Wieder einmal war der FORTWIHR seiner Zeit voraus: Lange bevor der eklatante Arbeitskräftemangel im IT-Bereich an den Schaltstellen der Macht konstatiert worden war und man dort durch Einführung (oder besser Einfuhr?) der Spezies des "Computer-Inders" zum Gegenangriff geblasen hatte, hatten wir bei der Beantwortung der in beharrlicher Regelmäßigkeit eintrudelnden Fragebögen zur Arbeitsmarktrelevanz unseres verbundlichen Treibens auf einen dringend gebotenen Paradigmenwechsel hingewiesen. Nein, die Frage ist derzeit nicht, wieviele Arbeitsplätze geschaffen, wieviele Spin-offs ausgegründet oder wieviele Start-ups erfolgreich an die Börse gebracht werden konnten. Sie muss vielmehr lauten, wie groß der Ausstoß an geeignet qualifizierten Mitarbeitern war, um die erschreckend große Zahl leerer Stühle endlich besetzen zu können.
Nachdem sich nun abzuzeichnen scheint, dass wir in Deutschland allen Befürchtungen zum Trotz nicht von monsunartig über uns hereinbrechenden indischen IT-Massen erdrückt werden (Mitte Mai registrierte die Zentralstelle für Arbeitsvermittlung gerade mal 584 Interessenten vom Subkontinent) und der Landtagswahlkampf in unserem geliebten bevölkerungsreichsten Bundesland endlich vorüber ist, ist etwas Ruhe eingekehrt in die Debatte.
Und schon betrachtet man das Ganze viel lockerer, wie unsere diesmalige "Anzeige" auf der letzten Seite (vor einigen Wochen der Hit in Instituten und Firmen, noch vor Zlatko und Konsorten!) oder der freundliche Computerexperte in der Harald-Schmidt-Show, Herr Singh, eindrucksvoll belegen. Die auf der Rückseite vertretene Familie Fatalerror hat übrigens gleich mehrköpfig von der Green Card Gebrauch gemacht. So wurde in einer Rundmail eines großen bayerischen Elektronikkonzerns jüngst Hattemals Vetter Mahatma Fatalerror als neuer Mitarbeiter der DV-Abteilung vorgestellt. In diesem Zusammenhang wurden zahlreiche Änderungen angekündigt. Wir zitieren aus besagter Mail: Neue Rechner werden künftig mit dem Label `Inder Inside' versehen und mit dem Betriebssystem `Hindus 2000' ausgeliefert, bei dem anstelle einer Sanduhr ein animierter Guru erscheinen wird. Die neuen Rechner werden mit dem von Herrn Fatalerror entwickelten Mother-Theresa-Board ausgerüstet. ... Wir möchten Sie bitten, Ihre Tastatur gegen eine ohne `Q' zu tauschen, da `Q' in Indien als heilig gilt und in der neuen Softwarelandschaft größtenteils unerklärlich interpretiert wird. ... Für den Gang ins Indernet verzichten wir zukünftig auf Explorer und Netscape und werden Himalaya 3.7 installieren, das zusätzlich mit einigen inderaktiven Anwendungen wie Kamasutra 4.8 ausgerüstet ist. Beim Öffnen dieser Programme erscheint ein Punkt auf der Stirn Ihres PC. ...
Damit dürfte also auch die Frage beantwortet sein, was denn deutsche IT-Spezialisten so den ganzen Tag treiben.
Dass bei unseren Entscheidungsträgern große Vorbehalte gegen eine Ausweitung der Importerlaubnis auch auf andere Branchen bestehen, verwundert kaum. Wer weiß, vielleicht gibt es in Indien ja auch hoch qualifizierte Politiker. Die zeitliche Befristung der Green Card wäre hier nicht einmal ein Problem - unsere Legislaturperioden sind schließlich auch befristet!
