Mathematik Schlüsseltechnologie für die Zukunft ; Verbundprojekte zwischen Universität und Industrie ; mit 33 Tabellen

Fünfzig vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie geförderte Verbundprojekte zwischen Hochschulen und Industrie zeigen, daß Mathematik einen wichtigen Beitrag zur Lösung komplexer Fragestellungen in Industrie und Gesellschaft leistet. In den vorliegenden Artikeln werden jeweils sowohl die erzielte Erweiterung der mathematischen Grundlagen als auch die konkreten Schritte zur Lösung eines aktuellen Anwenderproblems beschrieben. Aus mathematischer Sicht lassen sich die Beiträge in drei Gruppen einteilen: - Entwicklung von Algorithmen und Lösungsmethoden für komplexe Systeme nichtlinearer Differentialgleichungen, - mathematische Methoden der geometrischen Datenverarbeitung und Visualisierung, - Optimierung und Steuerung technischer Systeme. Dabei umfaßt das Spektrum der Anwenderprobleme so verschiedenartige Komplexe wie - Bildverarbeitung - chemische Reaktionen - Computertomographie - Elastizität - Fahrzeugdynamik - Halbleiter - Muster- und Strukturerkennung - Materialverhalten - poröse Medien - Prozeßsteuerung - Regelungstheorie - Roboter in der industriellen Praxis - Strömungsvorgänge - Verkehrsführung. Front Matter....Pages I-XIV Front Matter....Pages 1-3 Deformation einer elastischen Flexlippe....Pages 177-189 Entwicklung vorkonditionierter Iterationsverfahren für Randelementmethoden der Thermoelastizität auf Parallelrechnern....Pages 191-201 Optimierung von Anlagen zur Bodenluftabsaugung....Pages 205-218 Numerische Simulation und Identifizierung reaktiver Flüssigkeiten in einer Chromatographiesäule....Pages 219-229 Trägerbeeinflußter und lösungsvermittelter Transport von Umweltchemikalien in porösen Medien....Pages 231-241 Numerische Modellierung von Gasbrennern — Berechnung schwachkompressibler Gasströmungen....Pages 5-14 Numerische Modellierung eines Gasbrenners — Laminare, vorgemischte Flammen....Pages 15-24 Finite—Elemente—Lösung inkompressibler und nichtisothermer Innenströmungen....Pages 25-34 Entwicklung eines Partikelverfahrens für reaktive Strömungen in verdünnten Gasen....Pages 35-47 Zur numerischen Simulation des Ladungswechsels im Verbrennungsmotor....Pages 49-58 Modellbildung für Grenzflächeninstabilitäten zwischen strömenden Medien zur Prozeßoptimierung bei der Metallpulverherstellung....Pages 59-72 Projektionsverfahren zur Simulation von Copolymerisationsprozessen....Pages 75-82 Thermisch stabiles Upscaling einer exothermen Modellreaktion....Pages 83-90 Numerische Lösung großer strukturierter DAE-Systeme der chemischen Prozeßsimulation....Pages 91-103 Hochauflösende Modellierung von SOFC-Brennstoffzellen....Pages 105-115 Effiziente dreidimensionale numerische Simulation eines Reaktorkerns....Pages 117-126 Eine Modifikation des Plastizitätsmodells von Mróz mit abklingendem Ratchetting....Pages 129-139 Adaptive Materialien und Strukturen — Mathematische Modellierung und Simulation....Pages 141-150 Kopplung von Finite—Element— und Randelementmethoden für die numerische Simulation von piezokeramischen Strukturen....Pages 151-160 Thermische Materialbearbeitung mit Laserstrahlung: Schmelzschneiden....Pages 161-174 Front Matter....Pages 1-3 Diffusions-Reaktionsprobleme in ungesättigten porösen Medien....Pages 243-253 Optimale Systeme in der Mikroelektronik — Stabilität von