rapport no WD 87-01
Jaarverslag 1986 J. Molenaar februari 1987
Wiskundige Dienstverlening Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen Katholieke Universiteit Toemooiveld 6525 ED Nijmegen
WISKUNDIGE DIENSTVERLENING in 1986
Inleiding
De afdeling Wiskundige Dienstverlening, opgericht in oktober 1983, houdt zich bezig met advisering, contractresearch en onderwijs. In voorliggend jaarverslag wordt een overzicht gegeven van de aktiviteiten op deze gebieden in 1986. U treft eerst een bespreking aan van de belangrijkste ontwikkelingen, gevolgd door een puntsgewijze opsomming van de gegevens. Ontwikkelingen in 1986
De bemanning breidde dit derde jaar van bestaan aanzienlijk uit. De inkomsten uit contractresearch maakten het verantwoord dat in april dr. S.W. Rienstra en in oktober drs. H.A.E. Duits aangesteld werden. Eerstgenoemde houdt zich, samen met dr. J. Molenaar, vooral bezig met de analytische aspekten van de projekten, terwijl laatstgenoemde de taak van drs. S.A.M.J. Stevens overnam om de numerieke en computeraspekten te behartigen. Het is verheugend dat op de krappe arbeidsmarkt voor deze funkties zulke geschikte kandidaten gevonden zijn.
Een belangrijke uitbreiding, die dit jaar aileen nog formeel zijn beslag kreeg, betrof het overnemen van de industrieel-statistische taken van de Mathematisch Statistische Adviesafdeling MSA, die zich als afdeling geheel gaat concentreren op de medische statistiek. Het hoofd van de MSA, drs. Ph. van Elteren zal de afdeling Wiskundige Dienstverlening met raad en daad terzijde staan om de statistische contractresearch voor de industrie, waaraan naar verwachting veel behoefte is, gestalte te geven.
Dr. R.M.M. Mattheij, die zeer nauw betrokken is geweest bij de oprichting en het funktioneren van de afdeling, vertrok naar de T. U. Eindhoven. Als adviseur zal hij nauwe banden met de afdeling blijven onderhouden. Kontakten met andere universiteiten en instellingen zijn van groot belang gezien de breedte van de advisering, die geboden dient te worden. Congresbezoek en het ontvangen van bezoekers nemen daarom een steeds grotere plaats in. In dit kader is er dit jaar voor het eerst een eigen symposium georganiseerd, een zogenaamde '1ndustrial Mathematics Day". Het is de bedoeling hiervan een jaarlijks terugkerend gebeuren te maken. Deze eerste keer was de belangstelling van buiten de universiteit heel bemoedigend te noemen.
De propaganda voor het bestaan en het werk van de afdeling was vrij intensief. Op grond van opgedane ervaringen is het gewenst de nadruk te verschuiven van propaganda in het algemeen naar gerichte kontakten met personen in het bedrijfsleven. In 1987 zal het geplande marktonderzoek hieraan hopelij~
een belangrijke bijdrage leveren.
