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 Diagnose per Computer: Gefährliche Krankheitserreger mithilfe maschinellen Lernens erkennen
23.05.2018 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Frühwarnsystem RAWIS in Katastrophenübung mit THW final getestet
23.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

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