Grenzflächendynamik: Von makroskopischer Hydrodynamik zur mikroskopischen Stochastik (C02)

• Fachliche Zuordnung: Mathematik ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung seit 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 235221301

Um grundlegende Aspekte der aerosolvermittelten Infektionsübertragung zu verstehen, werden wir die Verdampfungs- und Sedimentationsdynamik von einzelnen und Wolken von Tröpfchen als Funktion des initialen Tropfenradius und der initialen Solutkonzentration, der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit untersuchen. Im Fokus steht die verdampfungsinduzierte Phasenseparation im Tropfen und die Bildung einer Solutkruste. Dazu werden wir numerische und mathematische Modelle entwickeln, um die gekoppelte Diffusion von Wasser und Soluten in Anwesenheit von Wechselwirkungen im Tropfen und die Kondensations- und Evaporationsdynamik an der Tropfenoberfläche zu beschreiben. Die mathematischen Untersuchungen werden durchgeführt basierend auf stochastischen, gitterbasierten Ausschlussprozessen, der Herleitung ihres hydrodynamischen Limes und Prinzip grosser Abweichungen, sowie der Analyse des deterministischen Limessystems mittels der Theorie nichtlinearer partieller Differentialgleichungen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 1114: Skalenkaskaden in komplexen Systemen
• Antragstellende Institution: Freie Universität Berlin
• Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter: Professor Dr. Alexander Mielke, bis 6/2022; Professor Dr. Roland Netz; Dr. Robert Patterson, von 7/2022 bis 2/2024; Professorin Dr. Marita Thomas, seit 7/2022