Academic year 2011/2012

Numerical Methods 2
For slides, problem sheets, coursework, feedback and past exams see course 11MAB260 on Learn server

Mathematical Modelling II
For courseworks and additional material see course 11MAP211 on Learn server

I am as well involved in assessing Mathematical Modelling I and moderate the course Operational Research.

Furthermore I teach at the Summer School Wave patterns and interactions in advection-dominated flow at Volos, Greece (July 2012).

Academic years 2007/2008 to 2010/2011

Numerical methods II and Mathematical Modelling of Industrial Problems II

I was also involved in teaching and assessing Mathematical Modelling of Industrial Problems I and moderated the courses Special Relativity, Operational Research and Dynamical Systems

Furthermore I tought at several Advanced Schools:
Interfacial complex fluid flows with phase changes in Haifa (April 2011)
Bifurcations and instabilities in interfacial complex fluid flows in El Escorial, Spain (June 2010)
Introduction into the experimental and theoretical study of interfacial fluid flows in Paris (Sep 2009)
Multiphase Microfluidics - The Diffuse Interface Model at the CISM in Udine (June 2009)
Pan-American Advanced Studies Institute (PASI) on Interfacial Fluid Dynamics: From Theory to Applications in Mar del Plata, Argentina (August 2007)

and at Short instructional Courses on Depinning transitions, Dynamical Density Functional Theory, and Equivariant Bifurcation Theory at Loughborough (Aug 2009 and June 2011).

Sommersemester 2007

Ich hielt die Vorlesung Strukturbildung I - Einführung in die nichtlineare Dynamik an der Universität Augsburg.

Studierende die den Kurs besuchen finden das Skript unter dem folgendem passwortpflichtigen Link.

Wintersemester 2006/2007

Ich lehrte im Rahmen einer Vertretungsprofessur an der Universität Bayreuth und bot folgende Vorlesungen/Seminare an:
Vorlesung Theoretische Physik III - Elektrodynamik
Vorlesung Fluidics of thin films
Seminar und Propädeutikum Evolution von Grenzflächen

Wintersemester 2005/2006

Ich hielt die Vorlesung Physik der Flüssigkristalle an der BTU Cottbus.

Studierende die den Kurs besuchen finden das Skript unter dem folgendem passwortpflichtigen Link.

Die Vorlesung richtet sich an theoretisch interessierte Studenten höherer Semester und Doktoranden der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Nach einer Einordnung der Flüssigkristalle in die weiche kondensierte Materie wird ein Überblick über Eigenschaften, grundlegende Experimente und Anwendungen gegeben.
Im Laufe der Vorlesung wird das Verhalten dieser komplexen Fluide in verschiedenen statischen und dynamischen Situationen mit Hilfe theoretischer Ansätze von der selbstkonsistenten Feldtheorie bis zur Nematohydrodynamik beschrieben.
Anhand der Flüssigkristalle werden grundlegende Konzepte der Elastizitätstheorie, der Nichtgleichgewichtsthermodynamik, der Theorie von Ordnungsparametern, der Hydrodynamik, der Theorie von Strukturbildung, spontanen Symmetriebrechungen, Defekten und Phasenübergängen diskutiert.

1. Einleitung

2. Anwendungsbeispiel: Flüssigkristalldisplays

3. Strukturen, Symmetrien und Phasen

4. Grundlegende Beschreibungskonzepte -- der Ordnungsparameter

5. Maier-Saupe Theorie der nematischen Phase

6. Elastizität mesomorpher Phasen

7. Dynamik isotroper und anisotroper Fluide

8. Statik und Dynamik topologischer Defekte

9. Oberflächenphänomene

Literatur

M. Kleman und O. D. Lavrentovich Soft Matter Physics (Springer, New York, 2003)

P. G. de Gennes and J. Prost, Physics of liquid crystals (Oxford Sci. Publ.,Oxford 1993)

Wintersemester 2004/2005

Ich halte die Vorlesung "Physikochemische Hydrodynamik" an der BTU Cottbus. Ort, Zeit und Inhalt sind wie unten aufgeführt. Für Skripte, ausführliches Literaturverzeichnis etc. bitte eine e-mail an mich senden, diese sind nicht allgemein zugänglich.

Studierende die den Kurs besuchen finden das Skript unter dem folgendem passwortpflichtigen Link.

