Die zunehmende Rechenleistung moderner Hardware erlaubt, in Verbund mit effizienten Algorithmen und leistungsfähiger Software, die numerische Simulation immer komplexerer Fragestellungen. Dadurch können Modelle in höheren Detaillierungsgraden betrachtet werden. Infolge ihres hohen manuellen Aufwandes entwickelt sich dabei die Generation numerischer Modelle für die Methode der Finiten Elemente (FEM) zum Flaschenhals in der digitalen Prozesskette. Die im Prozess durchgeführte Idealisierung und Approximation geometrischer Modelldaten führt unweigerlich zu Informationsverlusten und zur Entkopplung von Geometrie und numerischem Modell. Im Falle von – im Ingenieurwesen durchaus häufigen – Planrevisionen müssen alle Schritte der Datenaufbereitung und der Modellvernetzung, sowie der Definition von Materialdaten und Randbedingungen neu durchgeführt werden. Das ist teuer und zeitaufwändig. Modellvarianten, die in effizienteren Strukturen resultieren könnten, werden so unter Umständen nicht in Betracht gezogen. Das Konzept der Isogeometrischen Analyse (IGA) verspricht eine Vereinfachung der genannten Vorgehensweise. Kernidee des Verfahrens ist die direkte Verwendung eines geometrischen Modells für numerische Simulationen. Dadurch können Modelltransformationen umgangen und Datenverluste vermieden werden. Grundlage hierfür sind Modelle auf der Basis von Non-uniform rational B-Splines (NURBS), einer Klasse stückweise stetiger, gebrochenrationaler Funktionen. Diese besitzen eine weite Verbreitung im Bereich der Computergrafik und des Computer-Aided Design (CAD), da sie die Modellierung einer weiten Spanne geometrischer Objekte erlauben. Zudem stehen stabile und effiziente Algorithmen für ihre Manipulation zur Verfügung. Die Geometrie ergibt sich dabei aus der Interpolation einer Reihe von Kontrollpunkten durch ihnen zugeordnete Basisfunktionen. NURBS fanden bisher nur Anwendung zur Beschreibung von Kurven und Freiformflächen, die Methoden und Algorithmen für ihre Modellierung sind dementsprechend auf diese Formen beschränkt. Die Beschreibung dreidimensionaler Körper, so genannter Solids, erfordert hingegen die manuelle Definition der zugrunde liegenden Datenstrukturen. Das ist fehleranfällig und – insbesondere bei komplexeren Modellen – mühselig. Zur Unterstützung dieses Prozesses wird in dieser Arbeit ein prozeduraler Ansatz gewählt, das heißt, volumetrische Modelle werden nicht durch ihre Datenstrukturen beschrieben, sondern als eine Sequenz von odellierungsoperationen, die auf eine einfache Grundgeometrie angewandt werden. Man beschreibt also gewissermaßen die „Evolution“ eines geometrischen Modells unter den Modellierungsschritten. Die Übertragung dieses Konzepts auf NURBS-Geometrien erfordert nur eine geringe Menge an Basis-Operationen, zum Beispiel Koordinatentransformationen oder Netzverfeinerung. Diese sind Grundbestandteile existierender Modellierungssoftware oder lassen sich für die Modellierung volumetrischer Geometrien erweitern. Die Darstellung durch Operatoren und Templates abstrahiert von den zugrundeliegenden Datenstrukturen und erlaubt die Modellbehandlung in Form semantisch gehaltvoller Parameter. Deren Variation erlaubt die schnelle Erzeugung von Modellvarianten. Der hier beschriebene Ansatz ergänzt bestehende Ansätze der Template-Modellierung insofern, als dass Templates nicht nur in Form von Modellierungskommandos beschrieben werden können, sondern dass sie auch als Input für Sequenzen von Operationen dienen können. Die hierarchische Verschachtelung von Templates erlaubt eine elegante Darstellung komplexer Geometrien schon durch wenige Modellparameter. Zudem ermöglicht dies Modelladaptionen auf jeder Stufe der Modellhierarchie, was anhand von Modellen für die Fluid-Struktur-Interaktion von Windenergieanlagen demonstriert wird. Ausgehend von Templates für die Flügelprofile kann der gesamte „Negativraum“ um die Rotorblätter durch eine Handvoll Parameter beschrieben werden. Die Auswertung der Templates benötigt dabei nur den Bruchteil einer Sekunde. Zur Bewertung der Modellqualität der hier beschriebenen Geometrien werden eine Reihe von Netzqualitäts-Metriken aus der FE-Literatur verwendet. Diese basieren auf rein geometrischen Faktoren, zum Beispiel auf den Eigenschaften der Koordinatentransformationen die im Rahmen Isogeometrischer Analysen durchgeführt werden. Anhand einer Reihe einfacher Beispiele wird das Verhalten der Metriken sowohl quantitativ als auch qualitativ studiert. Diese identifizieren zuverlässig Netzverzerrungen die oft zum Erreichen bestimmter geometrischer Merkmale eingesetzt werden. Die Metriken bilden eine Entscheidungsgrundlage für Modelladaptionen und lassen den Effekt dieser auf die Netzgüte klar erkennen. Leider lässt sich kein Zusammenhang erkennen zwischen Netzverzerrungen und den Eigenschaften eines numerischen Modells, namentlich der Kondition der Gleichungssysteme.