Arbeitsgruppen
Mathematik
Prof. Dr. Heinz H. Gonska
Geometrische Datenverarbeitung und deren theoretische Grundlagen
Prof. Dr. Ulrich Görtz
Computational arithmetic geometry and algebraic number theory
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
Prof. Dr. Patrizio Neff
Prof. Dr. Arnd Rösch
Optimale Steuerung partieller Differentialgleichungen
Inverse Probleme
Prof. Dr. Rüdiger Schultz
Prof. Dr. Gerhard Starke
Physik
Prof. Dr. Peter Entel, Dr. Markus Gruner
Simulation martensitisch transformierender Systeme (Fe-basierte Legierungen, magnetischer und konventioneller Formgedächtniseffekt)
Strukturelle und elektronische Eigenschaften von magnetischen und halbleitenden Nanopartikelsystemen
Strukturelle und magnetische Eigenschaften verdünnter magnetischer Halbleiter (diluted magnetic semiconductors)
Ab initio Berechnungen der Transport-eigenschaften magnetischer Multilagen-systeme
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
Prof. Dr. Peter Kratzer
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
Prof. Dr. Dietrich Wolf
Statistische Physik fernab vom Gleichgewicht:
Kristallwachstum, Rheologie granularer Materie, Reibung, Verkehrsdynamik
Nanopulver:
Sintern, Leitfähigkeit, Struktur und mechanische Eigenschaften, Agglomeration in Suspensionen
Chemie
Prof. Dr. Georg Jansen
Quantenchemische Berechnungen molekularer Systeme, insbesondere von zwischenmolekularen Wechselwirkungen,
Entwicklung von Methoden zur Berechnung zwischenmolekularer Wechselwirkungen
Prof. Dr. Eckhard Spohr
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
Biologie
Ingenieurwissenschaften
Prof. Dr. Burak Atakan
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)
Entwicklung von eindimensionalen Strömungslösern für spezielle Einsatzfälle
PD Dr.-Ing. Bernhard Eidel
Prof. Dr.-Ing. Istvan Erlich
Prof. Dr.-Ing. Bettar Ould el Moctar, Dr.-Ing. Udo Lantermann
Entwicklung von numerischen Verfahren zur Lösung von strömungsmechanischen Problemen in Schiffs- und Meerestechnik
Mehrphasenströmung (Kavitation, freie Oberfläche, etc.)
Bewegungsverhalten von Körpern in Strömungen (Kopplung von Bewegungs- mit Strömungsgleichungen)
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. Wilhelm Heinrichs
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:
Spektrale und Pseudo-Spektrale Methoden, Verfahren hoher Ordnung, Least-Squares Verfahren, Multilevel, Splitting Techniken hoher Ordnung für Sattelpunkt Probleme, Stabilisierungstechniken für Konvektions-Diffusions-Probleme, Stokes und Navier-Stokes Gleichungen, Burgers Gleichung, Euler Gleichung, CFD
Prof. Dr. Andreas Kempf, Dr. Irenäus Wlokas
Simulation reaktiver Strömungen
Reaktionskinetik und Reduktion chemischer Mechanismen
Large Eddy Simulation turbulenter Flammen
Mehrphasenströmungen (Kohle- und Spray-Flammen)
Simulation von Verbrennungsmotoren
Simulation von der Nanopartikel-Synthese in Flammen
Entwicklung und Pflege des Inhouse Code "PsiPhi" für LES und DNS
Jun.-Prof. Dr.-Ing. Wojciech Kowalczyk
Modellierung und numerischeSimulation des menschlichen Bewegungsapparates
Modellierung und numerische Simulation des vaskulären Systems
Strömungsmechanik von Mehrphasen-systemen
Strömungsmechanik von nicht-Newtonschen Flüssigkeiten
Mikrofluidik
Methoden:
- Numerische Strömungsmechanik
- Numerische Strukturdynamik
- Fluid-Struktur-Wechselwirkung
- Hybride Syteme
Prof. Jens Krüger
Prof. Dr. Einar Kruis
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
Prof. Dr. Pedro José Marrón
Prof. Dr. Josef Pauli
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
Dr. Gabi Schierning
Prof. Dr. Dieter Schramm
Vorlesung Grundlagen der Numerik
Seilrobotik:
- Optimierung von Roboterdesigns hinsichtlich der auszuführenden Aufgabe (Design-to-Task), Verknüpfung von Intervallmethoden für verifizierte Ergebnisse mit effizienten Optimierungsverfahren (evolutionäre 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 Fahrdynamikregelungssystemen (wie ABS, ASR, GMA, Schleppmomentenregelung, ESP, Optimierung von Fahrzeugparametern),
Fahrdynamiksimulation mit FASIM:
- Analyse der Fahrdynamik, Analyse von Mehrkörper-Radaufhängungen, Entwurf Testen und Bewerten von Fahrdynamikregelungssystemen, Überrollsimulation, Echtzeit-Fahrdynamiksimulation 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 Prototypenstadium, Validierung von entwickelten Fahrdyna-mikregelsystemen und Fahrdynamikmodellen
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
Prof. Dr. Christof Schulz, 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