Ingenieurkunst im Zentrum digitaler Medien

Uni Stuttgart bei Ars Electronica Center in Linz

„The Age of Simulation – Lernen und Forschen im 21. Jahrhundert“ ist eine Ausstellung im Ars Electronica Center in Linz überschrieben. Simulationen als Modelle zur Vermittlung komplexer Zusammenhänge finden sich in vielen Bereichen: das Spektrum reicht von Bevölkerungsentwicklung über die Darstellung von Umweltkatastrophen bis zu Trainingssimulationen für neue Operationsmethoden, Produktionsabläufen oder Crashtests, die Welt der Spiele oder der Kunst. An der noch bis zum 13. August laufenden Ausstellung, die mit interaktiven Installationen und Projektpräsentationen Einblicke in die Welt der Simulation gibt, sind Wissenschaftler der Universität Stuttgart maßgeblich beteiligt. Und Simulationen sind für Wissenschaft und Industrie ein wichtiges Hilfsmittel, um Produkte oder Maßnahmen zu optimieren.

Wie wirkt sich „Stuttgart 21“ auf Frischluftschneisen aus?

Vielschichtige Zusammenhänge zu verstehen, ermöglicht auch eine am Höchstleistungsrechzentrum (HLRS) der Universität Stuttgart entwickelte, interaktive Rapid Prototyping Plattform am Beispiel der Simulation der Luftströmung im Gelände des Städtebauprojekts „Stuttgart 21“. Aufgrund der Stuttgarter Talkessellage ist es wichtig, die Auswirkungen der geplanten Bebauung auf die Frischluftzufuhr zu untersuchen. Damit in kurzer Zeit viele Bebauungsvarianten getestet werden können, wird ein Modell verwendet, bei dem die Häuser mit der Hand bewegt werden, bis der neue Aufbau optimiert ist. Zur Positionsbestimmung sind die Häuser mit Markern ausgerüstet, die von einer Kamera erfasst werden. Um die Si-mulation zu starten, genügt ein Knopfdruck: Vollautomatisch wird dann ein Berechnungsgitter erzeugt, das zur Position der Gebäude passt. Die Randbedingungen werden aufgrund von Voreinstellungen erfasst. Das Rechengitter wird anschließend zerlegt und eine parallele Simulation gestartet. Der Einsatz von Höchstleistungsrechnern ermöglicht es, dass bereits nach wenigen Sekunden erste Ergebnisse vorliegen, die entweder auf einem Bildschirm oder in einer Virtual Reality-Umgebung betrachtet werden können. Mit Hilfe eines Head Mounted Displays können Modell und Simulationsergebnisse zusammen betrachtet werden (Augmented Reality). Die größtenteils am HLRS entwickelte Software Covise ermöglicht weiter ein weltweit verteiltes kooperatives Arbeiten: so kann zum Beispiel eine VR-Umgebung mit einem normalen Arbeitsplatz, der sich an einem anderen Ort befindet, gekoppelt werden. Dies hilft, Entwicklungszeiten zu verkürzen, indem Geschwindigkeit und Qualität der Kommunikation verbessert werden. Doch ist dies nur eine Anwendungsmöglichkeit der am HLRS entwickelten Plattform „Arctis“ (Augmented Reality Collaborative Tangible Interactive Simulation).

Weitere Informationen unter woessner@hlrs.de oder resch@hrls.de.