Masterarbeit (m/w/d) Diskontinuierliche Galerkin (DG) Verfahren zur numerischen Lösung von Modellen für die Radialfluss-Chromatographie 2025

Die Flüssigsäulenchromatographie spielt in der Herstellung (bio-)chemischer Produkte z.B. in der pharmazeutischen Industrie eine wichtige Rolle. Dabei werden in Flüssigkeiten gelöste Stoffgemische durch sogenannte ChromatographieSäulen gepumpt, welche mit einem porösen Material befüllt sind. Die individuellen Eigenschaften der einzelnen Komponenten des Stoffgemisches (z.B. die Größe und elektrische Ladung der Moleküle) resultieren in individuellen Verweilzeiten in der Säule, welche durch verschiedene Transporteffekte und chemische Reaktionen hervorgerufen werden. Diese Effekte werden gezielt genutzt, um die Komponenten voneinander zu trennen und so z.B. einen bestimmten Reinheitsgrad einer Zielkomponente zu erreichen. Computersimulationen werden genutzt, um die Entwicklung und Optimierung solcher chromatographischer Prozesse zu unterstützen. In diesem Projekt möchten wir den quelloffenen Prozesssimulator CADET um ein Modul erweitern, welches die effiziente Simulation der Radialfluss-Chromatographie ermöglicht.

Ihre Aufgaben

• Entwicklung eines numerischen Verfahrens zur räumlichen Diskretisierung der eindimensionalen Chromatographie-Transportgleichung in radialer Richtung bei zylindrischer Geometrie
• Implementierung dieses Verfahrens in der quelloffenen CADET Simulationssoftware
• Verifizierung des Verfahrens und der Implementierung mittels Konvergenztests

Ihr Profil

• Laufendes Master-Studium im Bereich angewandte Mathematik oder eines vergleichbaren Studiengangs
• Interesse an wissenschaftlicher Forschung und Methodik
• Fundierte Erfahrung mit numerischen Methoden zur Lösung partieller Differentialgleichungen, vorzugsweise im Kontext räumlicher Diskretisierungen von konvektionsdominierten parabolischen oder hyperbolischen Gleichungen
• Kenntnisse und Erfahrungen in der Entwicklung wissenschaftlicher Software, vorzugsweise in C++ oder einer anderen objektorientierten Sprache

Unser Angebot

Wir arbeiten an hochaktuellen innovativen Themen und bieten Ihnen die Möglichkeit, den Wandel aktiv mitzugestalten! Wir bieten Ihnen

• Einstieg in die wissenschaftliche Forschung
• Fachliche Betreuung und Unterstüzung während des gesamten Zeitraumes des Projekts
• Interdisziplinäre Zusammenarbeit an Projekten in einem internationalen, engagierten und kollegialen Team
• Mitarbeit an einer quelloffenen Softwareplatform mit internationaler Nutzergemeinschaft
• Möglichkeit der Anstellung als studentische Hilfskraft
• Flexible Arbeitszeitgestaltung

Wir freuen uns über Bewerbungen von Menschen mit vielfältigen Hintergründen, z.B. hinsichtlich Alter, Geschlecht, Behinderung, sexueller Orientierung / Identität sowie sozialer, ethnischer und religiöser Herkunft. Ein chancengerechtes, diverses und inklusives Arbeitsumfeld, in dem alle ihre Potentiale verwirklichen können, ist uns wichtig.