Prozessdatentechnik

Cyberphysikalische Systeme und Industrie 4.0 transformieren die Ingenieurpraxis, neue Disziplinen und Arbeitsgebiete entstehen. Eine der Voraussetzungen dafür ist die Zunahme der verfügbaren Rechenleistung in Verbindung mit immer mächtigeren Modellierungs- und Simulationswerkzeugen.

Prozessdatentechnik wendet die molekulare Modellierung und Simulation an, um thermodynamische Stoffdaten und Vorgänge zu charakterisieren; als Arbeitsgebiet bildet es eine Einheit mit dem Computational Molecular Engineering, d.h. der Entwicklung von Simulationsmethoden und -werkzeugen. Zu den dabei verfolgten Ansätzen gehören die Monte-Carlo-Simulation, die Molekulardynamik, molekulare Zustandsgleichungen und mesoskopische Methoden wie Dichtegradiententheorie und Phasenfeldmethoden. In vielen Fällen sind solche Simulationen mit einem hohen numerischen Aufwand verbunden, der eine massiv-parallele Ausführung auf Großrechnern erfordert. In anderen Fällen ist eine sehr große Zahl an Kombinationen von Randbedingungen zu betrachten. Daher ist die Prozessdatentechnik auch vom Höchstleistungsrechnen untrennbar.

Das Ziel meiner wissenschaftlichen Tätigkeit besteht darin, den Stand der Technik, den molekulare Modellierung und Simulation durch jahrzehntelange Forschung und Entwicklung erreicht haben, für die industrielle Nutzung zugänglich zu machen. Aufgrund der Bedeutung von Phasengleichgewichten, Phasenübergängen und grenzflächenkontrollierten Prozessen für die Verfahrenstechnik liegt dort ein thematischer Schwerpunkt. Methodisch konzentriere ich mich auf die Entwicklung von Software und Methoden für die Molekulardynamiksimulation.

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