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 Ergonomie am Arbeitsplatz: Kamera erkennt ungesunde Bewegungen
24.04.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

nachricht TU Ilmenau entwickelt Chiptechnologie von morgen
20.04.2017 | Technische Universität Ilmenau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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