Die Produktentwicklung und -gestaltung wird einfacher
Das Gebiet der Produktentwicklung, das oftmals mit Innovationen verbunden ist, die von neuen kleinen und mittleren Unternehmen hervorgebracht werden, stellt einen Kernbestandteil der europäischen Wirtschaft dar. Eine Verquickung der Designphase mit der Analysephase ist wichtig, um die Produktentwicklung voranzubringen und kann ohne Weiteres mit einer isogeometrischen Analyse erreicht werden. Vor diesem Hintergrund wurde im Zuge des EU-finanzierten Projekts INSIST(öffnet in neuem Fenster) (Integrating numerical simulation and geometric design technology) eine neue Software entwickelt, um die Integration zwischen diesen beiden Phasen der Produktentwicklung voranzubringen. Das Projekt, das wichtige Beteiligte aus den Bereichen Industrie, Bauwesen, Mathematik, angewandte Geometrie, Informatik und Wissenschaft zusammenführte, adressierte bestehende Einschränkungen bezüglich CAD-Software (Computer-aided Design). Ein Gebiet, auf dem diese Technologie erhebliche Vorteile verspricht, ist die Medizin. Um dies zu veranschaulichen, arbeitete das Team an einer Diskretisierung und Vereinfachung von Modellen für medizinisches Equipment. Im Hinblick auf die medizinische Anwendung wurde eine optimierte Software für Oberflächenmodelle und geometrische Darstellungen von Objekten entwickelt, die auf Scans von Computertomographien basieren. Parallel dazu arbeitete das Projektteam an einer Formulierung für eine isogeometrische 3D-Analyse, die auf CAD-Formfunktionen basiert. Ferner wurde bezüglich der Arbeit an hybriden Methoden, welche auf isogeometrische Analysen zurückgreifen, eine fortschrittliche Meshing-Software für Oberflächenmodelle entwickelt, die mit bestehenden Finite-Elemente-Mesh-Generatoren gekoppelt werden kann. Beachtenswert ist ebenfalls die Entwicklung von Methoden, welche im Zusammenhang mit nummerischen Analysen auf Voxel-basierte Geometriedaten zurückgreifen. Fortschritte in diesem Bereich können dabei behilflich sein, bislang ungelöste Probleme durch die Anwendung moderner Computermöglichkeiten zu überwinden. Die Verbesserungen im Bereich der Voxel-Verarbeitung haben zu einer besseren Parametrisierungs- und Visualisierungssoftware, zu besseren Modellierungsmöglichkeiten auf Grundlage medizinischer Bilder und zu neuen Algorithmen für die Wiederherstellung scharfer Merkmale von Bilddateien geführt. Im Hinblick auf die Wissensverbreitung veröffentlichte das Projektteam abgesehen von der Organisierung globaler Workshops verschiedene Beiträge in Fachzeitschriften und auf internationalen Konferenzen. Es wurden In-house-Computerprogramme entwickelt, darunter eine online öffentlich verfügbare Open-Source-Software. Die Softwareergebnisse des Projekts sind darauf ausgerichtet, die Analyse, Simulation und Gestaltung von Produkten im Bauwesen zu vereinfachen. Hierdurch werden Berechnungskosten gemindert und die Entwicklung von Anwendungen für die reale Welt vereinfacht. Das Bauwesen und die Medizin sind zwei Gebiete, die von dieser neuen Technologie besonders profitieren könnten.
