Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Nina Theobald
Weiterentwicklung und Applikation eines Wasserstoff-Wankelmotors am VKM-Prüfstand
Further development and application of a hydrogen Wankel engine on the VKM engine test bench
02.10.2024
H2 wird als vielversprechender, potentiell klimaneutraler Kraftstoff und Energieträger der Zukunft gehandelt. Besonders im Nutzfahrzeugbereich bieten Antriebslösungen, die auf der Wasserstoffverbrennung basieren, technische und ökonomische Vorteile. Diese Potentiale möchte das Start-up HTM Hydro Technology Motors GmbH nutzen und hat eine innovative Antriebsstrangkonfiguration entwickelt, welche seit Ende 2023 auf dem Prüfstand des VKM untersucht wird und appliziert werden soll.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe (VKM)
Betreuer/in: Jonas Endres, M. Sc.
Entwicklung Geschwindigkeitsprädiktion auf Basis eines Kolmogorov-Arnold-Netzwerks in Matlab
am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
02.10.2024
Am IMS wird das Potential der Effizienzsteigerung von Antriebssträngen durch Kenntnis der in den nächsten Sekunden zu erwartenden Geschwindigkeit auf Basis von KI-basierten Prädiktionen untersucht.
Der im April 2024 vorgestellten Ansatz von Kolmogorov-Arnold-Netzwerken (KAN) verspricht schnelleres Training, verbesserte Genauigkeit und Interpretierbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Multi-Layer-Perceptrons (MLP). Bisher existiert nur eine simple Matlab-Implementierung von KANs mit grundlegender Funktionalität.
Das Ziel dieser ausgeschriebenen Arbeit ist es, vor dem Hintergrund der Matlab Deep Learning Toolbox eine KAN-Implementierung umzusetzen und diese zur Geschwindigkeitsprädiktion anzuwenden.
Als Datengrundlage steht ein über 29.000 km umfassender Datensatz zur Verfügung.
Fachgebiet Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Fachbereich Maschinenbau
Betreuer/in: Dominik Leininger, M.Sc.
Potentialuntersuchung erneuerbarer, normkonformer Ottokraftstoffe für den Einsatz in Bestandsfahrzeugen
Investigation of the potential of renewable, standard-compliant gasoline fuels for use in existing vehicles
02.10.2024
Das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe der TU Darmstadt forscht bereits seit 2013 intensiv an erneuerbaren Kraftstoffen. Im Kontext der Umwelt- und Nachhaltigkeitsstrategien können erneuerbare Kraftstoffe einen entscheidenden Beitrag zur Erfüllung des Pariser Klimaabkommens leisten. Im Rahmen dieser Thesis sollen normkonforme, erneuerbare Ottokraftstoffe mit unterschiedlichen Ethanolgehalten experimentellen Untersuchungen an einem 3-Zylinder Ottomotor mit Benzindirekteinspritzung am Motorenprüfstand sowie am einem Realfahrzeug unterzogen werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe (VKM)
Betreuer/in: Marvin Schmidt, M.Sc.
Feature Engineering von Verkehrsinfrastrukturdaten von Darmstadt
am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
02.10.2024
Möglichst genaue Geschwindigkeitsprädiktionen können die Betriebsstrategie von Fahrzeugen hinsichtlich Energieeffizienz verbessern. Am IMS wird die Geschwindigkeitsprädiktion mithilfe künstlicher Intelligenz untersucht.
Aus verkehrssimulationsgestützten Untersuchungen geht eindeutig hervor, dass Informationen über die Fahrzeugumgebung (V2X) die Geschwindigkeitsprädiktion deutlich verbessern können. Ein ca. 30.000 km umfassender, mit dem Institutsfahrzeug aufgezeichneter Datensatz soll durch von der Wissenschaftsstadt Darmstadt zur Verfügung gestellte Daten von Verkehrskameras, Induktionsschleifen und Ampeln erweitert werden, um Geschwindigkeitsprädiktionen zu verbessern.
Fachgebiet Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Fachbereich Maschinenbau
Betreuer/in: Dominik Leininger, M.Sc.
