Neben Theoriebildung und Experiment hat sich heute in den meisten Disziplinen die Computersimulation als gleichwertiges Element wissenschaftlicher Forschung etabliert. Sie ermöglicht Modellbildung, Simulation und Visualisierung von Problemstellungen und Lösungen gleichermaßen. Nun zeigte ein erstes Symposium des neugegründeten Forschungsverbunds „Wissenschaftliches Rechnen Baden-Württemberg“ (WiR) die Möglichkeiten enger Kooperation zwischen der Mathematik und den Natur- und Ingenieurwissenschaften auf.

Bei der Lösung von Umweltproblemen brauchen Ingenieure die Mathematik. Nach klassischem Verständnis löst die Mathematik Probleme so, wie sie sie selbst definiert hat. Es stellt sich die Frage nach der geeigneten mathematischen Formulierung ihres Problems. Genau an dieser Stelle beginnt eine Kooperation auf höherem Niveau zwischen der Mathematik einerseits, den Natur- und Ingenieurwissenschaften andererseits. Inzwischen gewinnt diese Fachrichtung „Wissenschaftliches Rechnen“ an Eigenständigkeit und Bedeutung, läßt Mathematik immer mehr zur rechnenden Wissenschaft werden.

Der Sprecher und Mitinitiator des Forschungsverbunds WiR, Prof. Dr. Gabriel Wittum, geschäftsführender Direktor des Instituts für Computeranwendungen der Universität Stuttgart, hatte das erste Symposium des Forschungsverbunds organisiert. Die vorgestellten Beispiele interdisziplinärer Zusammenarbeit zeigten, wie durch mathematische Modellierung und Visualisierung mit Hilfe des Computers als entscheidendem Forschungsinstrument wissenschaftlicher Fortschritt erzielt werden kann.

Konkrete Anwendung erfährt das Wissenschaftliche Rechnen beispielsweise bei der Erdölförderung, wenn Strömungen von Wasser und Öl sichtbar gemacht werden sollen. Darüber berichtete der texanische Erdölexperte Richard E. Ewing. Ebenfalls zur Darstellung von Strömungen wird ein Programm namens GRAPE genutzt, das von einer Arbeitsgruppe des Freiburger Mathematikers Prof. Dr. Dietmar Kröner entworfen wurde. Hier geht es vorrangig um strömende Gase, beispielsweise in einem Motor. Chemische Vorgänge in einem Motor erforscht in Stuttgart der Chemiker und Ingenieur Ulrich Maas in enger Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Jürgen Warnatz vom Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen in Heidelberg.

Diese und andere Projekte des Forschungsverbundes aus den Bereichen Astrophysik, Strukturmechanik, Optimierung u.a. sind in einer WiR-Broschüre ausführlich beschrieben und illustriert. Die Broschüre kann über das Institut für Computeranwendungen bezogen werden.

KONTAKT
Prof. Dr. Gabriel Wittum, Institut für Computeranwendungen der Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 27, 70569 Stuttgart; Tel. 0711/685-7090; Fax 0711/685-7000
e-mail: wittum@ica.uni-stuttgart.de