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Theorie und Computersimulation der Selbstorganisation in nichtlinearen biologischen, ökologischen, chemischen und physikalischen Systemen fern vom Gleichgewicht, speziell
- stochastische und deterministische Theorie von Systemen mit
nichtlinearen Wechselwirkungen und neutraler, Elektro- bzw.
Biodiffusion, Advektion sowie räumlicher, zeitlicher und
raumzeitlicher Strukturierung; speziell diffusions- und
advektionsinduzierten Instabilitäten, Turingstrukturen,
Wellenphänomenen und raumzeitlichem Chaos,
- Theorie dichte- und ortsabhängiger Diffusionskoeffizienten und
Wechselwirkungsraten in heterogenen Medien,
- schnelle Diffusions- und Transportprozesse,
störungstheoretische Methoden,
- Empfindlichkeitsanalyse dynamischer Systeme,
- Anwendungen auf biochemische Reaktionssysteme, Differenzierung
von Zellverbänden und Biomorphogenese, Keimbildungsprobleme,
Enzymkinetik, Biosensorik und Populationsdynamik,
- Analyse gekoppelter Modelle von heterogener Umwelt
(Hydrodynamik, Temperatur, Licht, Nährstoffzufuhr usw.) und
biologisch-chemischen Wechselwirkungen mit Anwendungen in der
marinen Ökosystemmodellierung,
- Strukturbildung in populationsdynamischen Hybridmodellen,
- fraktale Bewegungsmuster regelbasierter Modellkomponenten,
- Theorie biologischer Invasionen mit Anwendungen auf die
Ausbreitung von Infektionskrankheiten und eingewanderter Pflanzen,
- rauschinduzierte raumzeitliche Strukturbildung.
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