This thesis opportunity offers a unique chance to delve into the exciting field of active noise control while making tangible contributions to the aerospace industry. If you're passionate about simulation modeling and eager to tackle real-world engineering challenges, we encourage you to apply and be part of this innovative project.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik (SAM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Sherif Okda
Entwicklung eines Reifegradmodells zur Resilienzbewertung eines Wertstroms
Development of a Maturity Model for Assessing the Resilience of a Value Stream
01.10.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe CiP | Center für industrielle Produktivität
Betreuer/in: Maximilian Steinmeyer, M.Sc.
extern
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Michael Frank, M.Sc.
Selbsttätiges Losdrehen ist ein verbreiteter Versagensfall von Schraubenverbindungen dessen Verhinderung von großem industriellen Interesse ist. Unter Vibration, Querbelastung oder Biegung gleiten die Kontaktstellen der Schrauben leicht ab und die Verbindung verliert zunehmend an Vorspannkraft. Zur Erforschung der zugrundeliegenden Mechanismen soll eine Prüfvorrichtung entwickelt werden, mit der das selbsttätige Losdrehen unter Querbelastung unter Laborbedingungen reproduzierbar untersucht und auftretende Bewegungen und Belastungen messtechnisch erfasst werden können. Anhand der Messgrößen können bestehende Theorien zum Mechanismus des selbsttätigen Losdrehens geprüft und weiterentwickelt werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Werkstoffkunde (MPA-IfW), Institut für Werkstoffkunde (IfW)
Betreuer/in: Dipl.-Ing. Marius Hofmann
Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftfahrzeugen und Fahrzeugen mit automatisierten Fahrsystemen bis zum SAE-Level 3 erfordern Kraftfahrzeuge mit SAE-Level 4 und 5 keine fahrzeugführende Person mehr im Fahrzeug. Es kann allerdings zu Situationen kommen, in denen das Eingreifen eines menschlichen Fahrenden erforderlich ist, um komplexe Situationen zu verstehen und zu interpretieren sowie das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer vorauszusehen. Die Teleoperation, bei der ein geschulter Bediener das Fahrzeug im Falle einer Störung aus einer Leitstelle heraus steuern kann, stellt dabei eine geeignete Übergangstechnologie zum autonomen Fahren dar. Um die Teleoperatoren bei ihrer Aufgabe zu unterstützen bietet Augmented Reality viel Potential. Ziel dieser Arbeit ist es daher einen Überblick über die potentiellen Anwendungen von Augmented Reality zur Unterstützung der Teleoperatoren zu schaffen und ausgewählte Konzepte in der Simulationsumgebung Silab umzusetzen.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Sarah Schwindt-Drews
Arbeitende in der manuellen Montage sind häufig hohen physischen Belastungen ausgesetzt, welche zu muskuloskelettalen Erkrankungen führen können. Ein Lösungsansatz ist die Individualisierung des Arbeitsplatzes, beispielsweise durch die automatisierte Positionierung von Arbeitsobjekten anhand individueller Körpermaße, um belastenden Körperhaltungen vorzubeugen.
Ein Verfahren zur Einstellung der Arbeitsobjektposition nach individuellen Kriterien soll weiterentwickelt werden, bspw. durch die automatische Neigung des Objektes zur Verbesserung von Sichtbedingungen.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Maximilian Pätzold
Arbeitende in der manuellen Montage sind häufig hohen physischen Belastungen ausgesetzt, welche zu muskuloskelettalen Erkrankungen führen können. Das produzierende Gewerbe, bspw. in der Automobilindustrie, ist infolge dessen mit einer steigenden Zahl leistungsgewandelter Arbeitspersonen konfrontiert.
Ein Lösungsansatz können hierbei ergonomisch gestaltete adaptive Arbeitsstationen sein, die sich automatisch an die individuellen Bedürfnisse der Arbeitspersonen anpassen. Adaptive Arbeitsstationen können bspw. dazu beitragen, die physische Belastung und physiologische Beanspruchung der Arbeitsperson durch die optimierte und automatisierte Positionierung der Arbeitsobjekte zu reduzieren.
