TU Bergakademie Freiberg Forschung Institute Ausstattung Angebote Ergebnisse

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1 TU Bergakademie Freiberg Forschung 2001 Institute Ausstattung Angebote Ergebnisse 1

2 Postanschrift Technische Universität Bergakademie Freiberg Freiberg Hausanschrift Technische Universität Bergakademie Freiberg Akademiestraße Freiberg / Sachsen Fernruf (03731) 39-0 Fax (03731) Ansprechpartner Dezernat 2 Studium, Forschung und Öffentlichkeitsarbeit Dezernent: Dr.-Ing. Rolf Morgenstern Telefon: 03731/ Fax: 03731/ bzw. die im Bericht genannten Institutsleiter Herausgeber Rektor der TU Bergakademie Freiberg Prof. Dr.-Ing. Georg Unland Redaktion Prof. Dr. Carsten Drebenstedt Frau Helga Schumann Redaktionsschluss 31. Mai 2002 Gesamtherstellung Medienzentrum TU Bergakademie Freiberg 2

3 Inhaltsverzeichnis Vorwort... 5 Leitung der Universität... 6 Fakultät für Mathematik und Informatik (Fakultät 1)... 7 Institut für Theoretische Mathematik...7 Institut für Angewandte Mathematik I...10 Institut für Angewandte Mathematik II...15 Institut für Stochastik...19 Institut für Informatik...23 Fakultät für Chemie und Physik (Fakultät 2) Institut für Experimentelle Physik...28 Institut für Angewandte Physik...36 Institut für Theoretische Physik...44 Institut für Anorganische Chemie...47 Institut für Organische Chemie...60 Institut für Physikalische Chemie...67 Institut für Analytische Chemie...75 Institut für Technische Chemie...80 Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau (Fakultät 3) Institut für Geologie...83 Institut für Mineralogie Institut für Geophysik Institut für Bergbau Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau Institut für Geotechnik Institut für Markscheidewesen und Geodäsie Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik (Fakultät 4) Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen Institut für Thermische Verfahrenstechnik Umweltverfahrenstechnik und Agglomerationstechnik Institut für Silikattechnik Institut für Maschinenbau Institut für Aufbereitungsmaschinen Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik Institut für Mechanik und Fluiddynamik Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung Institut für Automatisierungstechnik Institut für Elektrotechnik

4 Fakultät für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie (Fakultät 5) Institut für Metallkunde Institut für Keramische Werkstoffe Gießerei-Institut Institut für Metallformung Institut für Eisen- und Stahltechnologie Institut für NE-Metallurgie und Reinststoffe Bereich Archäometallurgie Fakultät für Wirtschaftswissenschaften (Fakultät 6) Institut für Europäisches Wirtschafts- und Umweltrecht Professur für Finanzwissenschaft Professur für Wirtschaftspolitik Professur für Internationale Wirtschaftsbeziehungen Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Marketing und Internationaler Handel Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Industriebetriebslehre/Produktionswirtschaft Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre/ Forschungsund Entwicklungsmanagement, insbesondere Innovationsmanagement Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre mit den Schwerpunkten Investition und Finanzierung sowie Bankbetriebslehre Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Rechnungswesen und Controlling Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Wirtschaftsinformatik Professur Wirtschaftslehre der natürlichen Ressourcen und des Bergbaus Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, speziell Baubetriebslehre Professur für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, speziell Unternehmensführung und Personalwesen Professur für Englische Fachsprache der Wirtschaftswissenschaften und der technischen Wissenschaften Institut für Wissenschafts- und Technikgeschichte Forschungsstelle Innovationsökonomik Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum (IÖZ) Lehrbergwerk und Geowissenschaftliche Sammlungen Lehrbergwerk Geowissenschaftliche Sammlungen Stichwortverzeichnis

