2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16334Das Graduiertenkolleg (GrK) verfolgt das Ziel, junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in den mathematischen Disziplinen Modellierung, Simulation und Optimierung (MSO) ganzheitlich und anwendungsorientiert auszubilden. Die Forschungsaktivitäten des GrK konzentrieren sich auf die Kernkompetenzen des Teams in den Bereichen mathematische Modellierung, adaptive Diskretisierungen und Approximationsalgorithmen, mathematische Datenanalyse sowie Formoptimierung mit partiellen Differentialgleichungen. Die Forschungsaktivitäten sind eng verknüpft mit herausfordernden fluiddynamischen Fragestellungen, inspiriert durch Hamburg-spezifische simulationsbasierte Anwendungen aus den Bereichen Klimaforschung und Meteorologie, Flugzeug- bzw. Schiffbau und Medizin. Die Ausbildung und Forschung im GrK folgt dabei dem Leitmotiv Mathematik treibt Anwendungen-Anwendungen inspirieren Mathematik. Mit diesem Leitmotiv und seinem inhärent interdisziplinären Zugang hebt das GrK Ausbildung und Forschung im Bereich MSO-Mathematik auf eine neue Stufe; es liefert maßgeschneiderte MSO-Ausbildungskonzepte und Methoden für die simulationsbasierten Anwendungen und wird gleichzeitig durch Fragestellungen inspiriert, die aus komplexen fluiddynamischen Anwendungen erwachsen. Dies geht Hand in Hand mit einem Austausch und gegenseitigem Verständnis von Lehr- und Forschungsparadigmen zwischen den beteiligten Disziplinen und deren wissenschaftlich und gesellschaftlich relevanten Fragestellungen. Das GrK ist wissenschaftlich und im Ausbildungsbereich klar fokussiert. Das Leitmotiv wird durch 9 miteinander thematisch verzahnte Forschungsthemen umgesetzt. Dabei kombiniert jedes Forschungsthema Fragestellungen aus der MSO Mathematik mit einer entsprechenden Anwendung aus der Fluiddynamik. Die gemeinsame Entwicklung und Nutzung von methodischen Bausteinen wird durch ein themenübergreifendes Labor unterstützt. Der wissenschaftliche Austausch innerhalb des GrK findet in Labor-Aktivitäten (siehe Abschnitt 3.4), Ringvorlesungen, Forschungsseminaren, Kolloquien, jährlich stattfindenden Klausurtagungen und Sommerschulen statt. Die internationale Vernetzung des GrK wird durch ein ausgewähltes Gästeprogramm unterstützt, das von weltweit führenden Expertinnen und Experten getragen wird (siehe Abschnitt 4.3). Das GrK wird eingebettet in das Lothar Collatz Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (C3S). Die Installation des GrK erfolgt im Rahmen der etablierten Lothar Collatz Graduierten Schule (LCGS, siehe Abschnitt 6.1). Die Graduiertenausbildung wird durch gemeinsame wissenschaftliche Aktivitäten mit dem C3S und der LCGS unterstützt, z.B. im Rahmen des Lothar Collatz Seminars, sowie durch die Ausrichtung und Teilnahme an dem jährlich in Plön stattfindenden Young Researcher Meeting & Workshop. Darüber hinaus profitiert die Ausbildung vom umfangreichen Angebot der Hamburg Research Academy (siehe Abschnitt 4.2.1). Das Ausbildungskonzept baut auf der Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Personen und Institutionen auf, die im Rahmen der LCGS etabliert wurde, und ist gut verknüpft mit nationalen und internationalen mathematischen Studienprogrammen der beteiligten Universitäten. Das Qualifizierungskonzept ist ausgelegt auf einen schnellen Ausbau der wissenschaftlichen Kompetenzen von Doktorandinnen und Doktoranden. Das Konzept stützt sich auf einen Kanon von Ringvorlesungen der beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und wird von innovativen Modulen flankiert (z.B. Wissenschafts- und Forschungsdatenmanagement, Entrepreneurship- und Gründerkursen). Mit diesem Zugang hat das GrK ein Alleinstellungsmerkmal und trägt zur interdisziplinären Spitzenforschung an der Schnittstelle von moderner MSO-Mathematik und wichtigen Anwendungsfeldern bei. Hierbei erhalten Doktorandinnen und Doktoranden sowie Postdoktorandinnen und Postdoktoranden eine breite, interdisziplinäre und nachhaltige Ausbildung in allen MSO-Bereichen und sind daher besonders qualifiziert für Tätigkeiten in mathematikorientierter Forschung und Entwicklung in Industrie und Wissenschaft.The RTG aims at the holistic education of junior scientists in the mathematical fields of Modeling, Simulation, and Optimization (MSO). The mathematical focus of the RTG is on mathematical modeling, adaptive discretization & approximation algorithms, mathematical data analysis, and shape optimization with PDEs. The RTG's research activities address challenging fluid dynamic problems, where they are inspired by Hamburgspecific applied sciences, such as climate research & meteorology, aerospace & marine engineering, or medicine. Our approach to next generation MSO is based on the leitmotif of the RTG: Mathematics drives applications while being inspired by applications. With this leitmotif the RTG carries forward and improves education and research in MSO by an inherent interdisciplinary approach, i.e., to stimulate fundamental education and research in MSOmathematics by highly complex applications and at the same time transfer tailored MSO-methods developed in mathematics to applied sciences. In this way, the RTG promotes an exchange of research paradigms between the participating disciplines and provides a modern approach to training in fundamental MSO-research for scientfically and socially relevant current problems. The RTG has a clear scientific focus with a well aligned educational profile. The leitmotif is implemented through nine thematically intertwined research topics, which combine aspects of MSOmathematics with an associated fluid dynamic application. Key technologies will jointly be developed and disseminated through lab-activities. Scientific exchange is facilitated and fostered through lecture series, research seminars, colloquia, annual retreats, and summer schools. The international networking of the RTG will benefit from a distinguished guest program involving a variety of world leading experts. The RTG will be hosted by the Lothar Collatz Center for Computing in Science. In particular, the RTG will be embedded in the well-established structures of the Lothar Collatz Graduate School. The academic platform of the RTG is enhanced by joining forces with established activities of the C3S and LCGS, e.g. the Lothar Collatz Seminar, and by contributing to the annual Plön Young Researcher Meeting & Workshop, and by the comprehensive course program of the Hamburg Research Academy (HRA, see Section. The educational program is based on long-standing collaborations of the involved researchers and institutions. The qualification concept is well connected to local and international educational programs that are jointly operated by the UHH and the TUHH. It reects shared experience on best practices and also supports our ambition for a rapid initial advancement as well as leadership skill promotion. Thus, the curriculum involves innovative training modules e.g. research management or entrepreneurship courses supplementary to the scientific education. With this approach the RTG is unique and will perform interdisciplinary research