Das Klima, die Strömungen im Ozean, die strukturelle Dynamik von Flugzeug- und Raumfahrtstrukturen, die Temperaturverteilung in Räumen und Gebäuden und Konzentrationsänderungen in chemischen Reaktoren können durch partielle Differentialgleichungen beschrieben werden. Partielle Differentialgleichungen stellen mathematisch dar, wie die örtlichen und zeitlichen Änderungen physikalischer Größen miteinander zusammenhängen. Die mathematische Modellierung von Netzwerken heterogener Systeme mit partiellen Differentialgleichungen und innovative Methoden zu deren Analyse, Simulation und gezielten dynamischen Beeinflussung sind die Aufgaben im Projekt INFIDHEM.
„Die betrachteten Anwendungen umfassen beispielsweise integrierte, eingebettete Energiewandler, die als Aktoren zur Beeinflussung von „intelligenten“ Schäumen in akustischen Anwendungen zum Einsatz kommen“, erklärt Professor Thomas Meurer vom Fachbereich Regelungstechnik an der Kieler Universität. Eine besondere Klasse von heterogenen Systemen ergibt sich außerdem durch die Kopplung von Fluidmechanik und Elastomechanik (Fluid-Struktur-Interaktion) sowie der weiteren Verknüpfung mit der Thermodynamik (Thermo-Fluid-Struktur-Interaktion). „Diese ‚smarten‘ Strukturen mit eingebetteten Aktoren und Sensoren sollen die gezielte Anpassung an sich verändernde Umgebungs- bzw. Umströmungsbedingungen ermöglichen. Damit wollen wir deren optimale Funktionalität gewährleisten. Im Projekt betrifft dies beispielsweise formveränderliche, adaptive Trag- und Steuerflächen für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt oder Wingsails im Segelsport“, ergänzt Meurer.
Die landesübergreifende Forschung wird mit 1,4 Millionen Euro durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und ihr französisches Pendant L'Agence nationale de la recherche (ANR) über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert. Zu den Projektpartnern gehören:
- Universität Wuppertal (Prof. Birgit Jacob)
- Technische Universität München (Prof. Boris Lohmann)
- Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (Prof. Thomas Meurer)
- École Nationale Supérieure de Mécanique Microtechniques (Prof. Yann Le Gorrec)
- Université Claude Bernard Lyon 1 (Prof. Bernhard Maschke).
- École Nationale Supérieure de l’Aéronautique et de l’Espace (Prof. Denis Matignon)
