Forschungsfeld C

Systemanalyse und Inverse Probleme

… befassen sich mit Fragen der Modellvalidierung und der Datenbeschaffung und -verarbeitung und der Modellreduktion. Wir beschreiben dynamische Systeme und beschäftigen uns mit Regelungstechnik, Autonomie, Automatisierung und Netzwerksstrukturen von Systemen.

Materialien in jedem Aggregatszustand

Wir simulieren Materialien und Prozesse, die nahezu beliebig komplex sein können. Zum Beispiel beschäftigen wir uns mit biochemischen Reaktionsketten in einer Zelle. Diese Reaktionsketten sind hochgradig vernetzt und vielschichtig hierarchisch angelegt.

 (c) David Ausserhofer
Die Aufgaben der Steuerungs- und Regelungstechnik sind vielfältig - in diesem einfachen Fall wird ein Roboter dazu gebracht, einer Linie zu folgen.
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Unser Ziel ist, rechenbare Lösungen in den Ingenieurwissenschaften vorzuschlagen. Das heißt, wir rechnen nur dort in kleinsten Skalen, wo es für die jeweilige Fragestellung wichtig ist.

Um Prozesse von der Mikroskala (Molekular- und Partikelsimulation) in makroskopische Skalen zu übertragen, setzen wir mathematische Homogenisierungstechniken ein. Wir erarbeiten neue Formeln und vereinfachen und optimieren bereits vorhandene. Großskalige Werkstücke wie zum Beispiel eine Brücke mit einer Rissbildung können wir so besser und schneller als je zuvor beschreiben.

Es geht uns nicht nur darum, bestehende Materialien zu beschreiben und ihre Belastungsgrenzen kennen zu lernen. Mithilfe von Simulationen entwerfen wir am Computer auch neuartige Hightech-Materialien für zukünftige Anwendungen. Diese reichen von der Geo- und Biomechanik über die Medizin- und Umweltschutztechnik sowie das Bauingenieurwesen und den Maschinenbau bis zur Luft- und Raumfahrt. Prominente Beispiele sind extrem belastbare Brücken oder Leichtbaudächer für Flughäfen und andere Großanlagen.

Machbarkeitsstudien für das Einleiten klimaschädlicher Gase in tiefe Erdschichten profitieren ebenso von unseren Simulationen wie die Medizin. Wir simulieren zum Beispiel die Wirbelsäule mitsamt den umgebenden Muskeln, Sehnen und Bändern. Solche Arbeiten eröffnen neue Diagnose- und Therapieoptionen.

Koordinatoren Research Area C

Dieses Bild zeigt Allgöwer
Prof. Dr.-Ing.

Frank Allgöwer

Leiter Graduiertenschule, Koordinator Projektnetzwerk 3, Koordinator Research Area C

Dieses Bild zeigt Schneider
Prof. Dr. rer. nat.

Guido Schneider

Koordinator Research Area C