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 Mikrophotonik – Optische Technologien auf dem Weg in die Hochintegration
21.07.2017 | VDI Technologiezentrum GmbH

nachricht 1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext
20.07.2017 | Hochschule RheinMain

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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten