Томас Вейланд
Томас Вейланд (родился 24 октября 1951 года в Ригельсберге , Саар , Германия) [ 1 ] немецкий физик , инженер и предприниматель . Он является профессором электротехники и на протяжении многих лет возглавлял Институт теории электромагнитного поля на кафедре электротехники и информационных технологий Технического университета Дармштадта . В 1988 году Вейланд был удостоен премии Готфрида Вильгельма Лейбница . [ 2 ] В 2012 году он также был назначен IEEE научным сотрудником за разработку метода конечной интеграции и влияние соответствующего программного обеспечения на электромагнитную технику. [ 3 ]
Жизнь и работа
[ редактировать ]Обучение
[ редактировать ]С 1961 по 1970 год Томас Вейланд посещал гимназию Людвига в Саарбрюккене . [ 4 ] Его жажда исследований проявилась здесь рано, когда он, еще будучи студентом, получил шесть премий по математике и физике на уровне штата и страны. Это также включало несколько успешных участия в программе Jugend forscht , которая уже была очень популярна в то время. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] После принятия в программу спонсорства обучения Фонда Фридриха Эберта Вейланд с 1970 года учился в Высшей технической школе Дармштадта (TH Darmstadt). В 1975 году он окончил ее с дипломом в области теоретической электротехники . [ 4 ]
Научная карьера
[ редактировать ]Будучи научным сотрудником кафедры основ электротехники , Томас Вейланд оставался верным TH Darmstadt в течение следующих четырех лет после получения диплома. Тем временем там в 1977 году ему также была присуждена докторская степень по инженерным наукам. В 1979 году он наконец присоединился к теоретической группе в лаборатории частиц ЦЕРН в Швейцарии в качестве научного сотрудника. С 1981 года он работал научным сотрудником в исследовательском центре DESY в Гамбурге и возглавлял там группу по электромагнитным полям с 1982 по 1989 год. [ 1 ] Параллельно он возглавлял исследовательскую группу ускорителей Уэйкфилда и здесь ему удалось в конечном итоге доказать преобразование кильватерного поля, которое ранее было изобретено им самим и Г.А. Воссом, с помощью своего эксперимента с кильватерным полем в 1987 году. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Также в этот период Вейланд получил степень доктора экспериментальной физики в Гамбургском университете (1984). [ 1 ]
Кроме того, в первой половине 1980-х годов Вейланд несколько раз был приглашенным учёным в научных учреждениях США и Японии, в том числе в Стэнфордском университете . Впоследствии он отклонил несколько предложений о профессорских должностях в Техасе и Берлине и, наконец, в 1989 году занял должность заведующего кафедрой теории электромагнитного поля в TH Darmstadt (позже переименованном в TU Darmstadt) – эту должность он занимал до 2017 года. В 1994 и 1997 годах он провел два творческих отпуска в Стэнфордском университете и Университете Виктории . [ 4 ]
Начиная с 2000 года Вейланд вместе с несколькими другими профессорами Дармштадтского технического университета выдвинул комплексную инициативу в области вычислительной инженерии . [ 11 ] С 2003 по 2006 год он был председателем совета директоров Центра вычислительных инженерных исследований, вновь созданного годом ранее. [ 1 ] основание Высшей школы вычислительной инженерии (Высшая школа CE). В 2007 году в рамках Инициативы передового опыта федерального правительства Германии и правительств земель последовало [ 11 ] [ 12 ]
За время своей работы в качестве профессора и руководителя своего института в Дармштадтском техническом университете Томас Вейланд помог более 100 докторантам получить успешную докторскую степень. В свою очередь, из круга таких вышло десять профессорских должностей. Вместе со своими сотрудниками Вейланд опубликовал почти 1400 научных публикаций. [ 13 ]
Научная работа
[ редактировать ]Научная сфера деятельности Томаса Вейланда в области теоретической электротехники сложна. Его основными компетенциями являются исследования и дальнейшая разработка методов расчета численных электромагнитных полей и их электромагнитного взаимодействия или электромагнитной совместимости , физика ускорителей , вычислительная инженерия (компьютерное моделирование, симуляция, анализ и оптимизация), анализ и моделирование во временной области , а также а также методы мультифизического моделирования и решения проблем .
