Doppelter Gewinn für die TU Berlin

Seit Beginn des Wintersemesters 2000/2001 forschen und lehren Prof. Dr. rer. nat. Volker Mehrmann und Prof. Dr. rer. nat. Fredi Tröltzsch in der Arbeitsgruppe Funktionalanalysis und Numerische Mathematik, Fachbereich 3 Mathematik, an der TU Berlin. Beide Neuberufene beschäftigen sich mit Simulationsprozessen.

Einsparungen durch numerische Simulation

Die numerische Simulation von technischen oder wirtschaftlichen Prozessen spielt heute in vielen Bereichen der Wirtschaft eine zentrale Rolle. Im Fahrzeug- oder Anlagenbau können beispielsweise durch die Simulation aufwendige Prototypherstellungen vermieden werden. Ein weiteres prominentes Beispiel ist die Simulation des gesamten Schienenverkehrs der Deutschen Bahn in der Betriebszentrale. Grundlage für die numerische Simulation ist das mathematische Teilgebiet der Numerischen Mathematik, in dem numerische Algorithmen entwickelt, auf ihre Fehleranfälligkeit und Genauigkeit untersucht und auf modernen Höchstleistungsrechnern implementiert werden. 

Prof. Dr. rer. nat. Volker Mehrmann beschäftigt sich mit zahlreichen Aspekten der Numerischen Mathematik, von der numerischen Lösung von Eigenwertproblemen und Gleichungssystemen bis hin zur Behandlung von gewöhnlichen und partiellen Differentialgleichungen. Ein wichtiger Schwerpunkt ist dabei die Untersuchung und Entwicklung von Methoden, welche die zu Grunde liegenden physikalischen und mathematischen Strukturen, wie Symmetrien oder Erhaltungsgesetze, auch in endlicher Genauigkeit auf dem Rechner garantieren. Ein zweiter wichtiger Schwerpunkt ist die Entwicklung von numerischen Methoden in der Steuerungstheorie. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei der Umsetzung der mathematischen Ergebnisse in industriell nutzbare Software. 

Der 1955 in Detmold geborene Volker Mehrmann studierte Mathematik und Physik an der Universität Bielefeld. Nach dem Diplom 1979 und einem Auslandsjahr an der Kent State University in Kent, Ohio, promovierte er 1982 an der Universität Bielefeld. Von 1982 bis 1990 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Bielefeld; unterbrochen durch einen neunmonatigen Forschungsaufenthalt an der University of Wisconsin in Madison, USA, und einem neunmonatigen Forschungsaufenthalt am Forschungszentrum der IBM in Heidelberg. An der RWTH Aachen vertrat er von 1990 bis 1992 den Lehrstuhl für Geometrie und Praktische Mathematik und nahm 1993 einen Ruf auf den Lehrstuhl Numerische Algebra an die Technische Universität Chemnitz an. Nachdem er im Frühjahr 2000 einen Ruf an die Universität Jena abgelehnt hatte, nahm er im Oktober 2000 den Ruf auf den Lehrstuhl Numerische Mathematik an der TU Berlin an. Prof. Mehrmann ist Chef- und Mitherausgeber mehrerer mathematischer Fachpublikationen.

Komplizierte Prozesse simulieren und optimieren

Bei der Simulation technischer Prozesse ist es heute nicht mehr ungewöhnlich, Gleichungssysteme mit hunderttausenden von Unbekannten zu lösen. Insbesondere, wenn partielle Differentialgleichungen im Spiel sind, treten diese Größenordnungen auf. Es gibt Methoden des wissenschaftlichen Rechnens, mit denen solche Systeme in überraschend kurzer Zeit bewältigt werden können. Inzwischen gibt man sich nicht mehr damit zufrieden, das Verhalten von komplizierten Prozessen mathematisch zu simulieren, sondern es interessiert deren Optimierung. Das Arbeitsgebiet von Prof. Dr. rer. nat. Fredi Tröltzsch, Numerik partieller Differentialgleichungen / nichtlineare Optimierung, ist in diesem Bereich der angewandten Mathematik angesiedelt. Prof. Tröltzsch hat an der TU Chemnitz gemeinsam mit seiner Arbeitsgruppe mehrere Jahre an der optimal gesteuerten Abkühlung von gewalzten Stahlprofilen in Wasserkühlstrecken gearbeitet. Hier geht es um die Bestimmung von Kühlstrategien, mit denen die Temperatur des gewalzten Stahls möglichst stark unter Berücksichtigung von Restriktionen zur Einhaltung der Materialqualität abgesenkt werden kann. In Kooperation mit den Schott Glaswerken berechnete die Arbeitsgruppe um Prof. Tröltzsch optimale Abkühlstrategien für Glasschmelzen, bei denen hochwertige Spezialgläser entstehen. Es gibt zahlreiche weitere Anwendungen der Optimierung großer Systeme.

Fredi Tröltzsch wurde 1951 in Dennheritz, Sachsen, geboren und studierte von 1969 bis 1973 Mathematik an der Bergakademie Freiberg. Während seiner Tätigkeit als Wissenschaftlicher Assistent und Oberassistent an der Sektion Mathematik der Bergakademie Freiberg von 1973 bis 1983, schloss er 1977 seine Promotion zum Dr. rer. nat. ab. Nach einem einjährigen Studienaufenthalt an der TU Warschau promovierte er zum Dr. sc. nat. 1982 wurde ihm die Lehrbefähigung erteilt, und er wurde 1983 zum ordentlichen Dozenten für Optimierung an die Sektion Mathematik der damaligen Technischen Hochschule Karl-Marx-Stadt ernannt. 1988 erhielt er die Berufung zum ordentlichen Professor für Analysis an die Sektion Mathematik der Technischen Universität Karl-Marx-Stadt. 1991 erfolgte die Wandlung des akademischen Grades "Dr. sc. nat." in "Dr. habil.". 1992 nahm er einen Ruf für das Fachgebiet Angewandte Mathematik an die TU Chemnitz an.