Institutsbericht 2020
Institute of Computational Physics
1 Multiphysik-Modellierung Multiphysik-Modelle sind wirksame Werkzeuge, um eine grosse Bandbreite an physikalischen Phänomenen zu erkunden, und so die Energieflüsse, Strukturen, elektromagnetische, thermodynamische, chemische und akustische Effekte miteinander zu verbinden. Auf diesem Gebiet gab es in den letzten Jahrzehnten enorme Fortschritte. Eine aktuelle Google-Abfrage der sprachlichen Neuprägung «Multiphysik» liefert über 3‘640‘000 Treffer. Die potenzielle Reichweite der Anwendungen wurde stetig ausgeweitet, zudem wurden numerische Methoden immer ausgefeilter und an die verfügbaren, wachsenden Rechnerkapazitäten angepasst. Heutzutage sind detaillierte physisch-chemische Modelle kombiniert mit belastbaren numerischen Lösungsmethoden beinahe zu einer Notwendigkeit für die Planung und Optimierung multifunktionaler technischer Apparate und Prozesse geworden. Am ICP machen wir angewandte Forschung auf dem Gebiet der Multiphysik-Modelle und entwickeln Finite-Elemente- ebenso wie Finite-Volumen-Simulationssoftware. Unsere weitläufige Erfahrung in numerischer Analyse, Modellierung und Simulation erlaubt es uns, simulationsbasierte Optimierung in vielen Fachgebieten erfolgreich anzuwenden. Dabei sind wir mit einer grossen Bandbreite an physikalischen Gleichungen vertraut und finden auch dann numerische Lösungen, wenn die Effekte in enger Wechselwirkung zueinander stehen. Wir entwickeln auch EinZweck-Werkzeuge, die auf die Bedürfnisse unserer Partner spezifisch zugeschnitten sind, und wir nutzen kommerzielle Software dort, wo sie besser geeignet ist. Zu unseren Spezialitäten auf diesem Gebiet gehören die Anwendung, Erweiterung und Entwicklung gekoppelter Modelle mittels unserer eigenen Finite-Element Software SESES, der Fluiddynamik Software OpenFoam (Open Source) und kommerziell angebotener Produkte wie COMSOL.
G. Boiger
M. Boldrini
D. Brunner
V. Buff
A. Cabrera
S. Ehrat
T. Hocker
L. Holzer
M. Hostettler
A. Jeffery
L. Keller
V. Lienhard
P. Marmet
Y. Safa
D. Sharman
B. Siyahhan
S. Spirig
A. Zubiaga
Zürcher Fachhochschule
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www.zhaw.ch
