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SFB 1173: Wellenphänomene: Analysis und Numerik
Fachliche Zuordnung
Mathematik
Geowissenschaften
Informatik, System- und Elektrotechnik
Medizin
Physik
Geowissenschaften
Informatik, System- und Elektrotechnik
Medizin
Physik
Förderung
Förderung seit 2015
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258734477
Wellen üben auf Wissenschaftler und speziell auf Mathematiker eine besondere Faszination aus. Zwei unserer Sinne - sehen und hören - basieren auf der Ausbreitung von Licht- bzw. Schallwellen, der menschliche Herzschlag wird durch Depolarisationswellen angetrieben, und die moderne Kommunikationstechnik beruht größtenteils auf elektromagnetischen Wellen. Wellen sind überall, und ihr Verhalten zu verstehen bedeutet die Natur besser zu verstehen. Für Mathematikerinnen und Mathematiker gibt es einen zweiten Grund, Wellen zu untersuchen: Die Schönheit und Vielfalt der damit verbundenen Mathematik. Wellenausbreitung wird durch eine Reihe faszinierender Gleichungen mit wunderschönen Eigenschaften beschrieben, und die mathematische Untersuchung dieser Gleichungen hat viele berühmte Ergebnisse hervorgebracht. Das Ziel dieses Sonderforschungsbereichs (SFB) besteht darin, durch die Verflechtung von Analysis und Numerik die Ausbreitung von Wellen unter realitätsnahen Bedingungen analytisch zu verstehen, numerisch zu simulieren und letztendlich auch zu steuern. Unsere Forschung konzentriert sich auf charakteristische Wellenphänomene: das Auftreten von stehenden und wandernden Wellen oder Wellenfronten, Oszillationen und Resonanzen, Dispersion sowie Reflexion, Brechung und Streuung von Wellen. Das außergewöhnliche Potenzial unseres SFBs liegt in der engen Zusammenarbeit von Spezialisten aus Analysis und Numerik. Fünf Projektleiter aus Optik und Photonik, Biomedizintechnik und Angewandter Geophysik bilden die Schnittstelle zu Anwendungen. In diesem einzigartigen interdisziplinären Forschungsumfeld sind bereits substantielle Resultate entstanden, die den Stand der Forschung auf diesem Gebiet vorangetrieben haben. Gleichzeitig sind wir auf eine Fülle von aufregenden wissenschaftlichen Fragen gestoßen, die in der nächsten Förderperioden beantwortet werden sollen. Das integrierte Graduiertenkolleg ermöglicht es vielversprechenden Doktorandinnen und Doktoranden sowie PostDocs, von dieser stimulierenden Zusammenarbeit zu profitieren, und unterstützt dadurch intensiv eine neue Generation von Mathematikerinnen und Mathematikern in der ersten Phase ihrer Karriere.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug
Österreich
Laufende Projekte
- A01 - Große Signale in der nichtlinearen Glasfaseroptik (Teilprojektleiter Hundertmark, Dirk ; Kunstmann, Peer Christian ; Weis, Lutz )
- A02 - Numerische Verfahren für Wellenausbreitung mit nichttrivialen Randbedingungen und nichtlokalen Materialgesetzen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hochbruck, Marlis ; Lubich, Christian )
- A03 - Adaptive implizite Raum-Zeit-Diskretisierungen für Wellengleichungen (Teilprojektleiter Dörfler, Willy ; Wieners, Christian )
- A04 - Zeitintegration von Maxwell- und wellenartigen Gleichungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hochbruck, Marlis ; Jahnke, Tobias ; Schnaubelt, Roland )
- A05 - Qualitatives Verhalten nichtlinearer Maxwell Gleichungen (Teilprojektleiter Schnaubelt, Roland ; Weis, Lutz )
- A06 - Lokalisierte Lösungen für nichtlineare Maxwell und wellenartigen Gleichungen (Teilprojektleiter Plum, Michael ; Reichel, Wolfgang )
- A07 - Numerische Verfahren für hochoszillatorische Probleme (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hochbruck, Marlis ; Jahnke, Tobias ; Lubich, Christian )