Die Wirkung des Prototyps soll im Rahmen einer Laborstudie untersucht werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Maximilian Pätzold
Die Fachgebiet SAM erforscht innovative vibroakustische Metamaterialien, die sowohl Schall- als auch Vibrationsdämpfung ermöglichen und gleichzeitig das Potenzial zur Energiegewinnung aus reduzierten Vibrationen bieten. Der Fokus liegt auf der Optimierung von Resonatoren, um die Lärmminderung in Flugzeugkabinen zu verbessern und die Energiegewinnung effizienter zu gestalten. Multifrequente Resonatoren spielen dabei eine Schlüsselrolle, da sie Schall und Vibrationen in verschiedenen Frequenzbändern dämpfen und gleichzeitig Energie ernten, was die Effizienz insgesamt steigert.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik (SAM)
Betreuer/in: Davide Esposito, M.Sc.
Resilienz im Wertstrom: Identifikation und Bewältigung von Störungen für nachhaltigen Erfolg
Resilience in the Value Stream: Identifying and Overcoming Disruptions for Sustainable Success
19.09.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe CiP | Center für industrielle Produktivität
Betreuer/in: Maximilian Steinmeyer, M.Sc.
18.09.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Patrick Fehn, M.Sc.
Im DFG/Transregio Projekt „Oxyflame“ werden Methoden und Modelle zur Beschreibung von Biomasse-Feststofffeuerungen in einer Oxyfuel-Atmosphäre untersucht. Eine Oxyfuel-Feuerung bietet hierbei den Vorteil, dass die Abgaszusammensetzung nahezu vollständig aus CO2 und Wasserdampf besteht. Somit lässt sich das klimaschädliche Gas CO2 effizient vom Abgas abtrennen und speichern. Hierfür wurde ein neuer Brenner für die Brennkammer des EST entwickelt.
Um die Unterschiede zwischen einer Oxyfuel und einer klassischen Luftverbrennung von Biomasse detaillierter beschreiben zu können wurden mittels eines Kamerasystems Flammenbilder von unterschiedlichen Luft und Oxyfuel Betriebspunkten aufgenommen. Diese sollen in einem zweiten Schritt mit MATLAB analysiert werde.
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: M.Sc. Dominik König
Entwicklung eines Informationsmodells für modulare Anlagen
Development of an information model for modular plants
11.09.2024
Für die Verbesserung der Energieeffizienz und zur Prozessbeschleunigung in der chemischen Industrie stehen modulare Produktionsanlagen immer stärker im Fokus. In der vorliegenden Arbeit soll ein Informationsmodell für ein Modul einer solchen Anlage entwickelt werden. Dieses Modell soll im Anschluss in eine Verwaltungsschale, die den digitalen Zwilling des Moduls darstellt, integriert werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Sascha Lamm, M.Sc.
Entwicklung einer dynamischen Ansteuerung für paraffinbasierte Dehnstoffaktoren
Integration of an electric heater in paraffin-based expansion actuators
11.09.2024
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Tim Schmitt, M. Sc.
Weiterentwicklung eines Prozessmodels für Wirbelschichtvergasung von Biomasse in Aspen Plus
Ausschreibung Bachelor/ Masterthesis
11.09.2024
Die Transportsektoren Luft- und Schifffahrt sind schwierig zu elektrifizieren. Biofuels mit negativen CO2-Emissionen können einen erheblichen Beitrag zur Nachhaltigkeit dieser Sektoren leisten. Das wird am EST im Forschungsprojekt untersucht, indem Reststoffe aus Biomasse in einer Wirbelschicht zu Synthesegas und danach zu Biofuels umgewandelt werden. Die Wirbelschicht soll im 1 MW Pilot-Maßstab mit reinem Sauerstoff und Dampf betrieben und vorher mithilfe Prozesssimulationen untersucht werden. CARBIOW
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: M.Sc. Marc Siodlaczek, M.Sc. Jens Kaltenmorgen
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Tobias Koch, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Tobias Koch, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Alexander Moltschanov, M.Sc.
Analyse der Integrität von Beschichtungen auf Fasermaterialien nach Umformoperationen
Analysis of the Integrity of Coatings on Fiber Materials after Forming Operations
05.09.2024
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Nicola Jessen, M. Sc.
