Seit dem ersten großangelegten Einsatz rechnergestützter numerischer Verfahren, zur Untersuchung der während einer Kernspaltung auftretenden Effekte während des Manhattan Projekts, werden Computer Simulationen als leistungsfähige Werkzeuge in vielen Ingenieurdisziplinen eingesetzt. Sie helfen, anderweitig „unkalkulierbare“ Risiken zu berechnen, sind in der Lage, Einblick in komplexe physikalische Prozesse zu gewähren und sind so zu einer Triebfeder des technischen Fortschritts geworden.
Inzwischen sind rechnergestützte Simulationensverfahren, wie in der Luft- und Raumfahrt und im Automobilbau, fest in Produktentwicklungsprozesse integriert. Als prominente Anwendungsszenarien seien hier Verbesserungen des Insassenschutzes oder der Strömungseigenschaften von Fahrzeugen genannt. Daneben können aufgrund des jahrzehntelangen stetigen Anstiegs der verfügbaren Rechenleistung weitere Bereiche, wie beispielsweise die Chemie oder die Werkstoffwissenschaften, zunehmend Nutzen aus der Verwendung von Computersimulationen ziehen.
Die vielfältigen Schwierigkeiten bei der Entwicklung numerischer Simulationsverfahren, angefangen bei einer geeigneten mathematischen Formulierung, über die numerische Approximation des Ergebnisses bis hin dessen Visualisierung, haben zu Entwicklungen bzw. Weiterentwicklungen einer Fülle von Methoden in der Mathematik, Numerik und Computergrafik geführt. Im Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) Studiengang werden, zusätzlich zu den nötigen Fertigkeiten aus der Informatik, mathematische und naturwissenschaftliche Kenntnisse vermittelt, um den Absolventen das Verständnis der bisher entwickelten Methoden und die Teilnahme am internationalen Forschungsprozess zu ermöglichen.
CE in Erlangen
Der internationale Master-Studiengang Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) wird an der Technischen Fakultät der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg seit 1997 angeboten. Durch eine gleichrangige Gewichtung der Informatik und eines Ingenieursfachs, dem sogenannten Technischen Anwendungsfach (TAF), wird der zunehmenden Bedeutung des Computers als Forschungs- und Entwicklungswerkzeug Rechnung getragen. Im Herbst 1999 wurde der Aufbaustudiengang um ein Bachelorprogramm erweitert und steht somit auch deutschen Studienanfängern offen.
Der Bachelor-Studiengang Computational Engineering besteht aus drei Säulen: Informatik, Mathematik und einem Ingenieurfach, das so genannte „Technische Anwendungsfach“ (TAF). Das TAF wird erst nach dem zweiten Semester gewählt – in den ersten beiden Semestern hören alle CE-Neulinge die gleichen Vorlesungen, erst danach unterscheiden sich die Stundenpläne. Ihr müsst euch zu Beginn also noch nicht auf ein Anwendungsfach festlegen, sondern habt Zeit euch in die neue Uni-Umgebung einzuleben. Gegen Ende des zweiten Semesters werden euch im Rahmen der Vorlesung „Computational Engineering II“ dann alle TAFs einzeln vorgestellt und ihr müsst euch für eines entscheiden.
Folgende Anwendungsfächer werden aktuell
- Optik und Photonik (Computational Optics)
- Informationstechnologie (Information Technology)
- Mechatronik (Mechatronics)
- Festkörpermechanik und Dynamik (Solid Mechanics and Dynamic)
- Thermo- und Fluiddynamik (Thermo- and Fluid Dynamics)
In diesen Fächern sollt ihr später euer Informatik- und Mathematikwissen anwenden und so die Schnittstelle zwischen den drei Disziplinen besetzen. Ab dem dritten Semester könnt ihr außerdem einen Teil eurer Vorlesungen frei aus einem Modulkatalog wählen und es beginnen Anwendungsfach spezifische Vorlesungen. Die Vorlesungen der Säulen Mathematik und Informatik bleiben dagegen für alle CE-Bachelor-Studenten gleich.
Die Vorlesungen, für die ihr euch entschieden habt, tragt ihr gemeinsam mit dem Studienbetreuer Dr. Grosso in euer persönliches Studienkonzept ein, das ihr beide unterschreiben müsst. Weitere Informationen findet ihr auch im Konzeptionellen Aufbau des Bachelor Studienganges sowie dem Studyguide.
Der Master-Studiengang basiert auf den gleichen drei Säulen wie der Bachelor, allerdings muss man gleich zu Beginn sein Technisches Anwendungsfach wählen und hat mehr Wahlmöglichkeiten.