Modellierung, Simulation und Optimierung sind Kernfelder der angewandten Mathematik, die – in unterschiedlicher Gewichtung – zur Lösung verschiedenster Problemstellungen in den Natur- und Ingenieurwissenschaften wie auch zunehmend in der Medizin eingesetzt werden. Häufig erfordert dies einen Kompromiss zwischen mathematisch gut verstandenen, theoretischen Ansätzen und analytisch weniger zugänglichen, eher algorithmisch motivierten Methoden. Letztere liefern in der Praxis teilweise bessere Ergebnisse oder machen das Problem überhaupt erst berechenbar. Theoretisch bewiesene Aussagen zu Eigenschaften der Methoden müssen aber zum Teil durch empirische Validierung ersetzt werden. Ähnlich verhält es sich bei komplexen Fragestellungen, die eine Kopplung unterschiedlicher Einzelmodelle über Skalen und Domänen hinweg erfordern. Die mathematischen Eigenschaften des resultierenden Gesamtsystems sind dabei häufig nicht unmittelbar ersichtlich.
Ziel von MSO ist daher die Entwicklung und Analyse geeigneter mathematischer Methoden, die zur Lösung komplexer praktischer Fragestellungen nutzbar sind, für die aber auch mathematische Aussagen zur Genauigkeit und zu ihren Grenzen getroffen und Empfehlungen für die Parametrisierung formuliert werden können. Die Komplexität einiger der betrachteten Simulationen erfordert dabei Methoden des Hoch- bzw. Höchstleistungsrechnens. Zudem können, insbesondere im Bereich der 3D-Bildgebung, massive Datenmengen anfallen, deren Verarbeitung spezielle Anforderungen an die verwendete Hard- und Software stellt.
Der Potentialbereich bündelt die Expertise von zehn PIs aus der angewandten Mathematik, sowohl vom Standort Kaiserslautern als auch aus Landau. Hinzu kommt ein PI aus der Philosophie, der im Rahmen der Heisenberg-Professur „Philosophy in Science and Engineering“ dieses neue Forschungsfeld an der RPTU etablieren möchte. Ergänzt wird das Konsortium durch AIs – zumeist aus den Ingenieurwissenschaften – die in MSO die Anwenderperspektive vertreten. Außerdem sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ITWM vertreten, die sich ebenfalls an geplanten Projekten beteiligen werden und die Brücke zur industriellen mathematischen Forschung bilden.