Simulation der aktiven Schwingungskontrolle von Fluid-Struktur Wechselwirkung durch piezoelektrische Materialien

Ein numerisches Modell zur aktiven Kontrolle des dynamischen Verhaltens von Tragwerken unter transienter Windeinwirkung wird vorgestellt. Auf der Oberschicht passiver Tragstrukturen werden piezoelektrische Sensoren und Aktoren appliziert. Die resultierenden adaptierbaren Strukturen sind mit einem Regler gekoppelt. Die Modellierung der elektroelastischen Struktur erfolgt mit der geometrisch nichtlinearen Elastizitätstheorie und der Maxwell–Faraday–Theorie der Elektrostatik. Die Windumströmung der Struktur ist als inkompressibles, Newton'sches Fluid mit den Navier–Stokes–Gleichungen beschrieben. Die Diskretisierung der gekoppelten Modellgleichungen beider Kontinua erfolgt mit finiten Raum–Zeit–Elementen. Zeitliche Änderungen der Zustandsgrößen werden mit dem diskontinuierlichen Galerkin–Verfahren approximiert. (© 2008 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)