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Computersimulation und Experimente
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Förderung für eine deutsch-französische Forschergruppe der Angewandten Mathematik für drei Jahre bewilligt. Koordinationszentrum ist die Abteilung für Angewandte Mathematik der Freiburger Albert-Ludwigs-Universität. Beteiligt sind Arbeitsgruppen aus Aachen, Bielefeld, Göttingen, Magdeburg, Bordeaux, Chatou, La Valette, Marseille und Paris. Im Zentrum der Forschung stehen so genannte Phasenübergänge und ihre Auswirkungen auf technische Anwendungen. Für die Mathematik und Mechanik stellen sie eine große Herausforderung dar.
Ein solcher Phasenübergang findet statt, wenn zum Beispiel aufgrund von Druckunterschieden flüssiges Wasser in die Gasphase übergeht und Wasserdampf entsteht. Beim Kochen von Wasser wird diese Phase mit großen Gasblasen sichtbar. Schon im 19. Jahrhundert beschäftigte sich der irische Physiker und Nobelpreisträger Lord Raleigh mit diesem Phänomen, da Druckwellen unter Wasser Dampfblasen zum Platzen gebracht hatten und die Oberflächen von Schiffsschrauben beschädigt hatten. Die Mathematiker hantieren jedoch nicht mehr mit Schiffsschrauben, sondern übersetzen die Grundprinzipien der Physik in die Sprache der Mathematik. Die so entstandenen Differentialgleichungen erlauben die Simulation der Experimente auf dem Computer. Enorme Entwicklungskosten von Laborexperimenten können so eingespart werden.
Durch die Beteiligung von Ingenieuren in dem interdisziplinären Forschungsprojekt können die Mathematiker überprüfen, ob sie mit ihrer Simulation von Phasenübergängen richtig liegen. Die Ingenieure erzwingen Phasenübergänge von Wasser im Experiment durch spontane Druckänderungen in Druckkammern. Stimmen die Berechnungen der Angewandten Mathematik mit den Experimenten überein, können sich die Wissenschaftler auf verlässliche Aussagen berufen. Die gewonnenen Gleichungen und Rechenverfahren können somit für weitere "Computerexperimente" eingesetzt werden.
Kontakt:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Abteilung für Angewandte Mathematik
Prof. Dr. Dietmar Kröner
Hermann-Herder-Str. 10
79104 Freiburg
Tel.: 0761 203 5640
Fax: 0761 203 5632
http://www.mathematik.uni-freiburg.de/IAM/DINSTITUT.HTM
Criteria of this press release:
Mathematics, Physics / astronomy
regional
Research projects
German
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