Gesundheit : Das Flugzeug im Rechner bauen: Computational Engineering an der TFH

Mike Scheller

Fast alle Haushalte, die mit Bohrmaschine oder CD-Player ausgerüstet sind, haben sich inzwischen auch einen Computer angeschafft. "Alles, was Sie für 90 Prozent aller Anwendungen brauchen, ist ein Aldi-PC für 2000 Mark," sagt Hans-Dieter Kleinschrodt, Professor am Fachbereich Maschinenbau/Verfahrens- und Umwelttechnik der Technischen Fachhochschule Berlin (TFH). Und die kommerzielle Anwendersoftware koste nur noch ein Zehntel ihres Preises von vor sechs Jahren, also von 6000 Mark an aufwärts. Dennoch kann man dieses Geld ohne Aufbaustudium oft besser in eine Weltreise investieren: "Ohne spezielles Fachwissen ist die Software meist kaum sinnvoll zu nutzen", so Kleinschrodt.

Deshalb bietet die TFH ab dem Wintersemester 1999/2000 einen Aufbaustudiengang zum Master of Science in Computational Engineering an. Der neue Master ist ein Gemeinschaftsprojekt der Fachbereiche Maschinenbau, Technikmathematik und Technische Informatik. Bisher war Computational Engineering nur nebenbei als Wahlfach zu studieren. Mit dem neuen Master will die TFH spezialisierten Absolventen nun einen besseren Einstieg auf dem internationalen Arbeitsmarkt ermöglichen. "Außerdem erleichtern Masterstudiengänge den beruflichen Wiedereinstieg, zum Beispiel nach der Babypause," ergänzt Norbert Kalus, Professor am Fachbereich Mathematik/Physik, der den Studiengang initiiert hat. Voraussetzung ist ein abgeschlossenes technisches Hochschulstudium, also ein Diplom, ein Bachelor oder ein Abschluss an einer Berufsakademie.

Während des Studiums an der TFH sollen die Studenten vertiefte Kenntnisse in der Dynamik/Regelungstechnik und der Finite-Elemente-Methode (FEM) erwerben. Die FEM läßt sich auf alle physikalischen Vorgänge, ob Schwingung oder Wärmeleitung, anwenden. "Das heißt, wir bauen das Modell im Rechner mit den realistischen physikalischen Gegebenheiten," erklärt Kalus. Alles kann auf diese Weise simuliert werden, vom Schalldämpfer bis zum Flugzeug. Reale Bauteile, wie ein Zahnrad, werden in endliche, finit genannte Elemente zerlegt. Mathematische Gleichungssysteme mit einigen 10 000 Unbekannten simulieren die inneren Beanspruchungen. In mehreren virtuellen Entwicklungsschritten entsteht aus den Ausgangsformeln ein technisches Bauteil innerhalb der gewünschten Umgebungsbedingungen. Die numerische Simulation verkürzt und verbilligt die Entwicklung. Am Ende wird das Ergebnis der Berechnung immer in Form eines realen Prototyps getestet.

Während der dreisemestrigen Weiterbildung sichern semesterbegleitende Prüfungen, dass die Studierenden ihr Wissen testen. Dadurch soll ein Hinausschieben des Examens vermieden werden. "Es ist ein anspruchvolles Aufbaustudium" bemerkt Hans-Dieter Kleinschrodt. Die Studierenden sollten bei Studienbeginn fit sein in Mathe und Physik. Das dritte Semester ist für ein Praktikum vorgesehen. Norbert Kalus präsentiert eine Liste auch großer Unternehmen von Biomechanik bis Luftfahrt, die Praktikumsplätze anbieten und Themen von Abschlussarbeiten unterstützen. Aber auch für kleine und mittelständische Unternehmen ist der Berechnungsingenieur ein attraktiver Mitarbeiter, seit Rechentechnik und Programme erschwinglich sind. Am Ende des Studiums müssen die Studierenden dann ein technisch komplexes Problem lösen. "Die schreiben da ein richtig schönes Werk" freut sich Hans-Dieter Kleinschrodt. Angefangen bei den Grundlagen der Theorie muss die Masterarbeit an einem Beispiel die Grenzen und Möglichkeiten der Computersimulation beschreiben. Norbert Kalus setzt hinzu: "Das Produkt müsste man dann bauen können".Bewerbungen sind noch bis zum 1. Oktober möglich. Kontakt: Prof. Dr. Norbert Kalus TFH Berlin, FB II Mathematik-Physik-Chemie Lütticher Str. 38, 13353 Berlin Telefon: 4504-2351 Telefax: 4504-2315

E-mail: kalus@tfh-berlin.de

Internet: http://www.thf-berlin.de/~kalus

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