Numerische Mechanik
Die Numerische Mechanik (englisch computational mechanics) befasst sich mit der Untersuchung und Entwicklung numerischer Methoden für die Lösung von ingenieurwissenschaftlichen Problemstellungen, deren physikalisches Verhalten den Prinzipien der Mechanik unterliegt und durch adäquate mathematische Modelle beschrieben werden kann. Ziel ist die Lösung einer technischen Aufgabe zahlenmäßig mit erträglichem Rechenaufwand bis in alle Einzelheiten auszuwerten.
Ingenieure sind häufig auf numerische Methoden angewiesen, da nur für sehr spezielle Probleme oder nur unter groben Vereinfachungen und unrealistischen Randbedingungen analytisch geschlossene Lösungen existieren. Nach 1950 erschienen die ersten Digitalrechner, mit denen praktische Probleme angegriffen werden konnten. Mittlerweile können auch für komplexe Systeme Computermodelle erstellt werden und die wirklichkeitsnahen Simulationsergebnisse haben dazu geführt, dass die numerische Mechanik ein wichtiges Werkzeug in der virtuellen Produktentwicklung für die Industrie geworden ist, siehe Bild. Auf der Basis von Theorie, Experiment, Numerik und Informatik werden zunehmend intelligenter werdende Produkte, Prozesse und Verfahren virtuell entworfen und entwickelt. Die numerische Mechanik gestattet durch einen detaillierten Einblick in die Vorgänge und Untersuchung von Modellvarianten Entwicklungszeiten und -kosten zu reduzieren.
Die Finite-Elemente-Methode gehört zu den wichtigsten und am häufigsten benutzten numerischen Rechenverfahren in der Festkörpermechanik. Numerische Mechanik umfasst auch die Numerische Strömungsmechanik und Mehrkörpersimulation.