Prof. Dr. Dietmar Kröner
Abteilung für Angewandte Mathematik
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Hermann-Herder-Str. 10, Raum 215
79104 Freiburg im Breisgau
Tel: 0761 / 203 5637
E-Mail: dietmar@mathematik.uni-freiburg.de
Sprechstunde: n.V.
Zur Person | Publikationen |
Drittmittelprojekte | Vorträge, Forschungsaufenthalte, Tagungen
Forschungsinteressen | Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe
Lehrveranstaltungen
| Vorlesungsbeispiel
| Vorschläge für Diplomarbeiten und Dissertationen
Zur Person
Ausbildung | Akad.
Werdegang | Preise | Herausgeberschaft | weitere
Aktivitäten | betr. Dissertationen und
Habilitationen
geboren am 10. Februar 1951 in Lengerich
verheiratet, drei Kinder
Militärdienst (1969-1971).
Studium in Münster und Heidelberg (1971-1977).
Diplom in Mathematik an der Universität Heidelberg (August
1977).
Promotion an der Universität Heidelberg (Januar 1982).
Habilitation an der Universität Bonn (Januar 1986).
Wissenschaftlicher Angestellter am Mathematischen Institut der
RWTH Aachen (1977-1980).
Wissenschaftlicher Angestellter am Mathematischen Institut der
Universität Bochum (1980-1982).
Wissenschaftlicher Angestellter am Institut für Angewandte
Mathematik an der Universität Bonn (1982–1986).
Wissenschaftlicher Angestellter am Institut für Angewandte
Mathematik an der Universität Heidelberg (1986–1988).
Lehrstuhlvertretung am Institut für Angewandte Mathematik an der
Universität Saarbrücken (1988–1989).
Lehrstuhlvertretung (C3) am Institut für Angewandte Mathematik und
SFB 123 an der Universität Heidelberg (1989–1990).
Wissenschaftlicher Angestellter am Institut für Angewandte
Mathematik und SFB 123 an der Universität Heidelberg 1990.
Professur (C3) am Institut für Angewandte Mathematik und SFB 256 an
der Universität Bonn (1990–1992).
Professur (C4) am Institut für Angewandte Mathematik an der
Universität Freiburg seit 1992.
Weitere Rufe auf Professuren (C4) erfolgten an die Universitäten
Kaiserslautern und Paderborn und wurden von mir abgelehnt.
Bolzano-Preis der Karls-Universität Prag für
Convergence of
upwind finite volume schemes for scalar conservation laws in
twodimensions.
SIAM J. Numer. Anal. 31, (2) 324-343 (1994).
in Zusammenarbeit mit M. Rokyta.
- Journal of Mathematical Fluid Mechanics
- International Journal on Finite Volume Schemes
- Computational Technologies
- SIAM Journal of Numerical Analysis (beendet)
Universität Freiburg:
Dekan der Fakultät für Mathematik (1995-1997).
Prodekan der Fakultät für Mathematik und Physik und
Geschäftsführender Direktor des Mathematischen Instituts,
(2004–2006).
Mitglied des Senats der Universität Freiburg (ab Wintersemester
2010).
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG):
Sprecher/Koordinator des DFG – Graduiertenkollegs:
"Nichtlineare Differentialgleichungen: Modellierung, Theorie,
Numerik, Visualisierung", Freiburg (1996–2004).
Sprecher der DFG–CNRS Forschergruppe: ”Micro-Macro Modelling and
Simulation of Liquid-Vapour Flows” (2005-2009).
Wissenschaftliche
Einrichtungen:
Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats des
Weierstraß-Instituts für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS),
Berlin (1999-2007).
Sprecher des Wissenschaftlichen Beirats des Weierstraß-Instituts
für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS), Berlin
(2004-2007).
Stellvertretender Sprecher des Lenkungsausschusses des
Höchstleistungsrechenzentrums (HLRS) in Stuttgart (seit 2007).
Stellvertretender Sprecher des Netzwerks ”Wissenschaftliches
Rechnen in Baden–Württemberg”.
Mitglied der Rechenzeitkommission des John-von-Neumann-Instituts
für Computing am Forschungszentrum in Jülich (seit 2009).
Tagungen und Kongresse:
Mitglied des Scientific Board of the International Conference of
Hyperbolic Problems Theory, Numerics, Applications (Maryland 2008,
Beijing 2010, Padua 2012).
