Forschung und Profil - Fachbereich Natur- und Umweltwissenschaften an der RPTU

Forschung und Profil AG Numerische Simulation

AG Numerische Simulation

Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU)
Fachbereich Natur- und Umweltwissenschaften
Institut für Mathematik
Fortstraße 7 76829 Landau
Gebäude I, 1. OG

Profil

In der AG Numerische Simulation werden Veränderungsprozesse aus verschiedensten Lebensbereichen wie Mathematik, Physik, Meteorologie, Hydrologie und Medizintechnik modelliert und simuliert.

Die grundlegenden Modelle solcher Veränderungsprozesse sind dabei stets Gewöhnliche oder Partielle Differentialgleichungen. Die Analyse des entsprechenden Mathematischen Modells (z.B. korrekte Problemstellung, Existenz von Lösungen), das Finden von geeigneten Approximationen der Lösungen durch numerische Diskretisierungsmethoden und die Stabilität dieser Approximationsverfahren sind dabei zentrale Punkte.

Mathematische Modellierung und numerische Simulation in angewandter Strömungsmechanik (z.B. physiologische oder geophysikalische und atmosphärische Fluiddynamik),
Mathematische Analysis für inkompressible Newtonsche und einige nicht-Newtonsche Fluide in deformierten Gebieten,
Moderne numerische Verfahren für Fluid-Struktur Wechselwirkung Probleme,
Numerische Simulation in der digitalen Medizin

Hämodynamische Modellierung und Simulation

Generiertes Gitter für das Blutgefäß (K. Richter)

Simulierte Strömung im Blutgefäß (A. Hundertmark)

Wir entwickeln numerische 3D Modelle und für hämodynamische Strömungen beispielsweise in der menschlichen Karotis unter Einbeziehung von Fluid-Struktur Interaktion für inkompressible (nicht) Newtonsche Fluide.

Die Simulationsergebnisse komplementieren die Patientendaten und können für Risikoerkennung der Herzkreislauferkrankungen analysiert werden.

Weiterlesen MLgSA-Projekt

Strömungs- und Impaktionsprozesse in der Atmosphäre

Leuchtende Nachtwolken über der Ostsee bei Laboe, Matthias Süßen, Wikimedia Commons Noctilucent-clouds-msu-6817.jpg, license CC BY-SA: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Evaluation of flow field variables of temperature, density, and velocity for the flow velocity of 400 m/s for the flight attitude of -30◦. Furthermore, trajectories of impacting particles are depicted. — Evaluation of flow field variables of temperature, density, and velocity for the flow velocity of 400 m/s for the flight attitude of -30◦. Furthermore, trajectories of impacting particles are depicted (B. Klug).

Seit Ende des 19. Jahrhunderts ist die Existenz der nachtleuchtenden Wolken (NLC) bekannt. Diese sind Mesosphärische Wolken, die in den Sommermonaten sichtbar sind. Bisher ist nicht schlüssig geklärt, an welchen Kondensationskernen diese Wolken sich bilden und wie sich die Wolkentröpfchen zusammensetzen. Ein Grund für diese Ungewissheit liegt in der Schwierigkeit, die Partikel in solch großen Höhen zu sammeln und sie anschließend einer physikalisch-chemischen Analyse zu unterziehen. Sondierungen und analytische Untersuchungen in solchen Höhen sind nur mit großem Aufwand durch Höhenforschungsraketen möglich.Numerische Simulationen der supersonischen Strömung und der Partikelimpaktionen unterstützen die Entwicklung eines Messgeräts für Partikelimpaktionen und erlauben Vorhersagen über die Kollisionsprozesse und die Effizienz der Teilchenentnahme. Weiterlesen beim GEL-Projekt