Doch es gibt nicht nur Spektakuläres von Indern zu berichten, sondern auch von Mathematikern. Die Soziologin Bettina Heintz befasst sich in ihrem bei Springer publizierten und in diesem Jahr erschienenen Opus "die innenwelt der mathematik" mit Mathematik und Mathematikern. Heldenhafte Feldversuche führten sie für mehrere Wochen an's MPI für Mathematik nach Bonn. Was lernen wir? Nach Ansicht der Buchbesprechung in der FAZ, dass reine Mathematik Mathematik ist, die um ihrer selbst betrieben wird und vielleicht auch anwendbar ist, sich aber nicht durch Anwendungen rechtfertigt. Die reine Mathematik ist der Onan unter den Wissenschaften. Sie strebt nach innerer Befriedigung, hat aber kein Interesse daran, andere Disziplinen zu befruchten. Wie meinte doch ein (anonymer) Gesprächspartner von Frau Heintz: Wir tragen zwar nichts zur Krebsbekämpfung bei, dafür sind wir auch nicht schuld an der Umweltverschmutzung.
So weit, so gut. Bleibt anzumerken, dass die angewandte Mathematik die
Umwelt auch nicht verschmutzt, dafür aber sehr wohl Beiträge zur
Krebsbekämpfung geleistet hat und leistet. An dieser Stelle sei erwähnt,
dass mit Prof. Roland Bulirsch ein angewandter Mathematiker (und
FORTWIHR'ler) den Festvortrag auf der Eröffnungsveranstaltung zum
"European Congress of Radiology 2000" im vergangenen März in Wien
gehalten hat.
At LSTM Erlangen, a detailed numerical investigation of the two-dimensional laminar flow and heat transfer around a single circular cylinder located close to walls of different materials was performed to study the hot-wire near-wall correction. The conjugated heat conduction in the solid wall was taken into account to bridge the discrepancy between the previous theoretical models and the practical situation. Simulations were carried out for several realistic wall materials (aluminium, thermal conductivity ratio to air is ; glass, ; acrylic glass, ) and some theoretical materials with , and , respectively. The computed results show good agreement with experimental data in the literature. Accurate correction curves for hot-wire anemometers were obtained with respect to different wall materials (e.g., aluminium, glass, Perspex, etc.). Based on the present study, the physical mechanism of the wall effect has been revealed and the existing confusions can be clarified.
Fig. 1: Comparison of numerical and experimental values of the velocity correction factor in cases of walls with low conductivities.
Fig. 2: Schematic temperature influence region of a hot-wire and the heat exchange process between the fluid and the solid wall at various wire to wall distances .
When a hot-wire comes close to a wall below a certain value of , heat transfer from the fluid into the wall material occurs at the interface between the temperature influencing region of a hot-wire and the solid wall. The heat flux from the fluid is then conducted both in the upstream and downstream directions in the solid wall and fed back into the flow when the fluid temperature is lower than that in the solid wall. In case (a), this "temperature influencing region-wall" interaction occurs far away downstream from the wire location and the heat "feed-up" through the wall conduction has no evident effect on the hot-wire heat loss due to large values of . As a result, no correction is required (, see Fig. 2). In case (b), the interaction between the temperature influencing region and the wall occurs at a smaller distance downstream of the wire. The feed-back heat flux from the upstream conduction in the wall warms up the oncoming fluid which will flow over the wire. As a result, heat loss from the wire is reduced, i.e. (see Fig. 3). In case (c), the parabolic influencing region collides with the wall in the proximity of the wire location. The heat loss from the wire is significantly enhanced due to the much higher conductivity of the wall material compared with the fluid. The enhancing effect becomes dominant over the restraining effect arising from the heat "feed-up". Thus, positive corrections are observed (, see Fig. 3).
Case (b),
Case (c),
Fig. 3: Temperature isolines
around the wire and in the wall (mirror glass, ).
Abb. 2: Immersive Darstellung in der CAVE - dargestellt
sind die Projektionsbilder für eine vierseitige CAVE.
Abb. 3: Verschmutzungsbild eines BMW 5er-Touring
Abb. 4: Verbessertes Verständnis durch animierte Strömungslinien
Ausgehend von diesen Vorarbeiten werden in einem
Transferprojekt mit der BMW AG nun die Ergebnisse auf die konkrete
Anwendungsproblematik im Bereich Fahrzeugentwicklung übertragen.