Auslegung eines segmentierten Niederhalters zum Tiefziehen von Papier
Design of a segmented blank holder for deep drawing of paper
05.09.2024
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/innen: Cédric Brunk , M. Sc., Jonas Bart, M. Sc.
Erweiterung eines 2D Tools zur Berechnung von Ringspalten mittels objektorientierter Programmierung
Extension of a 2D tool for the calculation of annular gaps using object-orientated programming
04.09.2024
Das dynamische Verhalten moderner Turbomaschinen, wie sie beispielsweise in Treibstoffpumpen der Raumfahrtindustrie (z.B. Ariane 5 Trägerrakete), zum Einsatz kommen, ist maßgeblich durch die dynamischen Eigenschaften kombinierter axial und radial durchströmter Ringspalte bestimmt. Die Identifikation dieser Eigenschaften ist jedoch oftmals mit großem experimentellem und numerischem Aufwand verbunden. In der Vorauslegung moderner Turbomaschinen ist eine zeiteffektive Berechnung jedoch unabdingbar. Aus diesem Grund soll am FST, aufbauend auf Vorarbeiten, ein bereits bestehendes Tool zur effizienten Berechnung axial durchströmter Ringspalte auf die Berechnung kombinierter axial und radial durchströmter Spalte erweitert werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Maximilian Kuhr
Erweiterung eines 2D Tools zur Berechnung von Ringspalten mit Zweiphasenströmung
Extension of a 2D tool for the calculation of annular gaps with two-phase flow
04.09.2024
Das dynamische Verhalten moderner Turbomaschinen, wie sie beispielsweise in Treibstoffpumpen der Raumfahrtindustrie (z.B. Ariane 5 Trägerrakete), zum Einsatz kommen, ist maßgeblich durch die dynamischen Eigenschaften durchströmter Ringspalte bestimmt. Operativ oder konstruktionsbedingt ist es möglich, dass die Strömung im Ringspalt ein oder zweiphasig ist. Je nach Gasgehalt hat dies jedoch deutliche Auswirkungen auf die dynamischen Eigenschaften der Ringspalte. Aus diesem Grund soll am FST, aufbauend auf Vorarbeiten, ein bereits bestehendes Tool zur effizienten Berechnung axial durchströmter Ringspalte auf die Berechnung von Zweiphasenströmungen erweitert werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Maximilian Kuhr
Innovatives Thermalmanagement am neuen Thermalsystemprüfstand des VKMs
Innovative thermal management on the VKM's new thermal system test bed
03.09.2024
Das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe forscht im Rahmen zukünftiger Antriebstechnologien an der Entwicklung und Optimierung von Thermomangementsystemen für elektrifizierte Antriebsstränge. Ein wesentlicher Bestandteil während des Entwicklungsprozesses ist das effiziente Testen und Erproben von thermischen Betriebsstrategien. Das Institut hat herfür einen eigens konzipierten Thermalsystemprüfstand entwickelt. Die Aufgabe dieses Prüfstands ist es frühzeitig im Entwicklungsprozess thermische Betriebsstrategien, Hardware und Software durch die Verbindung von Simulation und Test zu erproben.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe (VKM)
Betreuer/in: Luis Vincent Fiore, M. Sc.