Вейланд уже занимался численными расчетами электромагнитных полей во время своей докторской диссертации. Это было сделано не только для того, чтобы построить свою собственную карьеру. В частности, несколько лет спустя это должно произвести революцию в общем подходе к созданию прототипов в электротехнике и оказать на него длительное влияние по сей день. Центральное место в расчетах и научных работах Вейланда занимает разработка теории конечного интегрирования (FIT). Впервые он представил это в 1977 году как последовательную формулировку дискретного представления основных электромагнитных уравнений Максвелла на пространственных сетках. Теория конечной интеграции (также известная как метод конечной интеграции) формирует физико-математическую основу программ моделирования, которые в настоящее время практически незаменимы при разработке широкого спектра технологических продуктов, таких как мобильные телефоны . [ 14 ] [ 15 ]
Предпринимательство и экономическое значение
[ редактировать ]Чтобы иметь возможность использовать результаты своих фундаментальных электромагнитных исследований для конкретных технических разработок , Томас Вейланд в 1985 году начал объединять свои научные открытия в отношении FIT в новом типе программного обеспечения: MAFIA ( уравнения Максвелла , разработанные конечной интеграции , , Алгоритм ), система САПР подготовленная в результате международного сотрудничества DESY, KFA Jülich и LANL которая была инициативно создана Вейланда быстро оказалась новаторской. Это позволило моделировать и симулировать электромагнитные поля и их взаимодействия в трехмерном , автоматическом и настолько реалистичном виде на компьютере, что трудоемкие эксперименты или испытания во время создания прототипа стали в значительной степени излишними. [ 16 ] [ 17 ] [ 15 ]
Для непрерывного развития и беспрепятственного коммерческого распространения своего программного обеспечения Вейланд основал Computer Simulation Technology GmbH (CST). в 1992 году CST GmbH быстро стала лидером мирового рынка в секторе моделирования электромагнитных полей во временной области с офисами в 16 странах. В 1998 году усовершенствованные теперь алгоритмы программного обеспечения MAFIA были повторно встроены в его преемника CST Microwave Studio, а в 2005 году снова в популярный в настоящее время программный пакет CST Studio Suite . По всему миру тысячи ведущих компаний в различных отраслях (таких как Bosch Group , Airbus Defence & Space или Dentsply Sirona ) используют это программное обеспечение, основанное на методе конечной интеграции. Это связано с тем, что с его помощью они могут значительно сократить усилия и затраты на разработку, а также время вывода на рынок новых продуктов. [ 15 ] [ 18 ] [ 19 ]
В 2008 году CST GmbH была преобразована в Aktiengesellschaft , в которой Вейланд исполнял обязанности председателя наблюдательного совета до 2016 года. [ 20 ] В четвертом квартале 2016 года CST AG стала частью Dassault Systèmes SE и, таким образом, была интегрирована во вторую по величине группу разработчиков программного обеспечения в Европе после SAP . В Dassault Systèmes интеграция решений CST в существующие приложения САПР рассматривается как перспективная возможность установить новый отраслевой стандарт: для мультифизического и многомасштабного моделирования автономных транспортных средств , объединенных в сеть зданий, медицинского оборудования, носимых электронных устройств , умных часов и умного текстиля. а также многие другие объекты Интернета вещей . [ 19 ]
Кроме того, в 2014 году Вейланд вместе с другими акционерами основал компанию Advanced Computational Engineering GmbH (ACE) . ACE консультирует компании по вопросам применения методов вычислительной инженерии, а также по разработке соответствующих проектов и подготовке исследований. [ 21 ] [ 22 ] С 2017 года он является председателем наблюдательного совета компании ALCAN Systems GmbH, которая занимается разработкой жидкокристаллических плоских интеллектуальных антенн . [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]
Социальная ответственность и Фонд Томаса Вейланда
[ редактировать ]Сам Вейланд хорошо осознает важность Дармштадтского технического университета (бывшего TH Darmstadt) с точки зрения его научной и предпринимательской карьеры. Он рассматривает его как место автономии и гибкости, которое дает ученым исключительную степень свободы как в преподавании, так и в исследованиях – и которому, по его собственным словам, он хотел бы соответственно «что-то вернуть». [ 26 ] [ 18 ] Учитывая это, после продажи CST AG в 2016 году он предоставил университету сумму на новое здание. [ 27 ]
Предоставление молодым людям возможности учиться и поддержка студентов университетов, соответственно, также являются его особой заботой. Поэтому Фонд Томаса Вейланда, который он основал в 2014 году, вознаграждает за отличные школьные и учебные достижения. В настоящее время он поддерживает около 50 студентов бакалавриата и магистратуры (и около 20 новых студентов каждый год) стипендией, которая в значительной степени покрывает расходы на проживание на протяжении всего обучения. В 2021 году создана дополнительная линия финансирования для лауреатов премии Jugend forscht . [ 28 ] [ 29 ]
Награды и почести
[ редактировать ]- Премия по физике Немецкого физического общества , 1986 г.