5 Vorwort Der vorliegende Bericht bietet traditionell den Überblick über das Leistungsspektrum und Forschungspotential der Institute der TU Bergakademie Freiberg. Dokumentiert sind Forschungsschwerpunkte, abgeschlossene und aktuelle Forschungsprojekte des Berichtzeitraumes sowie eine Zusammenfassung über vorhandene Laboreinrichtungen und deren technische Ausstattung. Darüber hinaus enthält er Informationen über alle wesentlichen Kooperationspartner im In- und Ausland, über Mitgliedschaften in Gremien und Gesellschaften und dokumentiert im bibliographischen Teil Promotionen, Habilitationen und Publikationen für das Jahr Kennzeichnend für die Forschung in Freiberg sind insbesondere Interdisziplinarität, Internationalität und Industrienähe. Diese Aspekte werden durch die in diesem Forschungsbericht zum ersten Mal vorgelegten Informationen zu einzelnen Forschungsprojekten transparent gemacht und belegen anschaulich praxis- und grundlagenorientierte Forschungsaufgaben sowie die umfangreichen Partnerbeziehungen der Universität und ihrer Leistungsträger, ohne die eine kontinuierliche und zukunftsorientierte Forschung nicht denkbar ist. Im Jahr 2001 konnten wir drei ordentliche, einen außerplanmäßigen und einen Honorarprofessor neu an unserer Universität begrüßen. Die im Bericht vorgelegten Zahlen spiegeln die Ergebnisse wider. Im Jahre 2001 hat die TU Bergakademie Freiberg offiziell Drittmittel im Umfang von 40,2 Mio. DM (Vorjahr 39,3 Mio. DM) eingeworben. Davon entfielen 20,6 % auf direkte Verträge mit der Industrie, 29,5 % auf das BMBF, 30,4% auf die DFG sowie 19,5% auf Stiftungen, den Freistaat Sachsen, internationale Organisationen und sonstige Drittmittelgeber. Damit konnten 219 wissenschaftliche und 79 nichtwissenschaftliche Mitarbeiter finanziert werden. Im Berichtsjahr erneuerte bzw. erweiterte die Universität für mehr als 3 Mio DM ihren Großgerätepark. Darüber hinaus wurden weitere ca. 10 Mio. DM Drittmittel für die Universität und die Region wirksam. Für das Jahr 2001 sind in diesem Bericht 814 Publikationen belegt, davon ca. die Hälfte in Fachzeitschriften. Die Präsentation unserer Leistungen ergänzen zahlreiche Vorträge sowie die Teilnahme an bzw. Organisation von wichtigen Messen und Ausstellungen (z. B. CeBit, Hannover Messe, bauma, Materialica, Terra Tec, BHT). Die Ergebnisse der Qualifizierung des wissenschaftlichen Nachwuchses sind u.a. durch abgeschlossene 67 Promotionen und 4 Habilitationen belegt. Mit den erreichten Ergebnissen konnte sich unsere Universität im Wettbewerb behaupten. Die kommenden Jahre werden stärker als bisher von stukurellem Wandel und von Verknappung öffentlicher Mittel geprägt werden. Wir sind sicher, dass sich die TU Bergakademie Freiberg dieser Herausforderung dank ihrer engagierten Mitarbeiter und Unterstützung durch ihre Partner erfolgreich stellen wird. Vielen Dank für die gemeinsam geleistete Arbeit und das Vertrauen. Glückauf! Prof. Dr.-Ing. Georg Unland Rektor Prof. Dr. Carsten Drebenstedt Prorektor Forschung 5

6 Leitung der Universität Rektor Prof. Dr.-Ing. Georg Unland Tel.: 03731/ /25 51, Fax: e Büro des Rektors Referentin: Frau Birgit Seidel, Tel.: 03731/ Sekretariat: Frau Walpurgis Starke, Tel.: 03731/ /25 51 Prorektor für Bildung Prof. Dr.-Ing. Michael Stelter Tel.: 03731/ Prorektor für Forschung Kanzler Prof. Dr. Carsten Drebenstedt Tel.: 03731/ Büro der Prorektoren Referentin: Frau Helga Schumann, Tel.: 03731/ Sekretariat: Frau Diana Fink, Tel.: 03731/ /25 83 Frau Dietze m. d. W. d. G. b. Tel.: 03731/ , Fax: Sekretariat: Frau Romy Grafe, Tel.: 03731/ Zentraler Ansprechpartner Technologietransfer Dezernat 2 Studium, Forschung und Öffentlichkeitsarbeit Dezernent: Dr.-Ing. Rolf Morgenstern Tel.: 03731/ , Fax: Sekretariat: Frau Steffi Berger, Tel.: 03731/

