Clemens, Markus
FE 1.15, Rainer-Gruenter-Str. 21, 42119 Wuppertal
Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik
Die Forschungsaktivitäten in der Gruppe von Prof. Markus Clemens konzentrieren sich auf die Entwicklung und Anwendung numerischer Simulationsmethoden für Computational Electromagnetics und Computational Multiphysics. Die damit verbundenen Forschungsprojekte konzentrieren sich auf numerische Hochleistungsberechnungsverfahren für komplexe Modelle elektrischer Energietransport- und Energieumwandlungssysteme sowie für Hochfrequenzanwendungen bis in den Terahertzbereich. Dazu gehören auch numerische Methoden zur Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit und realistische Simulationen von Expositionsszenarien biologischer Organismen durch elektromagnetische Felder, z. B. durch THz-Biosensoren.
Jüngste Forschungsprojekte im THz-Bereich umfassen die Entwicklung und Anwendung numerischer Simulationsmethoden für die Analyse elektrisch großer Systeme (d. h., bei denen die Bauteillänge sehr viel größer ist als die minimale Wellenlänge) wie z. B. THz-Sensor-Arrays. Dazu gehören Techniken wie FDTD-Feldsimulationen im Ultra-Großmaßstab (bis zu 16 Milliarden Gitterzellen, unter Verwendung des BUW-Multi-GPU/CPU-Hochleistungs-Compute-Servers), fortgeschrittene Methoden zur Domänenzerlegung und neuartige Ersatzmodelle, die z. B. auf konventionellen Techniken zur Reduzierung der Modellordnung sowie auf tiefen neuronalen Netzen basieren.
Publikationen
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M. Saviz, L. Mogouon Toko, O. Spathmann, J. Streckert, V. Hansen, M. Clemens, R. Faraji-Dana, "A New Open-Source Toolbox for Estimating the Electrical Properties of Biological Tissues in the Terahertz Frequency Band," Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, No. 34, pp. 529-538, Juli 2013. (DOI: 10.1007/s10762-013-9997-z)
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M. Saviz, O. Spathmann, J. Streckert, V. Hansen, M. Clemens, R. Faraji-Dana, "Theoretical Estimations of Safety Thresholds for Terahertz Exposure of Surface Tissues," IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, Vol. 3, No. 5, pp. 635-640, 10. September 2013. (DOI: 10.1109/TTHZ.2013.2264327)
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O. Spathmann, M. Saviz, J. Streckert, M. Zang, V. Hansen, M. Clemens, "Numerical Verification of the Applicability of the Effective Medium Theory with Respect to Dielectric Material Properties," IEEE Transactions on Magnetics, vol. 51, no. 3, March 2015
(DOI: 10.1109/TMAG.2014.2361958) -
O. Spathmann, M. Zang, J. Streckert, V. Hansen, M. Saviz, K. Statnikov, U. Pfeiffer, M. Clemens, "Numerical Computation of Temperature Elevation in Human Skin due to Electromagnetic Exposure in the THz Frequency Range," IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, Vol. 5, No. 6, pp. 978 – 989, November 2015.
(DOI: 10.1109/TTHZ.2015.2476962) -
O. Spathmann, R. Schuermann, M. Zang, J. Streckert, V. Hansen, M. Saviz, M. Clemens, "Thermal Impact on the Human Oral Cavity Exposed to Radiation from Biomedical Devices Operating in the THz Frequency Range," Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, June 2018.
(DOI: 10.1007/s10762-018-0511-5)