- Премия USPAS за достижения в области физики и технологий ускорителей , Школа ускорителей элементарных частиц США, 1986 г.
- Премия Готфрида Вильгельма Лейбница , Немецкий исследовательский фонд , 1988 г.
- В 1992 г. стал действительным членом Академии наук и литературы Майнца .
- Премия Макса Планка за исследования, Общество Макса Планка , 1995 г.
- Премия Филипа Морриса за исследования, Фонд Филип Моррис, 1997 г.
- Назначен почетным профессором Университета Тунцзи , Шанхай, 2004 г.
- Повышен до звания члена IEEE , 2012 г.
- В 2014 г. стал полноправным членом Немецкой академии наук и техники (acatech) .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Профессор, доктор технических наук. Томас Вейланд в Техническом университете Дармштадта
- Веб-сайт Фонда Томаса Вейланда
- Метод конечного интегрирования
- Список публикаций Томаса Вейланда
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д «Члены Академии и Молодой Академии | Профессор, доктор технических наук Томас Вейланд» . Академия наук и литературы Майнца (на немецком языке) . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ «Список награжденных премией Готфрида Вильгельма Лейбница» (PDF) . Немецкий исследовательский фонд (DFG) (на немецком языке) . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ «Новости Общества МТТ: Новые члены» (PDF) . Журнал IEEE Microwave . 13 (2). ИИЭР: 94–95. 12 марта 2012 г. doi : 10.1109/MMM.2011.2181670 . ISSN 1557-9581 . Получено 21 июня 2023 г. - через IEEEXplore.
- ^ Перейти обратно: а б с «Сотрудники TEMF | Профессор, доктор технических наук Томас Вейланд» . Институт ускорительной науки и электромагнитных полей (ТЕМФ) . Технический университет Дармштадта . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ «Электронное шифрование и расшифровка звукомодулированной радиочастоты как носителя сигнала» . молодежные исследования | База данных проекта (на немецком языке). Молодежный исследовательский фонд В. 1968 год . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ «Математически-электронная шифровальная система для секретной передачи сообщений» . молодежные исследования | База данных проекта (на немецком языке). Молодежный исследовательский фонд В. 1969 . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ «Разработка и изготовление дешевого прецизионного частотомера и схемы автоматического осциллографа» . молодежные исследования | База данных проекта (на немецком языке). Молодежный исследовательский фонд В. 1970 год . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ Восс, Джорджия и Вейланд, Т. (апрель 1982 г.). «Ускорение частиц кильватерными полями» [Внутренний отчет № М-82-10, неопубликовано]. Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) , Гамбург, Германия: стр. 1-21. База данных публикаций DESY , получено 27 июня 2023 г.
- ^ Восс, Джорджия и Вейланд, Т. (1982). «Механизм ускорения кильватерного поля» [Доклад конференции]. Материалы тематического совещания ECFA-RAL: Проблема сверхвысоких энергий , приглашено. Оксфорд, Англия, 27–30 сентября 1982 г.: стр. 287–308. Технические публикации Fermilab , получено 27 июня 2023 г.