Tagungsleitung von mehreren Konferenzen zu den Themen "Hyperbolic
Systems", "Discontinuous Galerkin Process" und "Phasetransition" am
Mathematischen Forschungsinstitut Oberwolfach.
Dissertationen:
M. Wierse (1994), T. Mackeben (1997), A. Koop (1998), B. Schupp
(1999),
J. Becker (2000), Th. Geßner (2001), M. Ohlberger (2001), M. Küther
(2002),
S. Kermer (2002), A. Dedner (2003), M. Wesenberg (2003), J.
Jovanovic (2004),
D. Trescher (2005), Ch. Merkle (2006), D. Diehl (2007), R. Klöfkorn
(2009).
Habilitationen und Postdocs meiner Arbeitsgruppe, die eine
Professur erhielten:
M. Rumpf, W. Dörfler, Ch. Rohde, M. Ohlberger, A. Dedner.
Publikationen
Zeitschriften | Tagungsbände | Oberwolfach Reports |
Bücher | Preprints
Arbeiten in referierten
Zeitschriften
- Kröner, D.:
Asymptotic expansions of the pressure and the free boundary for
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- Kröner, D.
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- Kenmochi, N.; Kröner, D.; Kubo, M. Periodic
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Bücher (Autor bzw. Herausgeber)
- Borchers, W. (ed.); Domick, G. (ed.); Kröner, D. (ed.);
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Wiley-Teubner Series Advances in Numerical Mathematics. Chichester
u.a. : Wiley-Teubner 1997. (Inhaltsverzeichnis
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- Kröner, D. (ed.); Ohlberger, M. (ed.); Rohde, C. (ed.): An
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(u.a.) : Springer 1999. (Inhaltsverzeichnis
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- Herbin, D. (ed.); Kröner, D. (ed.): Finite Volumes for Complex
Applications III. Problems and Perspectives. Paris : Hermes Science
Publ. 2002. (Inhaltsverzeichnis
des Reprints - download)
- Nagel, W. E. (ed.); Kröner, D. B. (ed.); Resch, M. M. (ed.):
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(HLRS) (2007). Papers presented at 10th Results and Review
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: Springer 2009. (Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E. (ed.); Kröner, D. B. (ed.); Resch, M. M. (ed.):
High Performance Computing in Science and Engineering ’08.
Transactions of the High Performance Computing Center, Stuttgart
(HLRS) 2008. Berlin, Heidelberg : Springer 2009.
(Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E. (ed.); Kröner, D. B. (ed.); Resch, M. M. (ed.):
High Performance Computing in Science and Engineering ’09.
Transactions of the High Performance Computing Center, Stuttgart
(HLRS) (2009). Berlin u.a. : Springer 2010. (Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E. (ed.); Kröner, D. B. (ed.);
Resch, M. M. (ed.): High Performance Computing in Science and
Engineering '10. Transactions of the High Performance Computing
Center, Stuttgart (HLRS) 2010. Berlin : Springer 2010.
(Inhaltsverzeichnis)
- Krause, E.; Kröner, D.; Resch, M.; Shokina, N.;
Shokin, Y. (eds.): Computational Science and High Performance
Computing IV, The 4th Russian-German Advanced research Workshop,
Freiburg, Germany, October 12 to 16, 2009. Notes on Numerical Fluid
Mechanics and Multidisciplinary design (NNFM), Vol 115. Berlin,
Heidelberg : Springer 2011. (Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E.; Kröner, D.; Resch, M. (eds.): High Performance
Computing in Science and Energeering '11. Transactions Transactions
of the High Performance Computing Center, Stuttgart (HLRS) 2011.
Berlin : Springer 2011. (Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E.; Kröner, D.; Resch, M. (eds.): High performance
computing in science and engineering '12. Transactions of the High
Performance Computing Center, Stuttgart (HLRS) 2012. Berlin: Springer
2013. (Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E.; Kröner, D.; Resch, M. (eds.): High performance
computing in science and engineering '13. Transactions of the High
Performance Computing Center, Stuttgart (HLRS) 2012. Selected papers
based on the presentations at the 15th annual results and review
workshop, Stuttgart, Germany, September 30 -- October 1, 2013.
Springer 2013. (Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E.; Kröner, D.; Resch, M. (eds.): High performance
computing in science and engineering '14. Transactions of the High
Performance Computing Center, Stuttgart (HLRS) 2014. Selected papers
based on the presentations at the 16th annual results and review
workshop, Stuttgart, Germany, September 29--30, 2014.