-- 1 --
In een artikel in bet Nieuw Archief voor Wiskunde is uitvoerig ingegaan op de vele specifieke aspekten van de rot van de industrieel wiskundige. Deze publikatie, die ten dele gebaseerd is op de ervaringen op de afdeling in de afgelopen jaren, is bedoeld om de bezinning in Nederland op dat punt te stimuleren. Op internationaal niveau wordt bier al veel aandacht aan besteed. In dit kader kan genoemd worden de oprichting van bet "European Consortium for Mathematics in Industry" (ECMI). Dit is een direkt uitvloeisel van bet mede door de afdeling georganiseerde ESMI symposium te Amsterdam in 1985. Een andere, en vee! oudere, toonaangevende aktiviteit op dit gebied vindt plaats te Oxford. Men organiseert daar jaarlijkse bijeenkomsten, alwaar gedurende een week zeer intensief gediscussieerd wordt over aktuele wiskundige problemen. Deelnemers zijn zowel wiskundigen uit bet bedrijfsleven als wiskundigen van universiteiten. Vanuit de afdeling is bieraan deelgenomen om na te gaan in boeverre dit model toepasbaar is in Nederland. Een van de bezoekers van de afdeling, dr. N.G. Barton, beeft bovendien uitvoerige informatie verscbaft over een dergelijk initiatief in Australie. Voorlopige conclusies zijn dat iets dergelijks een grote tijdsinvestering vraagt en dat de tijd er rijp voor moet zijn. Voor bet eerste is binnen de afdeling nauwelijks gelegenheid en de tweede eis is in Nederland waarschijnlijk nog niet vervuld. Op lokaal niveau is getracbt de bewustwording in deze te bevorderen door bet ontvangen en voorlichten van studenten van de vereniging DESDA. De dienstverlenende aktiviteiten waren talrijk en divers. De opsomming, die hiervan in bet vervolg wordt gegeven, spreekt wat dit betreft voor zicb. De onbetaalde advisering betrof een breed scala van merendeels kleine projekten, die tezamen tocb veel tijd vroegen. Een groot projekt dient met name genoemd te worden: bet berekenen van warmteprofielen in kristalgroeiovens. De resultaten lijken een goed inzicht te verschaffen in bet groeiproces van BGO kristallen en dragen hopelijk bij tot bet succesvol groeien van deze kristallen binnen de faculteit.
De betaalde dienstverlening betrof
vervolgopdracbten van eerdere projekten en een nieuw onderwerp, de berekening van de geluidsuitstraling rond vliegtuigmotoren. De interaktie met bet onderwijs is dit jaar gering geweest. Dit valt te betreuren omdat bet een van de wezenlijke aspekten van de afdeling is. Het is overigens de verwacbting dat dit in 1987 zal verbeteren middels stagiaires, bet organiseren van een cursus optietbeorie voor externe belangsteUenden en eventuele verzorging van colleges binnen de faculteit.
-- 2 --
JAAROVERZICHT WISKUNDIGE DIENSTVERLENING 1986
Bemanning Prof.dr. F.H. Ruymgaart, hoofd Dr. J. Molenaar Drs. S.A.M.J. Stevens (tot 1-6-1986, parttime) Dr. S.W. Rienstra (per 1·4·1986) Drs. H.A.E. Duits (per 1-10-1986) Als adviseurs fungeerden dr. R.M.M. Mattheij, dr.ir. O.J. Vrieze en drs. Ph. van Elteren (per december 1986). Presentatie De afdeling is naar het bedrijfsleven toe gepresenteerd middels stands op de "Europe Software" beurs te Utrecht op 8-10 april en de Universitaire Transferdag te Nijmegen op 14 november. Daarnaast is er aandacht aan de afdeling besteed in de Universitaire folder "Jump into the future" en in het artikel "Het praktisch nut van wiskunde" in "Wetenschapsbeleid" van januari 1986 (uitgave ministerie van O&W). Andere propaganda-aktiviteiten waren o.a.: Werkbezoek aan Volvo Car B.V. te Helmond en Born op 28 januari. Afdelingspresentatie aan een delegatie van de Kamer van Koophandel Nijmegen, de Geldere Ontwikkelings Maatschappij en de Rijksnijverheidsdienst op 21 februari. Afdelingspresentatie aan een delegatie van Volvo Car B.V. op 21 april. Werkbezoek aan DSM te Beek op 26 juni. Werkbezoek aan Genius Offshore Services te IJmuiden op 6 oktober. Werkbezoek aan Heerema B.V. te Leiden op 10 oktober. Ontvangst van een excursie van de studentenvereniging DESDA vanuit de sectie wiskunde van de Universiteit op 21 oktober. Ontvangst van een delegatie van de PLEM en de T.U. Delft op 12 november in verband met het onderwerp "lijndansen".
