Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fachbereiche

Prof. Dr. Axel Klawonn

Dr. Oliver Rheinbach

Numerical Methods for Partial Differential Equations and High Performance Parallel Scientific Computing:

• Domain decomposition methods, e.g. FETI, BDDC, overlapping Schwarz, etc.
• Iterative methods for saddle point problems
• Iterative solution of elasticity problems in structural mechanics
• Numerical algorithms for coupled and multifield problems

Numerical Simulation in Biomechanics:

• Modelling and numerical simulation of arterial walls
• Modelling and numerical simulation of bone substitution materials using micromorphic models

Quantenchemische Berechnungen molekularer Systeme, insbesondere von zwischenmolekularen Wechselwirkungen,

Untersuchung von Strukturbildung, Dynamik und Transport von Molekülen und Verbünden in der kondensierten Phase mit Methoden der molekularen Computersimulation:

• Elektrolytlösungen
• elektrochemische Flüssig-Fest-Grenzfläche
• Oxidoberflächen
• Polymerelektrolyte
• Brennstoffzellenmaterialien
• Dynamik von Photoreaktionen

Prof. Dr. Peter Entel

Dr. Markus Gruner

Methoden:

• Quantenmechanische first principles (ab initio) Rechnungen im Rahmen der Dichte-funktionaltheorie
• klassische Molekulardynamik (MD) mit empirischen Potentialen
• Statistische Methoden (Monte-Carlo)

Prof. Dr. Thomas Guhr

Dr. Rudi Schäfer

Analyse empirischer Finanzdaten, Korrelationsanalysen;

Portfolio Optimierung,

Monte-Carlo Simulation von Zeitreihen, basierend auf verschiedenen stochastischen Prozessen,

Agentenbasierte Modelle

Prof. Dr. Jürgen König

Dr. Fred Hucht

Untersuchung von kritischen Phänomenen und Phasenübergängen im Gleichgewicht und Nichtgleichgewicht mit Monte Carlo- und Molekulardynamik-Simulation, z.B. Casimir-Effekt, magnetische Reibung, dipolar gekoppelte Systeme;

Simulation von Partikeldeposition mit statistischen Modellen;

Exakte Diagonalisierung von Quantensystemen, z.B. Transport durch Quantenpunkte

Festkörper- und Materialphysik mit ab initio-Methoden

Elektronische Struktur und Eigenschaften von Halbleitermaterialien, Oberflächen, Magnet-Halbleiter-Hybridstrukturen, nanostrukturierten Halbleitern, thermoelektrischen Materialien;

Simulation der Absorption an Oberflächen und der Energierelaxation in Absorbaten;

Simulation des epitaktischen Wachstums mit Multiskalen-Methoden

Statistische Physik fernab vom  Gleichgewicht:

Kristallwachstum, Rheologie granularer Materie, Reibung, Verkehrsdynamik

Nanopulver:

Sintern, Leitfähigkeit, Struktur und mechanische Eigenschaften, Agglomeration in Suspensionen

Prof. Dr.-Ing. Jörg Schröder

Dr.-Ing. Daniel Balzani

Theoretische und numerische Mechanik:

• FE-Simulationen im Bereich der Biomechanik
• Elektromechanische gekoppelte Rand- und Anfangswertprobleme
• Mehrskalensimulation
• Mehrphasensysteme im Rahmen der TPM

Maschinenbau,

Institut für Mechanik

Methoden:

• Numerische Strömungsmechanik
• Numerische Strukturdynamik
• Fluid-Struktur-Wechselwirkung
• Hybride Syteme

Prof. Dr.-Ing. Bettar Ould el Moctar

Dr.-Ing. Udo Lantermann

Entwicklung von numerischen Verfahren zur Lösung von strö-mungsmechanischen Problemen in Schiffs- und Meerestechnik

Mehrphasenströmung (Kavitation, freie Ober-fläche, etc.)