- ^ Бяловонс, В., Бремер Х.Д., Декер, Ф.Дж., Левин, ХК, Восс, Г.А., Шютт, П., Вейланд, Т. и Сяо К. (1987). «Эксперимент с трансформатором кильватерного поля в DESY» [Доклад конференции] . ECFA - CAS/CERN - IN2P3 - IRF/CEA - Семинар EPS по новым разработкам в методах ускорения частиц [отчет конференции, 12 октября 1987 г.]. С. Тернер (ред.). Том. 1. Орсе, Франция, 29 июня – 4 июля 1987 г.: стр. 298-307 . Сервер документов ЦЕРН , получено 27 июня 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б «GSC 233: Высшая школа вычислительной инженерии» . GEPRIS – Проекты, финансируемые DFG . Немецкая исследовательская ассоциация . Проверено 22 июня 2023 г.
- ^ «Аспирантура-CE» . Вычислительная инженерия в Техническом университете Дармштадта . Проверено 22 июня 2023 г.
- ^ «Публикации — Томас Вейланд» . ТУбиблио . Технический университет Дармштадта . Проверено 22 июня 2023 г.
- ^ Вейланд, Томас. «Дискретизационная модель решения уравнений Максвелла для шестикомпонентных полей » (1977) . Международный журнал электроники и коммуникаций (бывший AEÜ — Архив электроники и технологий передачи ). Хирзель. Том 31, выпуск 3: стр. 116–120. ISSN 1434-8411
- ^ Перейти обратно: а б с Джонстон, Хэмиш (26 мая 2009 г.). «Электромагнитное программное обеспечение ускоряется вперед» . Мир физики . Издательство ИОП . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ Вейланд, Томас (1985). «Компьютерное моделирование двух- и трехмерных полостей» [Доклад конференции]. 11-я конференция по ускорителям частиц: ускорительная техника и технологии. Ванкувер, Канада, 13–16 мая 1985 г.: стр. 1–5. База данных публикаций DESY , получено 27 июня 2023 г.
- ^ Клатт, Р., Кравчик, Ф., Новендер, В.Р., Палм, К. и Вейланд, Т. [ДЕСИ], Штеффен, Б. [Kernforschungsanlage Jülich], Бартс, Т., Броуман, М.Дж., Купер, Р. , Моттерсхед, Коннектикут, Роденц, С.Г. [Национальная лаборатория Лос-Аламоса] (1986). «MAFIA - трехмерная электромагнитная CAD-система для магнитов, радиочастотных структур и расчетов переходного кильватерного поля» [Доклад конференции]. 13-я Международная конференция по линейным ускорителям, Стэнфорд, США, 2–6 января 1986 г.: стр. 14–16: База данных публикаций DESY , получено 27 июня 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Людвиг, Астрид (17 июля 2018 г.). «Миллионы пожертвованы в знак благодарности за академическую свободу». Frankfurter Allgemeine Zeitung (на немецком языке) (163): 32. ISSN 0174-4909 .
- ^ Перейти обратно: а б «Dassault Systèmes завершает приобретение CST» . Деловой провод . 3 октября 2016 г. Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ «Firmenbekanntmachungen | CST — Computer Simulation Technology GmbH, Дармштадт» . Северные данные (на немецком языке) . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ «Firmenbekanntmachungen | ACE — Advanced Computational Engineering GmbH» . Северные данные (на немецком языке) . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ "ACE GmbH - О компании" . ace-gmbh.biz . Проверено 30 июня 2023 г.
- ^ «Объявления компании | ALCAN Systems GmbH, Дармштадт» . Северные данные (на немецком языке) . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ «ALCAN Systems | О компании - Члены правления» . АЛКАН Системс . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ «ALCAN, компания по производству умных антенн» . Системы АЛКАН . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ Томас Вейланд в своем заключительном слове по поводу чествования новых стипендиатов в Доме Георга Кристофа Лихтенберга в Дармштадте 9 июля 2022 г. [неопубликовано].
- ^ «ТУ Дармштадта получает новое здание института» . МИР (на немецком языке). 19 декабря 2016 года . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ «Фонд Томаса Вейланда» . ТУ Дармштадта – Фонд Томаса Вейланда . Проверено 27 июня 2023 г.
- ^ Засс, Карл Ульрих (21 апреля 2022 г.). «Стипендии для ярких умов и молодых исследователей: Фонд Томаса Вейланда расширяет предложение стипендий» . TU Darmstadt — Архив новостей (на немецком языке) . Проверено 27 июня 2023 г.