Strömungen und Transport von Spezies spielen eine große Rolle in vielen Prozessen aus der Physik und aus Anwendungen. Sie werden im Allgemeinen durch Systeme partieller Differentialgleichungen beschrieben.

Es werden sowohl Fragestellungen der Analysis von partiellen Differentialgleichungen der Strömungsmechanik und der numerischen Analysis von Verfahren untersucht als auch numerische Simulationen durchgeführt. Die betrachteten Anwendungen beinhalten beispielsweise elektrochemische Systeme, Populationsbilanzsysteme und Strömungen in porösen Medien.






Strömung durch einen Aortabogen






Turbulente Zylinderumströmung, Geschwindigkeit (rechts) und Wirbelstärke (links)


 

Thermodynamic models for electrochemical systems

The behavior of electrochemical systems is widely investigated with continuum physics models. Applications range from single crystal electrochemistry to lithium batteries and fuel cells, from biological nano-pores to electrolysis and corrosion science, and further.


 

Numerische Verfahren zur Simulation von Populationsbilanzsystemen

Diese Anwendungen werden durch Populationsbilanzsysteme modelliert. In Kooperation mit akademischen und industriellen Partnern werden akkurate und effiziente Verfahren zur Lösung dieser Systeme entwickelt, welche langfristig als Grundlage für Optimierungsverfahren für diese Prozesse dienen sollen.


Koagulation

Koagulation

Koagulationsprozesse treten in vielen Anwendungsbereichen auf, z.B. in der Physik (Vereinigung von Teilchen, Wachstum von Gasblasen), der Meteorologie (Verschmelzung von Tropfen in Wolken, Transport von Aerosolen), der Chemie (reagierende Polymere, Rußbildung) und der Astrophysik (Entstehung von Sternen und Planeten).


 

Phasenübergänge und Hysterese im Zusammenhang mit Speicherproblemen

Phasenübergänge und Hysteresen sind charakteristisch für die Energiespeicherung. Ziel ist es, thermodynamische Modelle zur Beschreibung der Speicherprozesse zu formulieren und zu analysieren.


 

Modellierung dünner Filme und Nanostrukturen auf Substraten

Dünne Filme spielen eine wichtige Rolle in der Natur und vielen technologischen Anwendungen. Insbesondere im Mikro- und Nanometerbereich werden zum Beispiel Entnetzungsprozesse oder epitaktisches Wachstum zum Design von Oberflächen mit spezifischen Materialeigenschaften eingesetzt. Neben der Bedeutung, die die mathematische Modellierung, Analysis und numerische Simulation für die Beschleunigung der Entwicklung neuere Technologien hat, ist es auch wissenschsftlich auch äußerst interessant Materialeigenschaften auf diesen kleinen Skalen zu verstehen.


 

Stochastische Biologische Evolution

Betrachtet werden die mathematische Beschreibung von natürlicher Auslese und Mutation sowie statistische Eigenschaften der Evolution.