Tobias Karl, M.Sc.
- Doktorand / Wissenschaftlicher Mitarbeiter (ITM und ISTM)
- Raum: 302.3
CS 10.23 - Tel.: +49 721 608-46898
- Fax: +49 721 608-44187
- tobias karl ∂does-not-exist.kit edu
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 10
76131 Karlsruhe
Curriculum Vitae
| seit 02/2020 | Doktorand / Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Technische Mechanik (Teilinstitut Kontinuumsmechanik) in Kooperation mit dem Institut für Strömungsmechanik, (KIT) |
| 04/2017–11/2019 | Masterstudium Maschinenbau (KIT), Vertiefungsrichtung: Theoretischer Maschinenbau Schwerpunkte: Angewandte Mechanik und Strömungsmechanik, Abschluss mit Auszeichnung |
| 09/2016–03/2017 | Industriepraktikum und Bachelorarbeit im Bereich Modellierung und Simulation faserverstärkter Polymerstrukturen Schaeffler Technologies AG & Co. KG in Herzogenaurach |
| 10/2013–03/2017 | Bachelorstudium Maschinenbau (KIT), Schwerpunkt: Festigkeitslehre und Kontinuumsmechanik |
Forschungsschwerpunkte
Strömungsmechanik und Homogenisierung anisotroper Fließprozesse
Während der Herstellung faserverstärkter Polymerwerkstoffe im Spritzgussverfahren erfolgt die Ausrichtung der Fasern durch das vorherrschende Strömungsfeld in der Polymerschmelze. Da die Ausrichtung der Fasern die anisotropen elastischen Eigenschaften des gefertigten Bauteils maßgeblich beeinflusst, ist eine genaue Vorhersage des Orientierungszustandes am Ende der Formfüllung von großem Interesse. Bereits während der Formfüllung sorgen die Fasern für anisotrope viskose Eigenschaften der Faser-Polymer-Schmelze, wodurch die Strömung von der Faserorientierung beeinflusst wird. Ein Ziel des Projekts ist, dieses sogenannte Flow-Fiber Coupling hinsichtlich der Auswirkungen auf die vorhergesagten mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Hierbei stehen mikromechanische Ansätze sowohl für die Faser-Polymer-Schmelze als auch für den Composit im Fokus.
In der Ingenieurspraxis werden Tensoren zur Beschreibung des Orientierungszustandes verwendet, welche durch die Lösung einer geeigneten Entwicklungsgleichung erhalten werden. Da diese Gleichungen nicht geschlossen sind, sind geeignete Ansätze zur Schließung notwendig. Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Methoden zur Schließung, welche zum einen numerisch effizient sind und zum anderen die Entwicklung der Orientierung genau vorhersagen. Darüber hinaus finden Schließungen auch Anwendung bei der Vorhersage der anisotropen viskosen und elastischen Eigenschaften. Die Eignung der entwickelten Schließungen in diesem Kontext stellt ein weiteres Untersuchungsziel dar.
Veröffentlichungen
Karl, T.; Böhlke, T.
2024. International Journal of Mechanical Sciences, 263, Art.-Nr.: 108771. doi:10.1016/j.ijmecsci.2023.108771
Karl, T.; Schneider, M.; Böhlke, T.
2023. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 318, 105049. doi:10.1016/j.jnnfm.2023.105049
Karl, T.; Schneider, M.; Böhlke, T.
2023. 23rd International Conference on Composite Materials, ICCM 2023, Belfast 30th July-4th August 2023, Queen’s University Belfast
Karl, T.; Zartmann, J.; Dalpke, S.; Gatti, D.; Frohnapfel, B.; Böhlke, T.
2023. Computational Mechanics, 71 (5), 991–1013. doi:10.1007/s00466-023-02277-z
Karl, T.; Böhlke, T.
2022. Archive of Applied Mechanics, 92 (12), 3695–3727. doi:10.1007/s00419-022-02257-4
Karl, T.; Gatti, D.; Frohnapfel, B.; Böhlke, T.
2021. Journal of Rheology, 65 (5), 999–1022. doi:10.1122/8.0000245
Karl, T.; Gatti, D.; Böhlke, T.; Frohnapfel, B.
2021. Acta mechanica, 232 (6), 2249–2268. doi:10.1007/s00707-020-02897-z
Vorträge
2023
Karl, T., Schneider, M., Böhlke, T.:
Implicit fiber orientation tensor closures
MathSEE Symposium on Applications of Mathematical Sciences, 27.-29.09.2023, Karlsruhe, Germany
Karl, T., Schneider, M., Böhlke, T.:
Fiber orientation tensor approximations based on an implicitly defined closure approach
International Conference on Composite Materials, 30.07.-04.08.2023, Belfast, Northern Ireland
Karl, T., Zartmann, J., Dalpke, S., Gatti, D., Frohnapfel, B., Böhlke, T.:
Mean-field based modeling of anisotropic viscosity and flow-fiber coupled mold-filling simulation of short-fiber suspensions
16th International Conference on Advanced Computational Engineering and Experimenting, 03.-07.07.2023, Heraklion, Crete
Karl, T., Böhlke, T.:
Flow-fiber coupling of mold-filling fiber suspension simulations based on anisotropic viscosity and mean-field modeling
IRTG/ICRG Summer School 2023, 20.06.2023, WissenschaftsForum Berlin, Germany
Böhlke, T., Karl, T., Sterr, B., Krause, M., Gajek, S.:
Skalenübergreifende kontinuumsmechanische Modellierung von Kompositen und Polykristallen
Abschiedskolloquium H. Altenbach, 12.05.2023, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Germany
Karl, T., Böhlke, T.:
Mean-Field basierte Fließsimulationen von Fasersuspensionen unter Berücksichtigung anisotroper Viskosität
Kolloquium der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 31.01.2023, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Germany
2022
Karl, T., Gatti, D., Frohnapfel, B., Böhlke, T.:
Asymptotic fiber orientation states of the quadratically closed Folgar-Tucker equation and a subsequent closure improvement,
8th ECCOMAS Congress 2022, 05.-09.06.2022, Oslo, Norway
2021
Karl, T., Gatti, D., Frohnapfel, B., Böhlke, T.:
Coupled simulation of flow-induced viscous and elastic anisotropy of short-fiber reinforced composites,
91st GAMM Annual Meeting 2020@21, 15.-19.03.2021, Kassel, Germany
Veranstaltungen
Wintersemester 2023/2024
- Übungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
- Rechnerübungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
Sommersemester 2023
- Vertretung ausgewählter Vorlesungen in Mathematische Methoden der Mikromechanik (MMM)
- Übungen zu Mathematische Methoden der Mikromechanik (MMM)
- Übungen zu Nonlinear Continuum Mechanics (NCM)
Wintersemester 2022/2023
- Übungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
- Rechnerübungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
Sommersemester 2022
- Übungen zu Mathematische Methoden der Mikromechanik (MMM)
- Übungen zu Nonlinear Continuum Mechanics (NCM)
Wintersemester 2021/2022
- Übungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
- Rechnerübungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
Sommersemester 2021
- Übungen zu Mathematische Methoden der Mikromechanik (MMM)
- Übungen zu Nonlinear Continuum Mechanics (NCM)
Wintersemester 2020/2021
- Übungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
- Rechnerübungen zu Kontinuumsmechanik der Festkörper und Fluide (KMFF)
Sommersemester 2020
- Rechnerübungen zu Einführung in die Finite-Elemente-Methode (FEM)
- Übungen zu Mathematische Methoden der Mikromechanik (MMM)