Thermodynamische Modellierung und Analyse von Phasenübergängen

- Forschungsgruppe -

Leiter:
Barbara Wagner

Mitarbeiter:
Marion Dziwnik, Paul Gajewski, Clemens Guhlke, Sebastian Jachalski, Olaf Klein, Manuel Landstorfer, Esteban Meca Álvarez, Rüdiger Müller

Sekretariat:
Ina Hohn


Die Forschungsgruppe betreibt thermodynamisch konsistente Modellierung, Analysis und Simulationen von Prozessen in Materialien der unterschiedlichsten Art. Hierbei treten häufig sowohl erwünschte als auch unerwünschte Phasenübergänge auf, und deren Vorhersagbarkeit ist essentiell in den heutigen Schlüsseltechnologien.

Zur Zeit gibt es in der Forschungsgruppe drei Schwerpunkte:

1. Mathematische Modelle für elektrochemische Prozesse mit Lithium-Ionen-Batterien
2. Mathematische Modelle für nanostrukturierte Materialien in der Photovoltaik und für komplexe Flüssigkeiten
3. Hysterese von elektro-magneto-mechanischen Komponenten und biologischen Einheiten.

Aus mathematischer Sicht stellen die resultierenden Modelle meistens Anfangsrandwertprobleme für gekoppelte Systeme nichtlinearer partieller Differentialgleichungen dar. Darüber hinaus werden im Zusammenhang mit der Batterieforschung Systeme stochastischer gewöhnlicher Differentialgleichungen untersucht. Ein weiteres Feld ist die Etablierung von scharfen Limites von diffusen Phasenfeldmodellen mit den Methoden der asymptotischen Analysis.

Die Grundlagen der Batterieforschung wurden in der Leibnizgruppe ``Mathematische Modelle für Lithium-Ionen Batterien'' erarbeitet, die in den Jahren 2012-2014 am WIAS bestand und im Wettbewerbsverfahren der Leibniz-Gemeinschaft eingeworben wurde.

Die Forschungsgruppe beteiligt sich an den Hauptanwendungsgebieten