Beiträge von CPS

    In this tutorial, methods of machine learning are to be used to solve typical problems in solid mechanics. In particular, artificial neural networks are used here, which are to be formulated and trained in such a way that important physical and mathematical properties of the problems are taken into account. This shall ensure that neural networks yield reliable, robust, and physically meaningful predictions.

    The tasks and the documentation of results will be done in teams of 2 students. Each of the problems will be first introduced and discussed in a common session, then the teams will have 2-3 weeks to solve the current problem and document their results.

    Participants should have basic knowledge in machine learning methods and solid mechanics.

    Contents

    Theoretical part:

    • Structure and functioning of “Feed-Forward Neural Networks” (FFNNs)
    • Construction principles for “Physics-Augmented Neural Networks” (PANNs) that fulfill essential physical and mathematical problem requirements and properties, e.g. by network structure or training algorithms
    • Basics of solid mechanics and numerical mechanics

    Practical tasks:

    • Implementation, training, and evaluation of FFNNs / PANNs in TensorFlow / Python
    • Construction of PANNs with the help of convex neural networks, data augmentation, and analytical formulations
    • Application on problems such as material modeling

    Winter term 2024-2025

    Please register for the tutorial as a group of 2 students by sending an email to Dominik Klein (klein@cps.tu-darmstadt.de) until October 14, 2024. In the email, include your names, matriculation numbers, and a short summary of your knowledge and courses on the subjects of solid mechanics and machine learning. For further information see: https://www.maschinenbau.tu-darmstadt.de/cps/cps_teachi…sm/index.en.jsp. If you don’t have a group yet, we will try to find you a group partner in the first lecture of the tutorial.

    Liebe Studierende,

    das FG Cyber-Physische Simulation bietet im SoSe 2024 erstmals die neue Vorlesung "Physics-aware machine learning" (16-73-4144) im Master-WPB II an.

    Physikbewusstes maschinelles Lernen vereint klassische, physikbasierte Modellierungsansätze mit ML-Methoden, um die Generalisierungsfähigkeiten, Interpretierbarkeit, Robustheit, Verlässlichkeit und Effizienz von ML-Methoden in Ingenieursanwendungen zu verbessern. In der Veranstaltung werden Sie

    Konstruktionsprinzipien für physikbewusste ML-Methoden durch entsprechende Gestaltung von Trainingsdaten, Hypothesen für Eingangs- und Ausgangsgrößen der ML-Modelle, ML-Modellarchitekturen, oder Lern- bzw. Trainingsalgorithmen kennenlernen und diese mit klassischen numerischen Simulationsmethoden verknüpfen.

    Weitere Informationen finden Sie auf unserer Webseite: https://www.maschinenbau.tu-darmstadt.de/cps/cps_teachi…l/paml_1.de.jsp

    ... und in Moodle: https://moodle.tu-darmstadt.de/course/view.php?id=38768

    Wir freuen uns über eine rege Teilnahme!

    Beste Grüße,

    Prof. Oliver Weeger

    Dear students,

    after great success with the students last year, we are offering the tutorial "Machine Learning in Solid Mechanics" (16-73-4114-tt) also in the coming winter term 2023/24.

    Further information can be found on the CPS website or in the Moodle course.

    Please register for the tutorial as a group of 2 students by sending an email to Dominik Klein between September 1, 2023 to October 15, 2023. In the email, include your names, matriculation numbers, and a short summary of your knowledge and courses on the subjects of solid mechanics and machine learning. Note that spaces are limited and early registrations are given preference.

    If you do not have a partner yet, you can use the forum in the Moodle course to find one.

    Das von Prof. Dr. Oliver Weeger geleitete Fachgebiet Cyber-Physische Simulation (CPS) befasst sich mit der Forschung an zukunftsweisenden numerischen Methoden und Modellierungsansätzen für nichtlineare, multiskalige und multi-physikalische Probleme im Maschinenbau, siehe https://www.cps.tu-darmstadt.de/.

