Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einblick in die Randzone des Plasmas und Unsicherheit mit System: Eickhoff-Preis 2009 für RUB-Ingenieure

24.06.2009
Herausragende Forschungsarbeiten werden prämiert
Eickhoff-Preis 2009 für RUB-Ingenieure

Für ihre herausragenden Forschungsarbeiten erhalten zwei Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum den Gebr. Eickhoff-Preis 2009.

In seiner Dissertation eröffnet Dr.-Ing. Frank Scharf (Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik) einen neuen Einblick in die etwa zehn Mikrometer breite Randschicht des Plasmas in modernen HID-Lampen und erweitert damit die Kenntnis über deren Leuchteigenschaften. Dr.-Ing. Marc-André Beyer (Fakultät für Maschinenbau) entwirft in seiner Dissertation ein Softwarewerkzeug und neue Algorithmen für die Entwicklung kybernetischer Systeme, etwa Roboter oder Navigationssysteme, die trotz Unsicherheit selbstständig urteilen müssen. Der Eickhoff-Preis ist mit jeweils 3.000 Euro dotiert und wird am kommenden Freitag, 26.6. verliehen (10.15 Uhr, Gebr. Eickhoff, Hunscheidtstr. 176, 44789 Bochum). Die Medien sind herzlich willkommen.

HID: Drücke wie in 1.000 Metern Tiefe

Wenn das Flutlicht im Sportstadion strahlt, die Autoscheinwerfer in der Dunkelheit blenden oder das Licht des Videoprojektors die Leinwand erhellt, ist Plasma im Spiel. In so genannten Hochdruckgasentladungslampen (High Intensity Discharge Lamps, kurz HID) herrscht der vierte Aggregatzustand. Zwischen Anode und Kathode bestimmen Drücke um die 100 bar das Miteinander von Elektronen, Ionen und Neutralteilchen. Ein vergleichbarer Druck herrscht in 1.000 Metern Tiefsee. Da dieser Zustand Messungen fast unmöglich macht, entwickelt Dr.-Ing. Frank Scharf in seiner Dissertation Simulationen, die es erlauben, die etwa zehn Mikrometer breite kathodennahe Randschicht des Plasmas genauer zu betrachten.

Ein neues kinetisches Modell

Hochdruckentladungen werden in fluiddynamischen oder kinetischen Modellen dargestellt. Während die Fluiddynamik das Plasma mittels Dichte, Geschwindigkeit, Druck und Temperatur modelliert, nähern sich kinetische Methoden dem Untersuchungsgegenstand über statistische Berechnungen. Das können zum Beispiel Verteilungsfunktionen im so genannten Phasenraum sein - einem sechsdimensionalen Gebilde, das die Dynamik von Teilchen beschreibt. Scharf untersucht zunächst ein etabliertes Fluidmodell und erweitert es. Dabei berücksichtigt er Rekombinationsstöße, die in vorhergehenden Studien vernachlässigt wurden. Seine Lösungen ermöglichen eine verbesserte Simulation der Randschicht, weisen aber zugleich die Grenzen dieses Ansatzes auf. In einem weiteren Schritt gelingt es Scharf, ein von ihm entworfenes kinetisches Modell zu lösen. Durch die Boltzmann-Gleichung kommt er zu Ergebnissen, die neue Erkenntnisse über HID-Lampen und ihre Leuchteigenschaft ermöglichen.

Kybernetik: Richtig urteilen trotz Unsicherheit

Selbstständig urteilende und handelnde Roboter erforschen unser Sonnensystem; biometrische Systeme (Stimmen- und Gesichtserkennung) unterstützen die Terrorbekämpfung; Automobile überwachen sich selbst, den Verkehr und den Fahrer. So unterschiedlicher Herkunft diese Beispiele aus dem Bereich der Kybernetik sind, so weisen sie doch alle eine Gemeinsamkeit auf: Sie operieren in der realen Welt, lernen von ihr, urteilen über sie und reagieren auf sie. Dabei sind sie gezwungen mit Unsicherheiten (z. B. Rauschen von Sensoren) umzugehen. Um solche Systeme entwickeln zu können, bedient man sich der Wahrscheinlichkeitstheorie, die Unsicherheiten in einer formalen Sprache abbildet und die zugleich als Rechenmethode dient, sie zu verarbeiten. Ziel ist, trotz Unsicherheiten richtig schlussfolgern bzw. urteilen zu können.

Navigationssysteme für U-Boote

Marc-André Beyer analysiert in seiner Dissertation Algorithmen zur Informationsgewinnung aus kybernetischen Systemen, die mit Unsicherheiten behaftet sind. Er entwirft eine neue Methode, um Systementwickler beim Entscheidungsprozess für ein geeignetes Verfahren zu unterstützen. Das Resultat sind ein Softwarewerkzeug und neue Algorithmen. Die Ergebnisse seiner Arbeit flossen bereits in die industrielle Entwicklung eines modellbasierten Diagnosekonzepts für Dieselpartikelfilter ein und werden momentan angewandt in der Entwicklung von integrierten Navigationssystemen für U-Boote.

Biografisches Marc-André Beyer

Nach dem Abitur in Essen 1999 studierte Marc-André Beyer von 2000 bis 2005 Maschinenbau mit Schwerpunkt Konstruktions- und Produktautomatisierung an der Ruhr-Universität Bochum. Seine Dissertation "Methodische Evaluierung von wahrscheinlichkeitstheoretischen Inferenzverfahren für dynamische Systeme" schrieb er zwischen 2005 und 2008 an der RUB am Lehrstuhl für Regelungssysteme und Steuerungstechnik (Prof. Dr. Gunter Reinig; heute Lehrstuhl für Regelungstechnik und Embedded Systems) an. Seit 2009 ist er Mitarbeiter der Raytheon Anschütz GmbH, Kiel, in der Entwicklung kybernetischer Systeme für die kommerzielle Schifffahrt und die Marine.

Biografisches Frank Scharf

Dr.-Ing. Frank Scharf studierte Elektrotechnik und Informationstechnik an der Ruhr-Universität Bochum. Seine Dissertation "Fluid Dynamic and Kinetic Modeling of the Near-Cathode Region in Thermal Plasmas" entstand am Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik unter Betreuung von Prof. Dr. Ralf Peter Brinkmann. Der 31-Jährige kommt aus Essen und arbeitet zurzeit in den USA.

Weitere Informationen

Marc-André Beyer, E-Mail: marcandrebeyer@googlemail.com
Frank Scharf, E-Mail: frank.scharf@rub.de
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Meike Klinck, Tel. 0234/32-22720, E-Mail: meike.klinck@rub.de

Fakultät für Maschinenbau, Dekanat, Tel. 0234/32-26192, E-Mail: dekan-mb@rub.de

Redaktion: Jens Wylkop

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Wirtschaftsmagazin Capital: Platz 1 für wohngesundes Bauen geht an das Ökohaus-Unternehmen Baufritz
17.06.2018 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

nachricht Muskelaufbau im Computer: Internationales Team will Entstehung von Myofibrillen enträtseln
13.06.2018 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics