Doktorand »Mathematische Modellierung und Optimierung in der Trinkwasserversorgung« (all genders)

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist eine der weltweit führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. 75 Institute entwickeln wegweisende Technologien für unsere Wirtschaft und Gesellschaft – genauer: 32 000 Menschen aus Technik, Wissenschaft, Verwaltung und IT. Sie wissen: Wer zu Fraunhofer kommt, will und kann etwas verändern. Für sich, für uns und die Märkte von heute und morgen.

Im Bereich »Optimierung« erarbeiten wir mithilfe von mehrkriteriellen Optimierungsverfahren innovative Lösungen für die vielfältigen Herausforderungen unserer Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen. Die Ergebnisse unserer Forschungsarbeiten stiften direkten Nutzen in Industrie und Gesellschaft. Beispiele hierfür sind die optimierte Bestrahlung von Tumoren und die Planung von Freiflächenphotovoltaikanlagen.

Der Klimawandel macht dem Grundwasserspiegel in Deutschland zu schaffen. Dürreperioden und durch Starkregen gefährdete Transportleitungen machen es zunehmend herausfordernder, die Trinkwasserversorgung stabil zu gewährleisten. Aus technischer Sicht spielt die Auswahl und Betriebsführung von Pumpen eine zentrale Rolle: Flexible Anforderungen an Förderhöhe und -menge sollen redundant und energieeffizient bedient werden. Ziel der Promotion ist die Weiterentwicklung moderner mathematischer Werkzeuge aus der ganzzahligen und gemischt-ganzzahligen mehrkriteriellen Optimierung, um eine gute Auswahl und Betriebsführung der Pumpen zu unterstützen.

Im Rahmen Ihrer Promotion untersuchen Sie die folgenden Fragestellungen:

• Wie kann die Trinkwasserversorgung durch Pumpensteuerung mathematisch modelliert werden?
• Wie kann eine (mehrkriterielle) Optimierung der Trinkwassernutzung durchgeführt werden?
• Wie können Schwankungen in Bedarf und Angebot berücksichtigt werden?
• Wie kann die Sensitivität gegenüber Modellierungsparametern kontrolliert werden?
• Wie können interaktive Softwarewerkzeuge zur Entscheidungsunterstützung in der Politik und in der Wasserversorgung gestaltet werden?

• Einen wissenschaftlichen Hochschulabschluss in Mathematik, Informatik oder Physik
• Hohes Abstraktionsvermögen und mathematische Problemlösungskompetenzen
• Freude an angewandter, mathematischer Optimierung und die Motivation, Ihre Modelle und Algorithmen in Software umzusetzen
• Gutes Deutsch und Englisch zur anschaulichen Vermittlung komplexer Themen
• Idealerweise Kenntnisse in mathematischer Modellierung und numerischen Methoden, beispielsweise aus der nichtlinearen Optimierung

• Arbeiten in kleinen, agilen Projektteams an innovativen mathematischen Fragen und weitreichenden Gestaltungsmöglichkeiten
• Einblicke in die Anforderungen und Herausforderungen aus der industriellen Praxis
• Erwerb von Domänenwissen und IT-Kenntnissen
• Umfangreiches Weiterbildungsprogramm zu verschiedenen mathematischen Methoden, zu IT-Themen und Soft Skills
• Möglichkeiten, wissenschaftlich zu publizieren und an Konferenzen teilzunehmen
• Flexible Arbeitszeiten und Unterstützungsangebote für eine gute Work-Life-Balance

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