Professur für Angewandte Mathematik

Organisation: Professur

Organisationsprofil

Die Forschungsinteressen drehen sich um die Entwicklung zuverlässiger und leistungsfähiger numerischer Verfahren zur Simulation, Analyse und Kontrolle dynamischer Systeme.

Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung zeitabhängiger Prozesse, wie zum Beispiel technischer oder natürlicher Strömungsvorgänge. In solchen Anwendungen ist man vor allem an der Analyse sogenannter kohärenter Strukturen interessiert. Dies sind langlebige, makroskopische, dynamische Objekte, die einen signifikanten Einfluss auf Teilchen- und Energietransport und auf Mischvorgänge haben. Dazu entwickeln wir theoretische, aber auch zunehmend datenbasierte Ansätze, die wir beispielsweise im DFG Schwerpunktprogramm 1881 „Turbulente Superstrukturen“ einbringen.  

In der Lehre sind wir vor allem für die fachmathematischen Inhalte im berufsbildenden Lehramt (Sozialpädagogik / Wirtschaftspädagogik) verantwortlich, sowie für die mathematische Grundlagenausbildung im Master Management & Data Science.  

  1. 2024
  2. Erschienen

    Lagrangian studies of coherent sets and heat transport in constant heat flux-driven turbulent Rayleigh-Bénard convection

    Vieweg, P. P., Klünker, A., Schumacher, J. & Padberg-Gehle, K., 01.01.2024, in: European Journal of Mechanics, B/Fluids. 103, S. 69-85 17 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  3. 2023
  4. Erschienen

    Computational Study of Three-Dimensional Lagrangian Transport and Mixing in a Stirred Tank Reactor  

    Weiland, C., Steuwe, E., Fitschen, J., Hoffmann, M., Schlüter, M., Padberg-Gehle, K. & von Kameke, A., 15.05.2023, in: Chemical Engineering Journal Advances. 14, 13 S., 100448.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  5. Erschienen

    A Python toolbox for the numerical solution of the Maxey-Riley equation

    Urizarna-Carasa, J., Ruprecht, D., von Kameke, A. & Padberg-Gehle, K., 01.03.2023, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 22, 1, 6 S., e202200242.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  6. Erschienen

    Network-based analysis of Lagrangian transport and mixing

    Padberg-Gehle, K., 2023, Transport and Scale Interactions in Geophysical Flows. Franzke, C. L. E., Oliver, M., Rademacher, J. & Rypina, I. (Hrsg.). Oberwolfach-Walke: Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach, S. 46-48 3 S. (Oberwolfach Reports - OWR; Band 2023, Nr. 31).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAbstracts in KonferenzbändenForschung

  7. 2022
  8. Erschienen

    Open-flow mixing and transfer operators

    Klünker, A., Padberg-Gehle, K. & Thiffeault, J-L., 13.06.2022, in: Philosophical transactions. Series A, Mathematical, physical, and engineering sciences. 380, 2225, 22 S., 20210028.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  9. Erschienen

    Evolutionary clustering of Lagrangian trajectories in turbulent Rayleigh-Bénard convection flows

    Schneide, C., Vieweg, P. P., Schumacher, J. & Padberg-Gehle, K., 01.01.2022, in: Chaos. 32, 1, 013123 .

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  10. 2021
  11. Erschienen

    Lagrangian heat transport in turbulent three-dimensional convection

    Vieweg, P. P., Schneide, C., Padberg-Gehle, K. & Schumacher, J., 01.04.2021, in: Physical Review Fluids. 6, 4, 8 S., L041501.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  12. Erschienen

    Spectral Early-Warning Signals for Sudden Changes in Time-Dependent Flow Patterns

    Ndour, M., Padberg-Gehle, K. & Rasmussen, M., 02.2021, in: Fluids. 6, 2, 24 S., 49.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  13. Erschienen

    A transfer operator based computational study of mixing processes in open flow systems

    Klünker, A. & Padberg-Gehle, K., 25.01.2021, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 20, 1, 3 S., e202000133.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  14. Erschienen

    Lagrangian analysis of long-term dynamics of turbulent superstructures

    Schneide, C., Padberg-Gehle, K. & Schumacher, J., 01.01.2021, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 20, 1, 4 S., e202000197.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenzaufsätze in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  15. Erschienen

    Meeresströmungen, Google-Matrix und Netzwerke: Analyse von Transportprozessen

    Padberg-Gehle, K., 2021, Beiträge zum Mathematikunterricht 2021: Vom GDM-Monat 2021 der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik (GDM) ; (1.-25. März 2021). Hein, K., Heil, C., Ruwisch, S. & Prediger, S. (Hrsg.). Münster: WTM - Verlag für wissenschaftliche Texte und Medien, S. 13-20 8 S.

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschung

  16. 2020
  17. Erschienen

    Set-Oriented and Finite-Element Study of Coherent Behavior in Rayleigh-Bénard Convection

    Klünker, A., Schneide, C., Froyland, G., Schumacher, J. & Padberg-Gehle, K., 01.01.2020, Advances in Dynamics, Optimization and Computation: A volume dedicated to Michael Dellnitz on the occasion of his 60th birthday. Junge, O., Schütze, O., Froyland, G., Ober-Blöbaum, S. & Padberg-Gehle, K. (Hrsg.). Cham: Springer, S. 86-108 23 S. (Studies in Systems, Decision and Control; Band 304).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenKapitelbegutachtet

  18. Erschienen

    Advances in Dynamics, Optimization and Computation: A volume dedicated to Michael Dellnitz on the occasion of his 60th birthday