7 Fakultät für Mathematik und Informatik (Fakultät 1) Anschrift: Agricolastraße 1, Karl-Kegel-Bau, Freiberg Dekan Prof. Dr. rer. nat. habil. Michael Eiermann Tel.: 03731/ , Fax: Sekretariat Frau Maria Robakowski Tel.: 03731/ , Fax: Prodekan Prof. Dr. rer. nat. habil. Ingo Schiermeyer Tel.: 03731/ , Fax: Sekretariat Frau Margit Löscher Tel.: 03731/ , Fax: Dekanatsrat Dr. rer. nat. Hartwig Wolter Tel.: 03731/ , Fax: Institut für Theoretische Mathematik Professuren Prof. Dr. rer. nat. habil. Udo Hebisch (Institutsdirektor) Professur für Algebra Tel / , Fax: 03731/ Prof. Dr. rer. nat. habil. Ingo Schiermeyer (stellv. Institutsdirektor, ab ) Professur für angewandte Diskrete Mathematik Tel / Arbeitsgruppen Graphentheorie (Prof. Dr. G. Schaar, Prof. Dr. I. Schiermeyer, PD Dr. M. Sonntag, Dipl.-Math. A. Kohl) Algebra (Prof. Dr. U. Hebisch, A. Mestarihi) 7

8 Forschungsschwerpunkte Graphen und Hypergraphen / Strukturuntersuchungen / Kanalfärbungsalgorithmen / Mobilfunkzellnetz Durchlaufbarkeitseigenschaften und Numerierungsprobleme bei Graphen und Hypergraphen Strukturuntersuchungen von Hypergraphen Kanalfärbungsalgorithmen für Mobilfunkzellnetze Exakte und approximative Graphenalgorithmen Idealtheorie für Halbringe Abgeschlossene Forschungsprojekte University of West Bohemia, EU-Projekt DAAD, AGH Krakau Aktuelle Forschungsprojekte Kanalfärbungsalgorithmen für Mobilfunkzellnetze Struktur hamiltonscher und panzyklischer Graphen DAAD, AGH Krakau Wesentliche Kooperationspartner - AGH Krakau - C. N. R. S., Paris (Frankreich) - Emory Universität (USA) - Fachhochschule Mittweida - Hungarian Academy of Sciences Budapest (Ungarn) - Keio University, Yokohama, Japan - L. R. I. Orsay, Paris (Frankreich) - Medizinische Universität zu Lübeck - Nihon University, Tokio (Japan) - RWTH Aachen - Safarik-Universität Kosice (Slowakische Republik) - TU Braunschweig - TU Clausthal - TU Ilmenau - TU Kosice - TU Zielona Gora (Polen) - Universität Hannover - Universität Magdeburg - Universität zu Köln - Universiteit Twente Enschede (Niederlande) 8

9 - University of Mastinique - University of Memphis (USA) - University of South Africa - University of West Bohemia, Pilsen (Tschechische Republik) Leistungsangebot Weiterbildung Computeralgebrasystem Mathematica Logische Programmierung in PROLOG Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften Prof. Dr. Schiermeyer - Editorial Board Discussiones Mathematicae Graph Theory - Jury Jugend forscht, Fachgebiet Mathematik und Informatik Bibliographischer Teil Publikationen Zeitschriften international Hebisch, U., Weinert, H.-J.: On the interrelation between radical theories for semirings and rings. Commun. Algebra 29 (2001), 1, S Jendrol, S., Schiermeyer, I.: On the independence number of a graph in terms of order and size. Discrete Mathematics 232 (2001), 1-3, S Harant, J., Schiermeyer I.: On a max-min problem concerning weights of edges. Combinatorica 21 (2001), 3, S Randerath, B.; Schiermeyer, I.: Colouring graphs with prescribed induced cycle lengths. Discussiones Mathematicae Graph Theory 21 (2001), 2, S Randerath, B., Schiermeyer I.: 3-Colourability ' Ã for P6-free graphs, Rutcors Research Report RRR Schiermeyer I.: On the stability for pancyclicity. Discussiones Mathematicae Graph Theory 21 (2001), 2, S Sonntag, M., Teichert, H.-M.: On the sum number and integral sum number of hypertrees and complete hypergraphs. Discrete Mathematics 236 (2001), S Tewes, M.: Pancyclic in-tournaments. Discrete Mathematics 233 (2001), 1-3, S Tewes, M., Volkmann, L.: Vertex pancyclic in-tournaments. Graph Theory 36 (2001), 2, S Tewes, M., Volkmann, L.: The ratio of the longest cycle and longest path in semicomplete multipartite digraphs. Discrete Mathematics 231 (2001), 1-3, S

