Fraunhofer-GesellschaftSimulationsmethoden – komplexe Prozesse zeitsparend abbilden
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Joseph-von-Fraunhofer-Preisträger 2024:
Das Team von Dr. Jörg Kuhnert und Dr. Isabel Michel
(Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM)
Ob im Automotive-Bereich oder in der Produktion: Simulationen und Digitale Zwillinge sind für viele Unternehmen unverzichtbar. Doch bestimmte Anwendungen stellen herkömmliche Software vor Herausforderungen. Hochdynamische Prozesse wie beim Aquaplaning, in Freistrahlturbinen oder bei der Zerspanung von Metall werden oftmals nicht zufriedenstellend wiedergegeben. Das Team um Dr. Jörg Kuhnert und seine Kollegin Dr. Isabel Michel am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM hat mit dem gitterfreien Simulationstool MESHFREE eine Lösung erarbeitet, die diese Lücken schließt.
Die Software kombiniert die Generalisierte Finite-Differenzen-Methode (GFDM) zur Lösung der Erhaltungsgleichungen für Masse, Impuls und Energie mit effizienten Algorithmen zur Lösung linearer Gleichungssysteme – ein weltweites Alleinstellungsmerkmal. Die verwendete numerische Punktewolke ist in der Lage, sich flexibel an bewegliche Geometrien anzupassen. Aufwändige Nachkorrekturen im Rechengitter entfallen.
MESHFREE begegnet einer Vielzahl von Problemstellungen in der Industrie äußerst erfolgreich und greift damit Bedarfe der Wirtschaft auf, die dringend eine Simulationslösung erfordern. Sowohl der Mittelstand als auch große Unternehmen nutzen die Technologie inzwischen für Fragestellungen, die durch herkömmliche Modelle nur unzureichend adressierbar sind.
Die Jury würdigt »die kontinuierliche Entwicklung der Technologie und die Adaptation auf unterschiedliche industriell relevante Fragestellungen« als »vorbildlich«.