Fertigungsverfahren der Ultrapräzisions- und Mikrobearbeitung stellen nicht nur neue und große Herausforderungen für die Anlagentechnik dar, sondern erfordern auch neuartige prozessbegleitende Simulationstechniken, um die Prozesse auf der Mikroebene besser zu verstehen und hieraus Verbesserungs- und Optimierungsstrategien abzuleiten. Das Forschungsprogramm im Schwerpunkt „Modellierung und Simulation“ ist der Entwicklung dieser neuartigen prozessbegleitenden Simulationen gewidmet. Die Herausforderungen an Simulation, Visualisierung und Computerhardware liegen im Bereich der komplexen Modellierung der Geometrie und Topologie sowie des Materialverhaltens, dem Auftreten von Größeneffekten, der multiphysikalischen Kopplung verschiedenster Effekte und der Mehrskaligkeit in Raum und Zeit.

Zum besseren Verständnis der Ergebnisse der Simulationen werden innovative Visualisierungs- und Analysetechniken erforscht, welche die komplexe Modellgeometrie und -topologie sowie die Interaktion von Modellvariablen und Parameterabhängigkeiten verständlich darstellen können. Dazu werden neue und effektive Visualisierungsmethoden untersucht, die trotz der hohen Komplexität der Simulationsergebnisse direkte Einsichten ermöglichen und Zusammenhänge erkennbar machen.