- A11 - Interaktion elektromagnetischer Felder mit Quantenmaterie (Teilprojektleiter Anapolitanos, Ioannis ; Hundertmark, Dirk )
- A12 - Dynamiken der Gross-Pitaevskii Gleichung und verwandte dispersive Gleichungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Liao, Xian ; Schneider, Guido )
- A13 - Dispersive Abschätzungen für wellenartige Gleichungen mit niedrigen Regularitätskoeffizienten (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Frey, Dorothee ; Schnaubelt, Roland )
- A14 - Nichtlineare Stabilität periodischer Wellen in dissipativen-dispersiven Systemen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Frey, Dorothee ; de Rijk, Björn )
- B03 - Frequenzkämme (Teilprojektleiter Jahnke, Tobias ; Koos, Christian ; Reichel, Wolfgang )
- B04 - Homogenisierung zeit-variierender Metamaterialien (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Plum, Michael ; Rockstuhl, Carsten ; Verfürth, Barbara )
- B07 - Dynamik von elektrophysiologischen Depolarisationswellen im Herzen (Teilprojektleiter Dössel, Olaf ; Jahnke, Tobias ; Loewe, Axel ; Wieners, Christian )
- B08 - Theorie und Numerik von gekoppelten Maxwell-Landau-Lifshitz-Gilbert-Gleichungen (Teilprojektleiter Dörfler, Willy ; Feischl, Michael ; Fernandez-Corbaton, Ph.D., Ivan )
- B09 - Dynamische Niedrigrangmethode zur Simulation von Wärmestrahlungswellen (Teilprojektleiter Frank, Martin ; Lubich, Christian )
- B10 - Numerische Methoden für nichtlineare Optik in plasmonischen Nanolücken (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Dörich, Benjamin ; Hochbruck, Marlis )
- C01 - Lokale Inversion in der linearen seismischen Bildgebung (Teilprojektleiter Kunstmann, Peer Christian ; Rieder, Andreas )
- C02 - Seismische Bildgebung als nicht-lineares inverses Problem (Teilprojektleiter Bohlen, Thomas ; Griesmaier, Roland ; Kirsch, Andreas ; Rieder, Andreas ; Wieners, Christian )
- C05 - Optimales Design chiraler Strukturen (Teilprojektleiter Arens, Tilo ; Fernandez-Corbaton, Ph.D., Ivan ; Griesmaier, Roland ; Rockstuhl, Carsten )
- C06 - Unschärfe- und Monotonieprinzipien für inverse Quell- und Streuprobleme (Teilprojektleiter Arens, Tilo ; Griesmaier, Roland )
- MGKIRTG - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Dörfler, Willy ; Griesmaier, Roland ; Schnaubelt, Roland )
- Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hochbruck, Marlis ; Reichel, Wolfgang )
Abgeschlossene Projekte
- A08 - Falsche Vorhersagen durch Amplitudengleichungen (Teilprojektleiter Schneider, Guido )
- A09 - Spektralmethoden für dispersive Gleichungen (Teilprojektleiter Kunstmann, Peer Christian ; Weis, Lutz )
- A10 - Stehende und wandernde Pulse in periodischen Medien (Teilprojektleiter Reichel, Wolfgang ; Schneider, Guido )
- B01 - Klein-Gordon-Zakharov-Systeme in hohen Frequenzbereichen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Schneider, Guido ; Schratz, Katharina )
- B02 - Dispersion Management (Teilprojektleiter Hundertmark, Dirk ; Schnaubelt, Roland )
- B05 - Geometrische Wellengleichungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Lamm, Tobias ; Schnaubelt, Roland ; Schörkhuber, Birgit )
- B06 - Stabilität von Mustern hyperbolisch-parabolischer Gleichungen (Teilprojektleiter Plum, Michael ; Rottmann-Matthes, Jens )
- C04 - Modellierung, Design und Optimierung dreidimensionaler Wellenleiter (Teilprojektleiter Dörfler, Willy ; Koos, Christian ; Reichel, Wolfgang ; Rockstuhl, Carsten )
Antragstellende Institution
Karlsruher Institut für Technologie
Beteiligte Hochschule
Eberhard Karls Universität Tübingen; Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn; Technische Universität Wien; Universität Stuttgart
Partnerorganisation
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
Sprecherin
Professorin Dr. Marlis Hochbruck