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

Prof. Dr. Daniel Hoffmann

Computergestützte Modellierung und Simulation von Biomolekülen

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

 

Prof. Dr.-Ing. Torben Weis

Medizin

Prof. Dr. Sven Rahmann

Algorithms and statistical methods for the analysis of next-generation sequencing data
Medical and biological applications, e.g., detection of biomarker candidates
Modeling interactions dependencies in protein networks
Resource-constrained analysis of spectrometry data