GRK 2462:  Prozesse in natürlichen und technischen Partikel-Fluid-Systemen (PintPFS)

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390794421

Boden ist ein natürliches Partikel-Fluid-System (PFS), in dem komplexe physikalische, chemische undbiologische Prozesse, Grenzflächenphänomene und Phasenübergänge auftreten, die unzureichend experimentelluntersucht, verstanden und numerisch modellierbar sind. Bei technischen PFS werden bestimmteEigenschaften der Partikel durch kontrollierte physikalische, chemische und biologische Prozesse, Grenzflächenphänomeneund Phasenübergänge kreiert (z. B. funktionalisierte Partikel). Auch hier besteht Forschungsbedarfbzgl. dem Verständnis, der Modellierung und der Verfahrensoptimierung. Die Fragestellungenin natürlichen und technischen PFS sind zum Teil analog. Es liegt daher nahe, Prozesse in natürlichenund technischen PFS interdisziplinär zu erforschen, um auf beiden Seiten zu einem Erkenntnisgewinnzu gelangen. Genau darin liegt das Originäre und das Potential des geplanten Kollegs. Die einzelnenFachdisziplinen benennen, modellieren und simulieren ähnliche Prozesse gleich oder unterschiedlich. Esunterscheiden sich vor allem die Längenskalen, auf denen PFS experimentell untersucht, modelliert undsimuliert werden. Durch die Zusammenarbeit mit strategischen Partnern und den an der TUHH vorhandenenEinrichtungen, wie z. B. der Elektronenmikroskopie, sollen Prozesse über mehrere Längenskalensichtbar gemacht werden. Prozessmodelle und numerische Simulationsmethoden der beteiligten Kollegiatendienen dabei zum besseren Verständnis und zur Beschreibung komplexer Prozesse. Durch die Zusammenarbeitwerden neue Erkenntnisse in der fachübergreifenden Methodik erwartet. Ein Graduiertenkollegbietet hierfür den optimalen Rahmen. Es werden Wissenschaftler aus den Fachgebieten Bauingenieurwesen,Maschinenbau und Verfahrenstechnik ihre Forschung zum Leitthema „Prozesse in natürlichen und technischen Partikel-Fluid-Systemen“ (PintPFS) bündeln. Die vorhandenen Kompetenzen und Ressourcender beteiligten Wissenschaftler bzgl. experimenteller Untersuchungen und Modellierung/Simulationvon PFS ermöglichen einen interdisziplinären Forschungsansatz, der Innovationen vor allem auf folgendenGebieten erwarten lässt: Fortschritte bei der Modellierung von PFS, Verständnisgewinnung bei Kapillareffekten,Modellierung von Erosions-, Transport- und Sedimentationsprozessen, Entwicklung funktionalisierterPartikel sowie Entwicklung numerischer Experimente für PFS. Unterstützt wird die Arbeitsgruppevon Gastwissenschaftlern und strategischen Partnern, vor allem dem Deutschen Elektronen-Synchrotron(DESY) in Hamburg und dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG). Die vorgeschlagenen Dissertationsthemenzeigen interdisziplinäre Forschungsansätze auf. Um die Ziele des Forschungsprogramms zuerreichen, wird das Kolleg von einem strukturierten Qualifizierungs- und Betreuungskonzept für die Stipendiatenbegleitet, das eine rasche Einarbeitung in die jeweiligen Forschungsthemen, eine Beschleunigungder Arbeitsprozesse, eine Vernetzung mit existierenden Forschungsstrukturen und den Erwerb

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Technische Universität Hamburg
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Jürgen Grabe
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Maksym Dosta, bis 1/2022; Professor Dr.-Ing. Alexander Düster; Professor Dr.-Ing. Stefan Heinrich; Professor Dr. Patrick Huber; Professor Dr.-Ing. Robert Horst Meißner; Professor Dr.-Ing. Frank Schmidt-Döhl; Professorin Dr.-Ing. Irina Smirnova