Vorrangiges inhaltliches Ziel des Kollegs ist, auf der Grundlage methodischer Arbeiten zu realitätsnahen Modellen für die Beschreibung und Simulation von Phänomenen der Struktur-Fluid-Wechselwirkung im Ingenieurwesen zu gelangen. Hierbei wird versucht, mit Hilfe einer Analyse des Gesamtsystems Struktur-Fluid zu reduzierten Modellen für Ingenieuranwendungen zu gelangen, die die wirklichen Phänomene genügend genau beschreiben können und mit denen effizient Parametervariationen möglich sind.
Die verwendeten Modelle und Berechnungsverfahren sollen an eigenen und in der Literatur veröffentlichten Experimenten verifiziert und validiert werden. Es soll außerdem untersucht werden, ob und wie aus komplexen Ansätzen vereinfachende Modelle mit fallabhängigen Anwendungsgrenzen abgeleitet werden können.
Hieraus erwachsen die Teilziele des Kollegs:
Vergleich und Bewertung unterschiedlicher Formulierungsmöglichkeiten gekoppelter Feldprobleme bei Struktur-Fluid-Wechselwirkungen. Bewertung verschiedener Näherungsstufen der Modelle in ihren Auswirkungen auf die Diskretisierung und die Lösung der jeweils zu untersuchenden Gleichungen.
Anwendung und Weiterentwicklung von Verfahren zur gemeinsamen Diskretisierung von Struktur-Fluid-Aufgabenstellungen. Untersuchung der Kopplung bei jeweils unterschiedlichen Zeit- und Raumskalen.
Einsatz und Weiterentwicklung von effizienten Lösungsverfahren für gekoppelte Struktur-Fluid-Systeme. Untersuchung von Multigridverfahren und Parallelisierungstechniken zur Lösung gekoppelter Mehrfeldprobleme.
Entwicklung von Reduktionsmethoden für das gekoppelte System.
Entwicklung von Ingenieurmodellen und Erforschung der Phänomenologie von konkreten Ingenieuraufgaben.
Die Forschungsvorhaben sollen fachübergreifend und, soweit möglich, mit experimenteller Unterstützung bzw. Begleitung durchgeführt werden. Es ist u. a. geplant, theoretische Untersuchungen zu von anderer Seite geförderten Experimenten in den Bereichen Wasserbau, Stahlbau, Flugzeugbau und Windenergieanlagen durchzuführen. Hierbei besteht die Möglichkeit, Modelle an experimentellen Daten und realistischen in-situ-Messungen zu verifizieren und Modellparameter zu gewinnen und zu validieren.
Im Graduiertenkolleg sollen jedoch keine eigenständigen experimentellen Untersuchungen durchgeführt werden.