size corresponds to an area ofapproximately 1*1 mm 2 .Fig. 5. Distributions of chemical elements (C upper left, Mn upperright, P lower left and Si lower right) in a simulated cross-section of aquinternary steel Fe-C-Mn-Si-P. Simulation made with MICRESS ® . Areaof the sections shown is approximately 1*1 mm 2 .AuthorDr. Evgenii Rudnyi,CADFEM GmbH GrafingPhone+49 (0)8092-7005-82E-Mailerudnyi@cadfem.de43Basics

CADFEM INFOPLANER 1/2007Current Methods for the NumericalSimulation of Turbulent Flows44IntroductionTurbulent flows are highly unsteady flows, where the mainvelocity field is superimposed by random velocity fluctuations.In typical engineering applications, for instance, the flow pasta submarine as depicted in Figure 1, turbulent flows are prevalent,among other things, due to their positive features such asa more effective transport and mixing ability with respect to acomparable laminar flow. As a result, the general interest in theturbulent state of flow is very high. This brief accomodates thatinterest by focusing on the numerical simulation of turbulentflows, which requires to numerically solve the Navier-Stokesequations. This set of equations represents the mathematicalbasis for both states of flow, laminar and turbulent flow, althoughthese two states of flow are physically very different.The occurence of one or the other state strongly depends onthe Reynolds number associated with the flow. This articlemerely provides an overview on current approaches, with somereferences for further reading given at the end. For a descriptionof turbulent flows in general, the reader is particularly referredto [7] and [4].Currently, there are three basic conceptual alternatives for thenumerical simulation of turbulence:• Direct Numerical Simulation (DNS),• Large Eddy Simulation (LES), and• simulations based on the Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) equations,ordered here according to the required computational effort.Figure 2 depicts the respective methods in front of the wellknownKolmogorov energy spectrum. The spectrum shows thedistribution of the energy among the various scales of a turbulentflow in wavenumber space (i.e., large scales represented bysmall wavenumbers and small scales by large wavenumbers).Most of the energy is intially contained in the large scales ofthe energy-containing range, which is then transferred in a cascade-likeprocess via the inertial subrange to the scales of thedissipation range, where the energy is eventually dissipated.The major problem making turbulent flow simulations difficultis the broad range of length and time scales appearing in aturbulent flow. A widely used assessment quantifying the ratioof the largest flow scale, L, and the smallest flow scale, the“Kolmogorov scale” , is given as, (1)assuming it proportional to the Reynolds number based on L.The methods will be briefly described in the following three sections,starting with RANS, which still has to be considered the“workhorse” for turbulence simulation, particularly in industrialapplications. Finally, two new approaches will be addressed:DES (i.e., a hybridbetween RANS andLES) and VMLES (i.e., anew approach to LES).The “Workhorse”:RANSThe RANS system ofequations is obtainedby Reynolds averagingof the Navier-Stokes equations. As a result of the averagingprocess, a closure problem arises, producing six additionalunknowns due to a (symmetric) Reynolds stress tensor, withoutadditional equations for those unknowns. Thus, a modelingapproach becomes necessary. The drawback compared to LES(see below) refers to the fact that the complete fluctuationsor, more precisely, the complete Reynolds stress tensor have tobe modeled. Turbulence models have to be used for this purposewhich are, however, lacking generality, since they haveto model an extremely wide range of scales, see Figure 2. Reynoldsstress models may be used, where transport equationsfor the unknown Reynolds stress tensor components and forthe dissipation (i.e., 7 additional differential equations) haveto be solved. Usually less accurate but substantially more efficientare turbulent viscosity models, which range fromFigure 1: Turbulent flow past asubmarine (source: Wikipedia).