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Lothar Gaul

o. Prof. Dr.-Ing. habil. (i.R.)

(*1946, †2018)

Kontakt

   

Hochschulausbildung
Okt. 1969 - Okt. 1973
Diplomstudium an der T. U. Hannover, Fachrichtung Mechanik in der Abteilung Maschinenbau  
Begabtenförderung des Studiums durch die Stiftung Mitbestimmung und die Studienstiftung des Deutschen Volkes  
   
10.10.1973
Diplom an der T. U. Hannover mit Auszeichnung  
   
16.06.1976       
Promotion zum Dr.-Ing. mit Auszeichnung an der Fakultät für Maschinenwesen der T. U. Hannover  
   
19.06.1980
Habilitation für das Fachgebiet Mechanik  
   
Berufstätigkeit
Nov. 1973 -Febr. 1974
Verwalter der Stelle eines wissenschaftlichen Assistenten am Lehrstuhl B für Mechanik der T. U. Hannover, Prof, Dr.-Ing. O. Mahrenholtz
   
März 1974 - Juli 1978
wissenschaftlicher Assistent am zuvor genannten Lehrstuhl
   
Seit Aug. 1978
Oberingenieur am Lehrstuhl A für Mechanik der Universität Hannover, Prof. Dr.-Ing. E. Pestel, Prof. Dr.-Ing. D. Besdo
   
ab WS 1979/80
Projektleiter und Mitglied des Sonderforschungsbereiches 121
   
Seit Juni 1980
Privatdozent an der Universität Hannover
   
Seit Okt. 1981
Lehrbeauftragter an der Hochschule der Bundeswehr Hamburg
   
Dez. 1981 - Juni 1993
Professor für Mechanik (C 4) und Leiter des Instituts für Mechanik an der Hochschule Universität der Bundeswehr Hamburg
   
seit Mai 1982
Lehrbeauftragter an der Universität Hannover
   
29. Mai 1985
Ruf auf die Professur Mechanik I an der Ruhr-Universität Bochum (Nachfolge Prof. Th. Lehmann) abgelehnt
   
1991, 1992
Sprecher und stv. Sprecher des Fachbereichs Maschinenbau der Universität der Bundeswehr Hamburg
   
seit 1991
Gastprofessur Florida Atlantic University (FAU) Boca Raton, Florida, USA
   
27. Sept. 1992
Ruf auf die Professur Mechanik A an der Universität Stuttgart (Nachfolge Prof. Eppler) angenommen  
   
1.Juli 1993        
ord. Professor für Mechanik an der Universität Stuttgart Direktor des Instituts A für Mechanik  
   
08. Mai 1996
Ruf auf die Professur für Mechanik A als Leiter des Lehrstuhles und des Staatlichen Materialprüfamtes für den Maschinenbau an der Technischen Universität München (Nachfolge Prof. H. Lippmann) - abgelehnt  
   
1999 - 2002
Dekan der Fakultät Verfahrenstechnik und Technische Kybernetik an der Universität Stuttgart
   
seit 2009
Courtesy Professor of Engineering in the College of Engineering & Computer Science at Florida Atlantic University
   
Lehrtätigkeit
seit 1981
                          
Vorlesung: Technische Mechanik I (mach & co, math, inf)
Vorlesung: Technische Mechanik II (mach,verf,kyb,eat.fmt,math) 
Vorlesung: Technische Mechanik III (mach,aer,fmt,teman)
Vorlesung: Methode der Finiten Elemente in Statik und Dynamik
Vorlesung: Boundary Element Methods in Statics and Dynamics
Vorlesung: Schallschutz / Körperschall 
Vorlesung: Dynamik mechanischer Systeme
Beteiligung an der Vorlesung: Einführung in die Verfahrenstechnik
   
Ehrung  
20. Mai 1985
Verleihung des Ehrenringes des Vereins Deutscher Ingenieure VDI
   
27. Febr. 2007           
Überreichung der Ehrenplakette des VDI für "Verdienste um die Technik und den Verein Deutscher Ingenieure", Ehrungsveranstaltung im Rahmen der VDI-Schwingungstagung 2007 in Würzburg
   
Patent
23. Sept. 1993           
Patent Nr. 41 30 767
Bezeichnung: Gleitringdichtung. mit Polygonprofil.
Tag der Anmeldung: 16.09.1991
Erfinder: L. Gaul
   
