Mitarbeitende am Institut TEMF

Meine Forschung konzentriert sich auf die mathematische Modellierung, Analyse und Simulation magnetoelastischen Kopplungsphänomene, welche beispielsweise in magnetostriktiven Materialien auftreten. Im Vordergrund steht dabei die Herleitung, Analyse und die Lösung von Systemen gekoppelter partiellen Differentialgleichungen unter dem Einbeziehen der Gleichungen der Elastizität sowie der Maxwell'schen Gleichungen. Magnetostriktive Materialien haben ein breites Anwendungsspektrum: Sie werden etwa eingesetzt als Sensoren oder Aktuatoren in mechanischen Systemen oder als künstliche Muskel in der Robotik. Ein aktuelles Forschungsgebiet, in dem multiphysikalische Kopplung (elektromagnetisch, thermisch und mechanisch) ebenfalls relevant ist, stellt die Entwicklung von hochtemperatursupraleitenden Magneten für Teilchenbeschleuniger dar. Im Unterschied zu Konstruktionen mit herkömmlichen Magneten, sind die Hochstromspulen der supraleitenden Magnete massiven Lorentz-Kräften ausgesetzt, was zu nicht unerheblichen Deformationen innerhalb der Strukturen führen kann. Die Formveränderung der Spulen kann wiederum die Struktur der Magnete verändern und sich negativ auf die Qualität des Magnetfeldes und die Homogenität des Temperaturfeldes auswirken. Aus Sicht der Modellierung liegt somit ein gekoppeltes Mehrfeld-Problem vor, dessen mathematische Formalisierung, Analyse und Lösung essenziell für die Untersuchung der Funktionsweise, Robustheit und Lebensdauer der Konstruktion ist.