Zielsetzung ist hierbei, eine Visualisierungsapplikation zu
entwickeln, die einen intuitiven und interaktiven Umgang mit
Strömungsdaten erlaubt, wie sie bei der Simulation der
Fahrzeugaerodynamik auftreten. Zur Berechnung der Fahrzeugumströmung
kommt das Programmpaket PowerFlow der Exa Corp. zum Einsatz, das im
Gegensatz zu herkömmlichen Finite-Elemente-Verfahren wesentlich
schnellere Turn-Around-Zeiten erlaubt und auch im Bereich der
Simulationsgenauigkeit hervorragende Ergebnisse liefert, wie
ausführliche Windkanalversuche bei der BMW AG in München ergeben
haben. Möglich wird dies durch die Verwendung von hierarchischen
Lattice-Boltzmann-Verfahren, die eine automatische Generierung des
lokal verfeinerten Simulationsgitters erlauben. Aufbauend auf diesen
hierarchischen Datenstrukturen wurde ein Visualisierungstool
entwickelt, das die interaktive Analyse der Strömungsdaten am
Arbeitsplatz und auch in immersiven Umgebungen wie zum Beispiel vor
einer Powerwall oder in einer CAVE (siehe Abbildung 2)
ermöglicht. Zur Darstellung der Strömungsverhältnisse können
Strömungslinien, Strömungsbänder oder Glyphen verwendet werden, die
mit eingebetteten, adaptiven Runge-Kutta-Integratoren bis zur Ordnung
4 berechnet werden. Skalare Größen wie zum Beispiel Geschwindigkeit
und Druck werden durch Farbverteilungen auf frei positionierbaren
Schnittebenen visualisiert (siehe Abbildung 1).
Nach dem Umzug der Erlanger Arbeitsgruppe an die Universität Stuttgart
steht nun seit einiger Zeit die Erweiterung der Bahnintegratoren auf
massebehaftete Partikelbahnen im Vordergrund, wobei das
zugrundeliegende physikalische Modell in enger Zusammenarbeit mit den
Ingenieuren bei BMW entwickelt wurde. Außerdem wurde in diesem
Zusammenhang ein Partikelsystem implementiert, das mit Hilfe von
Partikelemittern eine definierbare Anzahl von Teilchen mit zufälliger
Anfangsgeschwindigkeit und Masse in die Strömung einbringt. Die
animierte Darstellung dieser Teilchen ermöglicht dem Ingenieur, sich
ein wesentlich besseres Bild der räumlichen Struktur der
Strömungsverhältnisse zu verschaffen als dies mit traditionellen
stationären Methoden möglich wäre. Zusätzlich ist diese Art der
Strömungsvisualisierung analog zur Vorgehensweise, wie man sie von
Windkanalversuchen her kennt, in denen Wasser- oder Öltröpfchen zur
Darstellung der Strömung verwendet werden. Allerdings vermeidet man in
der Computersimulation das Problem der Nebelbildung durch
unkontrollierte Zusammenstöße der einzelnen Tröpfchen.
Schließlich kann mit Hilfe der Partikelemitter auch die Einbringung
von Schmutzpartikeln in die Fahrzeugumströmung und damit die
Fahrzeugverschmutzung selbst simuliert werden. Der Benutzer kann
interaktiv mitverfolgen, wie die massebehafteten Teilchen von der
Strömung mitgerissen werden und sich auf der Karosserie
niederschlagen. Allerdings kommt es in den allermeisten Fällen nur zu
einer Annäherung der Partikel an die Fahrzeughaut und nicht zu einem
direkten Kontakt, weshalb man (in Übereinstimmung mit der Praxis) für
ein realistisches Verschmutzungsbild eine längere Simulationsdauer
veranschlagen muss. Abbildung 3 zeigt die Verschmutzung
eines BMW 5er-Touring. Deutlich sind einzelne Schmutzpartikel
auszumachen, die in den Heckwirbel hineingezogen werden und sich
schließlich auf der Heckscheibe niederschlagen. Ebenso ist die
Verschmutzung der Seiten, verursacht durch den Austritt der Strömung
aus dem vorderen Radhaus, zu erkennen. In Abbildung 4 sieht
man, wie sich der Partikelstrom an einer bestimmten Stelle am
Fahrzeugheck teilt. Außerdem kann man erkennen, dass nur Partikel mit
einer bestimmten Masse umgelenkt werden, andere dafür aber am Heck
emporgewirbelt werden. Mit herkömmlichen Methoden wäre dies schwer
nachzuweisen. Ein weiterer Vorteil der animierten Teilchen ist die
implizite Erkennbarkeit der Partikelgeschwindigkeit. In Kombination
mit einer 3D-Shutterbrille entsteht so ein exzellenter visueller
Eindruck vom Verhalten der Schmutzpartikel in der Fahrzeugumströmung.
