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 Vom Edge- bis zum Cloud-Datacenter - Rittal zeigt in Monaco innovative Lösungen für Datacenter
29.05.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Layouterfassung im Flug: Drohne unterstützt bei der Fabrikplanung
19.05.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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