Applied and Computational Mathematics (ACM)

Multirate Partial Differential Algebraic Equations

In radio frequency (RF) applications, electric circuits produce signals exhibiting fast oscillations, whereas the amplitude and/or frequency change slowly in time. Thus, solving a system of differential algebraic equations (DAEs), which describes the circuit's transient behaviour, becomes inefficient, since the fast rate restricts the step sizes in time. A multivariate model is able to decouple the widely separated time scales of RF signals and provides an alternative approach. Consequently, a system of DAEs changes into a system of multirate partial differential algebraic equations (MPDAEs). The determination of multivariate solutions allows for the exact reconstruction of corresponding time-dependent signals. Hence, an efficient numerical simulation is obtained by exploiting the periodicities in fast time scales. On the one hand, the simulation of enveloppe-modulated signals requires the solution of initial-boundary value problems of the MPDAEs. On the other hand, the simulation of quasiperiodic signals implies multiperiodic boundary conditions only for the MPDAEs. In case of quasiperiodic signals, a method of characteristics solves the multirate model efficiently, since the system of partial differential algebraic equations exhibits a hyperbolic structure.

Publications



2025

5540.

Kiesling, Elisabeth
What to do with CO2?: Iterative Entwicklung und Erprobung einer bilingual englischen Schülerlaboreinheit mit dem Fokus auf Carbon Capture and Storage als Beitrag zur Bildung für nachhaltige Entwicklung
Dezember 2025

5539.

Barmin, Roman A.; Moosavifar, MirJavad; Rama, Elena; Blöck, Julia; Rix, Anne; Petrovskii, Vladislav S.; Gumerov, Rustam A.; Köhler, Jens; Pohl, Michael; Bastard, Céline; Rütten, Stephan; Charlton, Laura; Khiêm, Vu Ngoc; Domenici, Fabio; Lisson, Thomas; Savina, Ekaterina; Zhang, Rui; Baier, Jasmin; Koletnik, Susanne; Koutsos, Vasileios; Itskov, Mikhail; Paradossi, Gaio; Schmitz, Georg; Vermonden, Tina; De Laporte, Laura; Göstl, Robert; Herrmann, Andreas; Potemkin, Igor I; Kiessling, Fabian; Lammers, Twan; Pallares, Roger M.
Microbubble Shell Stiffness Engineering Enhances Ultrasound Imaging, Drug Delivery, and Sonoporation
Advanced Materials, 37 :e07655
November 2025
ISSN: 1521-4095

5538.

Aydonat, Simay; Campagna, Davide; Göstl, Robert
Efficient, Functional Group-Tolerant, and Catalyst-Free Nitrile Formation From Aldehydes
Chemistry – A European Journal, 31 :e02629
November 2025
ISSN: 1521-3765

5537.

[german] Bohrmann-Linde, Claudia; Eilks, Ingo; Grandrath, Rebecca; Linkwitz, Michael; Hoffmann, Marco
Fachkapitel Chemie - KMK BMZ Orientierungsrahmen für BNE in der gymnasialen Oberstufe
Seite 647-669
Herausgeber: ENGAGEMENT GLOBAL GmbH, Friedrich-Ebert-Allee 40 D-53113 Bonn
Oktober 2025
647-669

ISBN: 978-3-14-130363-6

5536.

[German] Tausch, Michael W.
Zyklische Chemie mit Lichtantrieb
Nachrichten aus der Chemie, 73 (10) :13-16
September 2025

5535.

Tausch, Michael W.
Chemie mit Licht - Innovative Didaktik für Studium und Lehre, 2. Aufl. BNE., Ergänzung Kap. 8: Nachhaltigkeit mit Licht für Leben und Technik
Herausgeber: Springer Nature Verlag, Heidelberg, Berlin
September 2025

ISBN: 978-3-662-71188-0

5534.

Blank, Kerstin G.; Göstl, Robert
Moving mechanochemistry forward: programming force-induced responses into macromolecular systems
RSC Mechanochemistry, 2 (5) :627-630
September 2025
ISSN: 2976-8683

5533.

[English] Tausch, Michael W.
Solstice in STEM Education – Cyclic Chemistry Driven by Light
World Journal of Chemical Education, 13 (3) :54-59
August 2025

5532.

