Nach langer Wartezeit verursacht durch die Corona-Pandemie konnte der Abschluss des Modellierungsseminars zum ersten Mal außerhalb der Universität sattfinden. Im Herzen der fränkischen Schweiz, in der Nähe von Gößweinstein, präsentierten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Seminars ihre Resultate ihren Betreuern und Firmenvertretern.
Bei diesem Projekt handelte es sich um eine Fortsetzung aus dem 3. Modellierungsseminar des Elitestudiengangs „Scientific Computing“. Eine produzierte Feder sollte mit dem zuvor angefertigten CAD-Entwurf automatisiert verglichen werden. Als Datengrundlage diente ein 3D Scan des produzierten Bauteils.
Die Arbeit in diesem Projekt bestand darin, die im Vorjahr entwickelten Algorithmen erneut zu hinterfragen und besser auf die Geometrie einer Feder anzupassen. Schließlich entstand dadurch ein qualitativ hochwertigeres Gesamtergebnis. Durch die Einarbeitung effizienterer Datenstrukturen konnte der Vergleich zudem noch beschleunigt werden.
Im Blickpunkt liegt die Optimierung der Betriebs- und Bauteilparameter bei elektronischen Schaltungen. Da das Verhalten dieser Schaltungen sehr kompliziert ist, werden zur Optimierung mathematische und programmatische Methoden eingesetzt. Zu diesen Zwecken müssen die Schaltungen zuerst mathematisch modelliert und anschließend simuliert werden.
Das Projekt umfasste die Optimierung der Komponentenparameter mit Hilfe eines Reinforcement Learning Algorithmus. Die Optimierung sollte zusätzlich durch eine Erweiterung des benutzten Algorithmus für verschiedene Eingangs- und Ausgangsvariablen verbessert werden.
Hintergrund dieser Thematik ist die Befestigung eines Schiffs an der Kaimauer oder das Schleppen eines Schiffs. In beiden Fällen wird eine elastische Verbindung zum Beispiel in Form eines elastischen Seils eingesetzt. Das Ziel des Projekts war die mathematische, zeitabhängige Modellierung, die numerische Simulation und die Visualisierung eines elastischen Seils mit Hilfe geeigneter numerischer Verfahren. Anhand verschiedenster Fallszenarien konnte die Funktionsweise des entwickelten Modells nachvollzogen werden.
Nach den akademischen Anstrengungen wurden die Region und die Natur durch eine kleine Wanderung erkundet. Mit der Besichtigung der Teufelshöhle im nahegelegenen Pottenstein haben die Teilnehmerinnen und Teilnehmer einen Einblick in die Geologie und Frühgeschichte der Fränkischen Schweiz erhalten.
Text: Maximilian Bauer, Koordinator Elitestudiengang „Scientific Computing”