Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gefahrlos in die Feuerhölle

13.08.2001


Professor Wilhelm Brandstätter, Leiter des CD-Labors für Thermofluiddynamik an der österreichischen Montanuniversität, und die Basis von Simulationen: mathematische Gleichungen


Die Entwicklung eines Simulators für Feuerwehrleute ist ein EU-Projekt, mit dem sich das Christian-Doppler-Labor für Rechnergestützte Angewandte Thermofluiddynamik an der österreichischen Montanuniversität Leoben beschäftigt.

"Simulation ist nach Versuch und Rechnung das dritte Standbein im Ingenieurwesen" - eine Säule, der sich Dr. Wilhelm Brandstätter, Professor an der österreichischen Montanuniversität Leoben und Leiter des Christian-Doppler-Laboratoriums für Rechnergestützte Angewandte Thermofluiddynamik, voll und ganz widmet. Der sperrige Name des Labors umschreibt in wissenschaftlichem Jargon, welche Simulationen im Mittelpunkt stehen: Strömungs- und Verbrennungsprobleme. Mit enormer Hitze beschäftigt sich das EU-Projekt "Virtual Fires", an dem das CD-Labor beteiligt ist. Ziel ist die Entwicklung eines Simulators für Tunnelbrände, mit dem Feuerwehrleute auf Einsätze bei Tunnelkatastrophen geschult werden können.

Das Leobener CD-Labor vernetzt sich mit diesem Projekt mit weiteren sechs Forschungsinstitutionen und Firmen aus fünf EU-Ländern. Mit dabei - als Anwender - ist die Feuerwehr Dortmund. Der Durchführung dieses EU-Projektes geht, so Brandstätter, "eine lange Geschichte" voraus. Im Mai 2000, als an der Montanuniversität die ScienceWeek abgehalten wurde, besuchte Professor Dr. Gernot Beer vom Institut für Baustatik der TU Graz den Leiter des Leobener CD-Labors und trat mit der Projektidee an Dr. Brandstätter heran. Weitere Bekannte und Freunde wurden angeschrieben, ein Workshop in Graz führte zu einem Projektantrag, den das Grazer Institut bei der EU einreichte. Der Antrag war erfolgreich und die Finanzierung ist nun fix. Über 2 Millionen Euro werden ab Oktober in die Umsetzung investiert. Im CD-Labor werden in den nächsten zweieinhalb Jahren rund 335.000 Euro für die Forschungsarbeit aufgewendet. Schwerpunkt von Wilhelm Brandstätter wird die Simulation der Rauchgasausbreitung sein.

"Kunst der Modellbildung"

Mit aufwendigen Simulationsverfahren wird "ähnlich wie bei Wetterprognosen" berechnet, was in einem Tunnel passiert, wenn zum Beispiel ein Tank platzt. Die Rechenmodelle beruhen auf grundlegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten wie Massen- und Impulsbilanzen, die in Form von Differentialgleichungen dargestellt werden. Die "Kunst der Modellbildung", so Brandstätter, besteht darin, komplexe physikalische und chemische Prozesse so abzubilden, daß sie ein möglichst detailgetreues Bild der Wirklichkeit ergeben und mit den heute vorhandenen Computern berechnet werden können. Entscheidend bei Tunnelbränden ist der "kritische Faktor Zeit". Die Flammen können sich mit bis zu 150 Metern pro Sekunde ausbreiten. Die Entscheidungen des Feuerwehrpersonals müssen also im wahrsten Sinn des Wortes blitzschnell fallen. Der Simulator "Virtual Fires" dient zur Übung des Verhaltens in Extremsituationen. Darüber hinaus wird die fertige Software die Überprüfung der Brandsicherheit von bestehenden und geplanten Tunnels ermöglichen.

Die Simulationen erlauben es, Experimente durchzuführen, wie sie in der Realität einfach nicht machbar sind. Einen Tunnel in Brand zu stecken, um die Sicherheitseinrichtungen zu überprüfen, ist eben nur sinnvoll mit Simulationen - also virtuell - möglich. Außerdem seien, meint Brandstätter, "verschiedene Szenarien darstellbar". Die Simulation als drittes wissenschaftliches Standbein wird generell immer bedeutsamer. Brandstätter: "Wie wir nun forschen können, ist erst durch die heutigen Rechnerleistungen möglich, Basis sind jedoch physikalische Gesetzmäßigkeiten, die seit mehreren hundert Jahren bekannt sind."

