IKS stellt vor: Forschungspartner

Numerische Simulation zur Technologieentwicklung

In Hamburg gibt es viele anwendungsorientierte Forschungseinrichtungen, deren Angebot auch Sie für Ihr Unternehmen nutzen können. Doch was tun sie genau? Die IKS Hamburg stellt vor: Dr. Marcus Stiemer, Professor für Theoretische Elektrotechnik an der HSU.

Professor Stiemer von der Helmut-Schmidt-Universität der Bundeswehr Hamburg erforscht effiziente und zuverlässige numerische Simulationsmethoden zur Produkt- und Technologieentwicklung. Diese Aufgabe schließt sowohl die Modellierung der zumeist gekoppelten multiphysikalischen Systeme ein als auch die Entwicklung angepasster numerischer Verfahren.

Beispiele hierzu sind

Simulationsmethoden für gekoppelte magneto-mechanische Systeme, die z.B. bei der Modellierung elektromagnetischer Umformprozesse auftreten,
Simulationsverfahren für hochfrequente elektromagnetische Felder in Hohlraumresonatoren, die zur Untersuchung der elektromagnetischen Verträglichkeit eingesetzt werden,
die Simulation anaerober Abbauprozesse in Biogasanlagen oder
die Simulation der elektrischen Eigenschaften biologischer Zellen.

Neben direkten Simulationsverfahren zur Unterstützung der Technologieentwicklung werden auch Algorithmen entworfen, die die Identifikation geeigneter technologischer Designs bzw. günstiger Parameter technischer Systeme und Bauteile auf der Grundlage mathematischer Optimierungsalgorithmen erlauben. Mit solchen Algorithmen können Entwicklungszeiten für neue Produkte und industrielle Verfahren deutlich reduziert werden.

Prof. Stiemers Forschungsschwerpunkte liegen auf folgenden Gebieten:

Multiphysikalische Modellbildung technologischer Prozesse
Problemangepasste numerische Simulationsverfahren (Finite-Elemente-, Randintegral- und Extremalpunktmethoden)
Kopplung unterschiedlicher Simulationsansätze
Mathematische Optimierung zur Identifikation günstiger Material- und Prozessparameter
Verlässliche Simulationsverfahren, adaptive Verfahren
Analyse und Optimierung von Modenverwirbelungskammern
Simulation und Messung der Wirkung elektromagnetischer Felder auf biologische Zellen

Folgende Kooperationsformen zur Lösung Ihrer Fragestellungen werden angeboten:

Bachelor-, Studien- und Masterarbeiten: In zwei bis vier Monaten bearbeitet eine Studentin oder ein Student eine Aufgabenstellung aus der Praxis bzw. Ihrem Unternehmen
Gemeinsame Projekte zur simulationsbasierten Lösung technologischer Probleme, typischerweise im Zusammenhang mit einer an der Professur angefertigten Dissertation
Gemeinsame Antragsstellung zur Finanzierung einer Forschungskooperation
Vorträge aus der Praxis
Beratung
Problemlösung und Schulung im Bereich „Simulation und rechnergestützte Konzeption technologischer Prozesse"

Als Bachelor- bzw. Masterarbeitsthemen sind beispielhaft folgende Themen zu nennen:

Numerische Berechnung elektromagnetischer Felder in dreidimensionalen Hohlraumresonatoren mit variabler Geometrie
3D Finite Elemente Simulation zur Untersuchung dielektrischer Eigenschaften von biologischen Zellen
Simulation und Optimierung der Energieversorgung für die magnetische Beschleunigung
Finite Elemente Simulation magnetohydrodynamischer Systeme

Derzeit arbeiten acht Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Professur, davon fünf über Drittmittel finanziert. Öffentliche Zuwendungen erhielt die Professur unter anderem durch die DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft), das BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand. Für die Bearbeitung wissenschaftlicher Fragestellungen steht der Professur folgende Ausstattung zur Verfügung:

Leistungsfähige IT-Ausstattung zur Bewältigung komplexer Simulationsaufgaben:

1. zwei intern verbundene Workstations mit je 4 CPUs mit jeweils 10 Kernen
und 1 TB Arbeitsspeicher

Infrastruktur zum hochgradig parallelisiertem Rechnen auf 80 Kernen
zwei weitere aktuelle Compute-Server mit jeweils 2 CPUs mit jeweils 6 Kernen und 192 GB RAM
Virtualisierte PC-Arbeitsplätze für Studenten und Hilfskräfte
Arbeitsplatzrechner und die erforderliche Infrastruktur

2. Modenverwirbelungskammern und messtechnisches Zubehör

Weitere Informationen zu Prof. Stiemer finden Sie hier.

Wünschen Sie ein Gespräch mit einem fachkundigen Ansprechpartner, der Ihnen eine Einschätzung geben kann, ob Professor Stiemer ein geeigneter Kooperationspartner für Ihr Vorhaben ist? Dann wenden Sie sich gerne an das Team der IKS. Selbstverständlich steht es Ihnen auch für alle weiteren Fragen zur Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft zur Verfügung.

Finanziert wird die IKS von der Handelskammer Hamburg und von der Freien und Hansestadt Hamburg. Projektträger sind die Handelskammer Hamburg und die Hamburg Innovation GmbH.