Tim Suchan, M.Sc.

Sprechstunde

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Forschungsinteressen

• PDE-beschränkte Optimierung
• Formoptimierung
• Numerische Implementierung von Formoptimierungsalgorithmen
• Topologieoptimierung
• Optimierung unter Unsicherheiten

Publikationen

• C. Geiersbach, T. Suchan and K. Welker: Stochastic Augmented Lagrangian Method in Shape Spaces. Journal of Optimization Theory and Applications (2024). DOI: 10.1007/s10957-024-02488-1.

• T. Suchan, C. Kandekar, W.E. Weber, and K. Welker. Crack propagation in anisotropic brittle materials: From a phase-field model to a shape optimization approach. Engineering Fracture Mechanics, 303:110065 (2024). DOI: 10.1016/j.engfracmech.2024.110065.

• T. Suchan, V. Schulz, and K. Welker, Shape optimization in the space of piecewise-smooth shapes for the Bingham flow variational inequality, arXiv, 2024. DOI: 10.48550/arXiv.2403.02106.

• C. Geiersbach, T. Suchan, and K. Welker, Optimization of piecewise smooth shapes under uncertainty using the example of Navier-Stokes flow, arXiv, 2023. DOI: 10.48550/arXiv.2308.07742.

• L. Radtke, G. Bletsos, N. Kühl, T. Suchan, T. Rung, A. Düster, and K. Welker. Parameter-Free Shape Optimization: Various Shape Updates for Engineering Applications. Aerospace, 10(9):751. 2023. DOI: 10.3390/aerospace10090751.

• L. Pryymak, T. Suchan, and K. Welker, A Product Shape Manifold Approach for Optimizing Piecewise-Smooth Shapes, In: F. Nielsen and F. Barbaresco (eds.) Geometric Science of Information. GSI 2023. Lecture Notes in Computer Science 14071. Springer International Publishing, Cham: 21-30 (2023). DOI: 10.1007/978-3-031-38271-0_3.

• T. Suchan, K. Welker, and W. Wollner, A new shape optimization approach for fracture propagation. In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 22: e202200124 (2023). DOI: 10.1002/pamm.202200124.

• T. Suchan, R. Najafi Koopas, N. Rauter, and K. Welker, Tracking of fracture‐state displacement data generated by cohesive zone modeling using shape optimization. In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 22: e202200284 (2023). DOI: 10.1002/pamm.202200284.

• T. Suchan and K. Welker, Viscous energy dissipation reduction by optimization of multiple shapes. In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 21: e202100261 (2021). DOI: 10.1002/pamm.202100261.

Beteiligung an Projekten

Zuverlässigkeitsbasiertes Structural Health Monitoring von Infrastrukturbauwerken (dtec.bw SHM)

Das übergeordnete Ziel des Projektes SHM ist es, neue innovative Methoden zu entwickeln, um Infrastrukturbauwerke zu überwachen und deren Zustand kontinuierlich und zuverlässigkeitsbasiert zu bewerten. Hierzu arbeitet ein interdisziplinäres Team bestehend aus Ingenieuren/innen und Mathematikern/innen in Kooperation mit Industrieunternehmen zusammen. Die neuen Methoden sollen unter Nutzung von Daten verschiedenster Sensoren die zuverlässigkeitsbasierte digitale Zustandsbewertung von bestehenden Infrastrukturbauwerken erlauben. Die entwickelten SHM-Methoden haben den Anspruch, auf Bauwerke und Schäden verschiedenster Art anwendbar zu sein. Endprodukt des Projekts ist ein über den bisherigen Wissens- und Forschungsstand hinausgehendes, durchgehend digitales und integriertes System zur Überwachung von Infrastrukturbauwerken, dieses mit dem Building Information Modeling in einer lückenlosen digitalen Prozesskette zusammenzuführen und auf Basis aller zur Verfügung stehenden Daten eine kontinuierliche Zustandsbewertung zu realisieren.

Simulationsbasierte Entwurfsoptimierung dynamischer Systeme unter Unsicherheiten (SENSUS)

Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung innovativer Simulationsverfahren zur robusten Optimierung komplexer Bauteile. Durch die Verschmelzung von Methoden der Angewandten Mathematik und des Theoretischen Maschinenbaus werden hierzu Modelle entwickelt, die dynamische Betriebsbedingungen und unsichere Fertigungsprozesse bei der Optimierung erfassen. Insbesondere für wartungsintensive und wartungsfreie Produkte aus dem Hamburger Luftfahrt- und Medizintechnikumfeld ist ein robustes Design entscheidend. Aufgrund von drastisch reduzierten Zeit- und Finanzbudgets für die Entwicklung neuer Produkte wird die computergestützte Optimierung virtueller Produktprototypen immer bedeutender. Je unabhängiger (robuster) die Leistungsmerkmale eines optimierten Produktdesigns von späteren fertigungs- oder betriebsbedingten Schwankungen sind, desto wirtschaftlicher lässt sich das Produkt herstellen und betreiben.

