The Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics (WIAS) is an institute of the Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB). The FVB comprises eight non-university research institutes in Berlin which are funded by the federal and state governments. The research institutes are members of the Leibniz Association.

At WIAS in the Research Group

“Thermodynamic Modeling and Analysis of Phase Transitions“

(acting Head: Dr. Barbara Wagner) as of 01.01.2024 a position as a

Research Assistant (m/w/d)

 (Ref. 23/24)

is to be filled.

Project Description:

The position is embedded within the DFG Excellence Cluster MATH+ and is linked to Project PaA-2: Modeling Battery Electrodes with Mechanical Interactions and Multiple Phase Transitions upon Ion Insertion. Building upon a framework for modeling and simulating electrochemical systems developed at WIAS based on non-equilibrium thermodynamics, this project aims to derive and numerically compute various mathematical models for lithium-ion batteries.

The research plan encompasses three main aspects: (i) modeling individual particles, taking into account mechanical effects, (ii) representing phase transitions, and (iii) homogenizing the derived models into a porous electrode or battery cell.

The job responsibilities include:

• Thermodynamically consistent modeling using partial differential equations.
• Advancing models for battery electrodes, particularly regarding mechanical effects and phase transformation.
• Simulating the derived models, for example, using COMSOL, FEniCS, or similar software.
• Homogenizing particle models using asymptotic methods.
• Developing validation strategies and validating the models with appropriate data.
• Collaborating with other research groups at WIAS and project partners from academia and industry.
• Participating in and contributing to events organized by the DFG Excellence Cluster MATH+. Strengthening existing and fostering new collaborations in the field of mathematical modeling of lithium-ion batteries and their applications.

We are looking for: candidates with a Ph.D. in mathematics, scientific computing, theoretical physics, or related fields with the relevant qualifications for the tasks mentioned above. This includes:

• In-depth scientific experience in modeling with partial differential equations.
• Strong knowledge of simulating partial differential equations, for example, using COMSOL, FEniCS, or similar software.
• Published original research contributions in peer-reviewed journals.

What we offer:

• WIAS Berlin is a leading research institution renowned for its strengths in areas such as mathematical modeling, optimization, dynamic systems, and applied mathematics in general.
• Compensation according to the Collective Agreement for the Public Service (TVöD Bund), including standard social benefits (30 vacation days in a 5-day workweek, company pension plan); subsidy for public transportation commuting.
• Remote work options.
• A certified (Audit berufundfamilie) family-friendly work environment.
• Berlin offers countless opportunities to enjoy life outside of work. German language skills are not required for work or living in Berlin (although WIAS offers free German courses). International applicants are very welcome. From a scientific perspective, Berlin offers a rich landscape with numerous research opportunities and job prospects in both academia and industry.

For specific inquiries regarding the position, please contact Dr. M. Landstorfer (landstor@wias-berlin.de) or Dr. M. Liero (liero@wias-berlin.de).

This is a full-time position initially limited to two years (01.01.2024-31.12.2025).

In view of the goal to increase the proportion of women in the field of science, applications from qualified female candidates are particularly welcome. Disabled candidates with equal qualifications will be given preference.

Please upload your complete application documents, including a cover letter, CV, certificates, and a copy of the Ph.D. thesis through our applicant portal by clicking the "Apply online" button as soon as possible.

The application deadline starts immediately and will end only when the position is filled.

We look forward to receiving your application!

Das WIAS ist ein Institut des Forschungsverbundes Berlin e.V. (FVB). Der FVB ist Träger von sieben außeruniversitären naturwissenschaftlichen Forschungsinstituten in Berlin, die von der Bundesrepublik Deutschland und der Gemeinschaft der Länder finanziert werden. Die Forschungsinstitute gehören der Leibniz-Gemeinschaft an.

Am WIAS ist in der Forschungsgruppe

„Thermodynamische Modellierung und Analyse von Phasenübergängen“

(kommissarische Leiterin: PD Dr. Barbara Wagner) zum 01.01.2024 eine Stelle als

Wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in (m/w/d)

 (Kennziffer 23/24)

zu besetzen.

Projektbeschreibung:

Die Stelle ist im DFG-Exzellenzcluster MATH+ verankert und an das Projekt PaA-2: Modeling Battery Electrodes with Mechanical Interactions and Multiple Phase Transitions upon Ion Insertion gekoppelt. Ausgehend von einem Framework für die Modellierung und Simulation elektrochemischer Systeme, welches auf Basis der Nichtgleichgewicht-Thermodynamik am WIAS entwickelt wurde, sollen in dem Projekt verschiedene mathematische Modelle für Lithium-Ionen-Batterien hergeleitet und numerisch berechnet werden.

