Sehr oft möchten unsere Kunden die mechanischen Eigenschaften von hochporösen Strukturen wie z. B. Vliesstoffen bestimmen. Vielen Anwendern ist bereits aus FlowDict der LIR-Löser bekannt. Dieser Löser wird von unseren Kunden insbesondere für hochporöse Strukturen gerne genutzt, da er eine sehr speichereffiziente Implementierung auf Basis eines adaptiven Gitters mit geringem Speicherbedarf ermöglicht. Diesen Vorteil nutzen wir in GeoDict 2023 auch für die Berechnung des Elastizitätsmoduls einer Struktur in ElastoDict. Der LIR-Löser kann nun in ElastoDict in den „Effective Stiffness“-Optionen über die Registerkarte Solver ausgewählt werden.
Ähnlich wie beim LIR-Löser für die Strömungsberechnung in FlowDict liegt der große Vorteil hier im adaptiven Gitter. Wie in Abb. 1 dargestellt, muss das Gitter bei einem regulären Gitter ausreichend fein sein, um alle Spannungs- und Dehnungsspitzen zu ermitteln. Wird in einigen Bereichen ein feineres Gitter benötigt, bedeutet dies, dass alle Bereiche eine feinere Auflösung haben müssen. Mit dem adaptiven Gitter hingegen genügt es, die Auflösung nur dort zu verfeinern, wo sie benötigt wird. Darüber hinaus benötigt der Porenraum im Falle einer hochporösen Struktur weder Speicher noch Rechenleistung. Im Fall des gezeigten hochporösen Aluminiumschaums (Abb. 1, rechts) bedeutet es, dass 95 % des gesamten Bereichs bei der Berechnung vernachlässigt werden können. Da diese Probe aus einem µCT-Scan einer unregelmäßigen Struktur stammt, gibt es keine Periodizität, die für die Berechnung verwendet werden kann. Die LIR-Technologie funktioniert ebenso gut bei symmetrischen Randbedingungen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Randbedingungen direkt in den berechneten Zellen an der Bereichsgrenze festgelegt werden, während die Methode zur Lösung der mechanischen Gleichungen beibehalten wird. Dies macht es einfach, mehr Randbedingungen und komplexere Materialgesetze in zukünftigen GeoDict-Versionen zu implementieren.
