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Overview


In der Forschungsgruppe ,,Kontinuumsmechanik`` wurde die Forschung in zwei Problemklassen fortgeführt:
  • Modellierung deformierbarer poröser Medien,
  • Thermodynamische Modellierung und Simulation von Phasenübergängen.
Auf dem Gebiet der Modellierung von porösen Medien konzentrierte sich die Forschung auf zwei Probleme:
  Within the research group ``Continuum Mechanics'' there has been a continuation of studies on two different classes of problems:
  • Modeling of deformable porous media;


  • Thermodynamic modeling and simulations of phase transitions.
Within the field of modeling of porous media the research concentrated on two problems:
1. Ausbreitung von Oberflächenwellen in gesättigten poroelastischen Körpern.

Der gesamte Frequenzbereich $ \left(\vphantom{
0,\infty }\right.$0,$ \infty$$ \left.\vphantom{
0,\infty }\right)$ wurde numerisch untersucht.

  1. Propagation of surface waves in saturated poroelastic bodies.

The full frequency regime (0,$ \infty$) has been investigated numerically.

2. Thermodynamische Grundlagen für die Modellierung gesättigter poroelastischer Körper.

Es wurde ein nichtisothermes, nichtlineares Modell mit einer Porositätsbilanz für solche Materialien konstruiert.

  2. Thermodynamic foundations for modeling saturated poroelastic bodies.

The full nonisothermal nonlinear model of such materials with a porosity balance equation has been constructed.


Im Bereich Thermodynamische Modellierung und Simulation von Phasenübergängen gab es folgende Aktivitäten:

 


Within the area of Thermodynamic modeling and simulations of phase transitions, there have been the following activities:

1. Phasenübergänge, teilweise gefördert im BMBF-Programm Neue Mathematische Verfahren in Industrie und Dienstleistungen unter 03DRM3B5.

Die Studien über Phasenübergänge wurden an drei Unterprojekten durchgeführt: 1. Das bisher benutzte Phasenfeldmodell zur Simulation von morphologischen Phasenänderungen in Lotmaterialien, die in mikroelektronischen Bauteilen eingesetzt werden, wurde geändert und erweitert. 2. Das Modell zur Bestimmung von thermodynamischen Gleichgewichten, Diffusionsprozessen und der Simulation von arsenischen Ausscheidungen in semiisolierendem GaAs wurde vervollständigt. 3. Wir haben mit einer sorgfältigen Studie über die Grinfeld-Instabilität begonnen.

  1. Phase transitions, partly funded within the BMBF program New Mathematical Methods in Industry and Services under 03DRM3B5.


The study on phase transitions has focused on three subprojects: 1. The previously used phase-field model to simulate morphological phase changes in solder materials for micro-electronic devices has been changed and extended. 2. The model for the determination of thermodynamic equilibria, diffusion processes, and the simulation of arsenic precipitations in semi-insulating GaAs has been completed. 3. We have started a careful study on the Grinfeld instability.

2. Multiskalen Modellierung, Mikro-Makro-Übergänge in der atomaren Kette für verschiedene Skalierungen, gefördert im DFG-Schwerpunktprogramm SPP 1095 Analysis, Modellbildung und Simulation von Mehrskalenproblemen.

Die Studie zur Multiskalenmodellierung ist ein gemeinsames Projekt mit J. Sprekels, und es gibt eine Kooperation mit A. Mielke (Universität Stuttgart). Die atomare Kette dient als Beispiel, wo die Möglichkeit rigoroser Multiskalenübergänge diskutiert wird.

  2. Multiscale modelling, Micro-macro-transition in the atomic chain for various scalings, funded within the DFG Priority Program SPP 1095 Analysis, Modelling and Simulations of Multiscale Problems.

The study on multiscale modeling is a joint project with J. Sprekels and his group and a collaboration with A. Mielke (University of Stuttgart). The atomic chain serves as an example, where the possibility of rigorous micro-macro transitions for various scalings is discussed.

3. Hyperbolische Erhaltungsgleichungen, Kinetische Lösungen der Boltzmann-Peierls-Gleichung und ihrer Momentensysteme, gefördert im DFG-Schwerpunktprogramm ANumE -- Analysis und Numerik von Erhaltungsgleichungen.

Die Behandlung von hyperbolischen Anfangs- und Randwertproblemen wurde vervollständigt mit einer Studie der Boltzmann-Peierls-Gleichung und der relativistischen Euler-Gleichungen.

  3. Hyperbolic conservation laws, Kinetic solutions of the Boltzmann Peierls equation and its moment systems, funded within the im DFG Priority Program ANumE -- Analysis and Numerics of Conservation Laws.


The treatment of hyperbolic initial and boundary value problems has been completed with a study of the Boltzmann Peierls equation and of the relativistic Euler equations.

4. Stabilität entnetzender Polymerfilme.

In dieser Berichtsperiode haben wir verschiedene Studien über dünne Filme begonnen, insbesondere wurde die Stabilität von Entnetzungsprozessen im Detail untersucht.

  4. Stability of dewetting polymer films.

During the period of this report we have started various studies on thin films, in particular the stability of dewetting polymer films was investigated in detail.

5. Numerische Untersuchungen der von Karman'schen Plattengleichungen.

Das industriell geförderte Projekt zur Spannungsanalyse von dünnen Platten hatte als Schwerpunkte (i) Spannungsanalyse von rechtwinkligen Platten, und (ii) Numerische Subtilitäten betreffend das Babuska-Paradox.

  5. Numerical aspects of the von Karman plate equations.

The industry supported project on Stress analysis of thin plates focused on (i) stress analysis of rectangular plates and (ii) numerical subtleties regarding the Babuska paradox.



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2004-08-13