[german] Grandrath, Rebecca; Zeller, Diana; Cornelius, Soraya; Bohrmann-Linde, Claudia
Fortbildungsreihe der Chemiedidaktik Wuppertal im ComeMINT-Projekt
In van Vorst, Helena: Entdecken, lehren und forschen im Schülerlabor. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik., Editor, Entdecken, lehren und forschen im Schülerlabor. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Bochum 2024.
Seite 900-903
07 2025
900-903

5531.

[german] Zeller, Diana; Frohne, Thorben; Bohrmann-Linde, Claudia; Mack, Nils; Schrader, Claudia
VR-Lernsetting zu Verbrennungen: Erkundung der Teilchenebene in 3D
In van Vorst, Helena, Editor, Entdecken, lehren und forschen im Schülerlabor. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Band 45
Seite 573-576
07 2025
573-576

5530.

Fan, Jilin; Lennarz, Regina; Zhang, Kuan; Mourran, Ahmed; Meisner, Jan; Xuan, Mingjun; Göstl, Robert; Herrmann, Andreas
Polymer microbubbles as universal platform to accelerate polymer mechanochemistry
Nature Communications, 16 (1) :5380
Juni 2025
ISSN: 2041-1723

5529.


Upcycling Food Waste: Ursolic Acid as Sustainable Feedstock
European Journal of Organic Chemistry
06 2025
ISSN: 1099-0690

5528.


Synthesis and Nucleophilic Ring-Opening of 1,1-Dicyanocyclopropanes: Accessing β-Aminocarbonyl Derivatives from Olefins
Organic Letters, 27 :5549-5554
05 2025
Herausgeber: ACS
ISSN: 1523-7052

5527.

Xu, Zhuo
Input-to-state type Stability for Simplified Fluid-Particle Interaction System
Mai 2025

5526.

Asya, Berçin V.; Wang, Sitao; Euchler, Eric; Khiêm, Vu Ngoc; Göstl, Robert
Optical Force Probes for Spatially Resolved Imaging of Polymer Damage and Failure
Aggregate, 6 (4) :e70014
April 2025
ISSN: 2692-4560

5525.

Hahmann, Johannes; Schüpp, Boris N.; Ishaqat, Aman; Selvakumar, Arjuna; Göstl, Robert; Gräter, Frauke; Herrmann, Andreas
Sequence-specific, mechanophore-free mechanochemistry of DNA
Chem, 11 (4) :102376
April 2025
ISSN: 2451-9294, 2451-9308

5524.

Ocqueteau, Vicente; Tucsnak, Marius
On an Initial Value Problem Describing the Small Oscillations of a Floating Cylinder
April 2025

5523.


Solid-Supported Iodine(V) Reagents in Organic Synthesis
Chemistry - A European Journal, 31 :e202500670
03 2025
Herausgeber: Wiley
ISSN: 1521-3765

5522.

[german] Grandrath, Rebecca; Wiebel, Michelle; Bensberg, Kathrin; Schebb, Nils Helge; Bohrmann-Linde, Claudia
Aus der Schale in die Schule
Nachrichten aus der Chemie, 73 (3) :10-12
März 2025

5521.

Storch, Sonja; Campagna, Davide; Aydonat, Simay; Göstl, Robert
Mechanochemical generation of nitrogen-centred radicals for the formation of tertiary amines in polymers
RSC Mechanochemistry, 2 (2) :240-245
März 2025

5520.


Aus der Schale in die Schule
Nachrichten aus der Chemie, 73 :10-12
02 2025
Herausgeber: Wiley
ISSN: 1868-0054

5519.

Cornelius, Soraya
„Erklärvideos erklären“- Entwicklung und Erprobung eines interaktiven und digitalen Selbstlernbuchs zum schrittweisen Kompetenzerwerb für die Erklärvideoproduktion im Chemieunterricht (explorative Studie)
2025

5518.

Krieger, Emil; Schweitzer, Marcel
A general framework for Krylov ODE residuals with applications to randomized Krylov methods
2025

5517.

Clevenhaus, A.; Totzeck, C.; Ehrhardt, M.
A Space Mapping approach for the calibration of financial models with the application to the Heston model
2025

5516.

Gaul, Daniela; Klamroth, Kathrin; Pfeiffer, Christian; Stiglmayr, Michael; Schulz, Arne
A Tight Formulation for the Dial-a-Ride Problem
European Journal of Operational Research, 321 (2) :363-382
2025
ISSN: 0377-2217