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 Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro
24.03.2017 | Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg

nachricht TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro
24.03.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

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: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE