Computational Science and Engineering

Lange Zeit konnte man die Forschung in zwei unterschiedliche Bereiche einteilen: Theoretische Forschung, in der man die Welt mit Formeln und Naturgesetzen zu beschreiben versucht, und experimentelle Forschung, in der man die Vorhersagen der Theorien überprüft und neue Naturphänomene entdeckt. Doch dann kam ein dritter Bereich dazu: Die computergestützte Forschung.

Viele wissenschaftliche Fragen sind so komplex, dass man sie mit Papier und Bleistift unmöglich beantworten kann. Oft lassen sich solche  komplexen Systeme auch im Experiment nicht ausreichend gut untersuchen. Moderne Computertechnik bietet die Chance, solche Systeme präzise zu simulieren und dadurch völlig neue Einblicke zu erhalten. Der Forschungsschwerpunkt Computational Science and Engineering erhält seit Jahren große internationale Beachtung.  

Schneller, besser, genauer

An der TU Wien wird sowohl an den Fundamenten der Computertechnologie geforscht als auch an der Anwendung für konkrete naturwissenschaftliche und technologische Fragestellungen. Neue mathematische Methoden werden entwickelt, um umfangreiche Rechenaufgaben effizienter lösen zu können. In der Informatik werden durch fundiertes Wissen aus dem Software- und Hardwarebereich die Grenzen des Möglichen immer weiter hinausgeschoben. Doch egal wie leistungsfähig große, moderne Parallelrechner werden, egal wie intelligent neue numerische Methoden sind – für die ständig wachsenden Anforderungen, die Wissenschaft und Technik an Computer und ihre Rechenleistung stellen, ist das Beste immer nur gerade gut genug. Ob in der Atomphysik oder der Baustatik, ob in der Materialchemie oder der Strömungslehre – jede Verbesserung der Rechenleistung wird sofort genützt, um die Genauigkeit und Detailtiefe von Simulationen und Modellrechnungen zu erhöhen. An der TU Wien steht ein ganz besonders leistungsfähiger Großrechner für numerische Simulationen zur Verfügung: Der Vienna Scientific Cluster (VSC) wird an der TU Wien betrieben und gemeinsam mit anderen österreichischen Universitäten für viele unterschiedliche Forschungsprojekte genutzt. 

Grundlagenforschung und fachübergreifende Zusammenarbeit als Sprungbrett

Wenn man naturwissenschaftliche Fragen effizient und zuverlässig beantworten will, braucht man allerdings auch computerwissenschaftliche Grundlagenforschung, zum Beispiel um Computerverfahren zu verbessern – auf Ebene von Software, Hardware und Systemdesign. Auch die Analyse des Strömungsverhaltens von Flüssigkeiten und Gasen zählt traditionell zu den rechnerisch kompliziertesten Problemen der Naturwissenschaft. 
Wenn man das Verhalten der kleinsten Materiebausteine versteht, kann man nicht nur grundlegende naturwissenschaftliche Rätsel lösen, sondern auch neue Werkstoffe für die Industrie entwickeln. Materialwissenschaft, Quantentheorie und Computational Science fügen sich hier zu einem neuen, innovativen Querschnittsgebiet, in dem die TU Wien (teilweise in Kooperation mit nationalen und internationalen Forschungspartnern) beachtliche Erfolge vorzuweisen hat. 

Komplexe Prozesse und Zusammenhänge lassen sich durch fachübergreifende Ansätze und computerunterstützte Methoden analyiseren und modellieren.

  1. Computational Materials Science 
  2. Computational Fluid Dynamics
  3. Computational System Design
  4. Mathematical and Algorithmic Foundations
  5. Computer Science Foundations
  6. Modeling and Simulation

Bei Computational Science and Engineering handelt es sich um einen besonders facettenreichen Forschungsschwerpunkt mit Projekten an allen Fakultäten. Zwei Drittel des Projektvolumens werden dabei von drei Fakultäten verforscht – Maschinenwesen und Betriebswissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik sowie Mathematik und Geoinformation. Rund 86% der Institute mit 94 Forschungsgruppen forschen im Bereich der Computerwissenschaften. 

Die Erfolge des Forschungsschwerpunktes lassen sich an hochdotierten Forschungsförderungen ablesen – etwa an SonderForschungsBereich-Projekten des Wissenschaftsfonds FWF, an Christian-Doppler-Labors oder an COMET-Projekten der Forschungsförderungsgesellschaft FFG. Das im Zeitraum 2016-2018 eingeworbene Drittmittelvolumen für Forschungsprojekte in Computational Science and Engineering beträgt etwa 13 Mio. € pro Jahr (~175 Projekte jährlich). Der wissenschaftliche Output spiegelt sich in rund 450 Publikationen pro Jahr wider.  

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CSE Daten

Alle angegeben Daten und Informationen beziehen sich auf die Forschungsperiode 2016-2018.

Projekte

CSE

Eine Liste aller Projekte im Forschungsschwerpunkt "Computational Science and Engineering" finden Sie in unserer Projektdatenbank, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster.  

Aktuelle Informationen zu Forschungsprojekten finden Sie auch unter den News.