Jahresbericht 2010 - Aufgaben und Ergebnisse - DFG

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Forschungsförderung
Wie Luft durch Wasser wirbelt, simuliert Matthias Teschner in seinem DFG-geförderten Projekt „Effiziente
partikelbasierte Simulation von Flüssigkeiten mit interagierenden deformierbaren und starren Objekten“
und abbremsen – und letztendlich immer
wieder einem Zustand des Gleichgewichts
entgegenstreben.
Bei ihren Berechnungen hangelt sich
Teschners Gruppe in kleinen Zeitschritten
von Zeitpunkt zu Zeitpunkt
und setzt die dabei immer wieder neu
entstehenden Partikelpositionen zu
einem Gesamtbild zusammen. Dabei
muss die berechnete Oberfläche der
Flüssigkeit am Ende wieder als fließendes
Ganzes visualisiert werden: ein
Verfahren, das für die Medizintechnik
und Robotik, vor allem aber auch für
Computerspiele und Trickfilme von
wachsender Bedeutung ist. Hier setzt
die Industrie seit Jahren immer mehr
auf physikalisch-basierte, „realistischere“
Animationseffekte.
Wie bei Swantje Bargmanns Polareis-
Simulationen bestehen die Schwierigkeiten
von Teschners Wasserfluss-
Projekt darin, einerseits Verfahren zu
entwickeln, die bei gleichbleibender
Genauigkeit immer größere Zeitschrit-
te ermöglichen, und andererseits Algorithmen
zu finden und Datenstrukturen
umzusetzen, die die Berechnungszeit
pro Zeitschritt verringern. Dabei ist die
Gruppe überaus erfolgreich. „Allein
im Jahr 2010 ist es uns gelungen, die
Effizienz unserer SPH-Implementierung
in Bezug auf die Gesamtberechnungszeit
um den Faktor 100 zu verbessern“,
sagt Teschner stolz. „Damit
sind wir im internationalen Vergleich
mehr als konkurrenzfähig.“
Zwei Forschungsgruppen aus München
und Kopenhagen, die sich mit
der Visualisierung komplexer Datensätze
beschäftigen, sind auf Teschners
Erfolge bei den partikelbasierten
Flüssigkeitssimulationen bereits aufmerksam
geworden; zudem bestehen
Kontakte zu den Universitäten von
Grenoble und Lille. Auch im Bereich
der physikalisch-basierten Animation
und Visualisierung von Realität sind
die Grenzen zwischen den Wissenschaftsnationen
also längst fließend
geworden.