1997
Patent Nr. 197 02 518
Bezeichnung: Aktive Beeinflussung der Fügestellen in mechnischen Konstruktionselementen und Strukturen
Tag der Anmeldung: 24.01.1997
Erfinder und Patentinhaber: L. Gaul
   
24. Juli 2006
Patent Nr. 10 2005 044 448
Bezeichnung: Einrichtung zur aktiven und/oder passiven Schwingungsbeeinflussung eines transparenten, dünnwandigen Elements und deren Verwendung
Tag der Anmeldung: 09.09.2005
Erfinder und Patentinhaber: L. Gaul und S. Hurlebaus
   
Funktionen
1982 - 1991               
Stellv. Vorsitz CAD-Beirat der Freien und Hansestadt Hamburg
   
seit 1982
Stellv. Vorsitz VDI/FANAK Ausschuß Dämpfungsfragen
   
seit 1986
Benennung als deutscher Experte der ISO (International Organization for Standardization) Arbeitsgruppen 
'Use of materials for damping of vibrating structures''Measurement of acoustical transfer properties of resilient elements'
'Vibration and shock-experimental determination of mechanical mobility'
   
1989 - 1992
Mitglied des Senats der Universität der Bundeswehr Hamburg
   
seit 1992
Mitarbeiter im Normenausschuß Einheiten und Formelgrößen (AEF) im Deutschen Institut für Normung e. V. (DIN)
   
1992
Mitglied der Fachkommission des Fachbereichs Maschinenbau I der Technischen Universität Chemnitz zur Überprüfung der fachlichen Kompetenz der Hochschullehrer und wiss. Mitarbeiter sowie zugeordneter Berufungskommissionen
   
seit 1995
Mitglied im Vorstandsrat der GAMM als stv. Sekretär
   
1996
Fachgutachter der Deutschen Forschungsgemeinschaft für das Fachgebiet Technische Mechanik
   
2002 - 2006
Wahlmitglied des Senats der Universität Stuttgart
   
seit 2002
Foschungsauditor Daimler
   
seit 2007
Senior Mentor SimTech (Cluster of Excellence), Universität Stuttgart
   
2007
Mitglied der Fachkollegien der DFG für das Fach 402-02, „Mechanik“ im Fachkollegium 402 „ Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau“
 

   

Numerische Methoden (Computer Aided Engineering (CAE)):

Finite Elemente Methode (FEM), Randelementmethode (BEM))

Experimentelle Spannungs-, Verformungs- und Bewegungsanalyse stationär und dynamisch beanspruchter Strukturen (CAT: Modalanalyse, Optoelektronik, Holographische Interferometrie)

Adaptronik

Aktive Schwingungsregelung (AVC)

Aktive Geräuschregelung (ANC)

Aktive / Passive Systemdiagnose (Structural Health Monitoring)

Maschinendynamik

Struktur-Akustik / Hydroakustik Wechselwirkung

Struktur-Baugrund Wechelwirkung

Biomechanik

Geschichte der Mechanik

 
 

CURRENT RESEARCH INTERESTS

Numerical Simulation and Computer-Aided Testing (CAT) of Mechanical and Adaptive Structures. Development of Boundary Element and Finite Element Formulations for Fluid-Structure Interaction, Soil-Structure Interaction, Machine Dynamics, Contact Dynamics of Structural Joints and Brakes, Piezoelectrics; implementation of Generalized Damping Description and Uncertain Parameters by Fuzzy Arithmetic; CAT with novel measurement technologies, including 3-D Electronic Speckle Pattern Interferometry (CW-ESPI, Pulse-ESPI), Non-contact Measurement for Modal Testing, Wave Propagation Techniques for Structural Health Monitoring. Adaptive Structures; Damping Control by Active Joints, Active Vibration Isolation, Active Structural Acoustic Control.
 

RESEARCH SUPERVISION:

Supervisor  34 Doctoral Students ; Co-Supervisor 19 Doctoral Students 8 Post-Doctoral Associates for Habilitation Theses.

Initiated and hosted the stay of three Alexander von Humboldt Research Award Winners from the USA, Japan and Canada. Proposed the Max-Planck-Research Award for International Cooperation 2003. Bilateral programs such as PROBRAL and ISAP provide a frame for ongoing scientific exchange between PUC Rio de Janeiro an Georgia Tech respectively with the Institute of Applied an Experimental Mechanics at University of Stuttgart.    
 

