Numerische Simulation

Beschreibung

Simulationen werden verstärkt eingesetzt, um komplexe Phänomene, z.B. in der Automobilindustrie (Crashverhalten) oder in Bezug auf Wettervorhersagen, besser zu verstehen, vorherzusagen und ggf. Systeme zu optimieren.
An diesem Themenabend werden verschiedene interdisziplinäre Teilgebiete der Numerischen Simulation vorgestellt. Im ersten Vortrag betrachten wir die Sicht der Forschung. Die anderen beiden Vorträge fokussieren auf die Anwendung von Simulationen: Zunächst werden automatisierte Prognosen für Wettervorhersagen vorgestellt. Abschließend wird die Anwendung von Simulationen in der Automobilindustrie mittels „Big Data“ veranschaulicht. 
Ziel der Veranstaltung ist, einen Überblick über das interdisziplinäre Thema zu geben und die Relevanz des Themas an zwei Anwendungsbeispielen zu verdeutlichen.

Einführung in die Numerische Simulation

Patrick Diehl ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am Institut für Numerische Simulation der Universität Bonn. 
Der Vortrag gibt eine kurze Einführung in die Numerische Simulation und weist auf die verschiedenen interdisziplinären Teilgebiete hin. Der Beitrag jedes Teilgebiet, insbesondere der Informatik, wird einführend veranschaulicht.

Vortrag 1:

„Simulation elastohydrodynamischer Schmierung - ein Lösungsverfahren kommt an seine Grenzen“

Prof. Dr. Wolfgang Joppich lehrt an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg "Ingenieurinformatik" sowie "Modellbildung und Simulation mechatronischer Systeme". Die Anwendungsbereiche reichen von der VLSI-Prozess-Simulation (Herstellung von Halbleiterbauelementen) über die Entwicklung numerischer Algorithmen und Auswertung von Satellitendaten bis hin zur chemischen Analyse der Atmosphäre. Die Arbeiten zur Parallelisierung von Algorithmen erfolgten über viele Jahre im Auftrag des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) und des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Durch Untersuchungen an einem industriell eingesetzten Tribologie-Code konnte er an diversen Verbesserungen und Erweiterungen mitwirken.

Zum Vortrag: Mehrgitterverfahren sind bekannt als numerisch effiziente Lösungsverfahren für bestimmte Problemklassen partieller Differentialgleichungen. Das bestätigt sich auch bei Modellproblemen der Schmierspaltberechnung in der Tribologie. Mit zunehmend realistischen Topographien der Schmierspaltgeometrien ist eine dramatische Verschlechterung der typischerweise sehr guten Mehrgitterkonvergenz zu beobachten. Im Vortrag werden beschleunigende und stabilisierende Maßnahmen im Umfeld des Mehrgitterverfahrens beschrieben sowie die letztendliche Konsequenz aus dem festgestellten Verhalten vorgestellt und begründet.

Vortrag 2:

„Numerische Werkzeuge in der Wettervorhersage"

Karsten Schwanke ist Diplom-Meteorologe und seit 1995 als Meteorologe und Moderator für die ARD tätig. An einem Arbeitstag entstehen bis zu 14 Wettersendungen – von verschiedenen dritten Programmen bis hin zu den ARD-Tagesthemen.

Zum Vortrag: Neben den aktuellen Messwerten (Satellitenbilder, Radar) stehen den Meteorologen heutzutage vor allem Daten aus den globalen und regionalen Wettermodellen für die Vorhersage zur Verfügung. In letzter Zeit gewinnen außerdem MOS-Programme (Model Output Statistics) einen immer größeren Stellenwert, gerade im Hinblick auf automatisierte Prognosen für Apps oder Internetseiten.

Vortrag 3:

„Numerische Simulation in der Automobilindustrie: Big Data in der industriellen Praxis"

Clemens-August Thole ist Geschäftsführer der 2012 gegründeten SIDACT GmbH. Vorher war er Leiter der Abteilung „Numerische Software“ am Fraunhofer Institut SCAI in Sankt Augustin. Die Automobilindustrie war ein wesentlicher Entwicklungs- und Anwendungspartner dieser Abteilung. Heute setzen alle deutschen Automobilhersteller und etwa die Hälfte aller Hersteller weltweit SIDACT-Software in numerischen Entwicklungsprozessen ein.

Der Vortrag gibt einen Überblick über den Stand der numerischen Simulation in der Automobilindustrie, insbesondere für die Anwendungsfelder Strukturmechanik und Crashsimulation. Er erläutert, warum „Big Data“ auch ein Thema in der Produktentwicklung für die Automobilindustrie ist und was „Visual Analytics“ in diesem Zusammenhang bedeutet

Moderation: Patrick Diehl