Prof. Dr. Jürgen Sprekels


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Wissenschaftlicher Werdegang
1968-1972 Studium der Mathematik an der Universität Hamburg
1972 Diplom
1973-1981 wissenschaftlicher Angestellter an der Universität Hamburg
1975 Promotion (Dr. rer. nat.) an der Universität Hamburg
1977 Habilitation an der Universität Hamburg
1981-1988 Professor (C3) für Angewandte Mathematik an der Universität Augsburg
1988-1994 Professor (C4) für Ingenieurmathematik an der Universität GH Essen
seit 1994 Professor (C4) für Mathematik/ Angewandte Analysis an der Humboldt-Universität zu Berlin und Direktor des Weierstraß-Instituts für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) im Forschungsverbund Berlin e.V.
1995-1996 Vorstandssprecher des Forschungsverbundes Berlin e.V.
1996 Kommissarischer Direktor des Forschungsinstituts für Molekulare Pharmakologie (FMP) im Forschungsverbund Berlin e.V. (April-Juni)
seit 1999 Sprecher der Sektion D ,,Mathematik, Natur- und Ingenieurwissenschaften`` und Präsidiumsmitglied der Wissenschaftsgemeinschaft ,,Gottfried Wilhelm Leibniz`` (WGL)

Wichtige Forschungsaufenthalte
1977-1978 Visiting Assistant Professor an der Oregon State University, Corvallis, USA
1980 Visiting Senior Lecturer an der University of Natal, Durban, Südafrika
1985 Gastforscher an der Universität Florenz, Italien
1986 Gastforscher an der University of Delaware, Newark, USA
1989 Gastforscher am Institute of Mathematics and its Applications (IMA), Minneapolis, USA
1992 Gastforscher an der Université de la Franche-Comte, Besançon, Frankreich
1993 Gastforscher an der Universität Pavia, Italien
1994 Gastforscher am Stefan Banach Center, Warschau, Polen
1997 Gastforscher an der Fudan University, Shanghai, China
1997 Gastforscher an der Academia Sinica, Beijing, China
1999 Gastforscher an der Universität Pavia, Italien
1999 Gastforscher an der Universität Florenz, Italien

Herausgebertätigkeit:
seit 1992 Mitglied des Editorial Board von ,,Advances in Mathematical Sciences and Applications``

Projekt:
Mathematische Modellierung von Phasenübergängen und Hysterese-Erscheinungen

Beteiligte Wissenschaftler und Kooperationspartner: M. Brokate (TU München), N. Bubner (WIAS Berlin), P. Colli (Universität Pavia), G. Gilardi (Universität Pavia), M. Grasselli (Politecnico di Milano), O. Klein (WIAS Berlin), I. Müller (TU Berlin), P. Philip (WIAS Berlin), J. Soko\l owski (Université I, Nancy), D. Tiba (WIAS Berlin), K. Wilmanski (WIAS Berlin), S. Zheng (Fudan University, Shanghai); Institut für Kristallzüchtung (IKZ) in Berlin-Adlershof.

Phasenübergänge bilden die Grundlage zahlreicher moderner Technologien wie z. B. die Züchtung von Halbleiterkristallen (Si, SiC, Ge, GaAs), der Strangguss von Aluminium, Kupfer und Stahl, die spinodale Dekomposition von metallischen Legierungen und die Verwendung sogenannter Smart Materials (Composites, Shape Memory Alloys, etc.). In der mathematischen Modellierung führen Phasenübergänge auf gekoppelte nichtlineare Systeme partieller Differentialgleichungen, wobei häufig freie Ränder und Nichtlinearitäten vom Hysterese-Typ zu berücksichtigen sind. Die im Berichtszeitraum durchgeführten Untersuchungen befassten sich insbesondere mit
- Phasenfeldmodellen für diffusive Phasenübergänge (Caginalp-Modell, Penrose-Fife-Modell),
- Hysterese-Erscheinungen in der Thermoelastoplastizität und bei Phasenumwandlungen,
- der Verwendung von Legierungen mit Gestalterinnerung (Shape Memory Alloys) zur Konstruktion adaptiver Tragflügel von Flugzeugen,
- der Sublimationszüchtung von Siliziumkarbid-Kristallen aus der Gasphase mit Hilfe der Lely-Methode,
- der Platten- und Schalentheorie.
Dabei wurden sowohl Fragen der Existenz und Eindeutigkeit der Lösungen als auch der numerischen Simulation und der optimalen Steuerung behandelt.
Besonderer Wert wurde jeweils auf eine konkrete technologische Umsetzung der mathematischen Resultate gelegt; dies trifft insbesondere für die Sublimationszüchtung von SiC-Kristallen (enge Kooperation mit dem Institut für Kristallzüchtung (IKZ) in Berlin-Adlershof im Rahmen eines BMBF-Projektes) und die Konstruktion adaptiver Flugzeugtragflügel (gemeinsames Projekt mit Prof. I. Müller (TU Berlin )) zu. Das letztgenannte Projekt führte zu einer Teilnahme an der Hannover-Messe Industrie 1999 und zu einer Patentanmeldung; es wurde von mehreren Fernsehsendern hierüber berichtet.
 

