Томас Вайланд (родился 24 октября 1951 года) — немецкий инженер - электрик , физик и предприниматель . Он является профессором электротехники и возглавлял Институт теории электромагнитного поля на кафедре электротехники и информационных технологий Технического университета Дармштадта с 1989 по 2017 год. В 1988 году Вайланд был удостоен премии Готфрида Вильгельма Лейбница . [1] Он также был назван членом IEEE в 2012 году за разработку метода конечного интегрирования и влияние соответствующего программного обеспечения на электромагнитную инженерию. [2]
Томас Вайланд родился 24 октября 1951 года в Ригельсберге , который тогда был частью протектората Саар . [3] С 1961 по 1970 год он посещал гимназию Людвига в Саарбрюккене . [4] Его тяга к исследованиям проявилась здесь рано, так как он получил шесть премий по математике и физике на государственном и национальном уровне, будучи еще студентом. Это также включало несколько успешных участий в программе Jugend forscht , которая уже была очень популярна в то время. [5] [6] [7] После того, как Вайланд был принят в программу спонсорства исследований Фонда Фридриха Эберта , он учился в Технической высшей школе Дармштадта (TH Darmstadt), начиная с 1970 года. Он окончил ее в 1975 году, получив диплом по теоретической электротехнике. [4]
В качестве научного сотрудника на кафедре основ электротехники Томас Вайланд оставался в TH Darmstadt в течение следующих четырех лет после получения диплома. Тем временем он получил докторскую степень в области инженерии в 1977 году. В 1979 году он присоединился к группе теорий в лаборатории частиц CERN в Швейцарии в качестве стипендиата. С 1981 года он работал научным сотрудником в исследовательском центре DESY в Гамбурге и возглавлял там группу электромагнитных полей с 1982 по 1989 год. [3] Параллельно он руководил исследовательской группой ускорителей Wakefield , и здесь он смог в конечном итоге доказать преобразование кильватерного поля, которое ранее было изобретено им самим и GA Voss, с помощью своего эксперимента с кильватерным полем в 1987 году. [8] [9] [10] Также в этот период Вайланд завершил свою хабилитацию по экспериментальной физике в Гамбургском университете (1984). [3]
Кроме того, в первой половине 1980-х годов Вайланд несколько раз был приглашенным ученым в научных учреждениях США и Японии, включая Стэнфордский университет . Впоследствии он отклонил несколько предложений профессорских должностей в Техасе и Берлине, заняв в 1989 году должность заведующего кафедрой теории электромагнитного поля в TH Darmstadt (позже переименованном в TU Darmstadt) — должность, которую он занимал до 2017 года. В 1994 и 1997 годах он провел два творческих отпуска в Стэнфордском университете и Университете Виктории . [4]
Начиная с 2000 года, Вайланд вместе с несколькими другими профессорами Технического университета Дармштадта продвигал всеобъемлющую инициативу вычислительной инженерии . [11] С 2003 по 2006 год он был председателем совета директоров Исследовательского центра вычислительной инженерии, который был недавно создан годом ранее. [3] В 2007 году последовало основание Высшей школы вычислительной инженерии (Высшая школа CE) в рамках Инициативы по совершенству федерального и земельного правительств Германии. [11] [12]
За время своего пребывания на посту профессора и руководителя своего института в Техническом университете Дармштадта Томас Вайланд подготовил более 100 докторантов к успешной докторской диссертации. В свою очередь, из их круга вышло десять профессорских должностей. Вместе со своими сотрудниками Вайланд опубликовал почти 1400 научных публикаций. [13]
Исследования Вейланда сосредоточены на разработке численных методов расчета электромагнитных полей с применением в электромагнитной совместимости , физике ускорителей , вычислительной инженерии (компьютерное моделирование, имитация, анализ и оптимизация), анализе и моделировании во временной области , а также методах мультифизического моделирования и решения проблем .
