Masterarbeit – Diskontinuierliche Galerkin (DG) Verfahren zur numerischen Lösung von Modellen für die Radialfluss-Chromatographie

Job Description

Forschung für eine Gesell­schaft im Wandel: Das ist unser Antrieb im For­schungs­zen­trum Jülich. Als Mitglied der Helmholtz-Gemein­schaft stellen wir uns großen gesell­schaft­lichen Heraus­forde­rungen unserer Zeit und erfor­schen Optionen für die digi­tali­sierte Gesell­schaft, ein klima­schonendes Energie­system und res­sour­cen­schüt­zendes Wirt­schaften. Arbeiten Sie gemein­sam mit rund 7.400 Kolleg:innen in einem der größten For­schungs­zen­tren Europas und gestalten Sie den Wandel mit uns!

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 (cadet.github.io/master/index.html) um ein Modul erweitern, welches die effiziente Simulation der Radialfluss-Chromatographie ermöglicht.

Wir bieten Ihnen ab sofort eine spannende

Masterarbeit – Diskontinuierliche Galerkin (DG) Verfahren zur numerischen Lösung von Modellen für die Radialfluss-Chromatographie

• 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 (cadet.github.io/master/index.html)
• Verifizierung des Verfahrens und der Implementierung mittels Konvergenztests

• Laufendes Masterstudium 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 Erfahrung in der Entwicklung wissen­schaftlicher Software, vorzugsweise in C++ oder einer anderen objekt­orientierten Sprache

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 Unterstützung während des gesamten Zeitraumes des Projekts
• Interdisziplinäre Zusammen­arbeit an Projekten in einem inter­nationalen, engagierten und kollegialen Team
• Mitarbeit an einer quelloffenen Software­plattform mit inter­nationaler Nutzer­gemeinschaft
• Möglichkeit der Anstellung als studentische Hilfskraft
• Flexible Arbeitszeit­gestaltung

Neben spannenden Aufgaben und einem kollegialen Miteinander bieten wir Ihnen noch viel mehr: go.fzj.de/Benefits.

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