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Modellierung und Simulation

Arbeitsgruppe 8.41

Profil

Im Mittelpunkt stehen Forschung und Anwendung zur mathematischen Modellierung und numerischen Simulation in der Metrologie.  Kernthemen sind dabei:

 

  • Mathematische Modellierung physikalischer Prozesse und Messverfahren
  • Numerische Simulationen von Messprozessen und virtuelle Experimente
  • Lösung inverser Probleme zur Parameteridentifikation aus Messdaten
  • Modellgestützte Optimierung von Messverfahren

 

Inhaltlicher Schwerpunkt ist  die Behandlung partieller Differentialgleichungen (PDEs), die zur Modellierung stationärer Zustände und dynamischer Prozesse verwendet werden. Methoden beinhalten die Anwendung eines breiten Spektrums von Diskretisierungsverfahren, z. B.  finite Differenzen, finite Elemente oder Spektralmethoden, sowie Verfahren zur Lösung von deterministischen und statistischen inversen Problemen und die Analyse stark nichtlinearer PDEs. Ein neuer Arbeitsschwerpunkt sind Methoden zur Unsicherheitsbestimmung aus Ergebnissen von PDEs mit unsicheren Parametern („Uncertainty Quantification“), z.B. mit Hilfe von Sampling-Methoden und Surrogatmodellen. Hauptanwendungsgebiete sind dabei: 

 

  • Modellierung elektromagnetischer Felder  und inverse Probleme in Optik, Nanometrologie und Medizinphysik
  • Simulationen von makroskopischen Strömungsprozessen und Transportvorgängen
  • Modellierung von aktiver Materie
  • Modellierung und numerische Simulation der Elektrophysiologie des Herzens

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Forschung/Entwicklung

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Dienstleistungen

PTB-interne Unterstützung und Beratung auf dem Gebiet der mathematischen Modellierung und der Simulation auf Hochleistungsrechnern.

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Informationen

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