Ein 3D-Balkenmodell mit finiter Schwellung unter axialer und radialer Diffusion
12.05.2025
In unsere letzten Veröffentlichung kombinieren wir die Balkentheorie mit Diffusion und finiten inelastischen Deformationen auf Grund von Schwellung. Das Modell eignet sich für die numerisch effiziente Simulation neuer Generationen von 3D-gedruckten Energiespeichern und -umwandlern, wie z.B Li-Ionen-Batterien und thermoelektrische Generatoren.
Herzlichen Glückwunsch an unseren Doktoranden Juan C. Alzate Cobo zur Veröffentlichung seines ersten Zeitschriftenartikels in CMAME zusammen mit Oliver Weeger. Vielen Dank auch an Xiang-Long Peng und Bai-Xiang Xu für ihre Beiträge.
In dieser Arbeit wird ein neuartiges Balkenmodell vorgestellt, das große volumetrische Schwellungen mit Transportphänomenen verbindet. Die wesentliche Neuerung besteht darin, dass es sowohl die axiale als auch die radiale Diffusion einbezieht und somit eine genaue Simulation des Wärme- und Speziestransports innerhalb von Gitterstrukturen ermöglicht. Das auf der Balkentheorie aufbauende und mittels isogeometrischer Kollokation implementierte Modell bietet eine hohe numerische Effizienz und dient als Grundlage für die Simulation und künftige Optimierung von gitterbasierten 3D gedruckten Energieumwandlungs- und -speichergeräte, wie z.B. Lithium-Ionen-Batterien und thermoelektrische Generatoren.
Diese Arbeit ist als Open Access verfügbar unter: 10.1016/j.cma.2025.117983