Dr. Wilhelm Brandstätter leitet seit Jänner 1999 das CD-Labor für Thermofluiddynamik an der Montanuniversität Leoben. Er studierte Verfahrenstechnik an der TU Graz, arbeitete fast 20 Jahre beim Grazer Motorenentwickler AVL List und habilitierte sich an der Montanuniversität. Mit dem CD-Labor betreut der Wissenschaftler neben dem Projekt "Virtual Fires" weitere größere Projekte, die sich z. B. der Weiterentwicklung von Abgasanlagen von Dieselmotoren, der Optimierung des Abkühlverhaltens von Stahlbrammen oder der Trocknung von Betonfertigteilen widmen. Insgesamt verfügt das Labor über ein Budget von jährlich ca. 730.000 Euro, das gänzlich aus Drittmitteln stammt. Das Leobener Labor ist eine von 19 derartigen Einrichtungen an Österreichs Universitäten, wobei die Montanuniversität gegenwärtig vier Labors beheimatet. CD-Labors werden von der österreichischen Christian-Doppler-Forschungsgesellschaft, einem gemeinnützigen Verein mit Mitgliedern aus Industrie, Wissenschaft und öffentlicher Hand, für die Laufzeit von sieben Jahren an den Universitäten eingerichtet. Ziel der Forschungsgesellschaft ist die "Förderung der Naturwissenschaften, der Technik und der Ökonomie sowie deren wirtschaftliche Umsetzung und Anwendung. Sie ermöglicht talentierten Wissenschaftern an renommierten Forschungsstätten, qualitativ hochwertige Forschung und Wissenstransfer, ausgerichtet auf die Wünsche und zum Vorteil der heimischen Industrie, zu leisten."

Weitere Infos:
Prof. Dr. Wilhelm Brandstätter, CD-Labor für Thermofluiddynamik an der Montanuniversität Leoben, Österreich, Tel. +43 3842 402-9940, Fax +43 3842 402-9942

Magister Thomas Winkler | idw
Weitere Informationen:
http://gcdw05.unileoben.ac.at/

Weitere Berichte zu: Labor Simulation Thermofluiddynamik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Wissenschaftler forschen an neuer Methode zum Aufbau eines künstlichen Eierstocks
22.02.2019 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Nicht so stabil wie gedacht: UDE-Forscher testen gängiges Flammschutzmittel
10.01.2019 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Jet/Hüllen-Rätsel in Gravitationswellenereignis gelöst

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astronomen des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hat Radioteleskope auf fünf Kontinenten miteinander verknüpft, um das Vorhandensein eines stark gebündelten Materiestrahls, eines sogenannten Jets zu beweisen, der vom Überrest des bisher einzigen bekannten Gravitationswellenereignisses ausgeht, bei dem zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen. Bei den Beobachtungen im weltweiten Netzwerk spielte das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg eine wichtige Rolle.

Im August 2017 wurde zum ersten Mal die Verschmelzung zweier sehr kompakter Sternüberreste, sogenannter Neutronensterne, beobachtet, deren vorhergehende...

Im Focus: (Re)solving the jet/cocoon riddle of a gravitational wave event

An international research team including astronomers from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has combined radio telescopes from five continents to prove the existence of a narrow stream of material, a so-called jet, emerging from the only gravitational wave event involving two neutron stars observed so far. With its high sensitivity and excellent performance, the 100-m radio telescope in Effelsberg played an important role in the observations.

In August 2017, two neutron stars were observed colliding, producing gravitational waves that were detected by the American LIGO and European Virgo detectors....

Im Focus: Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.

„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mobile World Congress: Bundesamt für Strahlenschutz rät zu Handys mit geringem SAR-Wert

22.02.2019 | Veranstaltungen

Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier

21.02.2019 | Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Zeit atomarer Vorgänge auf der Spur

22.02.2019 | Physik Astronomie

Wie Korallenlarven sesshaft werden

22.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Ökologische Holz-Hybridbauweisen für den Geschossbau

22.02.2019 | Architektur Bauwesen

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