Stefan Pirker erhält den CDG-Preis für die Erforschung partikulärer Strömungen – Grundlagenforschung vom Hochofen zur Aerosolverbreitung

Bereits zum zweiten Mal zeichnet der CDG-Preis für Forschung und Innovation aktive oder ehemalige Leiter/innen von CD-Labors aus, die den Grundgedanken der Christian Doppler Forschungsgesellschaft herausragend umsetzen konnten: Hervorragende Erkenntnisse in der anwendungsorientierten Grundlagenforschung, und darauf basierend die Stärkung der Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmenspartner. Damit zeigen sie auch die hohe Bedeutung von CD-Labors für die langfristige Sicherung des Forschungs- und Wirtschaftsstandortes Österreich.

Dieses Jahr erhält der Forscher Stefan Pirker den Preis für die Erforschung partikulärer Strömungen. Mit dem CD-Labor für Modellierung partikulärer Strömungen war Stefan Pirker mit seinen Unternehmenspartnern im Jahr 2009 zur richtigen Zeit am richtigen Thema: Neue Methoden aus Big Data und KI wurden in ein physikalisches Grundgerüst integriert. Mit diesen extrem effizienten Daten-assistierten Verfahren können komplexe Partikelströmungen nun sogar in Echtzeit berechnet werden. Ein Paradigmenwechsel, der komplett neue Möglichkeiten der Digitalisierung eröffnet.

„Gratulation an Stefan Pirker! Gemeinsam mit seinen Unternehmenspartnern forscht er an Themen am Puls der Zeit. Unsere CD-Labors bringen Wissenschaft und Wirtschaft so zusammen, dass beide Seiten daraus Nutzen ziehen. Wir können auf die Innovationskraft unserer Unternehmen vertrauen und auf das Wissen und Können unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bauen. Die Förderung von langfristig angelegten Kooperationen von Wirtschaft und Wissenschaft leistet einen wichtigen Beitrag auf dem Weg zum internationalen Innovation Leader und stärkt den Wirtschaftsstandort Österreich. Jeden Euro, den wir in Innovation investieren, löst einen langfristigen BIP-Zuwachs von bis zu sechs Euro aus. Anhand der unzähligen Innovationen ‚made in Austria‘ sieht man den Erfolg unser Unternehmen und der Forschungsförderung“, betont Wirtschafts- und Forschungsministerin Margarete Schramböck.

Auch Martin Gerzabek, Präsident der Christian Doppler Forschungsgesellschaft gratuliert dem Preisträger:
„Grundlagenforschung ist die Basis für Innovation, sie erweitert die Wissensbasis, ermöglicht unerwartete Fortschritte und schafft dauerhafte Wettbewerbsvorteile. Darum ist unser Modell so wichtig, es stärkt den Wissenschafts- und den Wirtschaftsstandort Österreich gleichzeitig.“

Meinhard Lukas, Rektor der Johannes Kepler Universität Linz erläutert die Bedeutung von CD-Labors für Universitäten: „Christian Doppler Labors sind keine akademischen Blasen, sondern die Quintessenz dessen, wofür die Johannes Kepler Universität Linz steht: enge Zusammenarbeit mit Unternehmen, die Zusammenführung von Theorie und Praxis und die fachübergreifende Synergie von Know-how. Das sind die Stärken der JKU und essenzielle Tugenden, um auf dem globalisierten Weltmarkt zu bestehen. CD-Labors ermöglichen genau das und sind deshalb so wichtig für Forschung, Wirtschaft und damit für die Gesellschaft als Ganzes.“

Hintergründe zum Forschungsgebiet

Ob Erz-Brocken im Hochofen, Polymer-Partikel in chemischen Anlagen oder Aerosole, die sich in der Luft verbreiten: Das Partikelverhalten ist von immanenter Bedeutung und gleichzeitig schwer vorhersagbar. Eine Unzahl von Partikeln interagiert untereinander ebenso wie mit umgebenden Gasen oder Flüssigkeiten – um das beschreiben zu können, muss man erstens die Physik verstehen und zweitens einen effizienten Rechenweg finden. Und daran forschen Wissenschaftler/innen und Unternehmen auf der ganzen Welt. Denn nur so können partikuläre Prozesse effizienter gestaltet werden.

Internationale Erfolge des CD-Labors

Erklärtes Ziel des CD-Labors sind nicht kurzfristiges Problemlösen sondern mittel- und langfristige Erkenntnisgewinne, wobei die Erkenntnisse aus dem CD-Labor von Stefan Pirker von vielen international führenden Forschungsgruppen aus den verschiedensten Bereichen nachgefragt sind. Von Anfang an stellte Pirker daher seine methodischen Entwicklungen mit Hilfe einer open-source Plattform der wissenschaftlichen Community frei zur Verfügung. „Egal, auf welchem Kontinent: Unsere Programme werden von dutzenden Unis und Forschungszentren benutzt. Die NASA untersucht damit die Fortbewegung des Marsroboters Curiosity, in Florida werden Geschiebeströmungen im Meer berechnet – mit den Rückmeldungen aus diesen breit gefächerten Anwendungen können wir unsere Methoden kontinuierlich verbessern – zusätzlich entstehen dabei immer wieder interessante Forschungskooperationen“, erläutert Laborleiter Pirker den Nutzen dieses open-source Modells.

Und COVID-19?

Auch wenn sie winzig sind, Aerosole sind Partikel und auch sie bewegen sich durch die Luft. Die Modelle und Methoden aus dem CD-Labor lassen sich also auch auf die Verbreitung des Coronavirus anwenden. Noch spannender wird die Berechnung, wenn die Menschen, die die Aerosole ausatmen, und jene, die diese Aerosole nicht einatmen sollen, sich ebenfalls bewegen. In einem aktuellen Forschungsprojekt mit der Universität Utrecht in den Niederlanden wird an der Modellierung der Virusverbreitung bei sich bewegenden Fußgängerströmen gearbeitet. Ziel ist es, die Besucherlenkung bei Großevents so zu gestalten, dass die Wahrscheinlichkeit von Infektionen gering bleibt.

Erkenntnisgewinn der Unternehmenspartner

„In einem CD-Labor begeben sich akademische und industrielle Forscher/innen auf eine gemeinsame Forschungsreise. Beide wollen Bestehendes besser verstehen und Neues entdecken“. Mit diesem Credo beschreibt Laborleiter Pirker die enge Vernetzung von Industrie und Wissenschaft als zentralen Pfeiler seines Forschungserfolgs. Und bei Partikel-basierten Prozessen gab und gibt es viel zu verstehen und entdecken.

Ob Verklumpungen in der Kunststoffherstellung bei Borealis oder Brückenbildungen im Hochofen bei der voestalpine Stahl GmbH – mit einem besseren Verständnis der zugrundeliegenden Partikelströmung können solche unerwünschten Betriebszustände verhindert und damit teure Anlagen-Stillstände vermieden werden. Bei voestalpine Stahl Donawitz GmbH konnte basierend auf einem hybriden Ansatz von Simulationen, Messungen und komplexer Datenanalysen sogar ein echtzeitfähiges Vorhersagemodell für solche Störfälle entwickelt werden. Schnelle Datenassistierte Simulationen sind auch ein Schwerpunkt der Kooperationen mit RHI Magnesita und Primetals Technologies und schlussendlich wurde in Zusammenarbeit mit Plansee die Rieselfähigkeit von Metallpulvern untersucht und verbessert.

Über CD-Labors

In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf Exzellenzniveau betrieben, hervorragende Wissenschaftler/innen kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemein-sam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort (BMDW).

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