10 Institut für Angewandte Mathematik I Professuren Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Sprößig (Institutsdirektor) Professur für Komplexe Analysis Tel / , Fax 03731/ Prof. Dr. rer. nat. habil. Elias Wegert (stellv. Institutsdirektor) Professur für Nichtlineare Analysis Tel / Prof. Dr. rer. nat. habil. Michael Reissig Apl. Professor für Partielle Differentialgleichungen Tel / Arbeitsgruppen Nichtlineare Abbildungen / Inverse Probleme Nichtlineare Abbildungen, inverse Probleme mit Anwendungen in den Ingenieurwissenschaften (Doz. Dr. F. Unger, Priv.-Doz. Dr. W. Sickel (bis ) Priv.-Doz. Dr. R. Hochmuth (ab ), Doz. Dr. U. Kosel Prof. Dr. L. von Wolfersdorf (pensioniert)) Quaternionen- und Cliffordanalysis (Prof. Dr. W. Sprößig, Dr. A. Hommel (ab ) Dr. T. Hempfling (bis )) Nichtlineare Randwertaufgaben für analytische Funktionen (Prof. Dr. E. Wegert, Dipl.-Math. G. Semmler) Theorie partieller Differentialgleichungen (Prof. Dr. M. Reissig, Dipl.-Math. J. Wirth) Forschungsschwerpunkte Mathematische Probleme bei Phasenumwandlungen in Stahl Wärmebehandlung von Stahl / Umwandlungskinetik Untersuchungen zur Wärmetönung und deren Einfluss auf das thermische Verhalten von Stahl Studium der Umwandlungskinetik des durch die chemische Struktur und thermisch-mechanische Vorgeschichte charakterisierten Materials 10

11 Anisotrope Funktionenräume und Waveletkonstruktionen anisotrope Besov-Räume / Doppelschichtpotentiale / Wavelets Wavelet-Charakterisierungen anisotroper Besov-Räume Anisotrope Randwertprobleme Besov-Raum-Eigenschaften beim Studium von Doppelschichtpotentialen Nichtlineare Randwertaufgaben der Funktionentheorie singuläre Integralgleichungen / Riemann-Hilbert-Probleme / Stetigkeitsmodul Existenzresultate für singuläre Integralgleichungen in Lebesgue-Räumen Lösungstheorie und Separationsprinzipien bei expliziten Riemann-Hilbert- Problemen Abschätzung des Stetigkeitsmoduls konformer Abbildungen auf sternförmigen Gebieten Qualitative Eigenschaften strikt-hyperbolischer Differentialgleichungen und Gevrey-Analysis Parametrixkonstruktionen / Wellengleichungen / Gevrey-Analysis / Superpositionsoperatoren Berechnung von Abklingraten vom Klein-Gordon-Typ bei Wellengleichungen mit zeitabhängiger Dissipation Degenerierte Gevrey-Analysis und Superpositionsoperatoren in Gevrey- Räumen und Parametrixkonstruktionen hyperbolische Gleichungen und Nemytskij Operatoren Anwendung von Methoden der Clifford-Analysis auf Randwertprobleme Anfangs-Randwert-Probleme von Gleichungen der mathematischen Physik Teodorescu-Transformation / Maxwell-Gleichungen / Clifford-Analysis Studium qualitativer Eigenschaften der modifizierten Teodorescu- Transformation Maxwell-Gleichungen in Chiralmedien Clifford-Analysis zur Behandlung pseudoparabolischer Probleme Nullstellenkonstrukte monogener Funktionen Abgeschlossene Forschungsprojekte anisotrope Funktionenräume / singuläre Integralgleichungen / T-Term-Approximation Charakterisierung anisotroper Funktionenräume mittels Wavelets N-Term-Approximation in anisotropen Besovräumen Nichtlineare singuläre Integralgleichungen auf einem endlichen Intervall 11