Eine wesentliche Zielrichtung sind dabei Untersuchungen, die im Zusammenhang zu sehen sind mit dem Schwerpunkt Turbulenz am LSTM. Die ersten Studien, die in der Anlage durchgeführt werden, befassen sich mit der Entstehung der Turbulenz in der Transition und mit den Möglichkeiten zur Beeinflussung der Transition. Spätere Untersuchungen werden die früheren Messungen in relativ kleinen Kanal- und Rohrströmungen, bei denen die Technik der Brechungsindex-Anpassung bereits erfolgreich eingesetzt werden konnte, erweitern auf Grenzschichtströmungen bei höheren Re-Zahlen. Die Besonderheit der neuen Versuchseinrichtung besteht darin, dass als Strömungsfluid ein Öl (kosmetisches Weißöl) verwendet wird, das einen optischen Brechungsindex hat, der identisch dem eines bestimmten Glaswerkstoffes (Quarzglas) ist. Dadurch wird erreicht, dass zwischen den aus Glas gefertigten Versuchsmodellen und dem sie umgebenden Fluid keine Lichtbrechung mehr auftritt. Das Versuchsobjekt ist somit im Strömungsfluid optisch nicht mehr sichtbar, wird aber selbstverständlich dennoch von ihm umströmt. Bei Verwendung von optischen Messtechniken (z.B. LDA) werden somit Untersuchungen in unmittelbarer Wandnähe und in Strömungsgebieten von komplexen Geometrien möglich, die bisher messtechnisch nicht zugänglich waren. Die wichtigsten technischen Daten der Messstrecke des Kanals sind:
Messstreckenquerschnitt: | 0.6 x 0.45 m2 |
Messstreckenlänge: | 2.5 m |
Strömungsgeschwindigkeit: | 0 - 4.8 m/s |
Wie schon bei ihren Vorgängern 1993 und 1998 werden wieder zwei
Ziele verfolgt. Zum einen sollen aktuelle Forschungsergebnisse
zur numerischen Simulation auf Hochleistungsrechnern von einschlägig
arbeitenden Gruppen aus dem In- und Ausland vorgestellt und diskutiert
werden. Zum anderen sollen die an den Transferprojekten im FORTWIHR
beteiligten Arbeitsgruppen die Resultate ihrer zweijährigen
Projektphase einem internatonalen Fachpublikum präsentieren. Die
Veranstaltung wird somit auch das Abschluss-Event des FORTWIHR sein,
da nach dann insgesamt fast neunjähriger Laufzeit die Förderung
der FORTWIHR-Projekte durch die Bayerische Forschungsstiftung
beendet sein wird.
Nähere Informationen:
http://www.lstm.uni-erlangen.de/fortwihr2001/
Veranstaltet wurde der Lehrgang vom Lehrstuhl für
Strömungsmechanik Erlangen unter Mitwirkung von aktiven und
ehemaligen FORTWIHR-lern. Innerhalb von vier Tagen wurde den
Teilnehmern eine Einführung in die Grundlagen der
Strömungs-Simulationsverfahren geben und die
Anwendungsmöglichkeiten anhand zahlreicher Beispiele eindrucksvoll
demonstriert.
Die Resonanz war enorm. Aufgrund des großen Erfolgs munkelt man unter
Insidern nun schon über einen möglichen Börsengang des Unternehmens
NUMET. Aus gut unterrichteten Kreisen haben wir bereits erfahren,
dass FORTWIHR-ler dabei bevorzugt berücksichtigt werden sollen. Das
Quartl wird Sie in einer der nächsten Ausgaben über die
Zeichnungsfrist und den vermutlichen Ausgabekurs informieren. Seien
Sie dabei, wenn es heißt: NUMET geht an die Börse ! (Quartl-Leser
wissen mehr !)
