MV impact cases

2020

Tobias Gebäck: Gesualdo – simulering av masstransport i mjuka porösa material

Globalt mål 12Globalt mål 9Globalt mål 6I många industriella tillämpningar inom till exempel läkemedels-, livsmedels-, förpackningsindustri och hygienprodukter är det av stor vikt att utveckla material med kontrollerade egenskaper för transport av molekyler och vätskor. Ett sätt att underlätta denna utveckling, till exempel i omställningen till hållbara biobaserade material, är att använda datorsimuleringar. Dock ställer de komplicerade materialstrukturerna höga krav på beräkningsprogramvaran och kan inte hanteras av flera populära kommersiella programvaror. På Institutionen för matematiska vetenskaper har inom forskningscentret SuMo Biomaterials och i Vinnova-projektet CoSiMa utvecklats ett beräkningsverktyg kallat Gesualdo som använder lattice Boltzmann-metoden för att beräkna mass-transport genom diffusion och en- och två-fasflöden i porösa material.
Utvecklingen av nya randvillkor och modeller för lattice Boltzmann-metoden, som implementerats i Gesualdo, möjliggör effektiva beräkningar av transportparametrar som permeabilitet, mättnadsgrad och effektiv diffusionskonstant för material med mycket komplicerad por-geometri. Dessa parametrar kan i sin tur användas i multiskal-beräkningar av transportegenskaper hos hela material. Ytterligare effekter som variabel solubilitet och adsorption på ytor kan också tas hänsyn till. Impact award
Genom samarbeten inom centret har riktiga materialgeometrier avbildats i 3D genom olika mikroskopitekniker och simuleringar av både flöde och diffusion, och kombinationer därav, har utförts i dessa med Gesualdo. Undersökningar av samband mellan materialstruktur och transportegenskaper har också genomförts. Gesualdo har också försetts med ett användarvänligt grafiskt användargränssnitt och används idag av flera industriella partners från SuMo Biomaterials i utvecklingen av de egna materialen och deras transportegenskaper. 

Projektet tilldelades Chalmers pris för genomslag i samhället 2020 >>

2019

Petter Mostad: Statistisk analys av Rättsmedicinalverkets åldersbedömning

Globalt mål 16Globalt mål 4Globalt mål 3Bedömning av om en person är över eller under 18 år baserat på medicinska observationer, så kallad medicinsk åldersbedömning, är möjlig i viss mån men det finns generellt en stor osäkerhet i samband med resultatet. Petter Mostad har under flera år arbetat med att kvantifiera denna osäkerhet, som ju beror på vilka medicinska observationer som görs, och hur man sen drar slutsatser baserat på dessa. Tillsammans med Fredrik Tamsen, tidigare rättsläkare vid Rättsmedicinalverket (RMV), har Petter Mostad genom modern stokastisk modellering undersökt de statistiska egenskaperna för RMV:s procedur, med resultat publicerat i International Journal of Legal Medicine. Artikeln, som är den enda med peer review som publicerats om RMV:s metod, visar en rad felaktigheter i de påståenden som RMV gjort om sin procedur. Till exempel är sannolikheten för barn att bli klassificerade som vuxna mycket högre än vad RMV har framhållit. RMV:s procedur, och de uttalanden som gjorts av dess företrädare vid RMV, har kritiserats av en lång rad experter och instanser, som Statens medicinsk-etiska råd och Svenska Läkaresällskapet. I april 2019 rapporterade SvD att regeringen ska tillsätta en oberoende granskning av RMV:s procedur.

Holger Rootzén: Extremvärdesstatistik: skydd mot översvämningsrisker, förståelse av mänskligt åldrande

Ännu extremare väderhändelser – våldsamma regnmängder, översvämningar, jordskred – är fruktade konsekvenser av klimatförändringar. Människor som levt extremt länge, som Jeanne Calment som blev 122 år och 164 dagar gammal, ger viktig information om åldrandets biologi och framtida samhällsutveckling. De tilldrar sig också stor uppmärksamhet i media.

Globalt mål 11Hur ska man bäst beräkna riskerna för extremt väder för att kunna skydda sig mot dem? Hur kan man förstå data om mänskligt åldrande och därmed bidra till samhällsplanering och arbete med att bota åldrande? På Matematiska vetenskaper forskar vi inom extremvärdesstatistiken för att ge svar på dessa och många andra frågor: epidemirisker, biverkningar av mediciner, finansiella risker, trafikolyckor ...

Globalt mål 13Kristianstad kommun strider med länsstyrelsen om nybyggnad ut vid Helgeån, och Länsförsäkringar signalerar att de kanske inte kommer att försäkra i områden med stor översvämningsrisk. Vi deltar som experter i SMHI:s och MSB:s arbete med översvämningsrisker vid hela Sveriges kust, och därmed med att ge en vetenskaplig grund för sådana extremt stora och långsiktiga ekonomiska beslut i hela Sverige. Vi utvecklar också nya metoder att sätta standards/normer i en värld där klimatet ändrar sig.