Mit der Einführung automatisierter Fahrzeuge wird es in städtischen Gebieten zu einem Mischverkehr kommen, in dem Fahrzeuge mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden koexistieren. Menschliche Fahrende und automatisierte Fahrzeuge (AV) müssen interagieren und kooperieren, ohne dass klare Verhaltensregeln in der Straßenverkehrsordnung existieren. Ein Einflussfaktor auf die Kooperationsbereitschaft ist prosoziales Verhalten, was als eine absichtliche und freiwillige Handlung definiert wird, die einem Empfänger potenziell oder tatsächlich nützt. Dabei gibt es fördernde und hemmende Faktoren wie bspw. positives Feedback, Kommunikation aber auch Verantwortungsdiffusion und pluralistische Ignoranz. Aus diesen Faktoren sollen mit Hilfe eines selbst durchzuführenden Workshops Gestaltungslösungen für eine externe Mensch-Maschine-Schnittstelle (eMMS) automatisierter Fahrzeuge abgeleitet werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Felix Friedrich
Prosoziales Verhalten ist definiert als eine absichtliche und freiwillige Handlung, die einem Empfänger potenziell oder tatsächlich nützt. Während prosoziales Verhalten in der Mensch-Roboter-Interaktion (MRI) bereits ein Forschungsthema ist, wurde es in Bezug auf kooperative Verkehrssituationen mit automatisierten Fahrzeugen bisher weniger untersucht. Ziel dieser Thesis ist es, mittels einer systematischen Literaturrecherche einen Überblick über die Umsetzung von Maßnahmen zur Förderung prosozialen Verhaltens in der MRI zu geben und deren Übertragbarkeit auf die Gestaltung von externen Mensch-Maschine-Schnittstellen (eMMS) automatisierter Fahrzeuge zu prüfen.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Felix Friedrich
Erweiterung der Prozessgrenzen des flexiblen Rollsickens durch eine mehrstufige Umformung
Extension of the process limits of flexible roller beading through multi-stage forming
02.09.2024
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Franz-Josef Jaklin, M. Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Michael Frank, M.Sc.
28.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Oskay Ozen, M.Sc.
Wir brauchen deine Hilfe bei der Simulation von online-Korrosionssensoren. Die Sensoren sollen in kommerziellen Müllverbrennungsanlagen eingesetzt werden, um Schäden an wichtigen Komponenten zu vermeiden. Ziel der Arbeit ist die Thermische Simulation und Auslegung von neuen Konstruktionsansätzen für die Sensoren.
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: M.Sc. Adrian Marx, Yannik Lichtmannegger, M.Sc.
Generierung synthetischer Datensätze für die intelligente Justierung von Richtprozessen mithilfe von KI
Generation of synthetic data sets for the intelligent adjustment of straightening processes using AI
27.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
Betreuer/in: Johannes Hofmann, M. Sc.
Anforderungsdefinition zur Anwendung von APS-Systemen in der industriellen Produktion
Definiton of Requirements for the Application of APS-Systems in Industrial Production
26.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Leonie Meldt, M.Sc.
Integration von Temperatursensoren in Kupferbauteile mittels additiver Fertigung
Integration of temperature sensors in copper components using additive manufacturing
23.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/innen: Jonathan Utsch, M.Sc., Josef Lee, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/innen: Sebastian Karnapp, M.Sc., Benedikt Engel, M.Sc.
Ongoing research at the Institute for Paper Technology of the Technische Universität Darmstadt is focused on the simulation and optimization of corrugated boards. The value of simulating the behavior of these boards is recognized and expected to lead to a significant reduction in experimental trials. However, innovative approaches and fresh perspectives are still important in this evolving field
Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik (PMV)
Betreuer/in: M.Sc. Ricardo Fitas
22.08.2024
Ongoing research at the Institute for Paper Technology of the Technische Universität Darmstadt is focused on the modeling of corrugated boards. The utilization of mathematical tools and variational principles can be used for the modeling.
Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik (PMV)
Betreuer/in: M.Sc. Ricardo Fitas
Ongoing research at the Institute for Paper Technology of the Technische Universität Darmstadt is focused on the analysis of structural integrity and mechanical model of the compression of corrugated boards. The utilization of Machine Learning (ML) is anticipated to significantly enhance the accuracy of predictive models due to the reduced dimensionality compared to other approaches.
Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik (PMV)
Betreuer/in: M.Sc. Ricardo Fitas
22.08.2024
Durch extreme Abkühlgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 106 K/s lassen sich im LPBF-Prozess Werkstoffeffekte erzielen, welche kein anderes Verfahren bieten kann. Die Fertigung von herausfordernden Multimaterialsystemen wie Kupfer-Aluminium, Kupfer- Stahl etc. wird damit möglich. Die hervorragenden Eigenschaften des Funktionswerkstoffs Kupfer (thermische, elektrische Leitfähigkeit) lassen sich so mit guten mechanischen Eigenschaften von Konstruktionswerkstoffen verbinden. Insbesondere für Anwendungen in Grenzbereichen wie der Luft- und Raumfahrt ergeben sich zudem Möglichkeiten bei der Kombination konventionell und additiv gefertigter Bauteile.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)
Betreuer/in: Moritz Schäfle, M.Sc.
