Wiskundigen lossen problemen voor de industrie in een weekje op /reageer

Wiskundigen lossen problemen voor de industrie in een weekje op

Is het haalbaar een berg van 2000 meter te bouwen in Nederland? Hoe moet het energienet van de nabije toekomst eruit zien? Hoe voorkom je rimpels in staalrollen? In deze en andere vragen van bedrijven heeft een team van bijna 80 wiskundigen uit Nederland en buitenland zich vastgebeten voor de jaarlijkse bijeenkomst van de Studiegroep Wiskunde met de Industrie (SWI), een initiatief van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e).

Die berg komt er

Het berekenen van de haalbaarheid van een Nederlandse berg werd ingediend door ingenieursbureau Bartels Engineering in overleg met initiatiefnemer Thijs Zonneveld. De sportjournalist én oud-wielrenner opperde vorig jaar het idee van de berg. De reacties vanuit het publiek en vanuit de wereld van ingenieurs, ontwerpers en bouwers waren zo positief dat een groep van ongeveer tachtig professionals ermee aan de slag is gegaan.

De berg kan er komen, is de conclusie van de groep die het probleem aanpakte. Maar het is een kostbare droom. De wiskundigen berekenden onder andere dat energieopwekking met windturbines op zo’n hoogte een zes- tot tienmaal hogere opbrengst kan geven. De vorm die de meeste ongewenste effecten zoals aardbevingen, verzakkingen en windstromingen voorkomt, is een holle schelp die in lagen gebouwd wordt. De Noordzee of de Flevopolder is de meest geschikte locatie voor de berg.

Thuis elektrische auto’s opladen

De Eindhovense beheerder van het gas- en elektriciteitsnet Endinet had een vraag over een energienet dat geschikt is voor de nabije toekomst. Daarin zullen consumenten elektrische auto’s thuis opladen en opgewekte energie van zonnepanelen op het eigen dak aan het net willen terugleveren. De wiskundigen berekenden op verrassende wijze de consequenties voor stroom en spanning in het net.

Dit deden ze door een wiskundig model te maken van het elektriciteitsnetwerk van een kleine wijk in Eindhoven. Met dit model zijn een aantal realistische gebruiksscenario’s doorgerekend waardoor Endinet nu een beeld heeft gekregen onder welke omstandigheden het huidige netwerk en varianten daarop bestand zijn tegen de nieuwe ontwikkelingen.

Rimpelloze staalrollen

Tata Steel (voormalig Hoogovens) wil graag dat beschadigingen aan staalrollen tijdig herkend worden. Bij het walsen van grote plakken staal tot dunne staalrollen kunnen bij het afknippen rimpels ontstaan. Als resultaat van SWI 2012 heeft Tata Steel nu een eenvoudig te implementeren, snel algoritme waarmee op een geautomatiseerde manier camerabeelden van staalplaten onderzocht kunnen worden op specifieke defecten. Dit leidt tot een efficiënt gebruik van grondstoffen en een langere levensduur van de walsen. Het model is door Tata Steel meteen toe te passen.

Gecompliceerde LED-verlichting

Philips Lighting zoekt een manier om lichtverlies bij het ontwerpen van gecompliceerde LED-lampen in bijvoorbeeld autolampen of straatverlichting sneller door te rekenen dan de huidige technieken kunnen. De nieuwe generatie lampen moeten energiezuinig zijn en tegelijkertijd voldoen aan complexe verlichtingseisen. Met dank aan SWI kan Philips Lighting aan de slag met een aantal expliciete basisvormen voor optische systemen.

Uitgeputte batterijen

Thales wil een zo groot mogelijke levensduur van mobiele netwerken die gebruikt worden bij reddingswerkzaamheden. Brandweermannen en ambulancebroeders mogen geen last hebben van batterijen die uitgeput zijn. De wiskundigen hebben het huidige netwerkprotocol van Thales doorgelicht om een duidelijk beeld te krijgen van de prestaties hiervan in verschillende situaties. Ook is een nieuw type protocol bedacht dat duidelijk beter presteert.

Zware golven

MARIN (Maritime Research Institute Netherlands) bracht een probleem in over het ontwerpen van off-shore productieplatforms. Zulke platforms opereren op zee onder zware omstandigheden en moeten 20 tot 30 jaar meegaan. Bij het ontwerpen ervan wordt zo goed mogelijk rekening gehouden met de mechanische invloed van te verwachten golven. In de praktijk blijken echter andere golven op te treden.

MARIN wil graag meetgegevens over werkelijk opgetreden golven kunnen gebruiken om goede inschattingen te maken van de levensduur en veiligheid van platform. Als dat niet goed gebeurt, kunnen er ongelukken gebeuren zoals het recent breken van een Russisch boorplatform. Voor MARIN ontwikkelden de wiskundigen drie methoden om de beschikbare meetgegevens van golven te gebruiken om de werkelijke belasting van de productieplatforms te bepalen en die te vergelijken met de bij het ontwerp gebruikte gegevens.

Over SWI

De SWI is een jaarlijks terugkerend evenement waarmee al tientallen jaren veel succes is geboekt in diverse landen. Het is een laagdrempelige mogelijkheid voor bedrijven om wiskundigen met verschillende achtergronden een week lang te laten werken aan problemen waar het bedrijf zelf geen bevredigende oplossing voor heeft of waarbij nieuwe ideeën nodig zijn om verder te komen.

Voor de SWI 2012 is gewerkt aan MRI-scanners, aan broeikassen en aan optiemodellen, maar ook aan kogelvrije vesten, de stabiliteit van een oude kerk, en de beste vorm voor kampeertentjes. Doordat de teams zorgvuldig worden samengesteld en er gedurende de week fulltime aan de proble-men wordt gewerkt, is er voldoende tijd om innovatieve ideeën te ontwikkelen en de meest veelbelovende ideeën ook gedeeltelijk uit te werken.

Reageren via Facebook

Reacties

Over Redactie Sync

Sync.nl publiceert artikelen en nieuwsberichten over de toenemende invloed van wetenschap en technologie op de business. Ideeën voor artikelen? Meeschrijven? Laat het ons weten via redactie@sync.nl.