Globalt mål 3Dödligheten ökar när vi blir äldre. Men ytterst förvånande indikerar vår forskning att ökningen stannar upp vid omkring 108 års ålder, och att det efter den åldern inte verkar vara någon skillnad i dödlighet mellan kvinnor och män, eller mellan människor i Japan eller USA eller Europa. Våra resultat har fått stor uppmärksamhet i tidningar, radio och TV.

2018

Anders Logg: FEniCS Project

Globalt mål 9The FEniCS Project was initiated in 2003 as a research collaboration between Chalmers and the University of Chicago. Since then it has developed into a leading open-source project for the solution of partial differential equations by finite element methods. FEniCS is used daily by researchers and engineers worldwide to solve challenging scientific and industrial problems, as evidenced by the large and growing number of citations and downloads. FEniCS has also been documented in a couple of highly cited books that guide new users to programming, mathematical modelling and high-performance simulation.
https://fenicsproject.org/

Olle Häggström: GoCAS-programmet Existential Risk to Humanity

Globalt mål 17Under hösten 2017 drevs ett tvåmånaders gästforskarprogram rubricerat Existential Risk to Humanity, lokaliserat på MV-institutionen och inom ramen för det för Chalmers och Göteborgs universitet gemensamma Gothenburg Chair Programme for Advanced Studies (GoCAS). Ett 30-tal särskilt inbjudna forskare deltog, med Anders Sandberg från Future of Humanity Institute vid Oxfords universitet som vetenskaplig ledare, och Olle Häggström vid MV-institutionen som lokal organisatör. Progr​ammet fick stor mediauppmärksamhet, bland annat i Dagens Nyheter, Sveriges Radio och BBC.
Programsidor Existential Risk to Humanity >>

2017

Tobias Gebäck: GESUALDO – simuleringar av masstransport i mjuka porösa material

Globalt mål 17Globalt mål 9I många industriella tillämpningar inom till exempel läkemedels-, livsmedels-, förpackningsindustri och hygienprodukter är det av stor vikt att utveckla material med kontrollerade egenskaper för transport av molekyler och vätskor. Ett sätt att underlätta denna utveckling, till exempel i omställningen till hållbara biobaserade material, är att använda datorsimuleringar. Dock ställer de komplicerade materialstrukturerna höga krav på beräkningsprogramvaran och kan inte hanteras av flera populära kommersiella programvaror.

På Institutionen för matematiska vetenskaper har inom forskningscentret SuMo Biomaterials utvecklats ett beräkningsverktyg kallat Gesualdo som använder lattice Boltzmann-metoden för att beräkna mass-transport genom flöde och diffusion i mjuka porösa material. Utvecklingen av nya randvillkor för lattice Boltzmann-metoden, som implementerats i Gesualdo, möjliggör effektiva beräkningar av transportparametrar som permeabilitet och effektiv diffusionskonstant för material med mycket komplicerad por-geometri. Dessa parametrar kan i sin tur användas i multiskal-beräkningar av transportegenskaper hos hela material. Ytterligare effekter som variabel solubilitet och ytinteraktioner kan också tas hänsyn till. Genom samarbeten inom centret har riktiga materialgeometrier avbildats i 3D genom olika mikroskopitekniker och simuleringar av både flöde och diffusion, och kombinationer därav, har utförts i dessa med Gesualdo.

Michael Patriksson and Ann-Brith Strömberg: SOLV

Globalt mål 12Globalt mål 9Globalt mål 8Från en ingenjörsposition på GKN Aerospace i Trollhättan rekryterades Karin Thörnblad till en industridoktorandtjänst på Matematiska vetenskaper, Chalmers, finansierad av Vetenskapsrådet 2008–13. Karin modellerade och implementerade kombinatoriska matematiska optimeringsproblem, med vars hjälp en avancerad produktionscell schemaläggs. Efter disputationen fortsatte Karin sitt arbete på GKN, speciellt med värmebehandlingen. Efter en pilotstudie kunde Karins metod implementeras och automatiseras – och den rullar sedan 3 november 2015. Under det första halvåret kunde utnyttjandegraden av ugnarna ökas med 7% under vardagarna och med 25% på söndagarna; även kötider och andra förseningar minskade som följd. Den optimerade schemaläggningen har också möjliggjort en omställning från tidsmässigt korta jobb till längre och mer komplexa dito. På årsbasis är tidsvinsten vid renkörning och vakuumtestning 2300 timmar, kapacitetsökningen är 2700 timmar och energibesparingen är 250 MWh – vilket motsvarar el för uppvärmning av tolv villor. Hon håller på att sprida konceptet med optimal schemaläggning inom sitt företag (infört för produktionscell med koordinatmätmaskiner och planeras införas för termisk sprutning).

Sidansvarig Publicerad: to 26 nov 2020.