Springer 2015. (Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E.; Kröner, D.; Resch, M. (eds.): High performance
computing in science and engineering '15. Transactions of the High
Performance Computing Center, Stuttgart (HLRS) 2015. Springer 2016.
(Inhaltsverzeichnis)
- Nagel, W. E.; Kröner, D.; Resch, M. (eds.): High performance
computing in science and engineering '16. Transactions of the High
Performance Computing Center, Stuttgart (HLRS) 2016. Springer 2016.
(Inhaltsverzeichnis)
Drittmittelprojekte
DFG Schwerpunktprogramm "MetStröm" (SPP
1276)
Projekt: "Skalenübergreifende Modellierung in der
Strömungsmechanik und Meteorologie” (Az: De 1509/1-1; Az: De
1509/1-2) (gemeinsam mit A. Dedner)
Laufzeit: seit 2007 für 24 Monate + 24 Monate Verlängerung
Mitarbeiter: Slavko Brdar; Nina Shokina
Laufzeit: seit 2011 für 24 Monate (GZ: KR 795/20-3)
Mitarbeiter: Slavko Brdar
BMBF Verbundprojekt "AdaptHydroMod: Adaptive
Modellierung gekoppelter hydrologischer Prozesse mit Anwendungen in
der Wasserwirtschaft"
Teilprojekt: ”Adaptive Modellierung von Oberflächengewässern”
(AZ: 03DEPAF3) (gemeinsam mit A. Dedner)
Laufzeit: seit 1.7.2007 für 36 Monate; abgeschlossen.
Mitarbeiterin: Nina Shokina
BMBF/BMWi Verbundprojekt "Weiterentwicklung der
Rechenprogramme d3f und r3f. Entwicklung Effizienter
Diskretisierungsverfahren für die zu entwickelnden numerischen
Verfahren zur Datenanalyse"
(Az: 02E10306)
Laufzeit: seit 1.10.2006 für 36 Monate; abgeschlossen.
Mitarbeiter: Mirko Kränkel
Landesstiftung Baden-Württemberg - Förderprogramm
"High Performance Computing"
Projekt: ”Simulation des Spülvorgangs eines Zweitaktmotors
unter Berücksichtigung detaillierter chemischer
Verbrennungsprozesse” (gemeinsam mit D. Lebiedz)
Laufzeit: seit 2009 für 36 Monate, endet am 31.12.2012.
Mitarbeiter: Robert Klöfkorn; jetzt: Tobias Malkmus
DFG-SFB Transregio 71 Geometric Partial Differential
Equations (Sonderforschungsbereich)
Projekt: "C.1 Dynamics on and of surfaces" (gemeinsam mit G.
Dziuk)
Laufzeit: seit 2009
Mitarbeiter: Thomas Müller
DFG-SFB Transregio 71 Geometric Partial Differential
Equations (Sonderforschungsbereich)
Projekt: "C.2 Fluid structure interaction" (gemeinsam mit M.
Růžička)
Laufzeit: seit 2009
Mitarbeiter: Ioannis Toulopoulos
DFG Einzelprojekt ”Compressible phasefield models for
phase transition”
Laufzeit: seit 2009 für 36 Monate
Mitarbeiter: Mirko Kränkel
Vorträge,
Forschungsaufenthalte, Tagungen
(zusammengestellt für die Zeit seit 2005)
- Sommerschule Bangalore 7/2005
- Forschungsaufenthalt Mittag-Leffler-Institut, Schweden
9/2005
- Hyperbolic Systems Lyon 7/2006
- Sommerschule Cargese 8/2006
- Workshop Heraklion 9/2006
- Workshop Banff, Canada 10/2006
- Vortrag Banja Luka 12/2006
- Forschungsaufenthalt Prag 3/2007
- Vortrag Aachen 5/2007
- Tagung Vancouver 8/2007
- ENUMATH Graz 9/2007
- Tagung Hangzhou, China 10/2007
- Vortrag Karlsruhe 12/2007
- Workshop Straßburg 1/2008
- Miniworkshop Oberwolfach 2/2008
- Tagung Calais 3/2008
- Tagung St. Petersburg 5/2008
- Hyperbolic Systems in Maryland 6/2008
- Heidelberg 7/2008
- Tagung Almati 9/2008
- Tagung Novosibirsk 10/2008
- Berlin 10/2008
- Vortrag Bayreuth 11/2008
- Tagung Oberwolfach 12/2008
- Workshop Aachen 2/2009
- Workshop Stuttgart 2/2009
- Vortrag Stuttgart 2/2009
- DFG-CNRS Workshop Freiburg 3/2009
- DMV 9/2009
- Tagung Heidelberg 10/2009
- German-Russian Workshop Freiburg 10/2009
