"Prozesse in natürlichen und technischen Partikel-Fluid-Systemen (PintPFS)" GRK 2462

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Grabe

Das Ende 2018 bewilligte TUHH-Graduiertenkolleg PintPFS zeichnet sich durch seinen interdisziplinären Ansatz aus: Bau- und Maschinenbauingenieure, Verfahrenstechniker und Materialwissenschaftler arbeiten gemeinsam an Fragestellungen, kombinieren und entwickeln experimentelle und numerische Untersuchungsmethoden und erhalten so Einblicke in das Materialverhalten von Partikel-Fluid-Systemen auf verschiedenen Größenskalen. Die Interdisziplinarität des Graduiertenkollegs ist eine neue Herangehensweise in Forschung und Lehre. Sie ermöglicht jungen Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern einen intensiven fachlichen Austausch und Wissensgewinn. Mithilfe des interdisziplinären Ansatzes soll eine neue Generation von Wissenschaftlerinnnen und Wissenschaftlern ausgebildet werden sowie Innovationen im Hinblick auf natürliche und technische Partikel-Fluid-Systeme entstehen.

Das Graduiertenkolleg beschäftigt sich mit Prozessen in natürlichen und technischen Partikel-Fluid-Systemen und bezieht dafür sowohl natürliche Bodenbestandteile wie Ton oder Sand als auch technische Partikel wie Kunststoffgranulat oder Zement mit ein. Bestimmte Eigenschaften der Partikel können durch physikalische, chemische und biologische Prozesse erzeugt werden. Dieses Verfahren will das Kolleg optimieren und dazu die technischen mit den natürlichen Materialien vergleichen. Kooperationspartner sind das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY) sowie das Helmholtz-Zentrum Geesthacht.

„Modellierung, Simulation und Optimierung mit fluiddynamischen Anwendungen“ (Gemeinsame Beantragung mit der Universität Hamburg) GRK 2583

Sprecher für die TUHH: Prof. Dr.-Ing. Thomas Rung

Im Zentrum des universitätsübergreifenden Graduiertenkollegs (GrK 2583;  Sprecherschaft bei der Universität Hamburg) „Modellierung, Simulation und Optimierung mit fluiddynamischen Anwendungen“ steht die Verbindung von simulationsbasierten Ansätzen aus der Mathematik mit Anwendungen aus Ingenieurwissenschaften, Medizin und Klimaforschung. Unter dem Leitmotiv Mathematik treibt Anwendungen – Anwendungen inspirieren Mathematik soll das interdisziplinäre Kolleg einen wechselseitigen Nutzen mit sich bringen: Die konkreten Anwendungen werden mithilfe mathematischer Ansätze vorangetrieben, während diese durch die bei der Anwendung gewonnenen Einsichten weiterentwickelt werden. Für die TU Hamburg bedeutet dies, dass das zentrale Forschungsthema der Modellierung, Simulation und Optimierung in Ingenieursanwendungen bzw. der Digitalisierung von Entwurfs- und Fertigungsprozessen weiter gestärkt wird.

Das GrK wurde gemeinsam von der Universität Hamburg und der Technischen Universität beantragt. Beteiligt sind außerdem das Universitätskrankenhaus Eppendorf und das Max-PIanck-Institut für Meteorologie. Sprecher sind Prof. Dr. Armin Iske (Universität Hamburg) und Prof. Dr.-Ing. Thomas Rung (TUHH, Institut für Fluiddynamik und Schiffstheorie).

Im GrK werden junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in den mathematischen Disziplinen Modellierung, Simulation und Optimierung (MSO) ganzheitlich und anwendungsorientiert ausgebildet. Die simulationsbasierten Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf die mathematische Modellierung und Datenanalyse, adaptive und effiziente Berechnungsmodelle sowie rechnergestützte Formoptimierung. Die Aktivitäten sind eng mit fluiddynamischen Fragestellungen verknüpft, die durch Hamburg-spezifische Anwendungen aus den Bereichen Flugzeug- bzw. Schiffbau Klimaforschung und Medizin inspiriert sind.

Die Ausbildung und Forschung im GrK 2583 folgt dem Leitmotiv durch einen inhärent fachübergreifenden Zugang. Dies geht Hand in Hand mit einem gegenseitigen Austausch von Lehr- und Forschungsparadigmen zwischen den beteiligten Disziplinen. Dadurch hebt das Kolleg die Ausbildung und Forschung im Bereich MSO-Mathematik und simulationsbasierten strömungstechnischen Wissenschaften auf eine neue Stufe und trägt zur interdisziplinären Spitzenforschung an der Schnittstelle von moderner Mathematik und technischen Anwendungen bei.