Experimentelle Untersuchungen verschiedener Packungsgeometrien für die CO2-Rauchgaswäsche
Experimental investigation of different packing geometries in the context of CO2 flue gas scrubbing
19.08.2024
Das Forschungsprojekt ANNA am EST untersucht neuartige Füllkörper für Absorptions- und Desportionskolonnen zur Effizienzsteigerung der Synthesegasaufarbeitung. Im Rahmen des Projektes sollen experimentelle Untersuchungen sowie die dazugehörige Auswertung der Versuchsdaten durchgeführt werden.
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: M.Sc. Lisa Hassel
Um die Produkte der Zukunft nachhaltiger zu gestalten, müssen diese zwangsläufig immer leichter werden. Dies geht jedoch gleichzeitig mit einer größeren Anfälligkeit für Schwingungsanregung und einer entsprechend erhöhten Schallabstrahlung einher. Die Herausforderung besteht darin, diesen Konflikt durch gezielte Design-Optimierungen zu lösen. Üblicherweise kommen hier Ansätze zur Topologie-Optimierung Einsatz, wie z.B. Gradienten-basierte Ansätze oder genetische Algorithmen.
In dieser Arbeit soll stattdessen mit Reinforcement Learning (RL) ein neuartiger Ansatz erprobt werden. RL ist ein im Ingenieurwesen noch wenig angewendeter Bereich der künstlichen Intelligenz und basiert auf einem oder mehreren, z.B. auf neuronalen Netzen basierten Agenten, die mit Belohnungen aufgrund von positiven oder negativem Systemverhalten lernen, ein Ziel zu erreichen. Am Beispiel einer Ölwanne aus einem Kfz soll in der Arbeit deren vibroakustisches Verhalten unter Minimierung des Gewichts optimiert werden.
Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik (SAM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Robert Feldmann
In einer digitalisierten Flugzeugkabine spielen Daten über verschiedene Subsysteme wie Galleys, Lavatories, Sitze und Gepäckfächer eine wichtige Rolle, um ein Gesamtüberblick zu erhalten. Da diese Subsysteme mehrfach in der Flugzeugkabine vorkommen, können diese als Klassen mit Subsubklassen, spezifischen Attributen und Funktionen beschrieben werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Flugsysteme und Regelungstechnik (FSR)
Betreuer/in: Jacqueline Bergmann, M.Sc.
Entwicklung eines RAG-basierten LLM-Systems zum Extrahieren und Abfragen von Nachhaltigkeitsberichtsinformationen
Developing a RAG-based LLM System for Extracting and Querying Sustainability Report Information
13.08.2024
Extern
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe CiP | Center für industrielle Produktivität
Betreuer/innen: Kevin Zhao, M.Sc., Jan Chytraeus, M.Sc.
Adaptive sensitivity analysis based virtual sensing technique for vibration observation
am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
12.08.2024
Vibration analysis is highly beneficial in different engineering sectors. However, in many real applications, vibration data acquisition may be challenging because of the accessibility of the demanded sensing positions and overall sensor costs for multi-position measurements. For this, virtual sensing technique has been widely proposed to replace physical sensors with the ability to resemble signals from real sensors. Based on this research background, IMS has developed a vibration sensing set-up for multi-position measurements. But the determination of sensor numbers and their positions in the early design phase should be scientifically discussed.
