Scientific Computing und Computational Physics

Eine fruchtbare Beziehung aus Technik und Mathematik zur Lösung realer Probleme

«Das Buch der Natur ist in der Sprache der Mathematik geschrieben.», so die wegweisende Sicht Galileo Galileis. Leider ist diese Sprache bei den meisten technisch relevanten Problemen bereits so komplex, dass wir ohne den Einsatz von Computern keinen praktischen Nutzen daraus ziehen können. Die Entwicklung eines effizienten Berechnungsmodells kann nun aber selbst eine Herausforderung darstellen und erfordert deshalb spezialisiertes Fachwissen und Erfahrung. Der Kompetenzbereich Scientific Computing und Computational Physics unterstützt Partner aus Industrie und Forschung mit einem kompetenten Team aus Numerikern, Physikern und Ingenieuren bei der Ausarbeitung, Umsetzung und Anwendung derartiger Verfahren. Insbesondere in den Bereichen Wärme- und Materialtransport, Fluiddynamik sowie Food Physics durften wir schon viele erfolgreiche Projekte mit unseren Partnern realisieren. Mithilfe fortschrittlicher Computermodelle können industrielle Prozesse optimiert oder neuartige Produktideen entwickelt werden. Kontaktieren Sie uns, wenn auch Sie mit uns gemeinsam ein kleines Kapitel in Galileis Buch der Natur schreiben wollen.

Wärme- und Materialtransport

Die Wärmeübertragung spielt in vielen industriellen Prozessen eine fundamentale Rolle. Typische Beispiele sind das Heizen oder Kühlen eines Körpers. Dabei kann es unterschiedliche Zielsetzungen geben. So kann die möglichst schnelle Wärmeübertragung genauso im Vordergrund stehen wie die möglichst effiziente. Eine andere Herausforderung könnte die Reduzierung der Wärmeübertragung darstellen. Um solche Prozesse genau zu analysieren, setzen wir auf die Simulation von partiellen Differentialgleichungen. Dabei bestimmen wir etwaige Materialparameter bei Bedarf auch selbst. Hierzu steht uns eine Hot Disk in der Arbeitsgruppe zur Verfügung.

Fluiddynamik

Das Verständnis strömender Gase oder Flüssigkeiten ist in vielen technischen Bereichen essentiell. Während in einem Fall eine möglichst laminare Strömung angestrebt wird, kann eine turbulente Strömung im anderen Fall bspw. für eine möglichst effiziente Durchmischung unterschiedlicher Phasen vorteilhaft sein. Auch bei spezielleren Fragestellungen wie der hydrodynamischen Fokussierung stehen Ihnen unsere Fachexperten für Aero- und Hydrodynamik gerne unterstützend zur Seite.

Food Physics

Bis 2050 leben rund 10 Milliarden Menschen auf der Erde. Eine gesicherte, gesunde und nachhaltige Ernährung ist essenziell. Unsere Arbeit in der Lebensmittelphysik und -verfahrenstechnik trägt zu den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen bei.

Methoden aus Scientific Computing und Computational Physics können auf Prozesse vom Anbau über die Verarbeitung bis zum Verzehr von Lebensmitteln angewendet werden. Wir nutzen die Modellierung und Simulation komplexer Systeme und wenden Datenanalyse- und Bildverarbeitungstechniken an, um mit dem gewonnenen Wissen neue Prozesse, Regelungen, Predictive Maintenance Applikationen und Soft-Sensoren für die Produktion, Lagerung und Verarbeitung zu entwickeln. Dies erhöht die Effizienz, minimiert die Verschwendung und verbessert die Lebensmittelsicherheit.

Wir freuen uns, mit Ihnen erfolgreiche Lösungen zu entwickeln.

Optimierung

Die Optimierung von Produkten und Prozessen steht im Mittelpunkt vieler Entwicklungsprojekte. Die Methoden der Optimierung reichen dabei von der einfachen Parameteroptimierung über die Optimierung mittels Surrogatmodellen bis hin zur Optimierung mit partiellen Differentialgleichungen. Welche Methode am zielführendsten ist, hängt dabei stark vom Problem ab. Am besten Sie sprechen uns direkt an!