GEHEN-Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Barthold
Am 8. Juli 2025 fand der GEHEN-Vortrag von Herrn Prof. Dr.-Ing. Franz-Joseph Barthold unter dem Titel „Formoptimierung -- Elemente der Theorie und Numerik sowie ihrer Anwendung“ im Dorischen Saal der Fakultät Architektur und Bauingenieurwesen statt. Professor Barthold wurde zum 1. Oktober 2003 berufen und wird Ende August 2025 in den Ruhestand gehen.
In seinem Vortrag stellte Prof. Barthold zunächst die Herausforderungen der Strukturoptimierung im Ingenieurwesen heraus und gab einen Überblick zu ihrer algorithmischen Behandlung mit den modernen Simulationswerkzeugen. Insbesondere die Modellierung der Ingenieuraufgabe als mathematische Optimierungsaufgabe mittels Wahl der Zielfunktion, der Nebenbedingungen und der Designvariablen ist ein wichtiger Baustein. Daneben entscheidet die Wahl des Optimierungsverfahrens die weitere Vorgehensweise. In seinen Arbeiten liegt hierbei der Fokus auf gradientenbasierte Algorithmen, wie es beispielsweise das SQP-Verfahren (Sequential Quadratic Programming) darstellt.
Im weiteren Vortrag wurde der Baustein "Sensivititätsanalyse" am Beispiel der Formoptimierung näher beleuchtet, der die Empfindlichkeit einer Strukturantwort bei Änderungen der geometrischen Problemvariablen, d.h. der Form der betrachteten Struktur, beleuchtet. Konkret muss die Frage qualitativ und quantitativ beantwortet werden, wie sich z.B. die Verschiebungen und Spannungen ändern, wenn sich die ursprüngliche Form verändert. Diese Untersuchungen können auf vielfältige Art und Weise beantwortet werden. Die Bandbreite reicht von Methoden mit geringen theoretischen Anforderungen und hohem Rechenaufwand zu dem genauen Gegenteil.
Die Forschung der Arbeitsgruppe Baumechanik konzentriert sich auf die Bereitstellung grundlegender theoretischer Ergebnisse, die anschließend eine effiziente numerische Umsetzung erlaubt und den Rechenaufwand minimiert. Den Mehraufwand in der Theorie der variationellen Sensitivitätsanalyse verglich Prof. Barthold mit den Mühen der Bergsteiger beim Aufstieg, die anschließend auf dem Gipfel dafür entlohnt werden. Dieser Zugang ist nicht für jeden nachvollziehbar, aber sichert in der sehr kompetitiven Forschungslandschaft die Alleinstellung, die zum Erwerb von Drittmitteln erforderlich ist.
Im letzten Teil des Vortrages dankte Prof. Barthold seinem Team für die langjährige Unterstützung und hob die Leistungen seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter hervor. Vielfältige Problemstellungen konnten erfolgreich bearbeitet und publiziert werden und wurden auch im Rahmen von Doktorandenehrungen gewürdigt.
Der Ausblick führte zu offenen Forschungsfragen, die sich aus der Betrachtung der Formoptimierung und dem biologischen Wachstum ergeben. Prof. Barthold regte an, die Sicht- und Vorgehensweise näher zu untersuchen und nach Gemeinsamkeiten zu suchen, die eine integrierte Beschreibung ermöglichen könnten.
Nach dem Vortrag bot ein gemütlicher Ausklang mit Buffet und Getränken Gelegenheit zum Gespräch.
Die Fakultät bedankt sich herzlich bei Prof. Dr. Barthold für diesen Einblick in seine Forschungsthemen sowie für die langjährige Zusammenarbeit und wünschen alles Gute für seinen weiteren Lebensweg!