Drittmittel: DFG (Schwerpunktprogramm ,,Echtzeitoptimierung großerSysteme`` und Förderung im Normalverfahren), PROCOPE-Programm ,,Freie Randwertprobleme und Asymptotik von Evolutionsgleichungen``, HCM-Netzwerk ,,Phase Transitions and Surface Tension`` (als Koordinator), INTAS-Netzwerk ,,Nonlinear and singular partial differential equations and their applications`` (als Koordinator), BMBF-Förderprogramm ,,Mathematische Verfahren zur Lösung von Problemstellungen in Industrie und Wirtschaft``, VIGONI-Programm.
 

Publikationen

[1]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: On a system of nonlinear PDEs with temperature-dependent hysteresis in one-dimensional thermoplasticity. J. Math. Anal. Appl. 209 (1997), 25-46.
[2]
Colli, P.; Sprekels, J.: Stefan problems and the Penrose-Fife phase field model. Adv. Math. Sci. Appl. 7 (1997), 911-934.
[3]
Colli, P.; Sprekels, J.: Weak solution to some Penrose-Fife phase-field systems with temperature-dependent memory. J. Differ. Equations 142 (1998), 54-77.
[4]
Bubner, N.; Sprekels, J.: Optimal control of martensitic phase transitions in a deformation-driven experiment on shape memory alloys. Adv. Math. Sci. Appl. 8 (1998), 299-325.
[5]
Sprekels, J.; Zheng, S.; Zhu, P.: Asymptotic behavior of the solutions to a Landau-Ginzburg system with viscosity for martensitic phase transitions in shape memory alloys. SIAM J. Math. Anal. 29 (1998), 69-84.
[6]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Global solutions to a coupled parabolic-hyperbolic system with hysteresis in 1D-magnetoelasticity. Nonlinear Analysis TMA 33 (1998), 341-358.
[7]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Temperature-dependent hysteresis in one-dimensional thermovisco-elastoplasticity. Appl. Math. 43 (1998), 173-206.
[8]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Hysteresis operators in phase-field models of Penrose-Fife type. Appl. Math. 43 (1998), 207-222.
[9]
Sprekels, J.; Zheng, S.: Maximal attractor for the system of a Landau-Ginzburg theory for structural phase transitions in shape memory alloys. Physica D 121 (1998), 252-262.
[10]
Sprekels, J.; Tiba, D.: Propriétés de bang-bang généralisées dans l'optimisation des plaques. C. R. Acad. Sci. Paris t. 327 Série I (1998), 705-710.
[11]
Bubner, N.; Soko\l owski, J.; Sprekels, J.: Optimal boundary control problems for shape memory alloys under state constraints for stress and temperature. Numer. Funct. Anal. Optimiz. 19 (1998), 489-498.
[12]
Sprekels, J.; Tiba, D.: A duality approach in the optimization of beams and plates. SIAM J. Control Optimiz. 37 (1998/99), 486-501.
[13]
Sprekels, J.; Tiba, D.: A duality-type method for the design of beams. Adv. Math. Sci. Appl. 9 (1999), 89-102.
[14]
Colli, P.; Grasselli, M.; Sprekels, J.: Automatic control via thermostats of a hyperbolic Stefan problem with memory. Appl. Math. Optimiz. 39 (1999), 229-255.
[15]
Colli, P.; Sprekels, J.: Global solution to the Penrose-Fife phase-field model with zero interfacial energy and Fourier law. Adv. Math. Sci. Appl. 9 (1999), 383-391.
[16]
Soltanov, K. ; Sprekels, J.: Nonlinear equations in non-reflexive Banach spaces and strongly nonlinear differential equations. Adv. Math. Sci. Appl. 9 (1999), 939-972.
[17]
Bubner, N.; Klein, O.; Philip, P.; Sprekels, J.; Wilmanski, K.: A transient model for the sublimation growth of silicon carbide single crystals. J. Crystal Growth 205 (1999), 294-304.
