| Stuttgarter unikurier
Nr. 91 April 2003 |
| Simulation und
Visualisierung |
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„Den Beitrag der Informatik zu Simulation und
Modellierung" ließ der Infomatik Verbund Stuttgart (IVS) vom Informatiker Prof. Hans-Joachim Bungartz, vom
Strömungsspezialisten Prof. Eberhard Göde und vom Leiter des
Höchstleistungsrechenzentrums Prof. Michael Resch bei einer Panelveranstaltung im Januar diesen Jahres bestimmen. Es bestand Einigkeit, dass Simulationen sowohl in den Ingenieurwissenschaften und den Naturwissenschaften zu einem unverzichtbaren Handwerkszeug geworden sind, worauf die aktuellen Planungen
für ein Zentrum Simulationstechnik an der Universität
reagieren. Modelle sind vereinfachende Abstraktionen realer Systeme, Simulationen sind
rechnergestützte Experimente, ausgehend von diesen Modellen. Entsprechend der Vielfalt zu modellierender und zu simulierender Systeme wie Klima, Wetter, chemische oder biologische Reaktoren, Crash-Tests,
Börsenkurse, Straßenverkehr, Verkehr in Rechensystemen oder Softwaresysteme kommen sehr unterschiedliche mathematische und informatische Instrumentarien zum Einsatz.
Den Beitrag der Informatik für die Simulation präparierte Prof. Bungartz an zwei Beispielen aus dem Baubereich und der Mikrobiologie heraus. Bei der Aufstellung der Geometriemodelle und der hierarchischen
Repräsentation, für die Form der Datenhaltung und der Konsistenzsicherung bei verteilten Modifikationen sowie durch die Numerische Informatik und das Hochleistungsrechnen komme der Informatik
große Bedeutung zu. In der Optimierung des Speicherbedarfs, kurzen Laufzeiten und deutbaren Ergebnissen werde die Informatik zulegen, hob Prof. Bungartz hervor.
An mehreren konkreten Beispielen konnte Prof. Göde zeigen, wie der Ingenieurwissenschaftler bei der Optimierung von Turbinen das Werkzeug der Simulation heute erfolgreich einsetzt; gleich, ob bei einem Wasserwerk im
schwäbischen Kiebingen oder einem Großkraftwerk in Nepal. Doch Modellierung und Simulation profitieren nach seiner
Einschätzung weiterhin im Einsatz von den praktischen Erfahrungen des Ingenieurs, der immer wieder „ein
Händchen" dafür haben muss, mit den richtigen Fragestellungen den richtigen Hebel anzusetzen.
Angesichts der ungeheuren Datenmengen, die moderne Supercomputer heute
produzieren, plädierte der neue Leiter des Höchstleistungsrechenzentrums Prof. Resch
dafür, Datenberechnung und Visualisierung nicht zu trennen. Das
Verständnis der aufwendigen und zeitfressenden Simulationsrechnungen
erschließt sich zumeist nur aus ihrer Visualisierung, so dass Simulation und Visualisierung zu einem interaktiven und verteilten Prozess zusammenwachsen werden. Doch neue Prozesse werfen auch neue Fragen auf, etwa nach der Intergration der Visualisierungshardware in die verteilten Filesysteme oder nach der Synchronisation von
PC-Grafik-Hardware für die Kommunikation in VR-Umgebungen. Und nicht zuletzt: wenn Daten zunehmend in Form von Bildinformationen visualisiert werden, wird eine automatische Mustererkennung beziehungsweise eine Verfolgung der Muster in den Datenmengen erforderlich.
Wie viel Informatik braucht die Visualisierung? /eng
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