• zero-equation (or Algebraic) models such as the mixinglengthmodel over• one-equation models such as the Spalart-Allmaras model to• two-equation models such as the k − model.For an exhaustive description of RANS, the reader is referredto [8].Direct Numerical Simulation (DNS)A DNS is the theoretically most straightforward concept for thenumerical simulation of turbulent flows. It “merely” attempts tosolve the Navier-Stokes equations numerically (i.e., without anyadditional modeling efforts). A DNS aims at a complete resolutionof all scales contained in the respective flow. Hence, nounresolved scales would be left theoretically. The problem liesin the aforementioned broad range of length and time scalesappearing in a turbulent flow, which makes a DNS unfeasiblein most of the cases. Assuming (1) in all spatial directions, andconsidering the tightly linked temporal resolution, the numberof degrees of freedom in the simulation scales with Re 3 L . As aresult, a DNS still is not a viable method for simulating highor, for the most part, even moderately high Reynolds numberflows of engineering interest with the currently available computerhardware. For more information on DNS, the reader isreferred to [3] and [1].Basics

CADFEM INFOPLANER 1/2007Large Eddy Simulation (LES)As aforementioned, one usually faces the problem that, on theone hand, adequate computational capacity to execute a DNS isnot available and, on the other hand, the accuracy provided byRANS is not sufficient. A promising alternative then is LES. Thestrategy of LES consists of resolving the larger flow structuresand modeling the effect of the smaller flow structures on thelarger structures. In contrast to the use of Reynolds averagingin RANS, spatial filtering is usually employed in LES to separatethe resolved larger from the unresolved smaller scales.It has been learned from Kolmogorov’s hypotheses (see, e.g.,[4]) that the smaller scales exhibit a more universal characterthan the larger scales, which favors a more general validity of aonce developed model for the smaller scales than for the largerscales. As a result, LES appears to be a promising approach intwo respects. On the one hand, a coarser discretization, whichis substantially coarser than a comparable DNS discretization inthe majority of the cases, is sufficient for resolving the largerscales, and on the other hand, the universal character of thesmaller scales simplifies the modeling process. The model inLES is usually of a complexity comparable to a zero-equationmodel in RANS. LES is exhaustively described in [1] and [5].Particularly in [5], an elaborate listing of models in LES can befound.New Approaches: DES and VMLESThere are various forms of hybrid RANS/LES approaches in themeantime. One of them, based on a domain decomposition, isthe Detached Eddy Simulation (DES). The main objective of DESare separated flows. The DES switches to a “RANS mode” inthe boundary layer and to a “LES mode” in separated regions.As the underlying model, a Spalart-Allmaras model is usuallyincorporated, which functions either as a RANS or as a LESmodel. A detailed comparison of DES to RANS,LES, and DNS can be found in [6].A new approach to LES is the variational multiscaleLES (VMLES). In contrast to the traditional LES asdescribed before, two important aspects characterizethe VMLES:• a variational projection separates scales withinthe variational multiscale method, and• the direct influence of the subgrid-scale model isconfined to the smaller of the resolved scales.Figure 2: DNS, LES, and RANS in front of the Kolmogorov energy spectrum(energy E () related to a a wavenumber ).The first feature may be contrasted to the scaleseparation with spatial filters in the traditionalLES. As a result of the second aspect, the largeresolved scales are solved as a DNS in the VMLES(i.e., without any direct influence of the modelingterm). However, the large resolved scales are stillinfluenced indirectly by the model due to the inherentcoupling of all scales. For more details, thereader is referred to [2].AutorenDr.-Ing. Volker GravemeierEmmy Noether Research Group“Computational Multiscale Methodsfor Turbulent Combustion”Chair for Computational MechanicsTechnical University of Muniche-mail: vgravem@lnm.mw.tum.deFor more informationwww.lnm.mw.tum.de/Members/vgravemReferences[1] Geurts, B.J.: Elements of direct and large-eddy simulation.R.T. Edwards, Philadelphia, PA, 2004.