Zum 1.6. hat ferner der Geschäftsführer der
KONWIHR-Dienststelle München, Herr Andreas Schmidt, seine Tätigkeit
aufgenommen. Außerdem sind aus Nord- und Südbayern erste Pakete mit
Anträgen auf Förderung von Forschungs- und Dienstleistungsprojekten
rund um das Hochleistungsrechnen aus den dem KONWIHR vom Freistaat Bayern
zur Verfügung gestellten Mitteln eingereicht worden.
Eine Begutachtung ist für den 20.7. vorgesehen.
Die Arbeiten zu den bewilligten Projekten werden unmittelbar
im Anschluss daran anlaufen.
Damit sind wichtige Rahmenbedingungen für den erfolgreichen Betrieb
des Bundeshöchstleistungsrechners am Leibniz-Rechenzentrum geschaffen.
Aktuelle Infos:
http://konwihr.in.tum.de/
Professor Derby's research interests center on the use of high performance computing and large-scale numerical modeling to study materials processing systems. Specific interests include the modeling of crystal growth systems, ceramics sintering phenomena, microwave heating, and polymer processing flows; the study of incompressible fluid dynamics and transport phenomena; and algorithm development for vector and massively parallel supercomputers. Of special interest to Derby and his host, Prof. Dr. Georg Müller, Friedrich-Alexander-Universität, Erlangen-Nürnberg, is the large-scale simulation of continuum transport during the growth of single crystals, such as silicon, which are of vital importance to the electronics industry.
Jeffrey J. Derby received a B.S. in Chemical Engineering from Caltech in 1981, a M.S. in Chemical Engineering Practice from MIT in 1982, and a Ph.D. in Chemical Engineering from MIT in 1986. After spending two years in the Physics Division at Lawrence Livermore National Laboratory, he joined the faculty of the Department of Chemical Engineering and Materials Science at the University of Minnesota. He is currently a Professor in the Department of Chemical Engineering and Materials Science, a Fellow of the Minnesota Supercomputer Institute, and a co-Investigator of the University of Minnesota Army High Performance Computing Research Center.
Professor Derby has received numerous awards and honors including the Presidential Young Investigator Award from the National Science Foundation in 1990 and the McKnight-Land Grant Professorship from the University of Minnesota in 1991. In 1993, he was awarded the American Association for Crystal Growth Young Author Award "for pioneering theoretical studies advancing the understanding of bulk crystal growth..." He is recognized as an expert in theoretical modeling, transport phenomena, and fluid dynamics in crystal growth systems and has been invited to lecture on his crystal growth research at several Gordon Research Conferences on Crystal Growth (1988, 1993, 1994) and International Summer Schools for Crystal Growth (1992, 1995, 1998) held under the auspices of the International Organisation for Crystal Growth. In the spring of 1996, Derby served as an Invited Professor of the Faculty of Applied Sciences, Catholic University of Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium. He is currently a member of the Executive Committees of the National and Western Sections of the American Association of Crystal Growth and is an Associate Editor of the Journal of Crystal Growth. Together with Prof. Müller he plans to write two review articles during his stay. The first, tentatively titled "Development of industrial crystal growth processes by experiments and numerical modeling", will be submitted to the Journal of Crystal Growth and will address current capabilities and future challenges for modeling to impact industrial crystal growth. The second, tentatively titled "Heat transfer phenomena during melt crystal growth", is an invited review for the series Annual Review of Heat Transfer and will discuss the physics of heat transfer, fluid dynamics, and mass transfer during melt growth.
The group of Prof. Derby and the CGL also plan a longer-range project
which will integrate the global heat transfer capabilities of CrysVUN++,
a software package developed in Erlangen, with the parallel, 3D fluid
dynamics codes at Minnesota. The test problem for this integration
will be the vertical Bridgman process. We intend to develop and test
a variety of model couplings; relevant issues include those of a
mathematical and physical nature and those involving computer
science. For the computer science issues, we will investigate
several options, ranging from a tightly integrated code running on a
single, parallel supercomputer to a metacode, relying on coupled
communication between a workstation running CrysVUN++ and a parallel
machine running the Minnesota code. This latter construct could
conceivably be implemented over the internet, allowing for
simultaneous computation in Erlangen and Minneapolis.