Konferenzen und Präsentationen

• Vortrag: Non-smooth shape optimization with applications for fluid-mechanical problems under uncertainty, International Conference on Scientific Computation and Differential Equations, Singapur, Juli 2024.
• Vortrag: Optimization of multiple shapes: from PDE constraints under uncertainty to variational inequality constraints, French-German-Spanish Conference on Optimization, Gijón, Juni 2024.
• Vortrag: Optimization on shape manifolds with fluid-mechanical applications under uncertainty, 9th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, Lissabon, Juni 2024.
• Vortrag: Shape optimization on Riemannian manifolds including nonsmoothness, 94th GAMM Annual Meeting 2024, Magdeburg, März 2024.
• Vortrag: Optimization of piecewise-smooth shapes as optimization on a Riemannian product manifold, CSE Workshop on Modeling, Simulation & Optimization of Fluid Dynamic Applications 2024, Groß Schwansee, März 2024.
• Vortrag: Shape optimization for fluid-mechanical design under uncertainties and fracture propagation, Mathematical Aspects of Continuum Mechanics 2023, Dezember 2023.
• Vortrag: A view on simulating structural models for material parameter estimation and fracture propagation, dtec.bw Doktorandennetzwerktreffen, München, November 2023.
• Vortrag: Optimization of piecewise-smooth shapes with variational inequality constraints by a Hadamard semiderivative approach, 6th European Conference on Computational Optimization 2023, Heidelberg, September 2023.
• Vortrag: A view on validating crack propagation prediction with shape optimization by means of a phase-field model, 17th International Conference on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications, Barcelona, September 2023.
• Vortrag: Fracture propagation by using shape optimization techniques on Riemannian spaces, 10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics, Tokyo, August 2023.
• Teilnahme: dtec.bw Doktorandennetzwerktreffen, Hamburg, Juni 2023.
• Vortrag: Optimization of multiple non-smooth shapes based on a product shape manifold, 93rd GAMM Annual Meeting 2023, Dresden, Mai 2023.
• Vortrag: Step size control for a stochastic Augmented Lagrange method, SENSUS regular meeting, Januar 2023.
• Vortrag: Simulation of fracture propagation using gradient-based shape optimization algorithms, dtec.bw Doktorandennetzwerktreffen, München, November 2022.
• Vortrag: Simulation of fracture propagation using gradient-based shape optimization algorithms, SENSUS regular meeting, November 2022.
• Vortrag: Stochastic multi-shape optimization for a fluid-mechanical application including geometrical constraints, 92nd GAMM Annual Meeting 2022, Aachen, August 2022.
• Vortrag: Multi-shape optimization for fluid mechanics under uncertainties, 8th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, Oslo, Juni 2022.
• Teilnahme: dtec.bw Doktorandennetzwerktreffen, Hamburg, Mai 2022.
• Vortrag: Optimization of multiple shapes for a two-dimensional fluid-mechanical problem, YRM & CSE Workshop on Modeling, Simulation & Optimization of Fluid Dynamic Applications 2022, Groß Schwansee, März 2022.
• Teilnahme: dtec.bw Doktorandennetzwerktreffen, München, Oktober 2021.
• Vortrag: Two-dimensional multi-shape optimization for fluid mechanics, BIW Doktorandenkolloquium an der Helmut-Schmidt-Universität, Hamburg, Oktober 2021.
• Vortrag: Efficient algorithms for PDE-constrained shape optimization problems under uncertainties, SENSUS regular meeting, August 2021.
• Poster: Viscous energy dissipation reduction by optimization of multiple shapes, GAMM Juniors‘ Summer School 2021 on Shape and Topology Optimization, Graz, Juli 2021.
• Vortrag: Steklov-Poincaré Metric Based Shape Optimization for Fluid Mechanics, SIAM Annual Meeting 2021, Juli 2021.
• Teilnahme: 14th International Conference on Evolutionary and Deterministic Methods for Design, Optimization and Control, Juni 2021.
• Vortrag: Multi-shape optimization in two-dimensional Stokes flow, 14th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO14), Juni 2021.
• Teilnahme: 91st GAMM Annual Meeting, März 2021.
• Teilnahme: DMV Jahrestagung 2020, September 2020.

HSU

Letzte Änderung: 21. August 2024