Software

IsoFit und ParFit

Die Rekonstruktion des nichtlinearen Adsorptionsverhalten reaktiver Stoffe mit parametrisierten Isothermen wie der Langmuir- oder BET-Isotherme scheitert häufig an der Heterogenität der Sorbate und Sorbenten. Ohne "a priori"-Annahmen über die Form der Interaktion können flexible Isothermen erzeugt werden, die jede Adsorptionscharakteristik genau reproduzieren und modellieren. 

Knabner et al. (2005). Unbiased identification of nonlinear sorption characteristics by soil column breakthrough experimentsExterner Link

Igler et al (1998). Identification of nonlinear sorption characteristics by soil column breakthrough experiments.Externer Link

Müller et al. (2007). Sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons to mineral surfaces.Externer Link

3D Finite-Volume Solver for Flow and Transport

Die Modellierung von Fließfeldern im Dreidimensionalem ist auf Porenskala eine massive Herausforderung für die Implementierung. Aus Bildanalysen tomographischer Messungen von porösen Medien konnte ein Modell entwickelt werden, das mehrere Hierarchien von Porensystemen zu einem gesamten Fließfeld vereint. 

Ritschel et al. (2018). Efficient Prediction of Multidomain Flow and Transport in Hierarchically Structured Porous MediaExterner Link

Source Code availabe at UFZ archiveExterner Link

PMF-Tool (Positive Matrix Factorization)

Die Verteilung von Komponenten in einer bildgebenden Methode sind häufig in den lokalen Spektren (z.B. IR, EDX) verborgen. Die Rekonstruktion der Komponentenspektren mit positiver Matrixfaktorisierung offenbart hierbei, wie sich Minerale und Organik in einer Probe verteilen. Damit verringert PMF nicht nur die Datenmenge erheblich, sondern gewährt einen intuitiven Zugang zu komplexen mehrdimensionalen Daten.

Fritzsche et al. (2015). Structure and composition of Fe–OM co-precipitates that form in soil-derived solutionsExterner Link

Fritzsche et al. (2019). Identification and quantification of single constituents in groundwater with Fourier-transform infrared spectroscopy and Positive Matrix Factorization.Externer Link

PARAFAC-Tool (Parallel Factor Analysis)

Daten der Fluoreszenzspektroskopie liegen mehrdimensional als Excitation-Emission-Matrices vor und sind charakteristisch für den Typ organischer Substanz in Bodensickerwässern. Die Auswertung mithilfe von PARAFAC wurde in einem Softwarepaket mit graphischer Echtzeitüberwachung implementiert. Die Mehrdeutigkeiten und Fehlparametrisierungen des PARAFAC-Modell werden so viel früher erkannt.

Ritschel & Totsche (2017). Quantification of pH-dependent speciation of organic compounds with spectroscopy and chemometrics.Externer Link

GAEA (Graphical Analyzing & Editing Application)

Schnelle intuitive Darstellung von Zeitreihen kann die Datenauswertung erheblich erleichtern und Fehler/Artefakte sichtbar machen. Eine visuelle Überprüfung bei der Prozessierung und Erhebung von Daten ist damit nicht nur ansprechend, sondern steigert die Effizienz und Robustheit wissenschaftlicher Datenerhebungen und Auswertungen. GAEA beherrscht zusätzlich wesentliche statistische Grundfunktionen, Interpolationen und Aggregationen.

Guhra et al. (2021). The mechanisms of gravity-constrained aggregation in natural colloidal suspensions.Externer Link

YaTSi (Yet another Transport Simulation)

Transport folgt auf der Kontinuumskale der Advektions-Dispersionsgleichung. Deren numerisvhe Lösung und die Inversion des Modells ermöglicht die Nachbildung experimenteller Daten und die Bestimmung von Parametern. Mithilfe dieses Tools konnten die Kreislaufexperimente erst richtig erforscht werden.

Ritschel & Totsche (2016a). Closed-flow column experiments: Experimental AspectsExterner Link 

Ritschel & Totsche (2016b). Closed-flow column experiments: Numerical AspectsExterner Link

Source available on PANGAEAExterner Link

MADDLA (MicroAggregate Development by Diffusion-Limited Agrgegation)

Die Modellierung von Aggregation aus Mineralen bedarf der Berücksichtigigung lokaler Transport- und Interaktionsaktionsmechanismen wie sie zum Beispiel aus der DLVO-Theorie hervorgehen. Daraus enstehen komplexe, teils fraktale Strukturen mit charakteristischen morphologischen Eigenschaften.

Ritschel & Totsche (2019). Modeling the formation of soil microaggregates.Externer Link

Source on GitHubExterner Link