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Wissenschaftler der Universität Augsburg und der TU München forschen gemeinsam über "Mathematische Modellierung, Simulation und Verifikation in materialorientierten Prozessen und intelligenten Systemen"
Der Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat in seiner Sitzung am 20. Juni 2000 die Weiterförderung des Sonderforschungsbereichs 438 "Mathematische Modellierung, Simulation und Verifikation in materialorientierten Prozessen und intelligenten Systemen" für den Zeitraum vom 1 . Juli 2000 bis zum 30. Juni 2003 beschlossen. Dem von der Technischen Universität München und der Universität Augsburg gemeinsam getragenen SFB 438 wurden für diesen Zeitraum Personal- und Sachmittel in Höhe von über 7 Millionen DM bewilligt.
Die Entwicklung neuer Materialien und materialabhängiger Systemkomponenten mit spezifischen, an den Anwendungen orientierten Eigenschaften zur Gestaltung flexibler, den Einsatzbedingungen angepasster Materialien und Systeme hat in den vergangenen Jahren ein breites Feld technologischer Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Dabei kommen so verschiedenartige Materialien wie Formgedächtnis-Legierungen, polymere Fluide und Materialien mit spezifischen elektrischen und magnetischen Eigenschaften in Anwendungsbereichen zur Verwendung, die sich von der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt über Mikroelektronik, Robotik und Verfahrenstechnik bis hin zum Einsatz auf dem Gebiet der Humanmedizin erstrecken. Charakteristische Merkmale sind die Komplexität des Herstellungsprozesses, die Integration der Werkstoffe in für die jeweiligen Anwendungen relevanten Strukturen und deren Funktionalität unter besonderer Berücksichtigung der mechanischen, thermischen und elektromagnetischen Eigenschaften.
Forschungsgegenstand
Der gegenwärtige Stand der Forschung ist gekennzeichnet durch vielfältige Aktivitäten in den genannten Teilbereichen, wobei der zunehmenden Anwendungsrelevanz aber noch Defizite im Verständnis der grundlegenden physikalischen Prozesse gegenüberstehen. Diese Defizite können nur durch eine fächerübergreifende Zusammenarbeit der mit der Herstellung und dem Einsatz der spezifischen Materialien befassten Wissenschaftler und industriellen Anwender abgebaut werden. Der Mathematik und der Informatik kommt dabei als Bindegliedern die Bereitstellung geeigneter Modellierungs- und Simulationswerkzeuge zu.
Forschungsziele
Ziel des Sonderforschungsbereiches ist es, im Rahmen einer möglichst breit angelegten interdisziplinären Kooperation verbesserte Modelle für materialabhängige Prozesse und Systeme zu entwickeln und diese durch numerische Simulation bei Verwendung effizienter numerischer Techniken unter Einbeziehung experimenteller Daten zu validieren. An ausgewählten Beispielen aus Medizin, Strömungsmechanik, Mikrosystemtechnik, Robotik sowie Luftfahrt- und Kfz-Technik will der SFB einen Beitrag zur Verifizierung der folgenden Thesen leisten:
o Computersimulationen sind ein mächtiges Werkzeug in der Verbindung mathematisch/informatischer Ideen mit ingenieur- und materialwissenschaftlichen Vorstellungen zum maßgeschneiderten Design neuer Materialien.
o Neue theoretische Methoden und Algorithmen sind erforderlich, um individuelle Systemkomponenten und die Entwicklung komplexer Materialsysteme zu unterstützen.
o Die Entwicklung von leistungsfähiger Software auf der Grundlage neuester Erkenntnisse des wissenschaftlichen Rechnens läßt den methodisch neuen Ansatz erst wirksam werden.
o Computersimulationen können Kosten und Zeiträume zur Entwicklung problemangepasster Materialien und Systeme reduzieren.
o Die Verwendung von Höchstleistungsrechnern gestattet die Verwendung von hierarchischen Designwerkzeugen auf unterschiedlichen Modellebenen.
Beteiligte Augsburger Mathematiker und Physiker
Die Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Augsburg ist in diesem SFB an fünf der insgesamt 13 Teilprojekte der fünf Projektbereiche A-E und an allen drei Teilprojekten des Zentralbereichs beteiligt:
o Teilprojekt A1: "Simulation und Modellierung komplexer Prozesse bei der Beschichtung" - Leiter: Prof. Dr. P. Hänggi (Universität Augsburg), Prof. Dr. R. H. W. Hoppe (Universität Augsburg), PD Dr. St. Linz (Universität Augsburg)
o Teilprojekt D4: "Experimentelle und numerische Analyse der Herstellung neuer Schichtmaterialien für Mikrostrukturen" - Leiter: Prof. Dr. B. Stritzker (Universität Augsburg), Prof. Dr. R. H. W. Hoppe (Universität Augsburg)
o Teilprojekt D5: "Kontinuums- und Makromodelle zur Simulation elektrofluidmechanischer Mikrobauteile" - Leiter: Prof. Dr. G. Wachutka (TU München), Prof. Dr. J. Scheurle (TU München), Prof. Dr. R. H. W. Hoppe (Universität Augsburg)
o Teilprojekt E2: "Numerische Simulation elektrorheologischer Fluide" - Leiter: Prof. Dr. R. H. W. Hoppe (Universität Augsburg)
o Teilprojekt E3: "Numerische und experimentelle Untersuchungen des unterkühlten Strömungssiedens" - Leiter: Prof. Dr. Chr. Zenger (TU München), Prof.Dr. F. Mayinger (TU München), Prof. Dr. H.-J. Bungartz (Universität Augsburg)
o Prof. Dr. R. H. W. Hoppe (Universität Augsburg) ist ferner am Projektbereich Z1, Prof. Dr. H.-J. Bungartz (Universität Augsburg) am Projektbereich Z2 und Prof. Dr. B. Stritzker (Universität Augsburg) am Projektbereich Z3 beteiligt.
Kontakt und weitere Informationen:
Prof. Dr. Ronald H. W. Hoppe, Lehrstuhl für Angewandte Analysis mit Schwerpunkt Numerik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg, Telefon 0821/598-2194, Telefax -2339, hoppe@math.uni-augsburg.de
http://sfb438.math.uni-augsburg.de./
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Informationstechnik, Mathematik, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
überregional
Forschungsprojekte, Organisatorisches
Deutsch
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