Modulbeschreibung

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Titel
Title 		Computer Aided Optimization
Modulcode
Module Code 		CAO
Modulverantwortliche
Responsible Members of Staff
Kompetenzziele des Moduls
Module Competence Goals
Die Teilnehmer sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, eigenständig Produkte mit Hilfe Numerischer Optimierung bestmöglich zu gestalten. Durch den Einsatz moderner Software lernen sie, die Abläufe während des Entwurfsprozesses (Prozessketten) zu automatisieren und dadurch Effizienz- sowie Qualitätssteigerungen im Entwurf zu erreichen. Weiterhin erlangen sie Kenntnisse über Möglichkeiten, Produkte zu modellieren bzw. adäquat für eine Optimierung zu parametrisieren. Sie werden in die Lage versetzt, Entwurfsziele korrekt zu formulieren, vor allem im Hinblick auf sich widersprechende Anforderungen und konkurrierende disziplinäre Eigenschaften, um das angestrebte Entwurfsziel zu erreichen. Die Kenntnisse über die Funktionsweise verschiedenster Numerischer Optimierungsalgorithmen versetzt sie in die Lage, für das zu bearbeitende Projekt die geeignete Strategie auszuwählen und anzupassen in Bezug auf die Schrittweiten und Parametergrenzen.

Sie erlangen die Fähigkeit weitgehend eigenständige forschungs- oder anwendungsorientierte Projekte durchzuführen, sich mit Fachvertretern und Laien über Informationen, Ideen, Probleme und Lösungen auf wissenschaftlichem Niveau auszutauschen. Die an aktuellen Forschungsprojekten orientierten Übungen, z.B. zum Profilentwurf, ermöglichen die Vermittlung von neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen.

After the completion of the module, the participants are in a position to independently develop products using Numerical Optimization in an efficient way. Through the use of modern software, they learn to automate the procedures during the design process (process chains, workflow) and, thereby, to reach efficiency and quality improvements within the design phase. Furthermore, they gain knowledge on new possibilities to model products and on how to adequately parameterize them for optimization. They will be enabled to properly formulate design objectives, especially in the case of conflicting requirements and competing disciplinary properties in order to reach the desired design goal. The knowledge about the functionality of diverse numerical optimization algorithms enables them to select and to adjust the appropriate strategy with respect to the step sizes and parameter limits for the project they work on.

They obtain the ability to execute self-reliantly research- or application-oriented projects, and to exchange information, ideas, problems and solutions with technical experts and laypeople on a scientific level. The exercises, based on current research projects, e.g. airfoil design, allow imparting of the latest scientific findings.

Lehrinhalte
Content
  1. Die Veranstaltung vermittelt ganzheitliche Kenntnisse über die Entwurfsautomatisierung und Produktoptimierung. Die erlangten Kenntnisse sind nicht an eine bestimmte Disziplin gebunden. Im Verlaufe werden spezifische Fragestellungen aufgegriffen und anhand praktischer Beispiele verdeutlicht.
    • Entwurfssystematik
    • Mathematische Modellbildung
    • Prozessketten und Datenaustausch
    • Mehrpunktentwürfe
    • Multidisziplinärer Entwurf
    • Deterministische Numerische Optimierungsverfahren
    • Stochastische Optimierungsverfahren
    • Zielfunktionen
    • Lösungsräume und deren Approximation
    • Einführung in CAO-Systeme
    • Praktische Übungen am Rechner – Aufbau von Prozessketten
    • Praktische Übungen am Rechner – Mehrpunktentwurf
    • Praktische Übungen am Rechner – Multidisziplinärer Entwurf
    • Praktische Übungen am Rechner – Zielfunktionen
    • Praktische Übungen am Rechner – Tragflügelprofilentwurf
  1. The modul imparts an integral understanding of design automation and product optimization. The obtained knowledge is not bound to any specific discipline. Special issues will be addressed during the course and clarified using practical examples.
    • Design systematics
    • Mathematical modelling
    • Process chains and data exchanges
    • Multi-point designs
    • Multidisciplinary design
    • Deterministic numerical optimization methods
    • Stochastic optimization methods
    • Objective functions
    • Solution spaces and their approximation
    • Introduction to CAO Systems
    • Practical exercises on the computer - Setup of process chains
    • Practical exercises on the computer – Multi-point designs
    • Practical exercises on the computer – Multidisciplinary design
    • Practical exercises on the computer – Objective functions
    • Practical exercises on the computer – Airfoil design
Lehrende
Lecturers
Lehr- und Lernmethoden
Teaching Format 		Seminaristischer Unterricht (SU)
Lernform
Study Format 		Präsenzstudium, angeleitetes Selbststudium
Prüfungsform
Examination 		Klausur nach Prüfungsordnung
Prüfungsdauer
Test Duration 		90 Minuten
Voraussetzungen für die Teilnahme
Required Experience 		Siehe aktuelle Prüfungsordnung
Verwendbarkeit
Applicability 		tbd
Studentische Arbeitsbelastung
Hours 		56 + 124
Präsenzstudium
Contact Hours per week 		56
Selbststudium
Self Study Hours 		124
ECTS-Leistungspunkte
ECTS-Credits 		6
Häufigkeit des Angebotes
Frequency 		1 Mal pro Studienjahr im 2. Semester / Sommersemester
Sprache
Language 		English
Bemerkungen
Comments 		CAO wird derzeit als Fach bundesweit nicht angeboten.
Literatur
Literature 		Die aktuellen Literaturlisten werden zu Beginn des Semesters verteilt.
Angebot
Courses
SemesterStudiengangSWSFormGültigkeitsbeginnGültigkeitsendeWahlpflicht
2AT4Seminar20132100Wahlpflichtmodul
2CBME4Seminar20052012Pflichtmodul
2MM4Seminar20132100Wahlpflichtmodul