Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Simulation - Tests im Rechner

04.04.2001


Numerische Simulation:

Pressen einer

keramischen

Dichtscheibe. 

© Fraunhofer

IWM


Mit Flugsimulatoren begann das Zeitalter der Virtualität: riskante Testflüge - ohne Schaden für Mensch und Maschine. Die Simulation verbreitete sich schnell in Produktion und Logistik um Zeit und Kosten
einzusparen. Heute ist sie eine Schlüsseltechnologie, die auf vielen Gebieten neue Dimensionen eröffnet.

»Die Computersimulation wird die Arbeitsweise in Planung, Forschung und Entwicklung drastisch verändern«, prophezeit Prof. Helmut Neunzert vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM. Schon jetzt konzipieren Fabrikplaner ihre Produktionsanlagen im Computer, testen Konstrukteure das Crashverhalten von Fahrzeugteilen, ermitteln Werkstoff-Entwickler die Auswirkungen der Bauteilbeanspruchung und optimieren Logistiker den Materialfluss. Seit Simulation das Verhalten von Materialien, Produkten oder Prozessen realitätsnah und zuverlässig im Rechner nachahmen kann, wird sie zur risikolosen Erfahrung vor der Investition und eleganten Alternative zu aufwendigen und zeitraubenden Testreihen. Simulation macht komplexe Prozesse überschaubar und Unsichtbares sichtbar.

Entscheidend für den Durchbruch der Simulationstechnik sind die Fortschritte von Computerleistung und mathematischen Verfahren. »Aufgaben werden lösbar, die vor zehn Jahren noch als unlösbar galten, und die Rechenzeiten reduzieren sich von Tagen und Stunden auf Sekunden und Zehntelsekunden«, betont Prof. Ulrich Trottenberg, Leiter des GMD-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI. Früher zweifelten viele Praktiker an der Zuverlässigkeit der bunten Computerbilder. Doch inzwischen gelingt es immer besser, die Wirklichkeit mit ausreichender Genauigkeit im Rechner abzubilden und eine virtuelle Welt zu schaffen, die nicht nur täuschend echt aussieht, sondern sich auch so verhält. Benötigt werden dafür unterschiedliche Kompetenzen: Die Mathematiker und Informatiker auf der einen Seite und die Fachspezialisten auf der anderen Seite, denn sie kennen das zu Modellierende.

Die Fraunhofer-Gesellschaft bietet ein ideales Feld für das Verknüpfen dieser Kompetenzen, die Optimierung und Verifizierung von Simulation. Seit Jahren gibt es zahlreiche Kooperationen: den Fraunhofer Themenverbund »Simulation in der Prozess- und Produktentwicklung«, das Fraunhofer Demonstrationszentrum SIMTOP, das BMBF-Kompetenzzentrum SIMBAU, Fraunhofer FAST (ehemals SIMPROLOG) und das Fraunhofer Demonstrationszentrum ViPro2. Eine Verbreiterung und Vertiefung der Thematik findet zur Zeit mit der Einbindung der GMD-Aktivitäten statt. Mit dem neuen Fraunhofer-Institut ITWM und dem GMD-SCAI werden die mathematischen Kompetenzen erheblich gestärkt. Weitere GMD-Institute ergänzen das grundlegende Wissen.

Gemeinsam könnte es GMD und Fraunhofer-Instituten gelingen, die hervorragende Position Deutschlands in der Simulation auszubauen. Nötig ist es, das Know-how zu bündeln und den Transfer in die Anwendung zu beschleunigen. Das Netz der Fraunhofer-Institute ist die ideale Plattform dafür. Denn es stellt nicht nur das benötigte fachspezifische Know-how zur Verfügung, sondern eröffnet auch eingespielte Verbindungen zu den unterschiedlichen Branchen.

Die Beispiele reichen von der Fabriksimulation über Bauteiloptimierung und Moleküldesign bis Training in Medizin und Anlagentechnik. Besonders weit entwickelt ist die Simulationstechnik im Fahrzeugbau: Voraussetzung für Bauteilsimulationen sind mathematische Werkstoffmodelle zur Beschreibung der Verformung und des Versagens. Wie sicher sind beispielsweise neue Leichtbaukonstruktionen? Gemeinsam mit VW überprüften die Simulationsexperten das Crashverhalten einer neuen Leichtbautür für den VW-Polo, die aus einer druckgegossenen Magnesium-Innentür und einem Aluminium-Außenblech besteht. Gemeinsam mit BMW entwickeln sie Simulationsprogramme für Abgassysteme von Kraftfahrzeugen. Ziel ist, Verformung und Rissbildung unter den komplexen thermomechanischen Beanspruchungen, die in Abgassystemen herrschen, zu simulieren - und so teure Bauteilversuche einzusparen. Viele Anwendungen belegen, dass von Simulation auch kleinen und mittleren Unternehmen und sogar das Handwerk profitieren kann. Ein weiterer Vorteil der Simulationstechnik: Mitarbeiter können bereits in der Planungs- und Bauphase mit dem Training beginnen. Simulation ist den realen Maschinen sogar überlegen, wenn es um die Übung von Fehler- und Notfallsituationen geht. Denn Simulation eröffnet den Vorgriff auf die Zukunft - ein mächtiges Werkzeug zum Vermeiden kostspieliger oder gar lebensgefährlicher Irrtümer.

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

 Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw

Weitere Berichte zu: Crashverhalten Know-how Rechner Simulation Simulationstechnik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Living: VDE-Institut entwickelt Cloud-basierte interoperable Testplattform
15.02.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht Saarbrücker Informatiker machen „Augmented Reality“ fotorealistisch
15.02.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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