Publikationen:

 
Books: Boundary Element Methods for Engineers and Scientists, L. Gaul, M. Kögl, M. Wagner, Springer Berlin (2003)
 
Contact Mechanics , L. Gaul and C.A. Brebbia (Eds.), WIT Press Southampton (1999).
 
Methode der Randelemente in Statik und Dynamik , L. Gaul and C. Fiedler, Vieweg Braunschweig (1997), 2. Auflage, Springer Vieweg (2013)
Chapters in Books: Contributor to 7 Books.
 
Refereed Journal Publications: Author or Co-Author of 105 papers in Refereed Journals covering continuum mechanics, waves, vibrations, discretization methods and history of mechanics. (Recent Publ. are given below)
 
Refereed Conference Publications: Author or Co-author of more than 145 publications on the above topics.
   
SIGNIFICANT RESEARCH AND PROFESSIONAL CONTRIBUTIONS
  • Generalisation of Reissner’s halfspace theory for 3-D viscoelastic soil interacting with rigid and flexible vibrating foundations of arbitrary shape.
  • Development of an experimental approach for the identification of obstacles imbedded in soft soil by holographic surface wave measurements. Calculation and experimental verification of vibration isolation of machine foundations by underlying concrete blocks in soil.
  • Generalisations of his static hybrid Boundary Element Formulations based on multifield variational problems to elastodynamics and acoustics. These formulations were cast into powerful fluid-structure interaction software.
  • Contributions to dynamic contact formulations emerged from the idea to derive macroscale contact laws from microscale interface physics based on statistics of surface roughness measurements. FE implementations lead to various applications including rolling contact and metal forming with superimposed ultrasound.
  • Contributions to Structural Health Monitoring range from source identification methods to the development of smart layers which actuate and sense wave fields and process the signals for conditions identification.
  • Merged structural dynamics, actuator and sensor implementation and control design (Lyapunov-, Neural Network-, Modal-control) in adaptive structure acoustic control (ASAC) or active vibration and damping control.
  • Initiated and hosted the stay of three Alexander von Humboldt Research Award Winners from the USA, Japan and Canada. Bilateral programs such as PROBRAL and IAS provide a frame for ongoing scientific exchange between PUC Rio de Janeiro and Georgia Tech respectively with the Institute of Applied and Experimental Mechanics at University of Stuttgart.

 
SELECTED RECENT JOURNAL PUBLICATIONS
P.S. Selvaduray, K. Willner, L. Gaul: On frictionally constrained wing-cracks. Archives of Mechanics, Volume 57, Issue 2-3, Polish Academy of Sciences Warszawa, 2005, pp. 189 - 207
O. M. Fein, L. Gaul, U. Stöbener: Vibration Reduction of a Fluid-loeded Plate by Modal Control. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol 16, No. 6, (2005) SAGE-Publications, pp. 541 - 552
M. Fischer, L. Gaul: Application of the Fast Multipole BEM for Structural-Acoustic Simulations. Journal of Computational Acoustics (IMACS), Vol. 13, No. 1 (2005), pp. 87 - 98
L. Gaul, R. Allgaier, K. Willner, W. Keiper: Untersuchungen zum Bremsenquietschen am Balken-Scheibe-Modell. Konstruktion - Zeitschrift für Produktentwicklung, Springer-VDI-Verlag, Heft 6, 2005, S. 1 - 3
M. Fischer, L. Gaul: Fast BEM-FEM mortar coupling for acoustic-structure interaction. International Journal for Numerical Methods in Engineering (John Wiley & Sons, Ltd.), Vol. 62, Issue 12, 2005, pp. 1677 - 1690
S. Hurlebaus, L. Gaul: Calculating the Eigenfrequncy of rotating acoustic annulus inside labyrinth seals of  turbo machines. J. of Engineering for Gas Turbines and Power, ASME, Vol. 127, No. 1, 2005, pp. 178 - 181
M. Wagner, L. Gaul, N. A. Dumont: The hybrid boundary element method on structural acoustics. ZAMM 84, Wiley-Ych Verlag, 2004, pp. 780 - 796
N. Hoffmann, N. Wagner, L. Gaul: Quenching mode-coupling friction-induced instability using high-frequency dither. Journal of Sound and Vibration 279 (2005), Elsevier, pp. 471 - 480
L. Gaul, H. Albrecht, J. Wirnitzer: Semi-active friction damping of large space truss structures. Shock and Vibration, Vol. 11, No. 3/4 2004 (Special issue dedicated to Professor Bruno Piombo) IOS Press, Amsterdam, pp. 173 - 186
O. Fein, L. Gaul: On the Application of Shunted Piezoelectric Material to Enhance Structure Damping of a Plate. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol 15, 2004. Sage Publications, pp. 737 - 743
S. Hurlebaus, L. Gaul: Smart Layer for Damage Diagnostics. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, Vol 15, Sept./Oct. 2004. Sage Publications , pp. 729 - 736
M. Kögl, S. Hurlebaus, L. Gaul: Finite Element simulation of non-destructive damage detection with higher harmonics. NDT & E International, Vol. 37, No. 3, Elsevier 2004, pp. 195 - 205
H. Hoffmann, L. Gaul: A sifficient criterion for the onset of sprag-slip oscillations. Archive of Applied Mechanics (AAM), Volume 73m Number 9-10, Springer 2004, pp. 650 - 660
M. Fischer, U. Gauger, L. Gaul: A multipole Galerkin boundary element method for acoustics. Analysis with Boundary Elements, Vol. 28, pp. 155 - 162
N. Hoffmann, L. Gaul: Non-conservative beating in sliding friction affected systems: transient amplification of vibrational energy and a technique to determine optimal initial conditions. Machanical Systems and Signal Processing (MSSP) 18, 2004, pp. 611 - 623
L. Gaul, M. Fischer, U. Gauger: Accuracy and Efficiency of the Multipole Galerkin BEM for Acoustics. Theoretical and Computational Acoustics 2003 (Proceedings of the 6^th International Conference on Theoretical and Computational Acoustics, ICTCA, Honolulu). World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore, 2004, pp. 97 – 106
L. Gaul, M. Kögl: Free vibration analysis of anisotropic solids with the boundary element method. Engineering Analysis with Boundary Elements. Elsevier, Vol. 27, No. 2, 2003, pp. 107 - 114
L. Gaul, M. Fischer, U. Nackenhorst: FE/BE Analysis of Structural Dynamics and Sound Radiation from Rolling Wheels, Computer Modeling in Engineering & Sciences (CMES), Vol. 3, No. 6, 2002, Tech Science Press, pp. 815 - 823
L. Gaul, A. Schmidt: Finite Element Formulation of Viscoelastic Constitutive Equations Using Fractional Time Derivates, Nonlinear Dynamics 29, 2002, pp. 37 - 55
L. Gaul, M. Hanss, S. Hurlebaus: Fuzzy Sensitivity Analysis for the Identification of Material Properties of Orthotropic Plates from Natural Frequencies. Mechanical Systems and Signal Processing (MSSP), 2002, 16(5), pp. 769 - 784
L. Gaul, W. Wenzel: A coupled symmetric BE-FE methkod for  acoustic fluid-structure interaction. Engineering Analysis with Boundary Elements, Vol. 26, No. 7 (July) 2002, pp. 629 - 636
L. Gaul, F. Moser: Non-singular symmetric boundary element formulation for elastodynamics,  Engineering Analysis with Boundary Elements, Vol. 25, No. 10, December 2001, Elsevier, pp. 843-849
L. Gaul, R. Nitsche: The role of friction in mechanical joints. Applied Mechanics Reviews, Vol. 54, No. 2, March 2001 (ASME), pp. 93 - 106
L. Gaul, R. Nitsche: Lyapunov design of damping controllers, Archive of Applied Mechanics 72 (2003), Springer Verlag 2003, pp. 865 - 874
L. Gaul: Soil-Structure Interaction - Generalization of Reissner's Solution for the Viscoelastic Halfspace (In memoriam Eric Reissner), ZAMM 80 (2000) 1, S. 69 - 76
L. Gaul: The Influence of Damping on Waves and Vibrations. Mechanical Systems and Signal Processing, MSSP, (1999) 13 (1), 1 – 30
 
INVITED KEYNOTE AND PLENARY LECTURES
Clappier, M.; Gaul, L.: Experimental Investigation of Structural Damping of Laminated Stacks of Electrical Machine Rotors. In: Pennacchi, Paolo (Ed.). Mechanisms and Machine Science, Vol. 21, pp. 613-624, Springer, Proceedings of the 9th IFToMM 2014 International Conference on Rotor Dynamics (2015).
Clappier, M.; Gaul, L.; Westkämper, E.: Experimental Determination of Material Properties in stacking Direction of Laminated Stacks belonging to Electrical Machine Rotors using a Dilatation Test. Proceedings of the 22nd International Congress on Sound and Vibration, Florence, Italy, 12-16 July 2015.
Clappier, M.; Ehrlich, C.; Gaul, L.: Linearized Joint Damping Model for Assembled Structures with Inhomogeneous Contact Pressure using Thin-Layer Elements. Proceedings of the 22nd International Congress on Sound and Vibration, Florence, Italy, 12-16 July 2015.
L.Gaul: Die Entwicklung der Strömungsmechanik von Archimedes bis Stokes und Reynolds, Vortrag Rotary Club Stuttgart-Wildpark Hotel Maritim, 20.07.2015
Chairman L.Gaul: Damping-II, Session 6B ICEDyn 2015, International Conference on Structural Engineering Dynamics, Lagos, Portugal, June 23, 2015 Afternoon
L.Gaul, C.Schaal, S.Bischoff: Detection in Overhead Transmission Lines by Ultrasonic Waves. Keynote Lecture 01, ICEDyn2015, International Conference on Structural Engineering Dynamics, Lagos, Portugal, June 22, 2015
L. Gaul: Vibro-Acoustic Simulations of Car-Structures by Fast-BE-FE Approaches. Sektionsvortrag zur Hydroakustik I im Rahmen der DAGA 2015, 18. März 2015
L. Gaul: Vibro-Acoustic Simulations of Ships by Coupled Fast BE-FE Approaches. Plenarvortrag zur Eröffnung der DAGA 2015 und zum Empfang der Helmholtz-Medaille, 17. März 2015
L. Gaul: Fast Multipole Boundary Element Method for the Simulation of Acoustic-Structure Interaction. IABEM 2006 Conference Graz, Austria, Keynote Lecture, 10.07.2006
L. Gaul: Geregelte Reibungsdämpfung durch optimal platzierte Fügestellen. Wissenschaftliches Kolloquium "Aktuelle Entwicklungen und Anwendungen von Simulations- und Testverfahren in der Strukturmechanik" anlässlich der Verabschiedung von Herrn Prof. Dr.-Ing. Michael Link, Universität Kassel, 28.06.2006
L. Gaul: Simulation of Acoustic Fluid-Structure Interaction with Advanced "Boundary Element Technics", Montreal, 28.07.2005
L. Gaul: Adanced boundary element formulations for mutifield problems. Keynote lecture. Forum Prediction of Noise Design, NOVEM 2005 (Noise and Vibration Emerging Methods), ST. Raphaël, 20.04.2005
L. Gaul: Simulation of Coupled Field Problems with the Boundary Element Method. Invited Plenary Secture, 76 th  GAMM Annual Scientific Conference, Luxembourg, 31.03.2005
L. Gaul: Structural Health Monitoring Research at the Institute A of Mechanics. Department of Civil Engineering, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, 29.10.2004
L. Gaul: Fast Boundary Element Calculation of Acoustic Radiation from Vibrating Structures by Mortar Coupling. Keynote Lecture, International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences, Madeira, Portugal, 28.07.2004
L. Gaul: Global and local semi-active vibration control concepts for lightweight structures. Plenary Lecture Nordic Vibration Research 2004, KTH Stockholm, Schweden, 04.06.2004
L. Gaul: Semi-Active Friction Damping of Deployable Truss Structures. Lecture dedicated to Professor Tsuneo Someya an the occasion of awarding the degree of Doctor Honoris Causa. The Technical University of Łódź, 01.10.2003
L. Gaul: Simulation of Large Space Truss Structures with Semi-Active Friction Joints. Minisymposium: Dynamics of Jointed Structures. 7 th U.S. National Congress on Computational Mechanics (USNCCM), Albuquerque, New Mexico, 30.07.2003
L. Gaul: Simulation of automotive noise by advanced boundary element methods. Keynote address 15 th International Conference on Boundary Element Technology BETECH 2003, Dearborn Detroit, 20.05.2003
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