[2] Gravemeier, V.: The variational multiscale method forlaminar and turbulent flow. Archives of ComputationalMethods in Engineering 13, 2006, 249–324.[3] Moin, P.; Mahesh, K.: Direct numerical simulation: a toolin turbulence research. Annual Review of Fluid Mechanics30, 1998, 539–578.[4] Pope, S.B.: Turbulent flows. Cambridge University Press,Cambridge, 2000.[5] Sagaut, P.: Large eddy simulation for incompressibleflows, 3rd edition. Springer, Berlin, 2006.[6] Spalart, P.: Strategies for turbulence modelling andsimulations. International Journal of Heat and Fluid Flow 21,2000, 252–263.[7] Tennekes, H.; Lumley, J.L.: A first course in turbulence.MIT Press, Cambridge, MA, 1972.[8] Wilcox, D.C.: Turbulence modeling for CFD. DCW Industries,Inc., La Canada, CA, 1998.45Basics

CADFEM INFOPLANER 1/2007Im Verbund mit ESACompVerbundmaterialien werden längst nicht mehr nur imF1-Rennsport oder dem Schiffsbau fsbau genutzt. Zunehmendsetzen Entwickler aus ganz anderen Bran-chen auf die leichte, Energie sparende Bauweise vonKompositen. Sehr hilfreich bei der schnellen Ausle-gung von Strukturen und deren Eigenschaften ist dieSimulationssoftware ESAComp.Das Design von Composite-Strukturen unterscheidet sichwesentlich von den Konstruktionsweisen metallischer Bauteile.So werden die mechanischen Eigenschaften von faserverstärktenVerbundstoffen und Sandwichstrukturen vom Konstrukteurselbst bestimmt. Ohne Softwareunterstützung ist einegezielte Auslegung hinsichtlich Material, Schichtorientierungund Schichtaufbau oft nicht effizient. Mit ESAComp könnendie Vorteile von Composites, wie spezifisches Steifigkeitsverhaltenund Festigkeit, voll ausgeschöpft werden.ESAComp hat seine Ursprünge bei der ESA, der EuropeanSpace Agency. Später wurde die Entwicklung durch einenSpin-off der Technischen Hochschule Helsinki weitergeführt.Es entstand Componeering Inc., ein junges Team mit demBackground aus dem Institut für Leichtbau. Mittlerweile istESAComp im Bereich der Vorauslegung von Composite-Strukturenweltweit führend.Die Stärken bei ESAComp sind die rigorosen Qualitätstests,die Implementierung zahlreicher Versagenskriterien, die großeMaterialdatenbank, die vielfältigen Auslegungsmethoden vonStrukturteilen, das benutzerfreundliche GUI, die weite Verbreitungund hohe Akzeptanz in Industrie und Lehre. Firmenwie u.a. FACC, Toyota F1, DLR, Airbus, EADS, VW oder BMW,nutzen ESAComp. Über 50 Kunden sind es alleine in Deutschland,Österreich und der Schweiz.Sicherheitsnachweis eines GefahrentransportersIm Verbund mit der DLRDie DLR hat die Entwicklung von Lamtech eingestellt. ZahlreicheFunktionen von Lamtech waren bereits in ESAComp enthaltenoder werden zukünftig noch übernommen. Damit ist fürdie bestehenden Lamtech Anwender Kontinuität gegeben. Umdiese Zusammenarbeit zu unterstreichen, findet das nächsteESAComp Users Meeting vom 24. – 25. April 2007 bei derDLR in Baunschweig statt.Im Verbund mit CADFEM und LS-DYNAESAComp 4.0 erscheint im Frühjahr 2007. Neben den zahlreichenNeuentwicklungen (www.componeering.com) ist jetztauch eine Schnittstelle zu LS-DYNA verfügbar. Aus ESACompkönnen nun umfangreiche Materialdaten und der Laminataufbauexportiert werden. Die Materialbibliothek besteht auseiner umfangreichen Datenbank zahlreicher Hersteller. DieSuche nach Composite-Materialdaten ist ohne zuverlässigeDatenbank ein mühsamer Zeitfresser.46Im Verbund mit der SicherheitGefahrengütertransporte gehören zum Alltagsverkehr. FürTanks mit gefährlichen Chemikalien bestehen hohe technischeAnforderungen. Bei wenig Gewicht und möglichst langenWartungsintervallen muss der Tank sowie der gesamte Aufbaukorrosionsbeständig sein. Mit faserverstärkten Kunststoffenkonnten die geforderten Eigenschaften erreicht werden, wobeimit ESAComp die abgebildete Struktur in Laminat- und Sandwichbauweiseausgelegt und optimiert wurde. Im Postprozessingkonnte der bei der Zertifizierung der Nachweis erbrachtwerden, dass die interlaminare Schubfestigkeit (ILS) die kritischeDesigngröße ist.Im diskontinuierlichen Übergangsbereich vom Tank zum Supporttreten beim Bremsvorgang die größten Belastungen auf.Die Sicherheitsfaktoren und die Resultate der Versagensanalysesind farblich dargestellt.Die neue Schnittstelle von ESAComp zu LS-DYNA kam dank derMithilfe von CADFEM zu Stande. Seit Ende 2006 ist CADFEMInternational zudem an Componeering Inc., dem Entwicklervon ESAComp, beteiligt. Deutliche Zeichen, die die technologischeund vertriebliche Zusammenarbeit mit der CADFEM Firmengruppeuntermauern.Autor und AnsprechpartnerAndreas Hübner, CADFEM AG AadorfWittenwilerstrasse 25Tel. +41 (0)52-36801-01E-Mail andreas.huebner@cadfem.chWeitere Informationen zu ESAcomp,Seminare u.v.m.www.cadfem.chSoftware