--3-
Dienstverlenende Aktiviteiten
a)
Binnen de Universiteit : Voor de afdeling kristalgroei van de sectie Natuurkunde is er een uitgebreid onderzoek verricht naar de temperatuurprofielen in ovens om BGO kristallen te groeien. Met behulp van bet programma ESACAP is de invloed van de relevante parameters bestudeerd. Advies aan dr. A.M.C. Emons (Botanie III) in verband met haar promotie onderzoek "Cell wall formation in root hairs". Advies aan de afdeling Plastische Chirurgie van bet Radboud ziekenhuis (drs. J.H.A. van Rappard, dhr. C. van Doom) in verband met onderzoek aan tissue expanders. Advies aan afdeling Fonetiek (drs. C. de Veth) in verband met een optimaliseringsprobleem, voortkomend uit onderzoek aan de menselijke stembanden. Advies aan afdeling Planologie (prof.J.van Naelten) in verband met berekeningen aan een planologisch model. Advies aan de afdeling Bioakoestiek (dr. M.J.M. Martens, drs. W. Kooiman) in verband met de toepassing van stralenakoestiek. Adviezen
aan
collega 's
van
bet
Mathematisch
Instituut
in
verband
met
een
balkbuigingsprobleem en aerodynamica. b)
Buiten de Universiteit en niet op contractbasis : Advies aan prof. A. Lodder en prof. C. Baratta (V.U. Amsterdam) over software voor meervoudige verstrooiingstheorie in verdunde legeringen. Advies aan ir. J. Bruggeman (T.U. Eindhoven) in verband met zijn promotieonderzoek op bet gebied van de akoestiek.
c)
Voor bet bedrijfsleven op contractbasis : KEMA N.V. te Arnhem. Onderzoek van de mogelijke invloed van zure regen op bomen door middel van de analyse van jaarringen met behulp van bet Kalmanfilter. Philips ELCOMA te Nijmegen. Ontwikkelen van software voor de simulatie van bet montageproces van chips in de "Euroline". Drukker International B.V. te Cuyk. Analyse van de warmtegeleiding in heat-sinks van diamant bestemd voor telefoonkabels in de oceaan. N.L.R. te Vollenhove (N.O.P). Wiskundige ondersteuning ten behoeve van de modernisering van een kanaalakoestisch model voor de berekening van geluidsvoortplanting in motorinlaten.
-- 4 --
Bezoek congressen, symposia e.d.
"Benelux meeting on Systems and Control" te Lunteren op 16 januari (J. Molenaar). "Transferdag T.H. Twente" te Enschede op 30 januari (J. Molenaar). "Mathematical Study Groups with Industry" te Oxford op 17·21 maart (J. Molenaar). "21ste Nederlands Mathematisch Congres" te Enschede op 1 en 2 april (S.W. Rienstra) "Symposium Mathematische Fysica" te Enschede op 24 en 25 april (J. Molenaar, S.W. Rienstra). "Industrial Mathematics Day" te Delft op 9 juni (R.M.M. Mattheij, J. Molenaar). "Het Milieuprogramma van de EG", Voorlichtingsdag te Den Haag op 8 juli (J. Molenaar). Symposium "Stromingsgeluid" van het KIVI te Utrecht op 8 oktober (S.W. Rienstra). Ontvangst Bezoekers Op 3 en 4 april is dr. N.G. Barton van CSIRO, division of mathematics and statistics, Australie, op bezoek geweest. Op een rondreis door Europa bezocht hij de centra waar initiatieven op het gebied van wiskunde en industrie ontplooid worden. Tijdens dit bezoek verzorgde hij een colloquium getiteld "Math-in-Industry Ventures in Australia", waarvoor grote belangstelling bleek te zijn. Op 17 september waren prof. A. Lodder en prof. C. Baratta van de VU Amsterdam op bezoek om te spreken over de implementatie van software
ter beschrijving van de verstrooiing van
geleidingselectronen aan Fraenkl onzuiverheden in metalen. Op 6 november was prof. W. Eversman op bezoek in verband met de "Industrial Mathematics Day".
Organisatie Symposium De afdeling organiseerde op 6 november een "Industrial Mathematics Day" over onderwerpen op het gebied van de akoestiek. Er was hiervoor ruime belangstelling ,namelijk ongeveer 25 mensen. De lezingen betroffen: Implementation of boundary conditions in the finite element modelling of acoustic radiation from open ended ducts and propellers, W. Eversman, University of Missouri-Rolla, U.S.A. Theoretical aspects of the synthetic acoustic antenna system SYNTAKAN, M.M. Boone, T.U. Delft. Sound transmission in a slowly varying lined flow duct, S.W. Rienstra, W.D. Nijmegen. The modified Cagniard method and its application to the calculation of impulsive acoustic waves in a layered fluid, A.T. de Hoop, T.U. Delft. Deze dag werd gecompleteerd met een excursie naar de afdeling "Bioakoestiek" van dr. Martens en drs. Kooiman (Botanie II), die gehuisvest is in de "Graalburcht".
