Optimierung von Experimentdesigns

DFG-Habilitationsstipendium

Von 01/1996 bis 01/1998

Mitarbeiter: Kai Uwe Totsche

Die Arbeit dient der Definition, Entwicklung und Anwendung - der Optimierung - von Experimentdesigns zur Prozess- und Parameteridentifikation des reaktiven Stofftransports in chemisch heterogenen, gesättigten und teilgesättigten porösen Medien unter Verwendung mathematscher Simulations- und Parameteridentiflkationsverfahren. Hierzu wird die Wechselbeziehung zwischen Experiment (Beobachtung), konzeptioneller Vorstellung (konkretisiert durch und formalisiert in analytischen oder numerischen Simulationsmodellen) und der Realität des Prozeßgeschehens in Bodensäulen untersucht. Dies soll zu verläßlichen wiederholbaren und hinreichend genauen Aussagen im Hinblick auf das zugrundeliegende Prozessgeschehen führen und damit einen Beitrag zur bodenphysikalischen Theoriebildung leisten. Dem Ansatz liegt die Idee zugrunde, dass eine gezielte Manipulation der experimentellen Bedingungen - ähnlich wie bei der Chromatographie zu einer Verschärfung des gewünschten Signals bei gleichzeitiger Abschwächung von Störsignalen führen sollte. Die zentrale Fragestellung lautet demnach: Unter welchen Bedingungen sind Transportexperimente durchzuführen und mathematische Simulationsmodelle anzuwenden, um eindeutig interpretoer- und quantifizierbare Resultate mit dem Ziel zu gewinnen, Theorien über den Tranpsort reaktiver Substanzen im Bogen zu prüfen? bzw. Wie und unter welchen Bedingungen müssen experimentelle Untersuchungen auf Laborebene geplant, aufgebaut, durchgeführt und ausgewertet werden, um auf eindeutige Art und Weise auf die zugrunde liegenden Prozesse und Eigenschaften des Transports schließen zu können?