Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik EMI

Kompetenzen und Schwerpunkte des Instituts im Netzwerk »SIMULATION«

Entwicklung von Simulationstools

  • APOLLO – CFD-Software zur Simulation von Explosionen und Stoßwellenausbreitung
  • SOPHIA – FE-basierter Hydrocode zur Beschreibung hochdynamischer strukturmechanischer Vorgänge
  • Ingenieurtools – Entwicklung benutzerfreundlicher Applikationen für diverse Anwendungen
     

Bewertung von Resilienz und Nachhaltigkeit

  • Netzwerkanalysen – Modellierung sozio-technischer Systeme wie multimodale Logistikketten und kommunale Versorgungsnetze unter Berücksichtigung von Kaskadeneffekten
  • Verwundbarkeitsanalysen – Stochastische und heuristische Analysen zum Eintritt kritischer Ereignisse bei Bauwerken, Komponenten und Infrastrukturen
     

Agentenbasierte Simulationen

  • Personenstromsimulation – Analyse großer Personenströme (z. B. für Großveranstaltungen)
  • Verkehrssimulation – Generierung und Bewertung kritischer Szenarien im Straßenverkehr sowie datenbasierte Optimierung von Verhaltensmodellen
     

Datengetriebene Modellierung und KI

  • Trainingsdaten – Generierung und Aufbereitung unter Nutzung adaptiver Sampling-Verfahren
  • Echtzeitnahe Prädiktion – Vorhersage strukturmechanischer Vorgänge unter Integration von Domänenwissen und Verwendung angepasster ML-Modellarchitekturen
     

Anwendung klassischer Simulationsmethoden

  • Crashsimulation – Verletzungsprädiktion für Fahrzeuginsassen und verletzungsgefährdete Straßenverkehrsteilnehmer (VRU) mit Hilfe von Dummy- und Menschmodellen
  • Batteriesicherheit – Simulationen zur Bewertung des Kurzschlussrisikos im Crash und zu Auswirkungen des thermischen Durchgehens
  • Materialmodellierung und Bauteilsimulation – Entwicklung und Einsatz dehnratenabhängiger Material- und Schädigungsmodelle für diverse Werkstoffe zur Strukturauslegung
  • Datenerhebung – Maßgeschneiderte Experimente zur Modellentwicklung und Validierung

Beispiele für Resilienzanalysen und verschiedener Simulationsmethoden:

Erwartete Fragmentierung einer Betonplatte unter Druckstoßbelastung nach Modellierung mit Kohäsivzonenelementen
© Fraunhofer EMI
Erwartete Fragmentierung einer Betonplatte unter Druckstoßbelastung nach Modellierung mit Kohäsivzonenelementen.
Schädigung eines perforierten Lehmsteins in Experiment und Simulation.
© Fraunhofer EMI
Beispiel für die Schädigung eines perforierten Lehmsteins in Experiment und Simulation.
Exemplarische Simulation einer Kollisionsmöglichkeit zwischen Fahrradfahrer und Personenkraftwagen.
© Fraunhofer EMI
Exemplarische Simulation einer Kollisionsmöglichkeit zwischen Fahrradfahrer und Personenkraftwagen.