12 Wesentliche Kooperationspartner - Academia Sinica (China) - Akademie der Wissenschaften Armeniens - Bauhaus-Universität Weimar - Freie Universität Berlin - Fudan-Universität Shanghai (China) - IPN Mexiko-City (Mexiko) - Jiao Tong Universität Shanghai (China) - Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik - Politecnico Turin (Italien) - Razmadse-Institut Tiflis (Georgien) - Siemens Erlangen - TU Chemnitz - Universität Aveiro (Portugal) - Universität Gent (Belgien) - Universität Jena - Universität Macao (China) - Universität Minsk (Weißrussland) - Universität Nicosia (Zypern) - Universität Pisa (Italien) - Universität Potsdam - Universität Triest (Italien) - Universität Tsukuba (Japan) - Universität von Arkansas (USA) Leistungsangebot Forschungs- und Beratungsleistungen Mathematische Probleme der Wärmebehandlung von Stahl Anwendung hyperkomplexer Methoden, Probleme aus Physik und Ingenieurwesen Weiterbildung für Gymnasiallehrer, Vorträge an Schulen und Vorlesungen für Schüler Mitarbeit und Beratung im Graduiertenkolleg Werkstoffphysikalische Modellierung Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften Prof. Dr. W. Sprößig - Managing Editor der Zeitschrift Mathematical Methods in the Applied Sciences'' (Wiley) - Advisory Editor der Zeitschrift Revista Cientifica (Mexiko) Prof. Dr. E. Wegert - Editorial Board der Zeitschrift Computational Methods and Function Theory - Mitarbeit im Landeskomitee zur Förderung mathematisch-naturwissenschaftlich begabter Schüler des Landes Sachsen - Leiter einer Arbeitsgruppe beim Aufgabenausschuss des Mathematik-Olympiaden e.v. 12

13 Prof. Dr. L. von Wolfersdorf - Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften - Editorial Board der Zeitschrift für Analysis und ihre Anwendungen Bibliographischer Teil Habilitationen Frau Dr.rer.nat. Bernstein, Swanhild am zum Dr.rer.nat.habil. Mehrdimensionale Integralgleichungen und monogene Funktionentheorie Erster Gutachter: Prof. Dr. Sprößig Publikationen Zeitschriften international Bahmann, H.; Gürlebeck, K.; Shapiro, M.; Sprößig, W.: On a modified Teodorescu transform. Integral Transforms and Special Functions 12 (2001), 3, S Hochmuth, R.: A localized boundary element method for the floating body problem. IMA J. Numer. Anal. 21 (2001), S Hochmuth, R.: Nonlinear anisotropic boundary value problems -regularity results and multiscale discretizations. Nonlinear Analysis 46 (2000), 3, S Junghans, P.; Semmler, G.; Weber, U.; Wegert, E.: Non-linear singular integral equations on a finite intervall. Mathematical Methods in the Applied Sciences (2000), 24, S Reissig, M.: Klein-Gordon type decay rates for wave equations with a timedependent dissipation. Adv. Math. Sci. Appl. 11 (2001), 2, S Reissig, M.; Yagdjian, K.: About the influence of oscillations on Strichartz-type decay estimates. Rendiconti Seminario Mat. Univ. Pol. Torino 58 (2000), 3, S Sprößig, W.: Eigenvalue Problems in the Framework of Clifford Analysis. Advances in Applied Clifford Algebras 11 (S2) (2001), S Proceedings international Schaeben, H.; Sprößig, W.; van den Boogart, G.: The spherical Xray transform of texture goniometry. In: Brackx, F.; Chisholm, J.S.R.; Soucek, V. (Eds.), Clifford Analysis and its Applications. NATO Science Series, II, Vol. 25, Kluwer Academic Publishers, Amsterdam, 2001, S Sprößig, W.: Quaternionic Analysis in fluid Mechanics. In: Ryan, J.; Sprößig, W.(Eds.) Clifford Algebras and their Applications in Mathematical Physics. Volume 2: Clifford Analysis. Birkhäuser, Basel, 2000, Serie: Progress in Physics, S Sprößig, W.: Teodorescu type transforms in applications. In: Brackx, F.; Chisholm, J.S.R.; Soucek, V. (Eds.) Clifford Analysis and its Applications. NATO Science Series, II, Vol. 25 Kluwer Academic Publishers, Amsterdam, 2001, S Wegert, E.: Interpolation by holomorphic functions with restricted boundary values. In: Vougiouklis, Th. (ed.), Proceedings zum Internationalen Kongress Constantin Caratheodory in his Origins, Vissa/Orestiada (Griechenland), , Hadronic Press, Palm Harbor, USA (2001), S