CADFEM INFOPLANER 1/20072 nd GACM Colloquium on Computational Mechanicsfor Young Scientists from Academia and IndustryOctober 10 – 12, 2007 – Technical University of Munichwww.lnm.mw.tum.de/gacm07Colloquium ObjectivesThe Colloquium aims at providing a forum for young scientistsboth from academia and industry engaged in research on ComputationalMechanics and Computer Methods in Applied Sciences,where they may present and discuss results emanatingfrom recent research efforts and non-standard industrial applications.The presentation of work in progress is welcome. Particularemphasis will be given on the exchange of ideas amongvarious fields in Computational Mechanics to support furtherprogress of ongoing research and the initiation of new promisingresearch directions. The main focus of the colloquium,which follows the First GACM Colloquium held in Bochum in2005, is on new theoretical and methodical developments aswell as new fields of application for Computational Mechanics.Thematically arranged sessions and organized minisymposia incombination with social events will provide an environment forlively discussions in an informal atmosphere. Minisymposia areconstituted by session unit(s) devoted to a specific and narrowedscientific area. The organization of minisymposia by young scientistsis particularly encouraged. Young scientists from Europeand all other continents are particularly welcome to this Colloquium.Colloquium TopicsThe Colloquium topics will cover all areas of ComputationalMechanics and Computer Methods in Applied Sciences. Thecolloquium topics include but are not limited to:• Solid and structural mechanics• Fluid mechanics• Fluid structure interaction• Multiple-scale physics and computation• Multiple-scale methods and homogenization• Coupled solution strategies• Engineering sciences and physics• Biomechanics and bioengineering• Combustion• Acoustics• Materials science• Damage mechanics• Dynamic failure and fracture• Nonlinear dynamics• Multiple-body dynamics• Inverse problems and optimization• Simulation of processes and manufacturing• Scientific computing• High-performance computing• Computational steering• Scientific visualizationPlenary SpeakersPlenary lectures will be given by:• Christoph GümbelDr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissach• Alfio QuarteroniProfessor and Chair of Modelling and Scientific Computing(CMCS) at the Institute of Analysis and Scientific Computingof EPFL, Lausanne (Switzerland); Professor of NumericalAnalysis at the Politecnico di Milano (Italy); Scientific Directorof the Laboratory for Modelling and Scientific Computing(MOX)• Peter WriggersProfessor and Head of the Institute of Mechanics and ComputationalMechanics, Gottfried Wilhelm Leibniz UniversitätHannoverConference e OrganizationDate:October 10 – 12, 2007Technical University of Munich, Campus GarchingRegistration Fees:DelegatesEUR 150,– (reg. made until May 31, 2007)EUR 180,– (reg. made after May 31, 2007)Delegates (Members of GACM)EUR 120,– (reg. made until May 31, 2007)EUR 140,– (reg. made after May 31, 2007)GACM colloquium chairmen• W. A. Wall, Chair of Computational Mechanics, TUM• G. Müller, CADFEM GmbH• K.-U. Bletzinger, Chair of Structural Analysis, TUM• H.-J. Bungartz, Chair for Scientific Computing in ComputerScience, TUM• E. Rank, Chair of Computer Science in Civil Engineering, TUMChairmen of local organizing committee• V. Gravemeier, Chair of Computational Mechanics, TUM• M. Hörmann, CADFEM GmbHwww.lnm.mw.tum.um.de/ de/gacm0747CADFEM Recommendations