Der Forschungsplan umfasst drei Hauptaspekte, (i) die Modellierung einzelner Partikel unter Berücksichtigung mechanischer Effekte, (ii) die Abbildung von Phasenübergängen, und (iii) die Homogenisierung der hergeleiteten Modelle zu einer porösen Elektrode bzw. Batterie-Zelle.

Zu den Arbeitsaufgaben gehören:

• Thermodynamisch konsistente Modellierung mit partiellen Differentialgleichungen,
• Weiterentwicklung von Modellen für Batterie-Elektroden, insbesondere bzgl. mechanischer Effekte sowie Phasenumwandlung,
• Simulation der hergeleiteten Modelle, z.B. mit COMSOL, FEniCS, oder ähnlichem,
• Homogenisierung von Partikel-Modellen mittels asymptotischer Methoden,
• Entwicklung von Validierungsstrategien sowie die Validierung der Modelle an geeigneten Daten,
• Kooperation mit anderen Forschungsgruppen am WIAS sowie mit Projektpartnern aus Wissenschaft und Industrie,
• Teilnahme und Mitarbeit an Veranstaltungen des DFG-Exzellenzclusters MATH+,
• Vertiefung bestehender und Ausprägung neuer Kooperationen im Bereich der mathematischen Modellierung von Lithium-Ionen-Batterien sowie deren Anwender.

Wir suchen:

Kandidat*innen mit Promotion im Fach Mathematik, wissenschaftlichem Rechnen, theoretischer Physik oder verwandten Gebieten mit entsprechenden Vorkenntnissen für die o.g. Arbeitsaufgaben. Dazu gehören insbesondere:

• tief gehende wissenschaftliche Erfahrungen in der Modellierung mit partiellen Differentialgleichungen,
• sehr gute Kenntnisse in der Simulation von partiellen Differentialgleichungen, z.B. mit COMSOL, FEniCS, oder ähnlichem,
• publizierte, eigene Forschungsleistungen in referierten Fachzeitschriften.

Was wir bieten:

• Das WIAS Berlin ist eine führende Forschungseinrichtung, die für ihre Stärken in Bereichen wie Mathematische Modellierung, Optimierung, dynamische Systeme und angewandte Mathematik im Allgemeinen bekannt ist.
• Bezahlung nach dem Tarifvertrag für den öffentlichen Dienst (TVöD Bund) einschließlich der üblichen Sozialleistungen (30 Urlaubstage in der 5-Tage-Woche, betriebliche Altersvorsorge); Zuschuss zum Firmenticket für den ÖPNV
• Mobiles Arbeiten
• Ein zertifiziertes (Audit berufundfamilie) familienfreundliches Arbeitsumfeld.
• Berlin bietet unendlich viele Möglichkeiten, das Leben außerhalb der Arbeit zu genießen. Weder für die Arbeit noch für das Leben in Berlin sind deutsche Sprachkenntnisse erforderlich (obwohl das WIAS kostenlose Deutschkurse anbietet). Internationale Bewerbungen sind uns sehr willkommen. In wissenschaftlicher Hinsicht bietet Berlin eine reichhaltige Landschaft mit zahlreichen Möglichkeiten für die Forschung sowie Jobperspektiven in Wissenschaft und Industrie.

Fachliche Rückfragen sind an Herrn Dr. M. Landstorfer (landstor@wias-berlin.de) oder Herrn Dr. M. Liero (liero@wias-berlin.de) zu richten.

Es handelt sich um eine Vollzeit-Stelle, die zunächst auf zwei Jahre befristet ist.

In Anbetracht der angestrebten Erhöhung des Frauenanteils im Wissenschaftsbereich sind Bewerbungen qualifizierter Interessentinnen besonders willkommen. Schwerbehinderte werden bei gleicher Qualifikation bevorzugt.

Bitte laden Sie Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen mit Anschreiben, Lebenslauf, Zeugnissen und einer Kopie der Dissertationsschrift über unser Bewerber-Portal schnellstmöglich hoch, indem Sie den Knopf „Online bewerben“ klicken.

Die Bewerbungsfrist beginnt sofort und endet erst, wenn die Stelle besetzt ist.

Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!