    Zur Unterstützung von Forschung und Lehre sind derzeit mehrere Stellen für wissenschaftliche Hilfskräfte verfügbar:

    • Gestaltung und Anpassung von Übungs- und Tutoriumsaufgaben für FEM [Lehre]
    • Entwicklung von Tutoriums- und Übungsaufgaben zu physik-informierten neuronalen Netzen [Lehre]
    • Finite-Elemente-Implementierung von Materialmodellen auf Basis physik-augmentierter neuronaler Netze
    • Numerische Untersuchung des Aushärtungsprozesses beim Polymer-MSLA-3D-Druck
    • Digitale Zwillinge für additive Fertigungsverfahren
    • Numerische Untersuchung von 3D gedruckten thermoelektrischen Generatoren und von Li-Ionen Batterien
    • Datengenerierung und Konstitutivmodellierung bei wölbenden elasto-plastischen Balken-Querschnitten

    Weitere Informationen und zur Bewerbung auf der CPS-Webseite.

    Interessierte Studierende sollten in Maschinenbau, Aerospace Engineering, Computational Engineering, Mechanik oder in einem ähnlichen Studiengang eingeschrieben sein. Bitte richten Sie Ihre Bewerbungen mit Lebenslauf und aktueller Notenübersicht direkt an die angegebenen Ansprechpartner.

    Grundsätzlich sind die Forschungsthemen auch für Bachelor-/Masterarbeiten oder ADP geeignet.

    Das von Prof. Dr. Oliver Weeger geleitete Fachgebiet Cyber-Physische Simulation (CPS) befasst sich mit der Forschung an zukunftsweisenden numerischen Methoden und Modellierungsansätzen für nichtlineare, multiskalige und multi-physikalische Probleme im Maschinenbau, siehe https://www.cps.tu-darmstadt.de/.

    Derzeit haben wir zwei Stellen für Wiss. Mitarbeiter:innen (w/m/d) zu besetzen zu den Themen:

    Weitere Informationen zu den Themen und zur Bewerbung finden Sie auf der CPS-Webseite unter o.g. Links.

    Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung bis zum 03.09.2023.

    In dieser Abschussarbeit sollen Konstitutivmodelle zur effizienten Beschreibung von hyperelastischem oder elasto-plastischen Materialverhalten im Rahmen klassischer Balkentheorien entwickelt werden. Hierzu sollen Physik-erweiterte neuronale Netzen verwendet werden, die die Flexibilität bieten um stark nichtlineare funktionale Zusammenhänge darzustellen und dabei aber wichtige physikalische Eigenschaften sicher stellten.

    https://www.maschinenbau.tu-darmstadt.de/cps/cps_teachi…s_327744.de.jsp

    The University of Colorado at Boulder (USA) offers scholarships for European students who want to do their master's thesis there. For students interested in numerical mechanics and topology optimization, there is the possibility of a thesis supervised jointly by Prof. Kurt Maute (CU Boulder, Aerospace Mechanics Research Center) and Prof. Oliver Weeger (TUDa, Cyber-Physical Simulation).

    If you are interested, please contact Prof. Weeger by February 15, 2023 at the latest.


    https://www.maschinenbau.tu-darmstadt.de/cps/cps_teachi…s_293248.de.jsp

    In this tutorial, methods of machine learning are to be used to solve typical problems in solid mechanics. In particular, artificial neural networks are used here, which are to be formulated and trained in such a way that important physical and mathematical properties of the problems are taken into account. This shall ensure that neural networks yield reliable, robust, and physically meaningful predictions.

    The tasks and the documentation of results will be done in teams of 2 students. Each of the problems will be first introduced and discussed in a common session, then the teams will have 2-3 weeks to solve the current problem and document their results.

    Participants should have basic knowledge in machine learning methods and solid mechanics.

    Contents

    Theoretical part:

    • Structure and functioning of “Feed-Forward Neural Networks” (FFNNs)
    • Construction principles for “Physics-Informed Neural Networks” (PINNs) that fulfill essential physical and mathematical problem requirements and properties, e.g. by network structure or training algorithms
    • Basics of solid mechanics and numerical mechanics

    Practical tasks:

    • Implementation, training, and evaluation of FFNNs / PINNs in TensorFlow / Python
    • Construction of PINNs with the help of convex neural networks, data augmentation, and analytical formulations
    • Application on problems such as material modeling, multiscale simulation, dynamics, or model order reduction

    Winter term 2022-2023

    This tutorial will be offered for the first time in the winter term 2022-2023.

    Please register for the tutorial as a group of 2 students by sending an email to Dominik Klein after September 1, 2022. In the email, include your names, matriculation numbers, and a short summary of your knowledge and courses on the subjects of solid mechanics and machine learning.


    https://www.maschinenbau.tu-darmstadt.de/cps/cps_teachi…sm/index.en.jsp