Liquid bridge breakup is a fascinating process with applications in microfluidics, printing, and wetting. While the classical problem involves a liquid bridge surrounded by another fluid (like air or oil), in this project we focus on a different case: liquid bridges on solid surfaces. These systems introduce new physics, particularly at the interface between the liquid and the solid.

In previous works, we’ve looked into how viscosity affects the breakup of these bridges. We also know that the surface properties of the solid play a role. But now we want to go a step further: what happens when the liquid contains salt?

Tire choice affects safety, efficiency, and noise. Today, fleets and inspection teams still rely on manual checks to verify seasonal tire compliance. Your thesis will explore whether passive acoustics—the sound of tire–road interaction captured by microphones—can reliably identify winter vs. summer tires in real traffic.

Design, implement, and evaluate an end-to-end classification pipeline that determines the mounted tire type from audio recorded during normal driving. The solution should be robust to vehicle speed, road surface, and environmental noise.

Handling small amounts of liquid is an essential task in a broad field of applications ranging from medical and pharmaceutical engineering to analytical chemistry. The dispensing of liquids is typically done using pipettes that rely on a pressure difference to pull a liquid volume into a small reservoir after which the pressure difference is reversed for releasing the liquid volume.

Based on research at our institute we propose a novel type of pipette that leverages surface tension gradients that induce a so-called Marangoni flow instead of using pressure gradients for creating the flow. Our experimental results show that this could allow for pipetting tiny amounts of liquids or even gases. There are numerous aspects of this novel approach that set it apart from classical pipettes making it superior in some application contexts. Within the ADP, a working demonstrator of this novel pipette should be designed, build and used to demonstrate the feasibility of this approach.

Immer häufiger unterscheiden sich Produkte nicht mehr primär durch ihre physischen Hardwarekomponenten, sondern durch softwarebasierte Steuerungs-, Verarbeitungs- und Funktionslogiken. Ein anschauliches Beispiel sind Smartphone-Kameras, deren Leistungsfähigkeit heute weitgehend durch softwareseitige Bildverarbeitung bestimmt wird, während die zugrunde liegende Hardware zunehmend standardisiert und austauschbar ist. Ein weiteres Beispiel sind produktbegleitende Software-Geschäftsmodelle, bei denen Hardwarefunktionen bereits serienmäßig in allen Geräten vorhanden sind, jedoch erst im Rahmen von Abonnements durch Software freigeschaltet werden – etwa Leistungsfreischaltungen in modernen Fahrzeugen.

Bei diesen sogenannten Software Defined Products (SDP) erfolgt die Differenzierung zwischen Produktvarianten und -generationen daher primär durch Software. Gerade im Kontext von Nachhaltigkeit und Zirkularität bieten SDP ein erhebliches Potenzial, da bei neuen Produktgenerationen große Teile der Hardware weiterverwendet werden können und Innovationen überwiegend softwareseitig erfolgen. Dadurch lassen sich Materialverbrauch, Ressourcenbedarf und Emissionen über den Produktlebenszyklus reduzieren.

Allerdings existiert bisher ein uneinheitliches Begriffsverständnis in der Literatur hinsichtlich der Definition sowie der systematischen Abgrenzung von Produktarten mit zentraler Softwarekomponente. Ebenso sind die charakteristischen Merkmale und Gestaltungsprinzipien von Circular Software Defined Products (CSDP) bislang kaum untersucht.

Ziel der Arbeit ist daher zunächst die systematische Aufarbeitung und Erweiterung des aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstands zu SDP. Darauf aufbauend sollen zentrale Eigenschaften, Anforderungen und Gestaltungskriterien identifiziert werden, die zur Entwicklung zirkulärer SDPs beitragen können.

Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeine und holistische Entwicklungsmethodik, weshalb diese erarbeitet werden soll. Im Rahmen von Vorarbeiten hat sich herausgestellt, dass insbesondere in Bezug auf die (automatisierte) Kompatibilitätsprüfung weiterer Forschungsbedarf besteht.

Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer Methode zur Kompatibilitätsprüfung elektronischer Hardware-Komponenten bei der Konzeptionierung von SiME. Ein beispielhafter Vorschlag besteht in der Überprüfung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie Übertragungsprotokolle. Stimmen diese für aufeinanderfolgende überein, so besteht Kompatibilität(?). Eine Schwierigkeit der Prüfung besteht dabei im Widerspruch zwischen zu detaillierter und zu grober Beschreibung der Größen sowie der Ab- und Aufwärtskompatibilität neuer Protokollgenerationen.

Das Ziel ist daher das Auffinden eines passenden Vorgehens und dessen Ausgestaltung. Beispielhaftes, aber nicht einzig mögliches Ergebnis könnte die Verwendung von Ein- und Ausgangsgrößen sowie die Formulierung einer geeigneten Granularität der Betrachteten Parameter sein.

Sensorintegrierende Maschinenelemente (SiME) verknüpfen konventionelle Maschinenelemente mit sensorischen Funktionen und ermöglichen auf diese Weise bauraumneutrale in-situ Messungen. Es werden aktuell diverse SiME erforscht, allerdings existiert bisher keine allgemeines und holistisches Entwicklungsvorgehen für SiME. Es soll daher eine Methodik für die Konzeption Sensorintegrierender Maschinenelemente entwickelt werden.

Ziel dieser Arbeit ist es, im Rahmen der Herleitung eines Gesamt-Vorgehensmodells für die Entwicklung von SiME, verschiedene Entwicklungs-Methodiken als Referenz für eine Gesamtstruktur des Vorgehens zu analysieren und ein passendes Vorgehen zu entwerfen. Gleichzeitig soll der Einfluss der jeweiligen Teilschritte auf die Nutzerakzeptanz festgestellt werden. Anhand dieser Bewertung soll eine Priorisierung der Teilschritte und deren notwendiger Detaillierungsgrad abgeleitet werden. Zuletzt sind die zentralen Anforderungen an die jeweiligen Teilschritte festzuhalten.

Der zunehmende Einsatz flammgeschützter Hochtemperaturpolyamide (Brandschutzanforderungen) in dünnwandigen Gehäusen elektronischer Bauteile kann die Korrosionsbeständigkeit von Werkzeugen in der Kunststoffverarbeitung herabsetzen. Besonders betroffen sind Extrudergehäuse und -schnecken, da die in den Polyamiden enthaltenen Additive entweder direkt mit den Werkstoffen interagieren oder sich durch thermische Zersetzung aggressive, korrosionsstimulierende Verbindungen, wie beispielsweise anorganische Säuren, bilden. Zum Schutz der Werkzeuge, werden diese beschichtet, dabei ist zu beobachten, dass an Stellen mit Karbiden vermehrt zu Beschädigungen der Schicht kommt.

Im Rahmen des Forschungsprojekts DFG-MiRoVA entwickelt das Fachgebiet für Fahrzeugtechnik (FZD) eine fähigkeitsbasierte Modellierung für automatisierte Fahrsysteme (ADS) über die SAE-Stufen hinaus. Diese Arbeit entwirft und bewertet eine Methode zur Erfassung und Erklärung kausaler Zusammenhänge zwischen Funktionsumfang, den Systemgrenzen (ODD) und der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI).