[18]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: A hysteresis approach to phase-field models. Nonlinear Analysis TMA 39 (2000), 569-586.
[19]
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[20]
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[21]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Weak stabilization of solutions to PDEs with hysteresis in thermovisco-elastoplasticity. In: Agarwal, R. P.; Neumann, F.; Vosmansky, J. (eds.): EQUADIFF 9, Proceedings. Stony Brook N. Y.: Masaryk University Electronic Publishing House, 1998, 81-96.
[22]
Colli, P.; Laurençot, Ph.; Sprekels, J.: Global solution to the Penrose-Fife phase field model with special heat flux laws. In: Argoul, P.; Frémond, M.; Nguyen, Q. S. (eds.): IUTAM Symposium on Variations of Domains and Free-Boundary Problems in Solid Mechanics. Solid Mechanics and its Applications 66. Dordrecht: Kluwer, 1999, 181-188.
[23]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Strong solutions to equations of visco-thermo-plasticity with a temperature-dependent strain-stress law. In: Argoul, P.; Frémond, M.; Nguyen, Q. S. (eds.): IUTAM Symposium on Variations of Domains and Free-Boundary Problems in Solid Mechanics. Solid Mechanics and its Applications 66. Dordrecht: Kluwer, 1999, 237-244.
[24]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Hysteresis operators in phase field models. In: Escher, J.; Simonett, G. (eds.): Topics in Nonlinear Analysis. The Herbert Amann Anniversary Volume. Progress in Nonlinear Differential Equations and Their Applications 35. Basel: Birkhäuser, 1999, 499-516.
[25]
Sprekels, J.; Zheng, S.: On the asymptotic behaviour of a Landau-Ginzburg model for the martensitic phase transitions in shape memory alloys. In: Escher, J.; Simonett, G. (eds.): Topics in Nonlinear Analysis. The Herbert Amann Anniversary Volume. Progress in Nonlinear Differential Equations and Their Applications 35. Basel: Birkhäuser, 1999, 673-690.
[26]
Sprekels, J.; Tiba, D.: On the approximation and optimization of fourth order elliptic systems. In: International Series of Numerical Mathematics 133. Basel: Birkhäuser, 1999, 277-286.
[27]
Krejcí, P.; Sprekels, J.; Zheng, S.: Existence and asymptotic behaviour in phase-field models with hysteresis. In: Bungartz, J.-J.; Hoppe, R.H.W.; Zenger, Ch. (eds.): Proceedings of the Symposium organized by the Sonderforschungsbereich 438 on the occasion of Karl-Heinz Hoffmann's 60th birthday. Lectures on Applied Mathematics. Berlin Heidelberg New York: Springer, 2000, 77-88.
[28]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: A thermodynamically consistent hysteresis model of thermovisco-elastoplasticity. Erscheint in: Festschrift zum 60. Geburtstag von K. Wilmanski.
[29]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Phase-field systems and vector hysteresis operators. Erscheint in: Proceedings der Tagung ,,Free boundary problems: Theory and Applications (FBP'99)`` in Chiba, Japan, November 1999.
[30]
Arnautu, V.; Langmach, H.; Sprekels, J.; Tiba, D.: On the approximation and optimization of plates. Erscheint in: Numer. Funct. Anal. and Optimiz.
[31]
Sprekels, J.; Tiba, D.: Sur les arches Lipschitziennes. Erscheint in: C. R. Acad. Sci. Paris.
[32]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Phase field models with hysteresis. Erscheint in: J. Math. Anal. Appl..
[33]
Krejcí, P.; Sprekels, J.: Zheng, S.: Asymptotic behaviour four a phase-field system with hysteresis. Erscheint in: J. Differ. Equations.