CADFEM INFOPLANER 1/2007Dr. Alfred Zimmer: Pionier der computergestütztenBerechnung im AutomobilbauBerechnungsmethoden sind heute aus der Automobilentwicklung nicht mehr wegzudenken.Ihr Vordenker ist Dr. Alfred Zimmer, der mit seinen Ideen die Konstruktionbei Daimler-Benz revolutionierte.Der Umstand, dass der Daimler-Konzern als Vorreiterder Berechnung im Automobilsektor gilt, ist eng mitdem Namen von Dr. Alfred Zimmer verknüpft. Nachdemder heute 87-jährige bereits 1957 erste Schrittein der Berechnung von PKW-Karosserien bei Daimler-Benz unternahm, gelang ihm 1963 ein großer Erfolg.Per Computer konnte er Stabelemente nach den geometrischenGegebenheiten der Konstruktion mit allen6 möglichen Schnittgrößen erfassen und rechnerischder Realität immer besser angleichen, kurz darauf auchFlächen-, Schalen-, sowie Raumgrundelemente. Dernächste Schritt, die Berücksichtigung von beliebigenRand- und Sonderbedingungen wurde 1964 zusammenmit Dr. Werner Dirschmid noch weiter entwickelt.48Das daraus entstandene Rahmenberechnungsprogramm(RB) hatte Messergebnisse des Rahmenbodensdes W 100 (MB 600) nach 10 Stunden Rechendauerderart genau bestätigt, dass man in der Versuchsabteilungvon Datendiebstahl ausging. Mitgewirkt hat hier bereits Dr.Zimmers erster Mitarbeiter, Prof. Dr. Peter Groth, der u.a.die Gleichungslösung optimiert und programmiert hatte.Gemeinsam entwickelten sie das Nachfolge-Programm ESEM(Elastostatik Elementmethode).Nach der Überwindung anfänglicher Akzeptanzproblemedes neuen Verfahrens zogen RB und ESEM bei Daimler-Benzschnell ihre Kreise. Auf dem historischen IBM Computer 1620von 1963 – 1965 wurden die ersten Karosserieberechnungenmit gemischten Grundelementen aus Stab- und Flächenelementendurchgeführt, z.B. am ersten Audi 100 zu einerZeit, als die Auto-Union (bis 1964) zu Daimler-Benz gehörte.Im Frühjahr 1969 wurde die Gruppe um Dr. Zimmer beauftragt,den innovativen Wankelsportwagen C111 (W101) alserstes Auto überhaupt entwicklungsbegleitend mit ESEM zuberechnen – übrigens ohne Zeichnungen, sondern auf derBasis von Vorgaben aus dem Vorstand!Engineering Spirit! Dr. Alfred Zimmer in Begleitung seiner Lebensgefährtinund seines Sohnes bei der Abendveranstaltung des CADFEM Users´ Meetings2006 im Neuen Mercedes-Museum in Stuttgart.Dr. Zimmer, der durch die Umsetzung seiner Ideen und Visionendie Berechnung in der modernen Automobilentwicklungin den 60er Jahren auf den Weg gebracht und ihr späterviele weitere Impulse gab, fasst sein Wirken mit folgendenWorten zusammen:„Meine Arbeit Anfang der sechziger Jahre, wurde von mirvöllig unterschätzt. Umso mehr freue ich mich heute, dassich diese Entwicklung als Pionier mitgestalten konnte. Wieich finde, war die Zeit reif für technische Veränderungen, inunserer Arbeitswelt neu zu sehen und mitzugestalten. DieSoftware mit ihrer damals noch einfachen Hardware regtenüber den Globus verteilt Wissenschaftler gleichermaßen an.Zum Wohle der Menschen, die Technik begreifbarer und auchein Stück sicherer zu machen.“Mehr Informationenwww.fem-dtm.com (im Aufbau)Daraus entstand der Wissenschafts- und Werbefilm „DasAuto, das aus dem Computer kam“. Daimler wollte den Vorsprungder Technik, IBM den Verkauf von Computeranlagenbeschleunigen! Der Wissenschaftsfilm – in den HauptrollenDr. Zimmer und der C111 – wurde in Cannes gezeigt undin der Kategorie „Industriefilm“ mit dem ersten Preis ausgezeichnet.Literaturhinweis:A. Zimmer/P. Groth die „Elementmethode der Elastostatik“mit einem gebrauchsfertigen Rechenprogramm auf ESEMBasis ausgerichtet.Erschienen 1970 im Oldenbourg Verlag München undWien.Historie

CADFEM INFOPLANER 1/2007Wo Tibet noch Tibet istEine in jeder Hinsicht außergewöhnliche Reise nachOsttibet zum von CADFEM unterstützten Kinderdorf.Wer erfahren möchte, für was ein SUV wirklich gut ist; wer dieultimative Mountainbikestrecke sucht und seine Grenzen aufendlosen Serpentinen in dünner Luft erfahren will; wer Meditationim Kloster erfahren möchte; wer sich für eine beeindruckendeKultur interessiert; wer eine Gegend sucht, die nochnicht vom Tourismus entdeckt ist; wer grün bewachsenes undmit farbigen Gebetsfahnen geschmücktes Höchstgebirge liebt;und wer Waisenkinder eine große Freude bereiten möchte – dersollte eine Reise nach Osttibet (Provinz Sichuan) unternehmen.Er sollte dies bald tun, denn China baut um, mit Hochdruck,und nicht nur 35 Stunden in der Woche, sondern 7 Tage dieWoche, Tag und Nacht.Meine Frau und ich haben die Reise gewagt und nicht bereut.45°Pak.30°Ind dusInKashiNew DelhiNagpurLakeBalkhaskhashAlmaAtaShiquanheNepalKathmanduandIndiages