Plasmamodellierung & Datenintegration

Die Abteilung Plasmamodellierung und Datenintegration widmet sich der umfassenden Erforschung und Analyse von Plasmaprozessen, die durch ihre multiphysikalische Natur geprägt sind. Unser Ziel ist es, mit fortschrittlichen Modellen und multimodalen Untersuchungsmethoden die vielfältigen Aspekte dieser komplexen Systeme abzubilden. Dazu setzen wir bedarfsgerecht Simulationen, Messungen und Sensordaten ein und integrieren diese zu einem kohärenten Gesamtbild.

Wir entwickeln und wenden sowohl hydrodynamische als auch kinetische Modelle an, die es uns ermöglichen, physikalische Effekte und multiphysikalische Prozesse präzise zu erfassen und zu analysieren. Durch die enge Verknüpfung von experimentellen Daten und computergestützten Simulationen schaffen wir ein umfassendes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen und Dynamiken. Diese integrative Herangehensweise ist entscheidend, um Herausforderungen in der Plasmaforschung zu bewältigen und innovative Lösungen zu entwickeln.

Unsere Expertise erstreckt sich über die Nutzung sowohl kommerzieller als auch in-house entwickelter Softwarelösungen. Wir arbeiten kontinuierlich daran, neue Methoden zu entwickeln, um die Simulation und Charakterisierung von Plasmaprozessen weiter zu optimieren. Unsere Bemühungen zielen darauf ab, ein detailliertes Prozessverständnis zu erlangen, Plasmaanwendungen zu optimieren und damit einen nachhaltigen Beitrag zur Entwicklung zukunftsweisender Technologien zu leisten.

Technologische Ausstattung

Plasma- und multiphysikalische Modelle

Boltzmann-Gleichung für elektronenkinetische Effekte
PIC/MCC-Simulationen für Niederdruckplasmen
Fluid-Poisson-Plasmamodelle für thermische und nicht-thermische Plasmen
Ein-, Zwei- und Mehrtemperaturmodelle für thermische Plasmen
Reaktionskinetische Modelle und Stroß-Strahlungsmodelle für diverse Gase und Gasmischungen
Mehrskalenmodelle für multiphysikalische Effekte

Kommerzielle Simulations-Software

Starke Expertise in der Nutzung von COMSOL Multiphysics als Simulationsplattform für spezifische Untersuchungen und multiphysikalische Fragestellungen. Dabei werden sowohl verfügbare Module als auch individuell zugeschnittene Modelle eingesetzt.

In-house Codes

Für wissenschaftliche Untersuchungen und anwendungsspezifische Fragestellungen werden zugeschnittene Codes entwickelt, die bei Bedarf auch kommerziell zur Verfügung gestellt werden können.

Open-Source-Entwicklungen

Ausgewählte Eigenentwicklungen werden als Open-Source-Software bereitgestellt. Die Code-Repositorien sind auf GitHub verfügbar: https://github.com/INP-SDT. Es kann ein individueller Support zur Nutzung und Weiterentwicklung der Software für individuelle Untersuchungen vereinbart werden.