Profil

Struktur

Der Lehrstuhl für Kontinuumsmechanik gliedert sich in die Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften  der Ruhr-Universität Bochum ein. Er wird von Herrn Professor Daniel Balzani geleitet, der im Oktober 2017 die Professur für Mechanik - Kontinuumsmechanik angetreten hat.


Forschung

Zentrale Forschungsfelder sind zum einen die Biomechanik weicher biologischer Gewebe und zum anderen die Simulation und Modellierung mikro-heterogener Materialien. Neben neuen Modellierungsansätzen steht hierbei die Entwicklung robuster numerischer Methoden im Fokus.
Im Bereich der Biomechanik werden Materialgesetze für die Beschreibung des anisotropen und inkompressiblen Materialverhaltens entwickelt, die mikroskopische Schädigung im supra-physiologischen Belastungsbereich sowie wachstumsbasierte Eigenspannungen und Faserremodellierung berücksichtigen. Weitere Themen sind die patientenspezifische Simulation atherosklerotischer Arterien und die Entwicklung von Methoden zur computergestützten Diagnose erkrankten Herzgewebes und des Auges. Die Modellierung mikro-heterogener Materialien erfolgt zum Teil mit Hilfe phänomenologischer Modelle, z.B. für Textilmembrane im Bauwesen. Spezieller Fokus hierbei ist die Analyse verallgemeinerter Konvexitätsbegriffe zur mathematischen Absicherung der Modelle. Ein weiterer großer Teil bei der Simulation mikro-heterogener Materialien behandelt die Weiterentwicklung von Methoden auf Basis direkter Skalenübergänge im Rahmen der computergestützten Homogenisierung. Wichtige Materialklassen, die hier genauer untersucht werden, sind Mehrphasenstähle und faserbewehrte Betone. Neben quasi-statischen Prozessen, werden dynamische Effekte wie Wellenausbreitung und der damit verbundenen Dissipation auf Mikroskala modelliert. Ein weiteres großes Forschungsfeld betrifft die Entwicklung numerischer Methoden für mechanische Problemstellungen, z.B. neue Finite-Elemente Formulierungen oder Approximationsverfahren für tensorwertige Ableitungen. Eher neu ist die Berücksichtigung der Unsicherheitsquantifizierung im Zusammenhang mit der numerischen Berechnung optimaler Grenzen von Versagenswahrscheinlichkeiten.

Von zentraler Bedeutung für die Forschung innerhalb des Instituts ist der interdisziplinäre Charakter, der sich auch durch Kooperationen mit Partnern anderer Disziplinen, wie der Biologie, Medizin, Mathematik und Psychologie zeigt.  

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Lehre

Der Zusammenhang von Kräften und Verformungen ist für das Bauingenieurwesen Grundlage von Tragwerkskonstruktionen. Der Lehrstuhl für Kontinuumsmechanik bietet verschiedene Module im Grund- und Vertiefungsstudium in den Fachbereichen Bauingenieurwesen, Umwelttechnik und Ressourcenmanagement, Maschinenbau und im Master-Studiengang Computational Engineering an. Über die forschungsnahe Ausbildung von Studierenden hinaus stellt die Graduiertenausbildung ein zentrales Ziel innerhalb des Lehrstuhls dar. Neben Drittmittelprojekten werden Graduierten/Stipendiaten aus dem In- und Ausland motiviert, ihre Forschungsvorhaben in das Institut einzubringen. In diesem Zusammenhang wird Unterstützung bei der Beantragung von Stipendien wie z.B. der Humboldt-Gesellschaft gegeben. Anfragen zu Forschungsprojekten oder Stipendienprogrammen richten Sie bitte an das Sekretariat.

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