14 Sonstige Publikationen Bourdaud, G.; Reissig, M.; Sickel, W.: Hyperbölic equations, function spaces with exponential weights and Nemytskij operators. Prepublication 302, Institut de Mathematiques de Jussieu, Unite Mixte de Recherche 7586, Universites Paris VI et Paris VII/CNRS, Septembre 2001, 43 S. Hirosawa, F.; Reissig, M.: From wave-to Klein-Gordon type decay rates. Preprint 01-4, TU Bergakademie Freiberg, Fakultät 1, Freiberg, 2001, 59 S. Hochmuth, R.: A Besov space mapping property for the double layer potential on polygons. Wavelet characterizations for anisotropic Besov spaces. Mathematische Schriften Kassel, Preprint No. 15/01, (2001), 8 S. Hochmuth, R.: Wavelet characterizations for anisotropic Besov spaces. Mathematische Schriften Kassel, Preprint No. 10/01, (2001), 31 S. Reissig, M.: Workshop on evolution equations: Propagation phenomena, global existence, influence of nonlinearities. Preprint 01-1, TU Bergakademie Freiberg, Fakultät 1, Freiberg, 2001, 97 S. 14

15 Institut für Angewandte Mathematik II Professuren Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Mönch (Institutsdirektor) Professur für Numerische Mathematik und Mathematische Informatik Tel.: 03731/ Prof. Dr. rer. nat. habil. Michael Eiermann (stellv. Institutsdirektor) Professur für Numerische Mathematik Tel.: 03731/ Prof. Dr. rer. nat. habil. Stephan Dempe Professur für Mathematische Optimierung Tel.: 03731/ Prof. Dr. rer. nat. habil. Peter Schatte Lehr- und Forschungsgebiet Algorithmen und Datenstrukturen (apl. Professor) Tel.: 03731/ Arbeitsgruppen Iterationsverfahren für diskretisierte Differentialgleichungen (Prof. Dr. M. Eiermann, Prof. Dr. W. Mönch, Dr. O. Ernst) Finite Elemente Methoden (Dr. W. Queck) Transportprobleme (Dr. H. Schreier) Zwei-Ebenen-Optimierung (Prof. Dr. St. Dempe, Dipl.-Math. S. Vogel) Forschungsschwerpunkte Iterationsverfahren für lineare Systeme Fehlerschranken für parameterabhängige Krylow-Verfahren bei nichtnormalen Matrizen Beschleunigungsstrategien bei Iterationsverfahren Gewinnung von Spektralinformationen durch Krylow-Verfahren 15

16 Numerische Lösung spezieller Differentialgleichungen Stabilisierung der Konvektions-Diffusionsgleichung Multilevelverfahren zur Lösung der Konvektions-Diffusionsgleichung Stochastische Finite-Element-Methoden Algebraische Mehrgitterverfahren Maxwell-Gleichungen Parallele Algorithmenfür nichtlineare Gleichungssysteme und Ausgleichsprobleme Verfahren für große, speziell strukturierte, nichtlineare Systeme freie und restringierte nichtlineare Quadratmittelprobleme Anwendungen auf Parameterschätzprobleme bei partiellen Differentialgleichungen Lösungsverfahren für Zwei-Ebenen-Optimierungsaufgaben theoretische Untersuchung von Lösungsansätzen Programmierung und Testung erster Varianten solcher Algorithmen mit Hilfe von Matlab Bestimmung optimaler Lösungen für nichtkonvexe Probleme Notwendige und hinreichende Optimalitätsbedingungen Eigenschaften von Lösungsverfahren für parametrische und multikriterielle, stetige und diskrete Optimierungsaufgaben stetige nichtkonvexe parametrische Aufgaben ein- und mehrdimensionale parametrische Tornisterprobleme parametrische Warehouse-Location Probleme diskrete Vektoroptimierungsaufgaben Transportoptimierung Transportprobleme mit erweiterten Bottleneck-Zielfunktionen Lösbarkeitsbedingungen für Probleme mit diskontinuierlichen Variablenbereichen Untersuchungen zur Nutzbarkeit von Monge-Eigenschaften zur Lösung von mehrsortigen und mehrstufigen Transportproblemen 16

