Hoe komt het dat moderne, grote containerschepen in hoge golven zo extreem "rollen", dat ze hun lading verliezen? En, nog belangrijker, hoe ontwerp je nieuwe schepen zó, dat ze niet gaan rollen? Hoe kun je beurskoersen zó goed voorspellen dat je kunt voorkomen dat je geld verliest, of beter nog, kunt zorgen dat je geld verdient? Dat zijn twee van de zes wiskundige problemen waar zestig wiskundigen zich gedurende de week van 26 tot en met 30 januari over zullen buigen, tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de Studiegroep Wiskunde met de Industrie. De problemen die geselecteerd zijn voor voor de bijeenkomst dit jaar, die door de wiskundigen van Wageningen UR georganiseerd wordt, zijn afkomstig van het KNMI, de Rabobank, DSM, ingenieursbureau DHV, Albemarle Catalysts Company en het MARIN.
Op de eerste dag van de bijeenkomst worden de problemen gepresenteerd door de organisaties die de vragen hebben aangeleverd. Op de laatste dag van de bijeenkomst presenteren de wiskundigen hun oplossingen. De tussenliggende dagen gebruiken de wiskundigen om tot de oplossingen te komen.
Kapseizende containerschepen
Het Marin (Maritime Research Institute Netherlands) in Wageningen heeft een probleem over rollende en kapseizende schepen ingediend. Doordat moderne containerschepen heel lang zijn en hoog geladen worden, kunnen ze onder bepaalde omstandigheden zó gaan “rollen”, dat hun lading beschadigd wordt of deels overboord gaat. Het Marin vraagt of het mogelijk is om dit probleem op wiskundig en natuurkundig vlak beter te begrijpen, zodat de veiligheid van schepen al ‘op de ontwerptafel’ goed voorspeld kan worden.
Zie de beschrijving (pdf). Op Youtube staan ook beelden van het fenomeen
Voorspellen van extreem weer
Het KNMI wil lokale 'extreme' weersomstandigheden nog beter kunnen voorspellen. Er zijn aanwijzingen dat deze extreme weersomstandigheden, zoals extreme temperaturen of extreme neerslag, voor een belangrijk deel bepaald worden door kenmerkende luchtstromings-patronen. Het KNMI legt aan de verzamelde wiskundigen de vraag voor om een objectieve methode te ontwikkelen die dergelijke kritische patronen kan identificeren.
Meer informatie (pdf)
Optimaliseren van waterbeheer
Ingenieursbureau DHV uit Amersfoort heeft een vraag ingediend rondom het (drink)waterbeheer in een regio in de VS. De regio bestaat uit drie verzorgingsgebieden die op verschillende hoogtes liggen en ieder hun eigen verbruik kennen. De regio beschikt over 4 reservoirs voor wateropslag, die ook op verschillende hoogtes gelegen zijn. Het verpompen van water naar hoger gelegen reservoirs kost veel energie. De vraag is hoe het verpompen van het water geoptimaliseerd kan worden.
Meer informatie (pdf).
Hoe verhardt moderne verf tijdens het drogen?
DSM uit Geleen daagt de wiskundigen uit om een wiskundig model te ontwikkelen waarmee het uitharden van verven en andere coatings tijdens het droogproces kan worden gesimuleerd. Moderne verf is steeds vaker op waterbasis. Deze verf heeft als nadeel dat het relatief lang duurt voordat de verf goed droog is. Bij dat droogproces ontstaat aan de oppervlakte een film die snel voldoende stevig moet zijn, zodat de kans op beschadiging zo laag mogelijk is. Een model dat deze filmvorming beschrijft, kan helpen om nieuwe verven te ontwikkelen die na het schilderen sneller tegen een stootje kunnen.
Meer informatie (pdf)
Hoe voorspel je de koersen van opties
De Rabobank heeft een complex probleem ingediend rondom de voorspelling van koersontwikkelingen van zogenaamde 'Plain vanilla options'. Dit zijn opties met een afloop-moment en een bedrag waarvoor de optie recht geeft op de aankoop van een bepaald aandeel. Beursanalisten gebruiken veelal het zogenoemde Black-Scholes model voor de koersberekeningen van dergelijke opties, maar het model blijkt in de praktijk niet voldoende de 'echte' markt te weerspiegelen.
Meer informatie (pdf).
Eigenschappen van mengsels
Albemarle Catalysts Company uit Amsterdam is op zoek naar beter bruikbare modellen die van mengsels van verschillende moleculen, sneller en beter eigenschappen zoals dampspanning en oppervlaktespanning kan berekenen. De nu beschikbare modellen voor mengsels zijn veelal onvoldoende onderbouwd met experimenteel onderzoek of te complex en traag voor dagelijks gebruik.
Meer informatie (pdf).