GangBhubaneshwarYininXinjiaXDhakaaCalcuttaBurqinKaramayThimphuBanggladeshBay of BengalLhasaBhutanKathaDigboiMandalayayMyanmar(Burma)ChiMongoliaKunmingYunnannanLaosM iChonggqinggVietnnamHanooiUlaanbaatarGuizhouGuiyyangGuangxiChangshaGuangzhouNanningngZhanjiangGulf of TonkingHaikouHiHunanH iHailargoliagjingQiqihaiharPyongyangVladidivostokDalianTianjinSeoulYanntaiPusanJinan QingdaoSouth KoreaandongYellow SeaLianyungangJiangxiJiangsuNanjingngefeieiXiamenGuangdongShenyangngLiaoningngAnhuiZhejNanchangFuzhouFujianKaoHong Kong(U.K.)Macau(Portugal)HeilongjiangHangzhouejiangHarbinChangchunJilinNorth KoreaShanghaiShanghaiTaipeiTaiwanTaiwanhsiungEast China SPhilippinesendlose Schlangen von Militärkonvois überholt, auch an unübersichtlichenStellen. Nach der ersten Stunde fühlen wir unssicher: Er ist ein meisterlicher Fahrer, der auch bei der RallyeDakar ganz vorne mitfahren würde. Nach zwei Stunden ist dieLandstraße zu Ende und es wechseln sich Schotterstrecken miteinspurigen Baustellen ab. Im Gegensatz zu den modern ausgerüstetenBaustellen in den Städten wird hier gebaut wie zuBeginn des letzten Jahrhunderts. Als Bauingenieur werde icherinnert an Abbildungen im Buch „Eisenbetonbau“ von EmilMörsch, aus dem Jahr 1908.LuzonWir haben den Besuch im Sommer 2006 mit einer Geschäftsreisenach Shanghai verbunden und so blieben leider für Tibet gerademal drei Tage übrig. Das ist das Minimum, was man einplanenmuss. Jeweils einen Tag braucht man alleine für die rund 14-stündigeHin- und Rückfahrt im Geländewagen. Und die sind knappbemessen und erlauben nur eine halbstündige Pause.Ausgangspunkt für unsere Reise ist Cheng Du. Vom Flughafensind es dann rund 600 km zum Zielort Dawu, westlich vonCheng Du. Der Jeep macht zunächst einen guten Eindruck.Der deutsche Ingenieursblick entdeckt jedoch schnell einigeMängel: Ein Reifen hat einen langen Riss, die Tachonadelbewegt sich nicht, die Tankreserveanzeige leuchtet ebensowie die Warnleuchten für Bremsen und Batterie. Wir fühlenuns etwas unsicher. Die Fahrweise darf als forsch bezeichnetwerden. Dies merkt man zunächst nicht auf den ersten 50 kmAutobahn, aber spätestens auf der einspurigen Landstraße,wenn der Fahrer mit anhaltendem Hupen Lastwagen oderIn den einspurigen Baustellenbereich fahren immer beide rein,unser Fahrer und sein Gegenverkehr. Warten oder zurückfahrenwie bei uns kommt nicht in Frage (Gesichtsverlust!); esgibt aber auch keine gegenseitigen Anschuldigungen oderBelehrungen. Beide fahren einfach weiter, und tatsächlich, siekommen aneinander vorbei, auch dann wenn der letzte Zentimeterzum Abgrund befahren wird. Selbst ein Bus kommtvorbei, wenn die Rückspiegel eingeschlagen werden.Durch Schluchten und die Heimat der Panda-Bären geht eshinauf bis zur Passhöhe von 4.500 Metern. Gut, dass wir dasnicht vorher wussten.Unser Fahrer gönnt sich und uns eine Toilettenpause. EineSteinhütte hat er als Toilettenhäuschen erkannt. Das Dreier-Stehplumpsklo ist gewöhnungsbedürftig. Wie bei uns erwartetder Wärter einen Obulus.Und weiter geht die Reise. Dem Fahrer wird höchste Konzentrationabverlangt. Die Straße gehört nicht nur den Menschen:Hühner, Hunde, Schweine, Kühe und weiter oben Yaks spazie-49CADFEM Empfehlungen

CADFEM INFOPLANER 1/2007ren entlang oder ruhen sich mitten auf der Straße aus. Schlaglöcherund Hangrutsche sind zu umfahren. Bei Sprengungenwird kurzfristig abgesperrt. Dreschgut wird nicht umfahrensondern bewusst befahren. Diese Vorgehensweise erspart demBauern das anstrengende Dreschen.Die Fahrt ist keineswegs langweilig, die Zeit vergeht wie imFlug.Im Sommer ist es heiß und zumindest in den Niederungen wiebei Cheng Du sehr feucht. Wasser in Plastikflaschen sollten mitgenommenwerden. Diese darf man getrost durch das Fensterentsorgen. Dem, der sie wieder einsammelt, verhilft man sozum Lebensunterhalt.In Xiaoxin, nach achtstündigem Durchrütteln, kehren wir ein.Man deutet in der Küche auf verschiedene Gemüse. Das kommtdann zusammen mit klein gehacktem Fleisch in den Wok undschon nach 5 Minuten wird das Gegarte zusammen mit Reisund Tee serviert. In China wird reichlich aufgetischt, aber manisst nicht alles auf, denn das wäre ein Hinweis, dass das Essennicht reichlich genug war.Im Gasthaus in Xiaoxin.Nach weiteren 5 Stunden erreichen wir unser Ziel: In Dawuliegt unser Kinderdorf auf gut 3.000 Meter Höhe. Die Kinderund alle Mitarbeiter des Kinderdorfes wurden per Mobilfunkvon unserem Fahrer informiert, dass wir bald erscheinen und50Tibetund das Tadradra-Pr-ProjeojektWarum engagieren wir uns für dieses Projektseit dem Jahr 2000?