17 Laufende Forschungsprojekte Optimierung und Parallelisierung von Grundwassersimulations-Codes Strömungs- und Transportprobleme / Gleichungslöser / parallele Vorkonditionierer Gegenstand Das am Institut bearbeitete Projekt ist Teil eines umfangreichen Projekts der Firmen IHU Gesellschaft für Ingenieur-, Hydro- und Umweltgeologie mbh, Nordhausen und Ingenieurpartnerschaft für Bergbau, Wasser- und Deponietechnik (IBeWa), Freiberg. Projekt Prof. Dr. Eiermann, PD Dr. Ernst, Dr. Queck, Prof. Dr. Mönch Laufzeit bis Fördermittel Gesamtprojekt (Institutsanteil): DM Teilsumme Berichtsjahr: DM Finanzierung: BMWi, Projektträger: AiF Technische Ausstattung Workstation-Cluster (Origin 200, Indigo 2, Indy von SGI, HP B 2000) PC - Studentenpool Personal Computer Wesentliche Kooperationspartner - Akademie der Wissenschaften Prag - Johannes Kepler Universität Linz (Österreich) - Kent State Universität (USA) - NTNU Trondheim (Norwegen) - Stanford University (USA) - TU Chemnitz - Universität Karlsruhe - Universität Linköping (Schweden) - University of Cambridge (UK) - University of Texas (USA) Forschungs- und Beratungsleistungen Numerische Behandlung von Differentialgleichungen Numerische Lösung von Parameterschätzproblemen Numerische Verfahren der nichtlinearen Optimierung Numerische Software Minimierung/Maximierung von Funktionen mit und ohne Nebenbedingungen nichtlineare Optimierung, nichtdifferenzierbare Optimierung diskrete Optimierung Operations Research 17

18 Zwei-Ebenen-Optimierung und Stackelberg-Spiele mathematische Probleme der Logistik Weiterbildung MATLAB Kurse LATEX Kurse Parallele Numerik Computergraphik Mitarbeit in Gremien und Gesellschaften Prof. Dr. M. Eiermann - Editorial Board "Numerische Mathematik" - Editiorial Board "SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications" (SIMAX) - Editorial Board "Electronic Transactions on Numerical Analysis" (ETNA) Prof. Dr. S. Dempe - Editorial Board "Optimization" Bibliographischer Teil Zeitschriften international Bahmann, H.; Schatte, P.: Analysis of some elementary algorithms for prime factorization. Computing 66 (2001), Bard, J.F.; Dempe, S.: Bundle trust-region algorithm for bilevel programming. Journal of Optimization Theory and Applications 110 (2001), Eiermann, M.; Ernst, O. G.: Geometric aspects of the theory of Krylov subspace methods. Acta Numerica 10 (2001), Elman, H. G.; Ernst, O.G.; O Leary, D. P.: A multigrid method enhanced by Krylow subspace iteration for discrete Helmholtz equations. SIAM J. Sci. Comp. Vol. 23, No. 4 (2001), Proceedings international Keesmann, S.; Mönch, W.: Nonmonotone space-decomposition methods for minimization problems. In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, Annual Scientific Conference, February 12-15, 2001, ETH Zürich. 18

