Buch, Englisch, Band 46, 252 Seiten, Format (B × H): 210 mm x 297 mm, Gewicht: 975 g
Topology-Driven Form-Finding
1. Auflage 2020
ISBN: 978-3-922302-46-9
Verlag: Universität Stuttgart Inst. f. Tragkonstr.
Interactive computational modelling of bending-active and textile hybrid structures through active-topology based real-time physics simulations, and its emerging design potentials
Buch, Englisch, Band 46, 252 Seiten, Format (B × H): 210 mm x 297 mm, Gewicht: 975 g
ISBN: 978-3-922302-46-9
Verlag: Universität Stuttgart Inst. f. Tragkonstr.
Die inhärente Beziehung zwischen ästhetischen Qualitäten und statischer Effizienz von Hybridstrukturen aus biegeaktiven Elementen und textilen Membranelementen ist mit einer großen Bandbreite an Gestaltungsmöglichkeiten zur Generierung innovativer architektonischer Lösungen verbunden. Die Erforschung dieser Möglichkeiten ist eine nicht triviale Aufgabe, die es erfordert, über die aktuellen geometrischen Modellierungsparadigmen hinauszugehen und eine aufschlussreiche und methodische simulationsbasierte Entwurfspraxis zu entwickeln. In Anbetracht der Tatsache, dass dynamische Methoden wie Partikelsysteme (PS) und Dynamische Relaxation (DR) zu einem wichtigen Forschungstrend geworden sind, bei dem größere Fortschritte nur auf die Beschleunigung der numerischen Konvergenz ausgerichtet sind, liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit auf der Entwicklung eines umfassenden Ansatzes zur Ermöglichung von topologischen Transformationen mit Echtzeit-Physik, der als Topologie-gesteuerte Formfindung bezeichnet wird und der in der Konzeptphase dazu dienen kann, die Entwurfsräume durch Verbesserung der Modellierungsfreiheit zu erweitern.
Eine allgemeine Einführung in biegeaktive und textile Hybridstrukturen wird in Kapitel 2 vorgestellt. Das folgende Kapitel dient dann der Einführung in die Grundprinzipien der PS-und DR-Methoden mit einem Überblick über die mechanischen Formulierungen und Integrationsschemata, die in dieser Arbeit verwendet werden. Kapitel 4 stellt den theoretischen Rahmen für die Entwicklung eines generischen topologischen Modells mit geometrischen und mechanischen Einbettungen für die Implementierung von PS-Modellen vor, die spontane topologische Transformationen in Echtzeit unterstützen. Kapitel 5 fährt mit der Darstellung von Implementierungen und einer Beschreibung der Auswirkungen auf Design und Modellierung fort. Verschiedene Fallstudien, bei denen die Entwicklung des konzeptuellen Designs mit Hilfe von Topologie-gesteuerten Formfindungsansätzen durchgeführt wurde, werden in Kapitel 6 vorgestellt. Schließlich schließt diese Arbeit mit einer Diskussion der entwickelten Methoden und Modelle und einer Reihe von Empfehlungen für nächste Schritte in diesem Forschungsgebiet.