Вейланд уже имел дело с численным расчетом электромагнитных полей в ходе своей докторской диссертации. Это не только сформировало его собственную карьеру. В частности, несколько лет спустя, это должно было произвести революцию в общем подходе к созданию прототипов в электротехнике и оказать на нее длительное влияние по сей день. Центральное место в расчетах и научных работах Вейланда занимает его разработка метода конечного интегрирования (FIT). Он впервые представил его в 1977 году как последовательную формулировку для дискретного представления основных электромагнитных уравнений Максвелла на пространственных сетках. Теория конечного интегрирования (также известная как метод конечного интегрирования) формирует физико-математическую основу программ моделирования, которые в настоящее время практически незаменимы при разработке широкого спектра технологических продуктов, таких как мобильные телефоны . [14] [15]
Чтобы иметь возможность использовать результаты своих основных электромагнитных исследований для конкретных технических разработок , Вейланд в 1985 году начал объединять свои научные открытия относительно FIT в том, что тогда было новым типом программного обеспечения: MAFIA ( Maxwell 's Equations by the F inite Integration A lgorithm), система автоматизированного проектирования , подготовленная международным сотрудничеством DESY, KFA Jülich и LANL , которая была инициативно создана Вейландом, быстро оказалась новаторской. Она позволяла моделировать и имитировать электромагнитные поля и их взаимодействия в трехмерном пространстве , автоматически и настолько реалистично на компьютере, что трудоемкие эксперименты или испытания во время создания прототипа стали в значительной степени излишними. [16] [17] [15]
Для непрерывной разработки и плавного коммерческого распространения своего программного обеспечения Вайланд основал Computer Simulation Technology GmbH (CST) в 1992 году. CST GmbH быстро стала мировым лидером на рынке в секторе моделирования электромагнитного поля во временной области с офисами в 16 странах. В 1998 году теперь усовершенствованные алгоритмы программного обеспечения MAFIA были повторно встроены в его преемника CST Microwave Studio, а в 2005 году снова в популярный в настоящее время программный пакет CST Studio Suite . Во всем мире тысячи ведущих компаний в различных отраслях (таких как Bosch Group , Airbus Defence & Space или Dentsply Sirona ) используют это программное обеспечение, основанное на методе конечной интеграции. Это связано с тем, что с его помощью они могут радикально сократить усилия и затраты на разработку, а также время вывода на рынок новых продуктов. [15] [18] [19]
В 2008 году CST GmbH была преобразована в Aktiengesellschaft , в которой Вайланд исполнял обязанности председателя наблюдательного совета до 2016 года. [20] В четвертом квартале 2016 года CST AG стала частью Dassault Systèmes SE и, таким образом, была интегрирована во вторую по величине группу разработчиков программного обеспечения в Европе после SAP . Dassault Systèmes рассматривала интеграцию решений CST в свои существующие приложения CAD как перспективную возможность установить новый отраслевой стандарт: для мультифизического и многомасштабного моделирования автономных транспортных средств , сетевых зданий, медицинского оборудования, носимых электронных устройств , умных часов и умного текстиля , а также многих других объектов в Интернете вещей . [19]
Кроме того, в 2014 году Вайланд вместе с другими акционерами основал Advanced Computational Engineering GmbH (ACE) . ACE консультирует компании по вопросам применения методов вычислительной инженерии и по вопросам разработки соответствующих проектов и подготовки исследований. [21] [22] С 2017 года он является председателем наблюдательного совета ALCAN Systems GmbH, которая занимается разработкой интеллектуальных антенн на плоских жидкокристаллических панелях . [23] [24] [25]
Сам Вайланд прекрасно осознает важность TU Darmstadt (бывший TH Darmstadt) с точки зрения его научной и предпринимательской карьеры. Он рассматривает его как место автономии и гибкости, которое дает ученым исключительную степень свободы как в преподавании, так и в исследованиях – и которому, по его собственным словам, он хотел бы «что-то вернуть» соответственно. [26] [18] Имея это в виду, после продажи CST AG в 2016 году он предоставил университету сумму на новое здание. [27]
Предоставление возможности молодым людям учиться и поддержка студентов университетов, соответственно, также являются его особой заботой. Фонд Томаса Вайланда, который он основал в 2014 году, поэтому вознаграждает отличные школьные и учебные достижения. В настоящее время он поддерживает около 50 студентов бакалавриата и магистратуры (и около 20 новых каждый год) стипендией , которая в значительной степени покрывает расходы на проживание во время их обучения. В 2021 году была создана дополнительная линия финансирования для победителей премии Jugend forscht . [28] [29]