-- 5 --
Voordracht Op 20 november is er een voordracht verzorgd voor de vakgroep Transport Fysica aan de T.U. Eindhoven over "Golfvoortplanting in kanalen met stroming en een zachte wand" door S.W. Rienstra. Marktonderzoek Gedurende bet gehele jaar is er veel tijd besteed aan bet organiseren van een marktonderzoek naar de (latente) behoefte aan wiskundige toepassingen in bet bedri jfsleven. Het is uiteraard voor de afdeling van eminent belang om inzicht te krijgen in de "markt" en te weten hoe deze markt bet best ontsloten kan worden. In samenwerking met de stichting "Gelderkennis" is er overheidssubsidie aangevraagd, die in december is toegewezen. Naar verwachting zal bet onderzoek in de eerste helft van 1987 door een extern bureau worden uitgevoerd. Onderwijs Er zijn drie stages voor wiskundestudenten georganiseerd, te weten bij bet NLR, de KEMA en de afdeling zelf. Er zijn besprekingen gevoerd om te komen tot bet organiseren van een cursus optietheorie voor belangstellenden uit bet bedrijfsleven. Er is nagedacht over een eventuele bijdrage van WD-medewerkers aan bet facultaire wiskundeonderwijs. In dat kader is de inhoud van een college Milieukunde gepland. Publicaties
In de rapportenserie van de afdeling zijn verschenen: Rapport nr WD 86-01, Jaarverslag 1985, J.Molenaar, februari 1986. Report no WD 86-02, "BOUNDPAK User's Manual (Chapter Ill)", G.W.M. Staarink, R.M.M. Mattheij, may 1986. Rapport nr 86-03, "Een simulatiepakket voor job-shop problemen", O.J. Vrieze, S.A.M.J. Stevens, J.J.M. Derks, mei 1986. Report no WD 86-04, "Diamond Heat Sinks; The line Source Geometry", J. Molenaar, november 1986. Report no WD 86-05, "Note on dn(mod q) and an amuzing result for trigonomtric functions", S.W. Rienstra, december 1986. Report no WD 86-06, "The acoustics of a lined duct with flow', S.W. Rienstra, december 1986
Verder zijn de volgende publikaties verzorgd:
-- 6 --
"The Optimal Form of Diamond Heat Sinks", J. Molenaar, G.W.M. Staarink, Proceedings of the European Symposium on Mathematics in Industry, november 1985. (accepted)
"A multiple expansion of acoustic diffraction by a cylinder/ike body (with uniform mean flow)", S.W. Rienstra, NLR Memorandum AV-86-008 L.
"Mathematics and Industry: Contamination or Fertilization", R.M.M. Mattheij and J. Molenaar, Nieuw Archief voor Wiskunde, december 1986.
"Skin-Expander Volume Determination", H.A.E. Duits, J. Molenaar, J.H.A., van Rappard, Plast. Reconstr. Surg. (submitted)
"Time-dependent responses of trees to weather variations: an application of the Kalman filter", H. Visser and J. Molenaar, KEMA report 50385-MOA86-3041, july 1986.
"Time dependent responses of trees to weather variation: an application of the Kalman filter", H. Visser and J. Molenaar, Proceedings of the Symposium on Ecological Aspects of Tree-ring Analysis, Palisades (U.S.A.) 17-21 augustus 1986. (accepted)
"Kalman Filter Analysis in Dendroclimatology", H. Visser and J. Molenaar, Biometrics. (submitted).
"A monotonic property of Bessel functions", S.W. Rienstra, SIAM Review. (accepted) "De bandrecorderteller en de tijcf', S.W. Rienstra, Pythagoras. (geaccepteerd)
-- 7 --
