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Gemeinsame Stärken bündeln und als Team individuelle Lösungen auf Top- Niveau anbieten: Mit diesem Ziel haben sich im Sommer vergangenen Jahres Forscher des Fachbereichs Verfahrenstechnik der Georg-Simon-Ohm-Fachhochschule Nürnberg und des Lehrstuhls für Strömungsmechanik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zu gemeinsamen Projekten im Bereich des Höchstleistungsrechnens zusammengeschlossen. Und das noch lange bevor die von der bayerischen Staatsregierung eingesetzte Mittelstraß-Kommission eine engere Zusammenarbeit von Fachhochschulen und Universitäten gefordert hat. Neben der Entwicklung von Simulations-Anwendungen wurde hier eine gemeinsame Plattform geschaffen, die auch mittelständischen Unternehmen das Know-How des High-Performance-Computing zugänglich macht. In einem Pressegespräch am 29. Juni konnte eine Zwischenbilanz gezogen werden.
Die Zusammenarbeit von Industrie, Fachhochschule und Universität gewinnt bei der Bearbeitung anspruchsvoller Forschungs- und Entwicklungsaufgaben immer größere Bedeutung. Innerhalb des vom bayerischen Wissenschaftsministeriums geförderten "Kompetenznetzwerks für technisch-wissenschaftliches Hoch- und Höchstleistungs-rechnen in Bayern" (KONWIHR) haben sich der Fachbereich Verfahrenstechnik der Georg-Simon-Ohm-Fachhochschule und der Lehrstuhl für Strömungsmechanik der Friedrich-Alexander-Universität zu einem Forschungsverbund zusammen-geschlossen, der Lösungen für komplizierteste Simulationsaufgaben zur Verfügung stellt. Auf diese Weise können die in Erlangen zu hohem Standard entwickelten Methoden nun auch für praxisnahe Anwendungen in der Industrie Verwendung finden.
Kompetenzen bündeln
Seit Jahren nutzen die bayerischen Universitäten die Möglichkeiten des sogenannten Höchstleistungsrechnens. Das notwendige Know-How ist dabei unter anderem durch den "Bayerischen Forschungsverbund für technisch und wissenschaftliches Hochleistungsrechnen" (FORTWIHR) aufgebaut und gezielt gefördert worden. Zum Vergleich: Durch parallele Verwendung von vielen Computern erreicht man bei entsprechend professioneller Rechner-Architektur eine Leistung, die um mehrere Tausend Mal höher liegt als die eines Home-PCs. So sind zeitintensive Simulationen, die früher etliche Monate gedauert hätten, nun in wenigen Tagen möglich, was wiederum für die Umsetzung in der freien Wirtschaft von größtem Interesse ist.
Neben dem hohen Praxisbezug verfügt die Georg-Simon-Ohm-Fachhochschule traditionell über sehr enge und gute Verbindungen zu Industriepartnern. Gemeinsam mit der Universität wurde eine Plattform geschaffen, über die mittelständische Unternehmen von den Möglichkeiten des Höchstleistungsrechnens profitieren können. Voraussetzung war die Zusammenführung der Kompetenz des Lehrstuhls für Strömungsmechanik in der Grundlagenforschung mit den vielfältigen Kontakten des Ohm-Fachbereichs Verfahrenstechnik zu einschlägigen Unternehmen in ganz Deutschland.
Zu diesem Zweck ist unter Leitung von Prof. Dr. Peter Urbanek an der Georg-Simon-Ohm-Fachhochschule auch ein High-Performance-Computing-Labor (HPC) eingerichtet worden, das die Potenziale vor Ort zur Verfügung stellt. Mit dem Partner aus Erlangen ist damit der Zugriff auf das Höchstleistungsrechnernetz in der Bundesrepublik sowie auf neue e-Science-Technologien, wie etwa "GRID-Computing", möglich. Das Regionale Rechenzentrum Erlangen bringt in die Kooperation seine Hochleistungsrechner und insbesondere seine hohe Kompetenz ein und legt damit gemeinsam mit der Fachhochschule einen wesentlichen Grundstein für den Aufbau eines Kompetenzzentrums für High-Performance-Computing in der Frankenmetropole.
Neue Erkenntnisse für mittelständische Unternehmen
Aktuell beschäftigt sich die Forschergruppe unter Federführung von Prof. Dr. Tilman Botsch und Prof. Dr. Eberhard Franz (beide FH Nürnberg) sowie Prof. Dr. Franz-Josef Durst und Privatdozent Dr. Michael Breuer (beide Uni Erlangen-Nürnberg) mit numerischen Simulationen, wie sie bei Strömungs- und Erstarrungsvorgängen in Metall- und Siliziumschmelzen vorkommen. Bei der industriellen Herstellung von elektronischen Bauteilen ist die Entwicklung von immer besseren und größeren sogenannten Silizium-Einkristallen von großer Bedeutung. Dies lässt sich wirtschaftlich vernünftig und in überschaubarer Zeit nur mit einer leistungsfähigen Simulation bewerkstelligen, die zeitintensive und aufwändige Experimente ersetzt und schnelle aussagekräftige Ergebnisse für die Praxis liefert. Im ersten Jahr gelang es, die Phasengrenzflächen zu berechnen, was es nunmehr ermöglicht, den Einfluss einzelner Betriebsparameter zu studieren.
Ähnlich verhält es sich beim zweiten Forschungsprojekt, der Optimierung bestehender und der Entwicklung neuer Wärmetauscher, die sich im Alltag in jedem Kühlschrank, jeder Heizung oder jedem Autokühler finden. Auch hier treten in zunehmendem Maß Computersimulationen an die Stelle von Experimenten und bringen neue Erkenntnisse für die Entwicklung leistungsfähigerer Produkte. Dies wird durch schnelle und genaueste Berechnungen möglich, die für ein einzelnes Unternehmen finanziell und technisch sonst kaum möglich wären. Hier wurde gezeigt, dass bei Wärmetauschern durch geringe geometrische Änderungen bis zu 30-prozentige Leistungssteigerungen möglich werden, ohne den Energieaufwand zu erhöhen. Des Weiteren sind durch den Einsatz von Drahtgestricken sogar bis zu 50-prozentige Energieeinsparungen möglich.
Workshops am 6. und 14. Juli
In zwei Workshops werden beide Hochschulen explizit über ihre Fortschritte und Ergebnisse berichten. Während die Veranstaltung zum Thema "Strömungs- und Erstarrungsvorgänge in Hochtemperaturschmelzen" am 6. Juli in Erlangen (Hans-Georg-Waeber-Saal im Frauenhofer-Institut IISB) stattfinden wird, folgt am 14. Juli der Workshop zu den "Simulationen zur Optimierung bestehender und Entwicklung neuer Wärmetauscher" bei der Firma LOOS International in Gunzenhausen. Bei beiden Terminen sind auch die Industriepartner mit Vorträgen beteiligt, so dass nicht nur die Kooperation zwischen unterschiedlichen Hochschulen, sondern auch zwischen Hochschule und Industrie vertieft werden kann.
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Rückfragen von Medienvertretern bitte direkt an Prof. Dr. Tilman Botsch unter Telefon 09 11 / 58 80 14 70 oder via Mail an tilman.botsch@fh-nuernberg.de. Gerne hilft Ihnen auch die Pressestelle der Georg-Simon-Ohm-Fachhochschule: Telefon 09 11 / 58 80 41 01 (Marc Briele) oder presse@fh-nuernberg.de.
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Maschinenbau, Mathematik, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
Deutsch
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