Thermodynamische Modellierung und Analyse von Phasenübergängen

Leitung (kommissarisch):
Barbara Wagner

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter:
André Erhardt, Christine Keller, Olaf Klein, Manuel Landstorfer, Christoph Pohl

Sekretariat:
Ina Hohn

von links nach rechts: Barbara Wagner, André Erhardt, Ina Hohn, Christine Keller, Olaf Klein, Manuel Landstorfer, Christoph Pohl

Die Forschungsgruppe beschäftigt sich mit der Mehrskalenmodellierung thermodynamisch konsistenter Modelle komplexer Materialien. Wir entwickeln Methoden der systematischen asymptotischen Analysis, insbesondere für singulär gestörte Randwertprobleme, und Analysis von Hystereseeigenschaften. Diese werden benutzt, um fundamentale Prozesse im Zusammenhang mit Phasenübergängen zu untersuchen, sowie die damit zusammenhängende Mikro- und Nanostrukturierung von Mehrphasenmaterialien und deren Grenzflächen.

Hauptthemen

Mehrphasenprobleme in weichen und lebenden Materialien
Die Idee dieses Forschungsthemas ist es, mathematische Modelle für Materialsysteme zu entwickeln, die Anwendungsprobleme der weichen bis hin zu lebenden Materialien umfassen und deren intrinsische, strukturelle und dynamische Eigenschaften über mehrere Skalenbereiche hinweg zu beschreiben.

Aktuelle Projekte SPP2171, Math+ AA1-12, Math+ AA2-9

Elektrochemische Systeme
In diesem Forschungsbereich leiten wir mathematische Modelle für elektrochemische Systeme her und entwickeln sie weiter, von grundlegenden Elektroden/Elektrolyt-Grenzflächen über Elektrokatalyse bis hin zu Lithium-Ionen-Batterien. Die Modellvalidierung mit numerischen Simulationen an experimentellen Daten ist ein wichtiges Merkmal unserer Forschung. Wir führen projektbasierte Forschung zu Alterungsmechanismen von Lithium-Ionen-Batterien, zur Modellierung der Multimaterial-Elektrokatalyse und zur Entwicklung von Materialmodellen für Elektrolyte durch.
Aktuelle Projekte Math+ AA2-6 Math+ AA4-8

Hysterese, elektromagnetisch-mechanische Komponenten und Quantifizierung von Unsicherheiten
Die Parameter in Hysterese-Operatoren, die reelle Objekte, wie z.B. elektro-magnetische mechanische Bauteile, modellieren, müssen aus Messungen bestimmt werden und sind daher durch Messfehler verfälscht. Um den Einfluss dieser Fehler zu bestimmen werden die Methoden zur Quantifizierung von Unsicherheiten (Uncertainty Quantification, UQ) verwendet.