Oszillatorschaltungen....Pages 257-266 Effiziente Eigenmodenberechnung für den Entwurf integriert-optischer Chips....Pages 267-279 Modellierung und Simulation von Quantum—Well—Halbleiterlasern....Pages 281-291 Mehrdimensionale Simulation von Hochtemperaturprozessen in der Siliziumtechnologie....Pages 293-302 Zu einigen Fragen der Modellierung und Simulation bei der Entwicklung von SiGe-Heterojunction-Bipolartransistoren....Pages 303-313 Entwicklung mathematischer Software für die Gesamtfahrzeugsimulation....Pages 317-330 Differentialgleichungen und singuläre Mannigfaltigkeiten in der dynamischen Simulation von Rad—Schiene—Systemen....Pages 331-342 Front Matter....Pages 343-345 Glattes Füllen n -seitiger Lücken....Pages 347-357 Glätten von Flächen....Pages 359-370 Erkennung, Beschreibung und Visualisierung molekularer Strukturen....Pages 371-383 Bilddatenkompression mit Wavelet—Methoden....Pages 385-394 Algorithmen für die 3D—Computer-Tomographie bei zerstörungsfreien Prüfverfahren....Pages 397-407 3D-Visualisierung von Tomogrammdaten zur Operationsplanung, Operationssimulation und optimalen Positionierung dentaler Implantate....Pages 409-420 Segmenteinteilung der Leber: Operationsplanung, Therapieüberwachung und Anatomie....Pages 421-434 Schallpyrometrie....Pages 435-446 Mathematische Werkzeuge in der Bildverarbeitung zur Qualitätsbeurteilung von Oberflächen....Pages 449-462 Verfahren zur statistischen Analyse von gestörten Gitterstrukturen....Pages 463-471 Front Matter....Pages 473-475 Nichtlineare reduzierte Modellbildung und nichtlineare H ∞-Regelung einer Zweistoffdestillationskolonne....Pages 477-489 Modellreduktion und dynamische Beobachter für Torsionsschwingungen in Turbosätzen....Pages 491-500 Front Matter....Pages 473-475 Automatisiertes Design von Stabwerken, Bauteilen und Materialien....Pages 525-536 Linienoptimierung — Modellierung und praktischer Einsatz....Pages 595-607 Optimierung des Fahrzeugumlaufs im Öffentlichen Nahverkehr....Pages 609-624 Optimale Linienführung und Routenplanung in Verkehrssystemen....Pages 625-636 Prozeßoptimierung bei Industrieöfen....Pages 501-511 Mathematische Behandlung der optimalen Steuerung von Abkühlungsprozessen bei Profilstählen....Pages 513-522 Schnelle Roboter am Fließband: Mathematische Bahnoptimierung in der Praxis....Pages 539-550 Parameteridentifikation, Bahnoptimierung und Echtzeitsteuerung von Robotern in der industriellen Anwendung....Pages 551-564 Optimale Blockauswahl bei der Kraftwerkseinsatzplanung....Pages 567-577 Optimaler Mitarbeitereinsatz am Arbeitsplatz....Pages 579-591 Back Matter....Pages 637-639 Der vorliegende Band vermittelt einen aktuellen Einblick in fünfzig Verbundprojekte zwischen Hochschulinstituten und Industrieunternehmen, die gefördert werden durch das Bundesministrium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Die vorliegenden Artikel entstanden auf der Grundlage von Vorträgen, die anläßlich des BMBF-Statusseminars im Oktober 1995 in München gehalten wurden. Sie beschreiben sowohl die grundlegenden mathematischen Fortschritte, als auch die Ansätze zur Lösung konkreter Anwenderprobleme. Deren Spektrum reicht von der Bildverarbeitung über chemische Reaktionen, Computertomographie, Fahrzeugdynamik, Muster- und Strukturerkennung, Prozeßsteuerung und Roboter in der industriellen Praxis bis hin zu Strömungsvorgängen und Verkehrsführungssystemen.