Themenbeschreibung

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 (https://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 (https://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: https://go.fzj.de/Benefits.