Computational Science
Programma

Computational Science

Het programma Computational Science is gericht op het ontwikkelen en toepassen van dynamische modellen voor het bestuderen, begrijpen en voorspellen van het gedrag van complexe natuurlijke systemen. In het programma participeren de wetenschapsdisciplines astronomie, fysica, informatica en wiskunde. Het streven is samen te werken met andere disciplines zoals chemie en biologie.

Computational Science is een wetenschap met zowel toepassingsgerichte als fundamentele aspecten.

Het toepassingsgerichte onderzoek houdt zich bezig met de opslag en bewerking van gegevens voor praktische wetenschappelijke problemen waarbij grootschalig rekenen nodig is. Bij het fundamentele onderzoek gaat het om het ontwikkelen van methoden en technieken voor combinatorische bewerkingen en rekenmodellen van complexe wetenschappelijke fenomenen.

Meerdere disciplines

Om in Computational Science successen te boeken, kunnen onderzoeksteams het beste bestaan uit wetenschappers uit verschillende disciplines. De wiskundigen en informatici in het team kunnen dan de problemen oppakken die worden opgeworpen door fysici, astronomen, chemici en biologen, die zich bezighouden met complexe natuurlijke systemen. En omgekeerd kunnen degenen die zich met de natuurlijke systemen bezighouden direct de nieuwe methoden van de wiskundigen en informatici benutten.

Plankton, turbulentie, scheuren

Deze aanpak is gevolgd in het programma en heeft geleid tot succesvolle projecten. Enkele voorbeelden:

  • De hoeveelheid plankton rond Hawaï varieert elk jaar. Dat was gebleken uit nauwkeurige metingen. Om de oorzaak van die variatie te begrijpen, was het nodig om computersimulaties te maken. Hiervoor is in een onderzoeksproject nieuwe wiskunde ontwikkeld. De biologen uit het onderzoeksteam ontdekten dankzij deze nieuwe wiskunde dat opwarming van de bovenste lagen van de oceaan ingrijpende gevolgen heeft voor het transport van voedingsstoffen in de oceaan. Hun publicatie verscheen in Nature;
  • Fysici wilden turbulenties en dispersie betrekken in hun berekeningen van stromingen in vloeistoffen en gassen. Dat is belangrijk voor bijvoorbeeld onderzoek van verbrandingsprocessen rond een vlam of verspreiding van vervuiling in oceanen. In het Computational Science-project SMARTER is de local defect correction methode ontwikkeld. Dankzij die methode verlopen de computerberekeningen die nodig zijn voor de complexe berekeningen van stromingen, veel efficiënter;
  • Fysici willen het ontstaan en het verloop van scheuren en breuken in materialen op macroscopische schaal begrijpen vanuit de theorie van defecten op atomair niveau. Om een verband te leggen tussen berekeningen op macro-niveau en atomair niveau zijn nieuwe rekenmethodes ontwikkeld.

 

Programma afgesloten

Het programma Computational Science is in 2006 afgerond. Aan de onderzoeksprojecten is in totaal 3,8 mln euro toegekend.

Documenten