• Wir wollen Kindern, Waisenkindern in Osttibet, helfen.Waisenkinder gibt es leider überall, aber die in Osttibetwerden sowohl von China als auch von Hilfsorganisationenvernachlässigt.• Wir wollen die Gründer des Kinderdorfes unterstützen.Diese mussten 1959 mit ihren Eltern aus Tibet nach Indienfliehen. Dort wurden sie von der Hilfsorganisation Pestalozziaufgenommen. Als Dank für die Hilfe, die sie erfuhren,haben sie 1997 beschlossen, für Waisenkinder in ihrerHeimat Ost-Tibet ein Kinderdorf zu bauen. Das Projekt hatsich gut entwickelt, so dass 2006 ein zweites Kinderdorfim Norden eingeweiht werden konnte. Die Gründer besuchendie Kinder jedes Jahr in ihrer Urlaubszeit.• Jeder Cent einer Spende kommt den Kindern zu Gute. AlleVerwaltungsaufgaben, Reisekosten übernehmen die Gründerund die Freunde des Projekts.• Wir unterstützen die berechtigten Interessen Tibets. Wirmöchten, dass die tibetischen Kinder ihre Sprache lernenund ihre Kultur weiterhin pflegen können.Uns gefällt die Einstellung des Dalai Lama:„Geschichte ist Geschichte, die Vergangenheit ist Vergangenheit.Sie sollte dem Dialog und auch einer Übereinkunft füreine bessere Zukunft nicht im Wege stehen. Die gegenseitigeAnerkennung und Achtung berechtigter Anliegen trennt dieMenschen nicht, sondern erlaubt ihnen mehr Nähe. Betonenwir also unsere gemeinsamen Interessen, unsere gemeinsameAbhängigkeit von der Umwelt, in der wir leben, und unseregemeinsame Zukunft. Menschen sind dazu nur zu überreden,wenn ihre Eigenart von anderen erkannt und respektiert wird.Das gilt nicht nur für uns Tibeter, sondern überall auf der Welt,wo Völker und Minderheiten um Anerkennung ihrer Identitätund Kultur ringen, bevor sie sich freiwillig und frohen Herzensmit anderen zusammentun, um innerhalb ein und desselbenStaates die Vorzüge eines familiären Zusammenlebens zugenießen. Tibeter haben viel mit ihren chinesischen Brüdernund Schwestern gemeinsam – wie natürlich auch mit unserenmongolischen und uigurischen Nachbarn. ...Die Tibeter müssen geduldig sein und weiter mit unserenFörderern in allen Teilen der Welt zusammenarbeiten, umden Erfolg dieses Prozesses zu sichern.“*Die Frustration eines jungen Exil- Tibeter geäußert in einemInternet- Chatroom macht uns betroffen:„So viele Menschen auf dieser Welt kämpfen für ihre Rechteund ihr Land…Es gibt viele Morde und einige Leute sprengen sich selbst indie Luft, um ihren Standpunkt zu beweisen. Und die Führerder Weltpolitik verurteilen sie. Jeder sagt, Gewalt sei nichtdie Antwort. Also was ist mit uns Tibetern, wir glaubenan Gewaltlosigkeit. Aber ich sehe keinen Weltpolitiker, derunsere Sache unterstützt.“**Zitate entnommen aus:Tibet – Die Geschichte eines Landes –Der Dalai Lama im Gesprächmit Thomas Laird, (S. 498 – 507):Scherz Verlag, 2006,ISBN-13.978-3-302-15000-8ISBN-10:3-502-15000-1Mehr Informationen zum Tadra-Projektwww.tadra.deCADFEM Empfehlungen

CADFEM INFOPLANER 1/2007so stehen sie bei unserer Ankunft Spalier. Von dem warmherzigenEmpfang wird man zu Tränen gerührt. Begrüßt werdenwir auch von anderen Förderern des Tadra-Projekts, die wirhier zum ersten Mal treffen, so Seine Königliche Hoheit HerzogEberhard von Württemberg und Christine Leonhard, Tochterdes weltberühmten Bauingenieurs, bei dem ich einst als studentischeHilfskraft gearbeitet habe.Nach einem reichhaltigen Abendessen und rührend vorgetragenenGesangsdarbietungen ziehen wir uns am Ende einesmit „aufregend“ nur unzureichend beschriebenen Tages zurNachtruhe zurück.Am nächsten Morgen werden wir nach dem Frühstück (Vorsicht:Yak-Butter ist gewöhnungsbedürftig) zu einer Führungdurch das Dorf eingeladen. Wir sehen die Wohnhäuser, darunterdas CADFEM-House, das Haupthaus mit Aufenthaltsraumund Küche, das Gewächshaus,die Grundschule und die Handwerksschule.Am Nachmittag bleibt nochZeit für einen Ausflug zu denNomaden in 4.700 m Höhe.Die Höhe vertragen wir relativgut. Beim Sitzen fühlt mansich wohl, beim Gehen nimmtman automatisch einen Schrittzurück und fühlt sich etwasbenommen. Den Imbiss beiden Nomaden bestehend ausIm