Am Institut für Baumechanik und Numerische Mechanik (IBNM) engagieren wir uns in der akademischen Lehre für Bachelor- und Master-Studiengänge des Bauingenieurwesens sowie in der Betreuung von Doktorand*innen.

Unsere Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die physikalische und mathematische Modellbildung und die Entwicklung zugehöriger robuster Algorithmen für die effiziente Computersimulation von Prozessen im Umfeld der Kontinuumsmechanik.

Bedeutung der Baumechanik für die Nachhaltigkeit

Wir entwickeln numerische Simulationsverfahren für die Analyse und Optimierung von Prozessen in der Natur und Technik. Diese Methoden finden in verschiedenen Bereichen Anwendung und tragen somit zur Entwicklung nachhaltiger Produkte und Prozesse bei. Beispiele sind:

  • Materialermüdung
    Polariskop- und Betonmodell zur Überprüfung des Spannungszustandes einer Wandscheibe Polariskop- und Betonmodell zur Überprüfung des Spannungszustandes einer Wandscheibe Polariskop- und Betonmodell zur Überprüfung des Spannungszustandes einer Wandscheibe © IBNM 2022

    Bekanntlich unterliegen Ingenieurbauwerke aufgrund der multiphysikalischen äußeren Einwirkungen einer Materialermüdung. Mit sehr detaillierten physikalischen Modellen und geeigneten Modellreduktionsmethoden erarbeiten wir Simulationsverfahren, mit denen sich die Materialermüdung bereits in der Entwurfsphase prognostizieren lässt. Diese Simulationen können auch den Lebenszyklus der Bauwerke begleiten und Wartungs- sowie Instandhaltungsmaßnahmen unterstützen. Somit können sie dazu beitragen, den enormen und energieträchtigen Materialeinsatz für einen Neubau zu reduzieren.

  • Reifenmechanik
    Simulation eines rollenden Reifens auf rauem Untergrund Simulation eines rollenden Reifens auf rauem Untergrund Simulation eines rollenden Reifens auf rauem Untergrund © IBNM 2022

    Ein langjähriges Forschungsthema am Institut ist die Entwicklung von Simulationsmethoden für die Dynamik rollender Reifen. Mit solchen Methoden können physikalische Prozesse erklärt werden, die sich messtechnisch kaum erschließen lassen. Damit werden der Industrie Methoden an die Hand gegeben, ihre Produkte nachhaltiger zu designen, z.B. bezüglich der Aspekte Partikelabrieb, Umweltlärm, Energieverbrauch etc.

  • Knochenmechanik
    Röntgenbild und Finite-Elemente-Modell sowie die daraus resultierende Änderung der Dichte eines Hüftknochens mit Prothese Röntgenbild und Finite-Elemente-Modell sowie die daraus resultierende Änderung der Dichte eines Hüftknochens mit Prothese Röntgenbild und Finite-Elemente-Modell sowie die daraus resultierende Änderung der Dichte eines Hüftknochens mit Prothese © IBNM 2022

    Gleichfalls stellt die Biomechanik der Knochen ein seit langem beforschtes Gebiet am Institut dar. Im Fokus ist dabei u.a. die Langlebigkeit von Gelenkimplantaten. Damit können wir praktizierende Ärzte und Ärztinnen dabei unterstützen, eine optimale Versorgung der Patientinnen und Patienten mit möglichst langlebigen Implantaten zu gewährleisten.

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Aktuelle Meldungen des IBNM

Besichtigung der Baustelle am GWK+

© Max Fuhrmann / TU Braunschweig
Das marTech-Team und die Präsidien von LUH und TU Braunschweig vor der neuen Wellenmaschine des GWK+

marTech-Team erläutert Baufortschritt / Wiedereröffnung für 2023 geplant

Pressemitteilung der Leibniz Universität Hannover

Die umfangreichen Umbauarbeiten im Großen Wellenkanal (GWK) von Leibniz Universität Hannover und Technischer Universität Braunschweig sind in vollem Gange. Während eines Ortstermins auf der Baustelle in Hannover-Marienwerder ist jetzt der Öffentlichkeit die im Sommer eingebaute neue Wellenmaschine präsentiert worden.

„Dies ist die weltweit größte, jemals gebaute Wellenmaschine, die uns ganz neue Möglichkeiten der Forschung eröffnen wird“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Torsten Schlurmann vom Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen der Leibniz Universität Hannover (LUH). Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Vertreterinnen und Vertreter des Baudezernats, der Fachplanung und Bauunternehmung standen für Fragen und Erklärungen rund um die beeindruckende Maschine, das technische Umfeld und den Hintergrund der Erweiterungen zur Verfügung.       

„Der neue GWK+ wird im ersten Halbjahr 2023 zunächst in ausgewählten Pilotprojekten zur Zukunft der Energieversorgung wieder in den Betrieb gehen“, kündigt Prof. Dr.-Ing. Nils Goseberg vom Leichtweiß-Institut der TU Braunschweig an. Prof. Goseberg und Prof. Schlurmann gehören dem Direktorium des Forschungszentrums Küste (FZK) von LUH und TU Braunschweig an, unter dessen Ägide der GWK betrieben wird.

Der 300 Meter lange GWK in Hannover-Marienwerder wurde im Jahr 1983 in Betrieb genommen. Zahlreiche richtungweisende Forschungsprojekte zur Interaktion von Wellen mit den unterschiedlichsten Infrastrukturen sind hier erfolgreich durchgeführt worden. Bisher konnten im GWK aber ausschließlich Wellen erzeugt werden. Mit dem Ziel des Ausbaus mariner erneuerbarer Energien (Offshore-Windenergie, Tide-/Wellenenergie u.a.) rücken Installations- und Betriebskonzepte über den Lebenszyklus dieser Bauwerke sowie der Einfluss von Gezeitenströmungen stärker in den Fokus. Im Jahr 2017 bewilligte das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK, vormals BMWi) das Forschungsprojekt marTech (maritime Technologien), um in den Großen Wellenkanal Hannover mit mehr als 35 Millionen Euro eine leistungsfähige Strömungsanlage, einen Tiefteil zur Untersuchung der Einbettung von Gründungsstrukturen und eine hochleistungsfähige Wellenmaschine einzubauen und zukünftig zu betreiben.

Mit der Erweiterung des GWK wird in Hannover eine weltweit einmalige Versuchseinrichtung geschaffen. Hier können Forschende künftig die gleichzeitige Belastung aus Seegang und Strömung in großem Maßstab und damit realitätsnah untersuchen. Steilere und höhere Wellen, wie sie durch den Klimawandel prognostiziert werden, können dann auch im Experiment nachgestellt werden. Mit der ebenfalls neuen, umlaufenden Strömungsanlage können erstmalig Tideströmungen wie im Meer untersucht werden. Der neue Tiefteil ermöglicht es, auch den im Boden befindlichen Teil von Offshore-Windenergieanlagen zu simulieren und die dort stattfindenden Bewegungen von Boden und Anlage zu untersuchen.

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