Polymerlösungen und -schmelzen, Elektrolyte, biologische Flüssigkeiten wie Blut, Flüssigkristalle und Farbsuspensionen sind Beispiele für komplexe Fluide. Um ihr komplexes Strömungsverhalten resultierend aus den vielfältigen Wechselwirkungen zwischen den Flüssen von Impulsen, Ladungen, Konzentrationen, Wärmeenergie zu beschreiben, muss die klassische Hydrodynamik einfacher Flüssigkeiten (Navier-Stokes Gleichungen) erweitert werden.
Die Vorlesung gibt Einblicke in verschiedene Bereiche und Anwendungen der physikochemischen Hydrodynamik wie der Rheologie nicht-newtonscher Flüssigkeiten, der Mikro- und Makrohydrodynamik von Makromolekülen und Teilchen, dem Verhalten von Suspensionen, elektrokinetische Phänomene, Multikomponenten- und reagierende Flüsse.
Die Vorlesung richtet sich an theoretisch interessierte Studierende und Doktoranden der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Sie gliedert sich voraussichtlich in

1. Einleitung

2. Allgemeine Transportgleichungen

3. Lösungen ungeladener Moleküle

4. Mikro- und Makrohydrodynamik von Polymer- und Teilchenlösungen

5. Elektrokinematische Effekte

6. Stabilität von Suspensionen

7. Fluss in porösen Medien

8. Rheologie nicht-newtonscher Flüssigkeiten

9. Beschreibung von Flüssigkristallen

10. Oberflächeneffekte: Oberflächenspannung, Langmuirmonolayer etc.

11. Vesikel und biologische Membranen

12. Jenseits der Kontinuumsbeschreibung: Mikroskopische Modellierung (Monte Carlo, Molekulardynamik)

Literatur

R. F. Probstein, Physicochemical Hydrodynamics (Wiley, New York, 1995)

J. Israelachvili, Intermolecular and Surface Forces (Academic, London, 1992)

Wintersemester 2003/2004

Ich hielt die Vorlesung "Strukturbildung I" an der BTU Cottbus.

Studierende die den Kurs besuchen finden das Skript unter dem folgendem passwortpflichtigen Link.

Die Vorlesung richtet sich an theoretisch interessierte Studenten und Doktoranten der Naturwissenschaften und Mathematik. Die grundlegenden Konzepte der Beschreibung von Strukturbildung werden sowohl an paradigmatischen Modellen als auch an Beispielen aus der Physik, Chemie und Biologie erläutert. Die Vorlesung gliedert sich in

1. Einleitung

2. Grundlegende Experimente - Einfache Modelle

3. Einführung zu dynamischen Systemen

4. Die quadratische Abbildung - Universalität und Vielfalt

5. Grundlagen der Analyse gewöhnlicher Differentialgleichungen

6. Populationsdynamik

7. Der schwach nichtlineare Bereich am Beispiel chemischer Oszillationen

8. Praktische Einführung zu numerischen Instrumenten der Bifurkationsanalyse

9. Rayleigh Bénard Konvektion

10. Routen zum Chaos in dissipativen Systemen

Literatur

P. Ball, The self-made tapestry (Oxford University Press, Oxford, 1999).

J. D. Murray, Mathematical Biology (Springer, Berlin, 1993).

G. Nicolis, Introduction to nonlinear science (Cambridge University Press, 1999).

E. Ott, Chaos in Dynamical Systems (Cambridge University Press, 1993).

Sommersemester 2003

Ich hielt die Vorlesung "Strukturbildung II" an der BTU Cottbus.

Studierende die den Kurs besuchen finden das Skript unter dem folgendem passwortpflichtigen Link.

1. Einleitung

2. Transportgleichungen

3. Räumliche Strukturen in Reaktions-Diffusions Systemen

4. Praktische Einführung zu numerischen Instrumenten der Bifurkationsanalyse

5. Von diffusionslimitierter Anlagerung (DLA) zu viskosem Fingern

6. Einführung zu Dynamik von Phasenumwandlungen

7. Instabilitäten bei der Erstarrung einer Flüssigkeit

8. Entmischung

9. Flüssigkeiten auf festen Substraten (Gleichgewicht)

10. Dynamik eines dünnen Flüssigkeitsfilms

11. Berechnung von Oberflächenwellen und rutschenden Tropfen

Literatur

P. Ball, The self-made tapestry (Oxford University Press, Oxford, 1999).

J. D. Murray, Mathematical Biology (Springer, Berlin, 1993).

G. Nicolis, Introduction to nonlinear science (Cambridge University Press, 1999).

T. Vicsek, Fractal Growth Phenomena (World Scientific, Singapore, 1989).

S. Wiggins, Global Bifurcations and Chaos: Analytical Methods (Springer-Verlag, Berlin, 1988).