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Overview


Die Forschungsgruppe erarbeitet numerische Verfahren für Systeme von partiellen Differentialgleichungen   und Algebro-Differentialgleichungen,   analysiert diese Methoden und wendet sie auf interessante Fragestellungen der Praxis an. Dabei sind die Forschungen naturgemäß langfristig angelegt. Besondere Bedeutung kommt der Entwicklung und Implementierung numerischer Software zu. Hier stellt die Forschungsgruppe moderne und effiziente Werkzeuge bereit.

Die Methoden bewähren sich bei konkreten Anwendungen in Projekten mit Partnern aus der Industrie und experimenteller Forschung. Diese Kontakte wiederum stimulieren weitere mathematisch-numerische Forschungen.

Unsere thematischen Schwerpunkte waren:

  • Numerische Verfahren und Softwarekomponenten für die Lösung von Systemen partieller Differentialgleichungen (WIAS-Schwerpunktthemen: Strömungs- und Transportprobleme in Kontinuen, Mikro-, Nano- und Optoelektronik, Phasenübergänge),
  • Simulation von Höchstfrequenzschaltungen (WIAS-Schwerpunktthema: Mikro-, Nano- und Optoelektronik),
  • Dynamische Simulation chemischer Prozesse (WIAS-Schwerpunktthema: Optimierung und Steuerung in der Verfahrenstechnik).

Im November 2001 wurde von der Forschungsgruppe ein initialer Workshop zum Thema ,,Direct Methanol Fuel Cells`` veranstaltet (siehe S. [*]), der einen repräsentativen Überblick über die Modellierung, Simulation und experimentelle Forschung in Deutschland in diesem Bereich gab.

The group develops numerical procedures for systems of partial differential equations and differential-algebraic equations, analyzes these methods, and applies them to practical problems of interest. The research projects are, by their nature, long-term studies. Of particular importance is the development and implementation of numerical software, to which the group creates and provides modern and efficient tools.

The methods are applied to real world problems in collaborative projects with partners from industry and experimental research. These contacts in turn stimulate further mathematics-based numerical research.


Our main research topics were:

  • Numerical procedures and software modules for the solution of systems of partial differential equations (focal points at WIAS: Flow and propagation phenomena in continua, Micro-, nano- and optoelectronics, Phase transitions),
  • Simulation of high-frequency circuits (focal point at WIAS: Micro-, nano- and optoelectronics),
  • Dynamic simulation of chemical processes (focal point at WIAS: Optimization and control in process engineering).

In November 2001, the group held a workshop on ``Direct Methanol Fuel Cells'' (see page [*]), which gave a representative overview of the modeling, simulation, and experimental research that has been performed in this field in Germany. This was the first in a planned series of workshops to be presented by the group.


Die Forschungsgruppe hat an den nachfolgend genannten forschungsgruppenübergreifenden Projekten mitgearbeitet:

  • Enveloppenfunktionsapproximation für elektronische Zustände in Halbleiter-Nanostrukturen (siehe S. [*]) zusammen mit den FGn 1 und 4 (WIAS-Schwerpunktthema: Mikro-, Nano- und Optoelektronik) und
  • Modellierung und Simulation blau-emittierender Halbleiter-Nanostrukturen (siehe S. [*]) zusammen mit der FG 1 (WIAS-Schwerpunktthema: Mikro-, Nano- und Optoelektronik).

In der Forschungsgruppe werden zudem die folgenden institutsweiten Querschnittsaufgaben bearbeitet:

  • Aktive Unterstützung anderer Gruppen bei der numerischen Umsetzung von Projekten mit pdelib , z. B.
    • Numerische Simulation und Optimierung der Züchtung von SiC-Einkristallen durch Sublimation aus der Gasphase (siehe S. [*]),
    • Optimale Steuerung der Oberflächenhärtung von Stahl (siehe S. [*]),
    • Spannungsanalyse einer dünnen Wafer-Platte aus einkristallinem Gallium-Arsenid (siehe S. [*]).
  • Entwicklung spezieller Moduln und Features für pdelib, allgemeine Beratung in numerischen Fragen,    
  • Visualisierung.

The group has collaborated on the following joint projects with other research groups at WIAS:

  • Envelope function approximation for electronic states in semiconductor nanostructures (see page [*]) in cooperation with research groups 1 and 4 (focal point at WIAS: Micro-, nano- and optoelectronics) and
  • Modeling and simulation of blue-emitting semiconductor nanostructures (see page [*]) in cooperation with research group 1 (focal point at WIAS: Micro-, nano- and optoelectronics).

In addition, the group works on the following cross-sectional tasks:

  • Active support for other groups in converting mathematical problems to forms compatible with pdelib , e.g.,
    • Numerical simulation and optimization of SiC single crystal growth by sublimation from the gas phase (see page [*]),
    • Optimal control of surface heat treatments (see page [*]),
    • Stress analysis of a thin wafer plate of single crystal gallium arsenide (see page [*]).
  • Development of special modules and features for pdelib, general advice for questions on numerical issues,    
  • Visualization.



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9/9/2002