Forschungsschwerpunkte in der Abteilung Schwingungen

Die wissenschaftlichen Arbeiten in der Abteilung Schwingungen gliedern sich in die folgenden Hauptforschungsfelder:

Auf dem Gebiet der Strukturüberwachung wird an der Kombination, Erprobung und Weiterentwicklung von schwingungsbasierten globalen SHM-Verfahren, die auf Messdaten, zum Beispiel Rotorblättern, Tragstrukturen von Windenergieanlagen oder von Konstruktionen des Ingenieurbaus, anwendbar sind, geforscht. Wesentliche Anforderungen an sämtliche Algorithmen sind Robustheit und Modularität, sowie die Berücksichtigung der Unsicherheiten, um eine probabilistische Aussage über den Zustand der überwachten Struktur treffen zu können.

Die Gruppe wurde gegründet, um die Leistungsfähigkeit modernster Techniken des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz zu nutzen, und zwar sowohl bei ihrer Anwendung als auch bei der Weiterentwicklung der zugrundeliegenden Theorie. Die Forschungsarbeiten der Gruppe konzentrieren sich auf die Anwendung datengesteuerter Methoden in verschiedenen Bereichen, einschließlich der Überwachung des strukturellen Zustands von Ingenieur- und Verbundstrukturen. Zu den Hauptinteressengebieten gehören Fehlererkennung, vorausschauende Wartung, Zeitreihenvorhersage, Datenerweiterung, Sensordatenfusion und Signalverarbeitung.

In der Akustik liegt der aktuelle Forschungsschwerpunkt in der Untersuchung des Einflusses atmosphärischer und topografischer Bedingungen auf die Schallausbreitung infolge von Windenergieanlagen im Betrieb. Hierzu werden sowohl numerische Prognosemodelle als auch experimentelle Konzepte, basierend auf umfangreichen Schallmessungen, zur Validierung komplexer numerischer Modelle sowie zur Ableitung analytischer Ansätze entwickelt.

Die Entwicklung effizienter parametrisierter Simulationsmodelle für komplexe Strukturen mit akzeptablen Rechenzeiten stellt aus wissenschaftlicher Sicht eine besondere Herausforderung dar. In der Arbeitsgruppe werden schwerpunktmäßig deterministische Modelle und Analysen von aeroelastischen Strukturen mit verschiedenen Nichtlinearitäten und Interaktionen entwickelt, welche Energie-, Impuls- und Drall-erhaltende Zeitintegrationsverfahren verwenden. Die untersuchten sowie entwickelten Methoden werden in die, auf Mehrkörpersystemen sowie der FEM basierende, interne Berechnungssoftware DeSiO (Design and Simulation Framework for Offshore Support Structures) implementiert. 

Die Forschungsgruppe Modellanpassung konzentriert sich auf die Lokalisierung und Quantifizierung von Schäden in Strukturen mittels modellbasierter Strukturüberwachungsverfahren. Dabei wird speziell die Berücksichtigung von Unsicherheiten in Optimierungsmethoden untersucht, um präzisere und verlässlichere Ergebnisse zu erzielen, die zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Sicherheit sowie zur Verlängerung der Lebensdauer von Bauwerken und Maschinen beitragen sollen.