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Angewandte Mathematik der FAU wirbt 490.000 Euro ein

Durch elektrische Felder hervorgerufene Tropfenbewegung, Schadstoffausbreitung im Boden, Strömungsvorgänge in Pipeline-Netzwerken – dies sind aktuelle Fragestellungen aus Natur- und Ingenieurwissenschaften, die die Mathematik vor die Aufgabe stellen, Methoden zur Vorhersage von Form und Evolution so genannter „Grenzflächen“ zu entwickeln. Beispiele solcher Grenzflächen sind Tropfenoberflächen oder Trennflächen zwischen schadstofffreien und schadstoffbelasteten Bereichen im Boden. Jetzt gelang es den Professoren Günther Grün, Peter Knabner und Günter Leugering der Angewandten Mathematik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) gemeinsam mit den Industriepartnern Siemens AG und Guigues International sowie Forschern sechs weiterer europäischer und einer israelischen Universität eines der renommierten „Initial-Training-Networks“ der Marie-Curie-Forschungsförderung der EU einzuwerben. Mit insgesamt bis zu vier Millionen Euro werden europaweit 18 Promotionsvorhaben durch das Netzwerk „FIRST – Fronts and Interfaces in Science and Technology“ für jeweils drei Jahre gefördert.

Transnationale Mobilität als Einstellungsbedingung und zahlreiche Netzwerkaktivitäten (Sommerschulen, Workshops oder Entsendung von Doktoranden/Doktorandinnen an Partneruniversitäten) gewährleisten, dass die Nachwuchswissenschaftler neueste Resultate umgehend in ihre eigenen Forschungen einfließen lassen und auf internationalem Parkett erste wissenschaftliche Kontakte knüpfen können.

Die Teilprojekte an der FAU

An der FAU werden drei Teilprojekte mit insgesamt 490.000 Euro finanziert. Unter der Leitung von Prof. Dr. Grün beschäftigt sich eine Arbeitsgruppe mit der Mathematik der so genannten Elektrobenetzung. Hier geht es um ein tieferes Verständnis der Mechanismen, die verantwortlich sind, dass sich mit Hilfe elektrischer Felder leitfähige Tropfen bewegen, aufspalten oder mischen lassen. Technologische Bedeutung erlangen solche Tropfenmanipulationen in mikrofluidischen Anwendungen („lab-on-the-chip“) sowie in der Optik, z.B. bei der Herstellung kleinster, stufenlos verstellbarer Linsen („adaptive Linsen“).

Mit dem Transport von Schadstoffen im Boden beschäftigen sich Wissenschaftler am Lehrstuhl für Angewandte Mathematik I von Prof. Dr. Knabner in Kooperation mit der Technischen Universität Eindhoven, Niederlande. Die Ausbreitung von z.B. benzolhaltigen Stoffen, also Abfallprodukten der Ölindustrie, oder Schwermetallen im Boden und Grundwasser kann mit Hilfe von mathematischen Modellen simuliert und abgeschätzt werden. Kolloide – kleinste Nanoteilchen – können die Ausbreitungsgeschwindigkeit jedoch beeinflussen. Im Fokus der Forschungen steht daher die Frage, wie und auf welche Weise sich diese Kolloide auf den Schadstofftransport auswirken.

Gemeinsam mit Experten der Université Pierre et Marie Curie in Paris entwickelt eine Gruppe um Prof. Dr. Leugering, Inhaber des Lehrstuhls für Angewandte Mathematik II, mathematische Modelle und Simulationen, die den Fluss von Gas bzw. Wasser in vernetzten Pipelinesystemen ermitteln sollen. Ziel ist es, mit Methoden der mathematischen Optimierung Beobachtungs- und Messszenarien zu entwickeln, die Schadstellen, zum Beispiel Lecks, in den Pipelines, bzw. die Eintrittsstellen von Schadstoffen und deren Ausbreitung im Netzwerk entdecken.

Weitere Informationen für die Medien:

uni | mediendienst | forschung Nr. 33/2010 vom 7.12.2010