Postdoctoral Researcher (f_m_x) – Adaptive Digital Twin Prototypes for EGS Systems [english]

GFZ ist Deutschlands nationales Zentrum für die Forschung zur festen Erde. Wir fördern das Verständnis dynamischer Prozesse, um globale Herausforderungen anzugehen, von der Minderung der Auswirkungen natürlicher Gefahren und der Erhaltung unseres Lebensraums inmitten des globalen Wandels bis hin zur verantwortungsvollen Bewirtschaftung von Georesourcen. Wir sind Teil der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten deutschen wissenschaftlichen Organisation. Mit rund 1.200 Mitarbeitern sowie ca. 500 Gastforschern tragen wir zum Helmholtz-Forschungsfeld Erde und Umwelt bei und verbinden Spitzenforschung mit gesellschaftlicher Relevanz und internationaler Zusammenarbeit. Unsere Arbeit integriert multidisziplinäre Studien über die Komponenten des Erdsystems und nutzt fortschrittliche Technologien und Infrastrukturen, um Lösungen zu erforschen und unser Wissen an die Gesellschaft weiterzugeben. Wir tun dies im Einklang mit unserer Vision: „Den Puls unserer Erde fühlen, um einen bewohnbaren Planeten zu sichern“.

Im Rahmen des EU-geförderten Projekts UPLIFT (Unlocking Petrothermal Lithologies through Innovative Fracture Technologies) in der Abteilung 4.5 "Subsurface Modelling" (Abteilung "Geosysteme") suchen wir einen:

Postdoktoranden (f_m_x) – Adaptive digitale Zwillingsprototypen für EGS-Systeme

Referenznummer 11253

UPLIFT bringt wichtige europäische EGS-Industrie- und Forschungseinrichtungen zusammen, um am führenden Energie-Forschungsstandort RINGEN in Tschechien zu demonstrieren, wie mehrstufige Enhanced Geothermal System (EGS)-Stimulation effizient in Europa umgesetzt werden kann, während technische, soziale und ökologische Risiken reduziert werden. Dies umfasst adaptive Stimulationsdesigns für eine effizientere und sichere Permeabilitätsverbesserung sowie Mikroturbinenbohrungen zur Verbesserung des Zugangs zu Reservoiren. Um dies zu unterstützen, werden wir das selbsttragende Verhalten europäischer Basementgesteine durch Laboruntersuchungen untersuchen, diese Ergebnisse mit säure- und proppantbasierten Stimulationsmethoden vergleichen und wasserbasierte mit proppantbasierten Stimulationsbehandlungen im Bedretto Underground Laboratory vergleichen. Darüber hinaus werden wir hochpräzise, physikbasierte digitale Zwillinge entwickeln, um Stimulationsdesigns zu leiten, sowie schnelle Surrogatmodelle für die Entscheidungsfindung in Echtzeit.

Die PostDoc-Position bietet die Möglichkeit, einen hochpräzisen, adaptiven digitalen Zwillingsprototyp eines EGS zu entwickeln, um die Planung von Feldoperationen zu unterstützen und nahezu Echtzeitsimulationen von Stimulationsbehandlungen und Systemreaktionen über einen KI-physikbasierten Surrogat-DT des EGS zu demonstrieren.

Ihre Aufgaben:

• Datensammlung und Koordination mit den Partnern über die verfügbaren Daten zur lokalen Geologie, Materialeigenschaften und Randbedingungen des untersuchten Standorts
• Integration der Daten in einen multiphysikalischen Reservoirsimulator, um eine hochpräzise und physikalisch realistische digitale Darstellung der thermo-hydro-mechanischen Reaktion des Reservoirs bereitzustellen
• Validierung des Modells anhand von Betriebsdaten der Projektpartner
• Erstellung eines repräsentativen Datensatzes der erwarteten Systemvariabilität zur Schulung und Validierung eines physikbewahrenden KI-gesteuerten Surrogatmodells für den Echtzeiteinsatz im Felddemonstrator
• Nutzung des Surrogatmodells zur Identifizierung der einflussreichsten Parameter und Eigenschaften zur Quantifizierung der resultierenden Systemunsicherheiten, um die Stimulationsstrategien für das Zielreservoir zu informieren und zu steuern
• Nahtlose Integration (Eingabe) der gesammelten Felddaten in die Simulationsumgebung, um die besten Betriebspraktiken zu identifizieren
• Nahtlose Integration (Ausgabe) der DT-Ergebnisse in das Operationsteam und das seismische Team, um optimale und flexible Steuerungsalgorithmen zur Steuerung der Feldeexperimente zu unterstützen