Mit FullControl G-code lässt sich der FFF-Druckprozess vollständig individuell gestalten. Dabei können alle relevanten Parameter wie Verfahrweg, Extrusionsfaktor und Druckgeschwindigkeit präzise kontrolliert werden. Diese Flexibilität eröffnet die Möglichkeit, normalerweise unerwünschte Phänomene wie Stringing gezielt als gestalterisches Element einzusetzen. In früheren Projekten konnten auf diese Weise bereits flexible, textilartige Strukturen nachgebildet werden (siehe Bild). Zukünftige Arbeiten sollen diese Gestaltungsfreiheit mit der Personalisierbarkeit des FFF-Drucks verbinden, um nicht nur bestehende Strukturen zu reproduzieren, sondern auch völlig neue Scaffolds zu entwickeln. Das Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, implantierbare, flexible und hochporöse Scaffolds für das Tissue-Engineering zu entwerfen und deren Einfluss auf das Zellverhalten zu untersuchen.

extern

Aufgrund der zunehmenden extremen Wetterbedingungen kommt es immer häufiger zu Vereisungsereignissen an Flugzeugen. Die Analyse dieses Phänomens hat insbesondere im Bereich der Flugsicherheit zunehmend an Bedeutung gewonnen. Ein wesentlicher Faktor für die Vereisung ist das Auftreten von unterkühlten großen Tröpfchen (SLD), also Wassertröpfchen, die bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt in der Luft schweben. Bisherige Experimente in der Wissenschaft haben sich vorwiegend auf den normalen Aufprall dieser Tröpfchen auf feste Oberflächen mit geringen Geschwindigkeiten konzentriert.

Unsere Forschung zielt darauf ab, dieses Verständnis zu erweitern, indem wir rotierende Oberflächen und hohe relative Aufprallgeschwindigkeiten berücksichtigen. Dieser Ansatz simuliert realitätsnah die Bedingungen, denen ein Flugzeugflügel ausgesetzt ist.

Das Projekt besteht darin, eine bestehende Versuchsanordnung für den Aufprall einzelner Wassertropfen mit einer rotierenden Scheibe zu verwenden und mit Hilfe eines chromatischen Zeilensensors (CLS) die Dicke der auf der Scheibe gebildeten Eisschicht zu messen.

Extreme Wetterbedingungen tragen zunehmend zu Vereisungsereignissen an Flugzeugen bei, die erhebliche Sicherheitsrisiken darstellen. Die Analyse dieses Phänomens hat insbesondere im Bereich der Flugsicherheit zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Unsere Forschung zielt darauf ab, die damit verbundenen Phänomene besser zu verstehen, indem wir den Aufprall einzelner Tropfen auf bewegliche Oberflächen bei hohen relativen Aufprallgeschwindigkeiten und die damit verbundene Wärmeübertragung analysieren. Dieser Ansatz simuliert die realen Bedingungen, denen Flugzeugflügel ausgesetzt sind, sehr genau.

Das Projekt umfasst die Simulation der konjugierten Wärmeübertragung eines einzelnen Wassertropfens auf ein sich bewegendes Substrat, um vorhandene experimentelle Infrarot-Bilddaten zu replizieren.

Der Aufprall von Sprühnebel auf dünnwandige Filme ist ein wichtiger Prozess in vielen industriellen Anwendungen, beispielsweise bei der Sprühkühlung oder Verbrennung. In diesem Prozess ist der Aufprall einzelner Tröpfchen ein wesentlicher Bestandteil. Dieser wird durch hydro- und thermodynamische Mechanismen beeinflusst. Ein Ergebnis ist der sogenannte Koronaspritzer, bei dem zahlreiche Sekundärtröpfchen entstehen. Diese können einen erheblichen Einfluss auf den Gesamtprozess haben. Daher ist es sehr wichtig, diesen Prozess zu verstehen und vorherzusagen.

In dieser Arbeit wird der Koronaspritzer experimentell untersucht. Hierzu sollen Tropfenaufprallversuche mit einem bestehenden Versuchsaufbau und Hochgeschwindigkeitsbildgebung durchgeführt werden. Dabei sollen die Betriebsparameter systematisch variiert werden, um verschiedene Einflüsse zu untersuchen. Dies wird durch die Verwendung verschiedener Flüssigkeiten (Wasser, Silikonöle usw.) sowie durch Veränderung anderer Parameter, wie beispielsweise Filmtemperatur und Filmdicke, erreicht. Die Messungen werden anschließend mit Bildverarbeitungsalgorithmen ausgewertet. Ein Schwerpunkt der Auswertung liegt auf der Erweiterung bestehender Modelle für die Spritzschwelle sowie auf der Analyse des sekundären Spritzens (Tropfengröße und Geschwindigkeitsverteilung).