Feuerausbreitung (Stoff und Gas), Wärmetransport in Schifftsräumer

Fluid-Struktur-Wechselwirkung für meerestechnische Strukturen
Bewegung von Fluide in Tanks
Entwicklung von Turbulenz- und Erosionsmodellen

Prof. Dr. Burak Atakan

Prof. Dr. Christof Schulz

Dr. Irenäus Wlokas

Dr. Heidi Böhm

Flammensimulation

Modellierung von Staupunktströmungen mit komplexer Chemie und Transport (Flammen, CVD)

Reaktorsimulation (Kinetik, Gleichgewicht)

Modellierung von Kreisprozessen

Komplexe Gleichgewichtsberechnung

Anpassung von Modellen an experimentelle Daten

AG Kinetik (Leiter Dr. Fikri):

• ab initio Berechnungen von thermodynamischen Moleküleigenschaften;
• Berechnung unimolekularer Reaktionen mit RRKM

AG Numerik (Leiter Dr. Wlokas):

• Berechnung chemisch reagierender, partikel beladener Strömungen in Gasphasen-Synthese Reaktoren;
• Modellierung und Simulation von Aerosoldynamik in Gasphasen-Systhese Reaktoren;
• Simulation der partikel beladenen Nasen-Innenströmung mit Lattice BGK Methoden;
• Modellierung und Simulation motorischer Verbrennungsprozesse;
• Entwicklung numerischer Prozesse;
• Entwicklung von Simulations Software;
• Bau und Entwicklung von Hard- und Software für Linux-Cluster 

www.uni-due.de/ivg/vg

Prof. Dr. Friedrich Benra

Dr. Hans-Josef Dohmen

Entwicklung von numerischen Lösungsverfahren für modifizierte, skalen-invariante Formen der Erhaltungsgleichungen

Numerische Simulation der zeitlich veränderlichen räumlichen, reibungsbehafteten Strömungen mit kommerziellen Navier-Stokes Lösungsverfahren (CFX, Fluent)

Effiziente numerische Lösung partieller Differentialgleichungen:

• Entwicklung und Untersuchung numerischer Methoden wie z.B. Multilevel-Verfahren, spektrale Verfahren, Least-Squares Verfahren, Gebietsdekompositionen

Anwendungsbereiche:

• Numerische Simulation von komplexen Problemen aus dem Bereich der Natur- und Ingenieurwissenschaften, insbesondere der Strömungsmechanik, Aerodynamik, CFD

Stichworte:

Vorlesung Grundlagen der Numerik

Seilrobotik:

• Optimierung von Robo-terdesigns hinsichtlich der auszuführenden Aufgabe (Design-to-Task), Verknüpfung von Intervallmethoden für verifizierte Ergebnisse mit effizienten Optimie-rungsverfahren (evolu-tionäre Algorithmen, Pattern Search, gradientenbasierte Verfahren,...), Parallelisierung

Großmanipulatoren:

• Modellbildung und Simulation mit Dymola, Programmieren mit C/C++, HIL mit Matlab/Simulink-xPC-Target-PC/104, Kinematik/Dynamik, Inverse Kinematik von Robotern/Manipulatoren;

Fahrdynamiksimulation mit IPG CarMaker:

• Entwurf, Testen und Bewerten von Fahrdyna-mikregelungssystemen (wie ABS, ASR, GMA, Schleppmomentenre-gelung, ESP, Optimierung von Fahrzeugparametern),

Fahrdynamiksimulation mit FASIM:

• Analyse der Fahrdyna-mik, Analyse von Mehr-körper-Radaufhängungen, Entwurf Testen und Bewerten von Fahr-dynamikregelungssys-temen, Überrollsimula-tion, Echtzeit-Fahrdyna-miksimulation mithilfe von Matlab/Simulink;

Fahrsimulator:

• Entwicklungswerkzeug zur Bewertung von Assistenzsystemen, Optimierung der Mensch-Maschine-Schnittstelle im Kfz, Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen, Testen von Systemen im Kfz vor dem Proto-typenstadium, Validierung von ent-wickelten Fahrdyna-mikregelsystemen und Fahrdynamikmodellen 

Numerische Simulation von partikeldynamischen Vorgängen (Entstehung und Transformation von Nanopartikeln)

Monte-Carlo Simulation von Partikeltransport und Partikeldynamik

Kopplung zwischen Computational Fluid Dynamics und Monte-Carlo-Verfahren

Bild- und Bildfolgeanalyse (z.B. Perfusion in Blutgefäßen, Extraktion Knochen und Weichteile, Reinheitsprüfung von Stahl- oder Faserverbundstoffen)

Automatische Adaption von Steuerparametern und Modellen in der Bildanalyse

Algorithmisches Lernen von Funktionen zur visuellen Objekt- oder Situationserkennung