Über Sie:

Wesentliche Qualifikationen:

• Masterabschluss und Promotion in Erd-, Umwelt- oder Physikwissenschaften oder in einem verwandten Bereich
• Fortgeschrittene Kenntnisse in numerischer Modellierung (insbesondere relevant für thermohydraulische und mechanische Reservoiranalysen) und komplexen Simulationsumgebungen (Vertrautheit mit HPC-Konzepten ist von Vorteil)
• Vertrautheit mit grundlegenden Programmierkonzepten (z.B. grundlegende Steuer- und Datenstrukturen, objektorientierte Programmierung, Fehlersuche und Debugging), insbesondere für C++ und Python (Julia) Programmiersprachen
• Nachgewiesene Fähigkeit zur internationalen Teamarbeit und ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten

Wünschenswerte Qualifikationen:

• Kreatives und kritisches Denken sowie die Fähigkeit zu publizieren, die durch eine Reihe von originellen und innovativen Veröffentlichungen nachgewiesen wird
• Gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift. Deutschkenntnisse sind nützlich, aber keine Voraussetzung
• Ausgezeichnete Kommunikationsfähigkeiten

Was wir bieten:

• Ambitionierte und abwechslungsreiche Aufgaben in einem dynamischen und internationalen Forschungsumfeld
• Modernste Ausstattung
• Vorteile des öffentlichen Dienstes
• Umfangreiche Weiterbildungsmöglichkeiten
• Berufliche Karriereberatung, die von unserem hauseigenen Career-Centre angeboten wird
• Flexible Arbeitszeiten und -bedingungen
• Unterstützung bei der Suche nach einer guten Work-Life-Balance, die durch die hauseigene Kindertagesstätte vor Ort angeboten wird
• Arbeiten im Albert Einstein Science Park auf dem Telegrafenberg in Potsdam
• Arbeitsplatz in fußläufiger Entfernung vom Potsdamer Hauptbahnhof oder nur eine kurze Fahrt mit dem Shuttlebus

Startdatum: So bald wie möglich

Befristet: 36 Monate

Gehalt: Die Stelle ist nach TVöD Bund (Tarifgebiet Ost) mit der Entgeltgruppe 13 bewertet. Die Eingruppierung erfolgt nach den tariflichen Bestimmungen und den entsprechenden persönlichen Voraussetzungen.

Arbeitszeiten: Vollzeit (derzeit 39 h/Woche); Die Stelle ist grundsätzlich teilzeitgeeignet.

Arbeitsort: Potsdam

Das GFZ fördert aktiv Vielfalt und begrüßt ausdrücklich Bewerbungen von allen qualifizierten Personen, unabhängig von ethnischer und sozialer Herkunft, Nationalität, Geschlecht, sexueller Orientierung und Identität, Religion/Glauben, Alter und körperlichen Merkmalen. Wir fördern auch ein inklusives Arbeitsumfeld, in dem jeder seine eigenen Talente voll entfalten kann. Personen, die als schwerbehindert anerkannt wurden, erhalten bei gleicher Eignung und Qualifikation gemäß den Bestimmungen des deutschen Sozialgesetzbuches IX Vorrang. Bei weiteren Fragen zur Gleichstellung der Geschlechter wenden Sie sich bitte an unsere Gleichstellungsbeauftragte.

„Vielfalt der Perspektiven“ ist eines der Kernwerte des GFZ. Als integraler Bestandteil der Förderung von Vielfalt an unserem Zentrum setzen wir uns aktiv für Frauen in der Wissenschaft und in Führungspositionen ein. Wir tun dies unter anderem durch unseren Gleichstellungsplan und die Maßnahmen des Kaskadenmodells, die wir aktiv umsetzen, um nachhaltige Chancengleichheit in akademischen Karrierewegen zu ermöglichen. Das GFZ strebt somit engagiert nach Geschlechtergerechtigkeit in der Wissenschaft, auch in Führungspositionen, und ermutigt Frauen nachdrücklich zur Bewerbung.