Am Fachgebiet Fahrzeugtechnik (FZD) wird in Kooperation mit der valantic Software & Technology Innovations GmbH an der Simulation von Sensorik für die Umfelderfassung automatisierter Fahrzeuge geforscht. Im Rahmen dieser Masterthesis soll untersucht werden, inwiefern sich bestehende Simulationsplattformen aus dem Automobilbereich auf andere Domänen (z. B. Bahn, Landwirtschaft, Bauwesen) übertragen lassen.

Research on the topic of sensor data generation in automated driving is being conducted at the Institute of Automotive Engineering Darmstadt (FZD) in collaboration with Porsche Engineering. In this thesis, it will be researched to what extent NVIDIA Omniverse can be used to generate sensor data for automated driving.

Bauteiltrennungen mit anschließendem Fügen sind in der Fertigung etabliert. Dies soll auch auf die Additive Fertigung (AM) erweitert werden, speziell auf das Laser Powder Bed Fusion-Verfahren (PBF-LB). Jedoch besitzt AM Restriktionen, auf die – neben der Beanspruchung – bei der Bauteiltrennung und dem anschließenden Fügen besonders geachtet werden muss.

Ziel dieser Arbeit ist es, geeignete Trennstellen zu identifizieren und ein Vorgehen für eine beanspruchungsgerechte Bauteiltrennung mit nachgelagertem Fügen für PBF-LB zu entwickeln. Dabei soll eine beanspruchungsgerechte Gestaltung und der Fertigungseinfluss berücksichtigt werden. Das gefügte Bauteil soll dafür mittels geeigneter Werkzeuge (z.B. FEA) untersucht und das damit gewonnene Wissen in Form von Anpassungen im Vorgehen berücksichtigt werden.

In der konventionellen Fertigung haben sich Gestaltungsansätze (DfX) für die trenn- und fügegerechte Gestaltung etabliert. Die Gestaltung für die Additive Fertigung (DfAM) und insbesondere das Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB) liefert Synergien und Konflikte mit bestehenden Gestaltungsansätzen.

Ziel dieser Arbeit ist die Analyse bestehender Gestaltungsansätze im Kontext der Bauteiltrennung in AM, um Synergien und Konflikte konventioneller und additiver Gestaltungsansätze aufzudecken und deren Einfluss auf die Gestaltung in AM zu untersuchen.

Hydrogen combustion in the spark-ignited optical RSM engine is currently being investigated using a variety of fuel delivery methods (premixed, PFI, DI). With the focus on flame propagation and NOx emissions, LIF is selected to investigate fuel-air mixing before and after ignition.

Extern

Mit der Einführung automatisierter Fahrzeuge wird es insbesondere in städtischen Gebieten zu einem Mischverkehr kommen, in dem Fahrzeuge mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden koexistieren.

Dies führt zu Situationen, in denen menschliche Fahrende und automatisierte Fahrzeuge interagieren und kooperieren müssen – oft ohne klar definierte Verhaltensregeln in der Straßenverkehrsordnung.

Neben objektiven Fahrdaten ist es daher von großer Bedeutung, auch körperliche Reaktionen in verschiedenen kooperativen Situationen mit automatisierten Fahrzeugen (AV) systematisch zu erfassen, auszuwerten und zu interpretieren. Ein besseres Verständnis dieser körperlichen Reaktionen kann entscheidend dazu beitragen, die Gestaltung kooperativer Interaktionen zwischen Mensch und AV sicherer, intuitiver und akzeptanzfördernder zu machen.