- Berlin 10/2009
- Frankfurt 10/2009
- Paris 11/2009
- Prag 12/2009
- Jülich 2/2010
- Straßburg 4/2010
- Leipzig 4/2010
- Hefei (China) 6/2010
- Hyperbolic Systems Tagung Peking 6/2010
- St. Petersburg 9/2010
- Prag 10/2010
Forschungsinteressen
Atmosphärische Strömungen: In diesem Projekt,
was von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird, geht
es um die Entwicklung, Implementierung und Validierung eines
konservativen Verfahrens höherer Ordnung auf unstrukturierten lokal
adaptierten Gittern auf Parallelrechnern, einschließlich
dynamischer Lastverteilung. In enger Kooperation zwischen dem
Deutschen Wetterdienst in Offenbach und unserer Abteilung für
Angewandte Mathematik in Freiburg wird zunächst ein neues Verfahren
anhand von idealisierten meteorologischen Testproblemen entwickelt
und validiert und soll dann auf realistische Wettervorhersagedaten
angewendet werden. Insbesondere wird die Orografie, die
Wolkenphysik und der Multiskalencharakter des Problems sowie
transparente Randbedingungen auf den künstlichen Rändern des
Rechengebietes berücksichtigt (siehe Drittmittelprojekt
MetStröm).
Fluid-Struktur-Wechselwirkung: Die
Wechselwirkung zwischen Strömung und elastischer Struktur ist in
vielen technischen und medizinischen Problemen von Bedeutung. In
gemeinsamen Arbeiten mit O. Goncharova und E. Bänsch ist dies für
die Wechselwirkung zwischen einer Flüssigkeit in 3D und einer
elastischen Struktur, bestehend aus einer 2D-Mannigfaltigkeit,
numerisch bearbeitet worden. Der Fall von Nicht-Newtonschen
Flüssigkeiten ist Gegenstand eines gemeinsamen Teilprojekts mit M.
Růžička im SFB TR 71 (siehe Drittmittelprojekt DFG-SFB Transregio
71 Projekt: C.2).
Mehrphasenströmungen mit Phasenübergang:
Die mathematische Modellierung von Phasenübergängen in einer
Strömung ist ein aktuelles Forschungsgebiet mit vielen offenen
Fragen. Insbesondere die thermodynamisch korrekte Formulierung der
Phasenübergänge an der Phasengrenze ist eine besondere
Herausforderung. Das gleiche gilt für die Entwicklung der
zugehörigen numerischen Algorithmen und die numerische Simulation.
Als Sprecher einer deutsch-französischen Forschergruppe und durch
die Betreuung von Doktoranden sowie durch eigene Untersuchungen
arbeite ich auf diesem Gebiet (siehe Drittmittelprojekt DFG
Phasefield models).
Paralleles Rechnen auf
Höchstleistungsrechnern: Meine Arbeitsgruppe hat einen
erheblichen Anteil an der Entwicklung der Software-Umgebung DUNE,
welche die effektive Programmierung von Algorithmen zur Lösung von
partiellen Differentialgleichungen auf Parallelrechnern mit
dynamischer Adaption und dynamischer Lastverteilung erlaubt. Das
Programmpaket DUNE wird gemeinsam mit Arbeitsgruppen aus Berlin,
Münster und Heidelberg entwickelt. Es ist frei verfügbar und wird
inzwischen von vielen Gruppen in Deutschland und weltweit
verwendet. Regelmäßig finden hierzu Einführungskurse und Workshops
statt. Ich selbst bin Stellvertretender Vorsitzender des
Lenkungsausschusses am Höchstleistungsrechenzentrum in Stuttgart
(HLRS) und Mitglied der Rechenzeitkommission des John von
Neumann-Instituts für Computing am Forschungszentrum in
Jülich.
Numerik für konvektionsdominante partielle
Differentialgleichungen: Eine besondere Herausforderung
ist nach wie vor die effektive Berechnung von Strömungen, bei denen
die Konvektion gegenüber der Viskosität und Diffusion dominant ist.