    Junge, O. (Hrsg.), Schütze, O. (Hrsg.), Froyland, G. (Hrsg.), Ober-Blöbaum, S. (Hrsg.) & Padberg-Gehle, K. (Hrsg.), 2020, Cham: Springer. 392 S. (Studies in Systems, Decision and Control; Band 304)

    Publikation: Bücher und AnthologienSammelwerke und AnthologienForschung

  19. Erschienen

    Extraction of finite-time coherent sets in 3D Rayleigh-Benard Convection using the dynamic Laplacian

    Froyland, G., Klünker, A., Padberg-Gehle, K., Schneide, C. & Schumacher, J., 2020, in: Bulletin of the American Physical Society. 65, 13, 1 S., K08.00003.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenz-Abstracts in FachzeitschriftenForschung

  20. Erschienen

    Lagrangian Coherent Sets as transport barriers in convection

    Schumacher, J., Vieweg, P. P., Schneide, C. & Padberg-Gehle, K., 2020, in: Bulletin of the American Physical Society. 65, 13, 1 S., F16.00009.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenz-Abstracts in FachzeitschriftenForschung

  21. Erschienen

    Machine Learning Applications in Convective Turbulence

    Kräuter, R., Krasnov, D., Pandey, A., Schneide, C., Padberg-Gehle, K., Giannakis, D., Sreenivasan, K. R. & Schumacher, J., 2020, NIC Symposium 2020: 27 − 28 February 2020, Jülich, Germany, Proceedings. Müller, M., Binder, K. & Trauntmann, A. (Hrsg.). Jülich: Forschungszentrum Jülich , S. 357-366 10 S. (Publication Series of the John von Neumann Institute for Computing (NIC); Band 50).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschung

  22. 2019
  23. Erschienen

    Lagrangian coherent sets in turbulent Rayleigh-Bénard convection

    Schneide, C., Stahn, M., Pandey, A., Junge, O., Koltai, P., Padberg-Gehle, K. & Schumacher, J., 11.11.2019, in: Physical Review E. 100, 5, 16 S., 053103.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  24. Erschienen

    Lagrangian perspectives on turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection

    Klünker, A., Schneide, C., Pandey, A., Padberg-Gehle, K. & Schumacher, J., 01.11.2019, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 19, 1, 2 S., 201900201.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKonferenz-Abstracts in FachzeitschriftenForschungbegutachtet

  25. Erschienen

    Network measures of mixing

    Banisch, R., Koltai, P. & Padberg-Gehle, K., 06.2019, in: Chaos. 29, 6, 063125.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  26. Erschienen

    Noise-induced Statistical Periodicity in Random Lasota-Mackey Maps

    Sato, Y. & Padberg-Gehle, K., 2019, Ithaca: Cornell University, 6 S. (arXiv.org).

    Publikation: Arbeits- oder Diskussionspapiere und BerichteArbeits- oder Diskussionspapiere

  27. Erschienen

    S. Balasuriya: “Barriers and Transport in Unsteady Flows: A Melnikov Approach”

    Padberg-Gehle, K., 2019, in: Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung. 121, 2, S. 143-146 4 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenRezensionenForschung

  28. 2018
  29. Erschienen

    Probing turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection by Lagrangian trajectory clusters

    Schneide, C., Pandey, A., Padberg-Gehle, K. & Schumacher, J., 15.11.2018, in: Physical Review Fluids. 3, 11, 113502.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  30. Erschienen

    Eulerian and Lagrangian perspectives on turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection

    Pandey, A., Schneide, C., Padberg-Gehle, K., Scheel, J. D. & Schumacher, J., 2018, NIC Symposium 2018: 22-23 February 2018, Jülich, Germany : proceedings. Binder, K., Müller, M. & Trautmann, A. (Hrsg.). Jülich: Forschungszentrum Jülich , S. 421-428 8 S. (NIC Series; Band 49).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in KonferenzbändenForschung

  31. Erschienen

    Probing turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection by Lagrangian trajectory clusters

    Schumacher, J., Schneide, C., Pandey, A. & Padberg-Gehle, K., 2018, 71st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics . New York: American Physical Society, 1 S. BAPS.2018.DFD.G33.7. (Bulletin of the American Physical Society; Band 63, Nr. 13).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAbstracts in KonferenzbändenForschung

  32. 2017
  33. Erschienen

    Modeling and Simulation of Electrochemical Cells under Applied Voltage

    Rossi, M., Wallmersperger, T., Neukamm, S. & Padberg-Gehle, K., 20.12.2017, in: Electrochimica Acta. 258, S. 241 - 254 14 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  34. Erschienen

    Trajectory-based computational study of coherent behavior in flows

    Padberg-Gehle, K. & Schneide, C., 12.2017, in: Proceedings in applied mathematics and mechanics. 17, 1, S. 11-14 4 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  35. Erschienen

    Set-oriented numerical computation of rotation sets

    Polotzek, K., Padberg-Gehle, K. & Oertel-Jäger, T., 01.11.2017, in: Journal of Computational Dynamics. 4, 1, S. 119-141 23 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  36. Erschienen

    Network-based study of Lagrangian transport and mixing

    Padberg-Gehle, K. & Schneide, C., 20.10.2017, in: Nonlinear Processes in Geophysics. 24, 4, S. 661 - 671 11 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  37. Erschienen

    Robustness of coherent sets computations

    Klünker, A. & Padberg-Gehle, K., 2017, Proceedings of the 9th European Nonlinear Dynamics Conference: ENOC 2017, 25-30 June 2017, Budapest, Hungary. Stépán, G. & Csernák, G. (Hrsg.). Budapest: Congressline Ltd., 2 S. 493

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAbstracts in KonferenzbändenForschungbegutachtet