19 Institut für Stochastik Professuren Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang Näther (Geschäftsführender Direktor) Professur für Mathematische Statistik Tel / , Fax: 03731/ Prof. Dr. rer. nat. habil. Dietrich Stoyan Professur für Angewandte Stochastik Tel / , Arbeitsgruppen Fuzzy-Theorie und statistische Versuchsplanung (Prof. Dr. W. Näther, Dr. A. Bellmann, Dipl.-Math. A. Wünsche, Dr. K. Wälder) Methoden der räumlichen Statistik und stochastischen Geometrie (Prof. Dr. D. Stoyan, Dr. G. Döge, Dr. U. Jansen, Dipl.-Math. A. Tscheschel) Forschungsschwerpunkte Statistik mit Fuzzy Daten / Unscharfe Datenanalyse / Fuzzy Regression / Rekonstruktion von Zufallsfunktionen / Einbeziehung von Ableitungsinformation / Punktprozessstatistik / Geostatistik / Monte-Carlo-Simulation/ Netzwerke / zufällige Mengen / Partikelsysteme Fuzzytheorie Versuchsplanung Räumliche Statistik Stochastische Geometrie Abgeschlossene Forschungsprojekte Kraftflussprobleme in Kugelpackungen und Brucheigenschaften spröder Partikeln Teilprojekt B4 des SFB 285 Kugelpackung / Kraftfluss / FEM Gegenstand Es werden mechanisch belastete Hartkugelpackungen untersucht. Das Ziel besteht in der Berechnung der Kraftflusslinien und der Belastung der Kugeln, um Vorhersagen über das Bruchgeschehen machen zu können. Dazu werden Kugelpackungen simuliert, und dann durch Netzwerke ersetzt. Die Kraftflüsse in den Netzwerken wer- 19

20 den mittels FEM berechnet. Als Ergebnis stehen Simulationsprogramme zur Erzeugung von Kugelpackungen zur Verfügung. Anhand mehrerer Beispiele wurde gezeigt, dass die FEM brauchbare Ergebnisse liefert. Es wurden Erkenntnisse über die statistische Verteilung der Kraftbeträge gewonnen. Projektleiter Prof. Dr. Stoyan Laufzeit bis Laufende Forschungsprojekte Kraftflussprobleme in Kugelpackungen und Brucheigenschaften spröder Partikeln Teilprojekt B4 des SFB 285 Kraftfluss / FEM / Bruchmechanik Gegenstand Wie im Vorgängerprojekt werden mechanisch belastete Partikelsysteme untersucht, wobei jetzt auch Ellipsoidsysteme berücksichtigt werden. Dabei sollen Reibungskräfte einbezogen werden und für die Partikeltechnologie wichtige Belastungsfälle betrachtet werden. Projektleiter Prof. Dr. Stoyan, Prof. Dr. Kuna Laufzeit bis Räumlich-statistische Verfahren zur Charakterisierung gefüllter Elastomere auf der Basis elektronenoptischer Untersuchungsmethoden Dispersion von Füllstoffen / Elastomervernetzung / Räumliche Statistik Gegenstand Das Ziel des Projektes ist es, neue mathematisch-statistische Verfahren zu entwickeln, die zur Beschreibung der Dispersion und Gestalt von Elastomerfüllstoffaggregaten sowie der Heterogenität der Elastomervernetzung geeignet sind. Projektleiter Prof. Dr. Stoyan Laufzeit bis Förderung BMBF-Förderprogramm Neue Mathematische Verfahren in Industrie und Dienstleistungen Praxispartner Continental AG Hannover Fördermittel EUR (Gesamtprojekt), EUR (2001) Versuchsplanung zur Walddynamik Versuchspläne für Samenfallen und Wurzelbohrorte / Stochastische Modelle für Einzel- und Mehrbaumfall und deren statistische Auswertung / Modellierung des Konkurrenzverhaltens Gegenstand Im Rahmen der natürlichen Waldverjüngung sollen statistisch gesicherte, aussagekräftige Modelle zur Frucht- und Wurzelausbreitung erstellt werden. Durch Nutzung der Theorie der optimalen Versuchsplanung, der Theorie der stochastischen Clusterprozesse, der Theorie der nichtadditiven Maße und geeigneter numerischer Optimierungs- und statistischer Auswerteverfahren wird eine Toolbox erstellt, die für 20

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