Nur mit Hilfe einer besonderen Stabilisierungstechnik können solche
Probleme mit der nötigen Zuverlässigkeit und Effizienz berechnet
werden. Für reine Erhaltungsgleichungen in mehreren Raumdimensionen
konnten wir die Konvergenz von Finite-Volumen-Verfahren auf
unstrukturierten Gittern und a posteriori Fehlerabschätzungen
zeigen.
Erhaltungsgleichungen auf Flächen: Viele
Prozesse in Natur und Technik beinhalten Transportprozesse auf
Flächen, oft auch auf bewegten Flächen, z. B. Öl auf bewegter
Wasseroberfläche, Tsunamis, Transportprozesse auf biologischen
Zellmembranen. In jüngsten Arbeiten (gemeinsam mit Dziuk im SFB TR
71, noch unveröffentlicht) konnten wir die Existenz von Lösungen
von Erhaltungsgleichungen auf bewegten Flächen beweisen (siehe
Drittmittelprojekt DFG-SFB Transregio 71 Projekt: C.1).
Well-balanced Verfahren: Nachdem die Theorie
und Numerik für Erhaltungsgleichungen mit homogener rechter Seite
inzwischen gut verstanden ist, erfordert die Numerik bei
inhomogenen Problemen eine besondere Diskretisierung. Insbesondere
müssen die Algorithmen in der Lage sein, Lösungen zu stationären
Anfangsdaten auch stabil rechnen zu können. Dies kann durch
sogenannte well-balanced Verfahren erreicht werden (siehe Arbeiten
mit M. D. Thanh).
Komplexitätsreduktion: Viele Probleme
können erst nach Reduktion ihrer Komplexität effizient berechnet
werden. Verschiedene Techniken wie ”reduced basis methods” und
”slow manifolds” führen zu beeindruckenden Erfolgen. Diese Fragen
werden in den Arbeiten mit Jung und Haasdonk bzw. in dem Projekt
der Baden-Württemberg-Stiftung gemeinsam mit D. Lebiedz bearbeitet
(siehe Drittmittelprojekt Landesstiftung Baden-Württemberg).
Konvergenz für numerische Verfahren: In
Zusammenarbeit mit meiner Humboldt-Stipendiatin Yan Xu entwickeln
und untersuchen wir numerische Verfahren für die
Degasperis-Procesi-Gleichung in 1D. Hier konnten wir inzwischen die
Konvergenz eines stabilisierten Verfahrens in Erhaltungsform
zeigen. Wir arbeiten zur Zeit an dem Beweis einer
Fehlerabschätzung. Diese Gleichung steht in engem Zusammenhang mit
der Korteweg-DeVries- und der Camassa-Holm-Gleichung.
Unterschiedliche Auswahl von Parametern liefern jeweils die oben
genannten Gleichungstypen. Die Camassa-Holm-Gleichung wiederum
modelliert das Brechen von Wellen.
Effektive Hamiltonian: Bei der
Homogenisierung von reaktiven Strömungen mit Flammenfronten spielt
die effektive Hamiltonian-Funktion eine besondere Rolle. Sie läßt
sich mit Hilfe einer Hamilton- Jacobi-Gleichung berechnen. In der
Literatur gibt es verschiedene Methoden zur Berechnung der
effektiven Hamiltonian-Funktion. In diesem Projekt (gemeinsam mit
M. Nolte) geht es um neue effiziente Algorithmen zur Berechnung der
effektiven Hamiltonian-Funktion.
Shallow Water: In einem gemeinsamen
BMBF-Projekt mit Kollegen aus Münster, Berlin und einem
Ingenieurbüro untersuchen wir die Interaktion zwischen
Oberflächenwasser und Srömungen durch poröse Medien. Dies wird
durch die Kopplung der Flachwassergleichung mit der
Richards-Gleichung modelliert. Eine besondere Herausforderung ist
hier die Modellierung des freien Randes der Oberflächenströmung im
Zusammenspiel mit der Grundwasserströmung (siehe Drittmittelprojekt
AdaptHydroMod).
für Diplomarbeiten
-
Transparente Randbedingungen und Hybrid-Gitter
-
Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Lösung hyperbolischer Differentialgleichungen
-
Erweiterung eines Programms für reaktive Stroemungen um Reibungsterme.
-
Lokale Existenz für ein System von Gleichungen zur Beschreibung von Elektrolyt-Polymer-Gele
für Dissertationen