Modelling and simulation of physico-chemical processes in microwells

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In diesem Teilprojekt sollen die Methoden der mathematischen Modellbildung und der numerischen Simulation eingesetzt werden, um zu einem vertieften Verständnis der Herstellung von Mikrotöpfen sowie der darin durchführbaren chemisch-physikalischen Prozesse zu gelangen. Dabei sollen in enger Kopplung mit entsprechenden experimentellen Arbeiten zunächst die grundlegenden Prozesse der Diffusion, der auftretenden Mikroströmungen, der fest-flüssigen und flüssig-gasförmigen Phasenübergänge und der chemischen Reaktionen in Mikrotöpfen modelliert werden. Die gekoppelte Untersuchung dieser Prozesse in einem Simulationsmodell ermöglicht die Bestimmung der wichtigsten Einflussfaktoren auf die komplexen Abläufe, die Planung und Auswertung von Experimenten und schließlich das gezielte Design und die Optimierung neuer Prozesse der Mikroreaktionstechnik. Simulationstechnisch stellt hierbei die Entwicklung eines modularen Konzepts für die Simulation verschiedener Prozesse in Mikrotöpfen, das Auftreten physikalischer Singularitäten an der Dreiphasenlinie und die sich im Prozessfortgang veränderliche Geometrie des Systems eine besondere Herausforderung dar.