Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWMITWM erfolgreich bei zwei Fraunhofer-internen Projekten
Die Fraunhofer-Gesellschaft fördert die marktorientierte Vorlaufforschung in ihren Instituten mit speziellen Programmen. Die geförderten Forschungsprojekte werden in der Regel von mehreren Instituten über einen Zeitraum von zwei bis drei Jahren bearbeitet. Das ITWM war als federführendes Institut mit zwei größeren Projektanträgen im Gesamtvolumen von 4,6 Mio € erfolgreich, die dem Institut insgesamt 1,3 Mio € an Fördermitteln einbringen.
Obwohl Simulationstechnologien in nahezu allen Industriebereichen erfolgreich eingesetzt werden, ist die realitätsnahe Simulation menschlicher Bewegungen nach wie vor eine große Herausforderung. Warum ein Mensch sich in bestimmten Situationen genau so und nicht anders bewegt und welche Belastungen dabei auf den Bewegungsapparat einwirken, ist eine noch offene Forschungsfrage, die im Projekt EMMA-CC (Ergo-dynamic Moving MAnikin with Cognitve Control) beantwortet werden soll.
Außer dem ITWM sind an dem Projekt noch fünf weitere Fraunhofer-Institute beteiligt, um die komplexen interdisziplinären Fragestellungen von EMMA-CC durch Kombination ihrer verschiedenen Kompetenzen erfolgreich anzugehen. Hauptanwendung der in EMMA-CC entwickelten Methoden und Softwaretools ist die ergonomische Gestaltung von Arbeitsplätzen bei Montagevorgängen. Weitere Anwendungen gibt es in der Medizintechnik, z.B. die Unterstützung der klinischen Rehabilitation durch die Simulation von Effekten spezieller Orthesen und Prothesen oder eine verbesserte Entwicklung von Exoskeletten für bewegungseingeschränkte oder ältere Menschen.
Effizientes virtuelles Prototyping
Im zweiten übergreifenden Vorhaben geht es um effizientes virtuelles Prototyping, einem Kernthema nahezu aller großen Unternehmen und vieler Forschungsinstitute. Allerdings klafft zwischen den hohen Ansprüchen der Produzenten und der Leistungsfähigkeit verfügbarer Simulationstools teilweise eine große Lücke, obwohl in fast allen Wirtschaftszweigen der klare Trend hin zur Virtualisierung zu erkennen ist.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuen Simulationswerkzeugs für Strömungs- und Kontinuumsmechanik mit dem Anspruch, diese Lücke im Computer Aided Engineering zu füllen. MESHFREE, so der Titel, zielt vor allem auf die Bereiche Sicherheit – zum Beispiel durch die Simulation der Wasserdurchfahrt von Fahrzeugen, der Notwasserung von Flugzeugen oder dem Versagen von Deichen bzw. Böschungen – und Energieeffizienz: Hier sind die Vereisung von Windkraftrotoren, Kondenswasserbildung und Korrosion in Klimaanlagen (Luftfahrt) und die Simulation kompletter Extruder- oder Extraktionsanlagen in der chemischen Industrie Anwendungsbeispiele.