Das Budget der Division of Mathematical Sciences ( http://www.nsf.gov/mps/dms/start.htm) der NSF soll nach diesen Plänen für 2001 sogar um 22,5% wachsen ( http://www.siam.org/siamnews/03-00/hardwork.htm). Dies ist der größte Zuwachs unter allen Divisionen der Mathematischen und Physikalischen Wissenschaften der NSF.
Begleitend dazu wurde ein Bericht über Mathematics and Science
( http://www.nsf.gov/cgi-bin/getpub?mps0001)
veröffentlicht, der beispielhaft Auswirkungen mathematischer Forschungen
für ein nicht-mathematisches Publikum darstellt.
Der Bericht wurde durch den früheren Direktor der Mathematischen
Wissenschaften, Donald J. Lewis, initiert --
für Quartl-Leser kein Unbekannter, berichteten wir doch
über seinen letztjährigen Informationsbesuch über
laufende, interdisziplinäre Projekte der Mathematik in den Anwendungen
in München
Quartl 3/1999).
Tauchen Sie ein in die Welten der Wissenschaft. Begegnen Sie
den praktischen Anwendungen bayerischer Spitzenforschung. Experimentieren
Sie selbst an verständlich aufbereiteten Exponaten und Attraktionen.
Ein Team sympathischer Guides informiert Sie gerne über aktuelle
Entwicklungen und beantwortet Ihre Fragen. Ein Besuch lohnt sich -
entdecken Sie die unterhaltsamen und anregenden Seiten von Wissenschaft
und Technologie. Mit diesen Worten wirbt die abayfor für ihre
Road Show, den Beitrag der Arbeitsgemeinschaft der bayerischen
Forschungsverbünde zu den Millenniumsveranstaltungen im Freistaat.
Fünf Wochen lang wird Bayerns Forschung auf Achse sein, vom 20.6.
bis zum 23.7., von Würzburg bis Rosenheim.
Die Stationen im Einzelnen: | ||
---|---|---|
20.6. | München | Auftaktveranstaltung im Deutschen Museum |
21.6. | München | im Deutschen Museum |
23.6. | Berching | Nordgautag 2000 (auf dem Reichenauplatz) |
24.6. | Rosenheim | an der Loretowiese |
26.6. | München | auf dem Marienplatz |
27.6. | München | auf dem Geschwister-Scholl-Platz |
29.6. | Passau | an der Nibelungenhalle |
30.6. | Bamberg | auf dem Maxplatz |
4.7. | Würzburg | am oberen Main-Kai (Arte Noah) |
7.7. | Erlangen/Tennenlohe | High-Tech-Kärwa am IGZ |
8.7. bis 9.7. | Memmingen | auf der Landesgartenschau |
10.7. | Augsburg | auf dem Rathausplatz |
13.7. | Aschaffenburg | auf dem Marktplatz |
15.7. bis 16.7. | Nürnberg | Stadtgeburtstag 950 Jahre an der Lorenzkirche |
17.7 | Erlangen | Auf dem Schlossplatz |
18.7. | Ingolstadt | auf dem Paradeplatz |
21.7. bis 23.7. | Regensburg | Fest der Bayern am Jakobstor |
Weitere Infos: http://www.wissen-schaffts.de |
Die insgesamt 19 Beiträge - zwölf von eingeladenen Vortragenden des
Geburtstagskolloquiums (siehe
Quartl 3/1999)
und sieben aus den Reihen
der Arbeitsgruppen des SFB 438 Mathematische Modellierung, Simulation
und Verifikation in materialorientierten Prozessen und intelligenten
Systemen an der TU München sowie der Universität Augsburg - decken
ein breites Spektrum von Themen des wissenschaftlichen Rechnens ab,
von numerischer linearer Algebra bis hin zu Modellen und Simulationen
in den Feldern turbulente Strömungen, freie Oberflächen, Phasenübergänge
oder Formgedächtnismaterialien. (Siehe auch http://www.springer.de.)
FORTWIHR Intern
FORTWIHR Gäste
Bitte notieren:
Die ersten indischen Softwarespezialisten sind gestern am St. Pöltner Hauptbahnhof eingetroffen.
Darunter auch der berühmte "Hattemal Fatalerror" (12. von rechts - lächelnd)
sowie sein Freund "Hitt Annikai Tukontinnju" (75. von links - winkend).
Jungs, wirklich schön, dass ihr da seid!