CADFEM-House werden 17Kinder betreut und ausgebildet.Joghurt und Tee mit Yak-Milch vermischt sollte man nur beirobustem Magen zu sich nehmen. Ein empfindlicher Magenweigert sich, die fremde Speise zu verarbeiten.Festlicher Empfang für die Gäste.Am nächsten Morgen werden wir mit Gesang aus dem Dorfgeleitet. Alle sind wieder da. Der Abschied fällt uns und denKindern sichtlich schwer.Das war ein erster Besuch. Nunüberlegen wir uns zusammen mitden anderen Tadra-Freunden,wie man die Zukunft des Projektessichert und wie man denKontakt verstärken kann. EinigeIdeen haben wir schon.Wir freuen uns auf Interessenten,die den Zauber derfremden Gegend erfahrenmöchten (siehe oben) unddie dabei auch unsere Kinderdurch einen Besuch erfreuenwollen. Zögern Sie nicht: wirhaben in Dawu in ein kleines Hotel investiert, das auch von denMitarbeitern des Dorfes geführt wird. Es bietet bescheidenenKomfort aber viel Herzlichkeit.AutorDr.-Ing. Günter Müller, CADFEM GmbH GrafingTel. +49 (0)8092-7005-31E-Mail gmueller@cadfem.deBesuch bei den Nomaden auf 4.700 m Höhe.Mit den Tadra-Mitteln wird den Waisenkinderneine solide Schulausbildung ermöglicht.51CADFEM Empfehlungen

CADFEM INFOPLANER 1/2007VeranstaltungenHannovnovermermessesse e 20070716. – 20. April 2007 in Hannoverwww.ha.hannnnoveovermermesssse.de.deSie finden CADFEM und ANSYS Germanyin Halle 17 („Digital Factory“)an Stand F50.2. CADFEMAustrstriaUsers´Meetieting19. – 20. April 2007 in Wienwww.ca.cadfedfem.am.at8. CATIA-IA-FEMUsermermeeeetinting25. – 26. April 2007 in Aschaffenburgwww.tr.transanscatcat-pl-plm.cm.comSie finden CADFEM in der begleitenden Fachausstellung.FEMFATFAT UserMeetinting 2007079. – 11. Mai 2007 in Steyr, Österreichwww.fe.femfamfat.ct.comSie finden CADFEM in der begleitenden Fachausstellung.6 th EuEuropropeanLS-DY-DYNAConferferencence29. – 30. Mai 2007 in Göteborg, Schwedenwww.er.erab.ab.se/se/confconferenerence2ce200007CADFEM ist offizieller Sponsorder Veranstaltung.Zudem ist CADFEM mit mehreren Fachbeiträgenund als Aussteller beteiligt.BlechEchExpoInternationale Fachmesse für Blechbearbeitung13. – 16. Juni 2007 in Stuttgart, Neue Messewww.bl.blechechexpexpo-mo-messesse.de.de16 th InterternatnationionalConferferencence e on theComputputatiationof ElectrctromaomagnegneticFieldelds24. -28. Juni 2007 in Aachenwww.co.compumpumagmag2002007.d7.deCADFEM finden Sie mit ANSYS Lösungen für elektromagnetischeAnwendungen in der begleitenden Fachausstellung.EACC C – EuropropeanAutomtomotiotiveCFD Confenferenrence5. – 6. Juli 2007 in Frankfurtwww.ea.eacccc.an.ansyssys.co.comSie finden CADFEM gemeinsam mitANSYS Germany am ANSYS Stand.DaimlemlerChrChrysryslerEDM | CAE Forum20070718. – 19.Juli 2007 in Stuttgartwww.da.daimlimlerer-chrchryslyslerer-edmedm-fo-forumrum.deCADFEM hat einen Vortragzum Thema ANSYS Workbencheingereicht und sich um einen Standplatz beworben.ANSYSConferferencence e &25 th CADFEDFEM Usersers´ Meetieting200721. – 23. November 2007 in Dresdenwww.us.usersersmeemeetinting.cg.comPraxisDr. Nicolcole GerlirlingFachärztin für AllgemeinmedizinSchwerpunktpraxisAkupunktur TCM NaturheilkundeGesundundheiheitsCtsCententrumÄrztehtehausGrünwünwaldAnzeige5212. Schwehweizeizer CADFEDFEM Usersers´ Meetieting14. – 15. Juni 2007 in Zürichwww.ca.cadfedfem.cm.chSimPEPKongress rund um Berechnungs- undSimulationssoftware im Produktentstehungsprozessmechanischer Antriebsstränge und -systeme14. – 15. Juni 2007 in Würzburgwww.si.simpempep.dep.deSie finden CADFEM mit ANSYS Workbenchin der begleitenden Ausstellung.Behandandlunlungssgsschwchwerperpunkunktein der PraxiaxisAllgemeinärztliche GrundversorgungChronische ErkrankungenPräventive MedizinKomplementäre TumortherapieKontakt:Ludwig-Anzengruber-Str. 182031 GrünwaldTelefon: 089 / 693 771 51www.dr-gerling.deGesundundheiheitsCtsCententrumÄrzthathausGrünwanwaldGesundheitstrainingIn 3 Treffen á 2 Stunden über ein ½Jahr werden folgende Ziele verfolgt:• Stress-Prophylaxe• Prophylaxe von Herz-Kreislauf-Erkrankungen• Verbesserung der LebensqualitätDieses Angebot richtet sich auchan Firmen-MitarbeiterDas Gesundheitstraining wirdwissenschaftlich begleitet von derFreien Universität Berlin.CADFEM Empfehlungen

Venue Place of the15 th TechNet Alliance Meetingin April 2007.www.technet-alliance.com

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