Computersimulationen haben verändert, wie wir technologische Produkte – von Flugzeugen bis hin zu Fusionsreaktoren – entwerfen und weiterentwickeln. So kann etwa das Design von Tragflächen heute nahezu vollständig automatisiert am Computer erfolgen. Dabei versucht ein mathematischer Algorithmus, optimale Formen für die Tragflächenprofile zu berechnen. Ein solcher Ansatz setzt voraus, dass ein ausreichend genaues mathematisches Modell vorliegt, das sich mit einem numerischen Verfahren effizient lösen lässt. Wir demonstrieren diese Simulationen und zeigen die Verbindung zwischen Theorie/Simulation und Praxis mithilfe unseres eigenen Windkanals. Außerdem geben wir einen Einblick, wie sich Tragflächenprofile historisch entwickelt haben.

Eine weitere wichtige Anwendung solcher Algorithmen ergibt sich in Situationen, in denen Experimente sehr teuer sind oder (noch) nicht realisiert werden können. Beim Design von Fusionsreaktoren etwa stellen Instabilitäten ein großes Problem dar. Eine Möglichkeit, diese Instabilitäten zu minimieren, besteht darin, geeignete Kontrollmaßnahmen durchzuführen. Solche Kontrollstrategien sind oft äußerst komplex und werden – ähnlich wie die Tragflächenprofile