Fachgebiet Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Fachbereich Maschinenbau
Betreuer/in: Dr.-Ing. Zhihong Liu
FEM-Modell für Rotorprüfstand mit einem aktiven Piezo-Lager
am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
12.08.2024
Am IMS wird ein aktives Lager mit drei rotierenden Piezoaktoren zum aktiven Auswuchten von Rotoren untersucht. Während der Rotation tritt jedoch ein unerwartetes Phänomen auf, bei dem die erzeugte Schwingungsordnung von der Anzahl der rotierenden Aktoren abhängt. Die auftretende Schwingung wird durch die Gewichtskraft angeregt. Um die grundlegenden Effekte eines Lagers mit rotierenden Piezoaktoren simulativ abbilden zu können, soll ein numerisches Modell des Prüfstandes implementiert werden. Hierfür sollen im ersten Schritt die Eigenschaften der Piezoaktoren vermessen und modelliert werden. Für die Modellierung der Hysterese soll ein Preisach-Modell verwendet werden.
Fachgebiet Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Fachbereich Maschinenbau
Betreuer/innen: Hossein Ghaemi, M.Sc., Julia Jeßberger, M.Sc.
Entwicklung eines prototypischen Druckkopfes für die Entwicklung eines Großraum-3D-Druck-Verfahrens mit Biofasern
Masterthesis
09.08.2024
Die nachhaltige Nutzung von Ressourcen ist ein zentrales Thema in der modernen Fertigung. Besonders im Bauwesen wächst das Interesse an kostengünstigen, umweltfreundlichen Rohstoffen, die durch Upcycling-Prozesse zu hochwertigen Materialien verarbeitet werden können. Biofasern, die aus Gärresten gewonnen werden, bieten ein enormes Potenzial, als Dämmstoffe oder andere bautechnische Komponenten verwendet zu werden. Durch die Entwicklung eines spezialisierten Großraum-3D-Druck-Verfahrens können diese Biofasern verarbeitet werden, wodurch individuelle und nachhaltige Bauprodukte entstehen können. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines prototypischen Druckkopfes für ein Großraum-3D-Druck- Verfahren, der Biofasern verarbeiten kann.
Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD)
Betreuer/in: Jonas Dietz, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Enno Lang, M.Sc.
09.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Enno Lang, M.Sc.
Entwicklung eines Datenmodells für holistische Energiedatenerfassung und Analyse nach ISO 50001
Development of a data model for holistic energy data collection and analysis in accordance with ISO 50001
08.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/innen: Arthur Stobert, M.Sc., Dr.-Ing. Thomas Weber
Verbesserung der Erklärbarkeit bestehender Optimierer für industrielle Energiesysteme
Enhancing Explainability of Existing Industrial Energy System Optimizers
08.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/innen: Arthur Stobert, M.Sc., Dr.-Ing. Thomas Weber
Entwicklung von Algorithmen zur Optimierung eines energieflexiblen Betriebs einer industriellen Durchlaufreinigungsanlage
Development of algorithms to optimise energy-flexible operation of an industrial aqueous parts cleaning machine
08.08.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Lina Kramer, M.Sc.
Automated Generation of Mounting Points in Car Body Design
Automated Generation of Mounting Points in Car Body Design
05.08.2024
Entwickle mit uns Konstruktionsabläufe für die Zukunft!
Fachgebiet Product Life Cycle Management
Betreuer/in: Dipl.-Ing. Alexander Schlicher
Diese Arbeit hat zum Ziel, die automatisierte Berücksichtigung von Ökobilanzen im Optimierungsprozess zu ermöglichen.
Fachgebiet Product Life Cycle Management
Betreuer/in: Daniele Jung, M. Sc.
CFD-gestützte Analyse der Verschmutzungsneigung von Müllverbrennungsanlagen
CFD-Based Analysis of the Fouling Tendency in Waste Incineration Plants
02.08.2024
Neben Recycling und Kompostierung stellt die Müllverbrennung eine weitere Komponente der effizienten Verwertung von Ressourcen dar. Aufgrund der heterogenen Zusammensetzung des Abfalls ergeben sich jedoch Herausforderungen für eine Müllverbrennungsanlage. In diesem Kontext stellt sich die Frage, inwiefern die Zustände in der Anlage bezüglich Korrosion und Verschmutzung prognostiziert werden können.
Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Partikelsimulation basierend auf einem bestehenden Modell der Müllverbrennungsanlage in Pilsen durchgeführt werden. Ziel ist die Untersuchung der Verschmutzungsneigung, welche unter anderem durch die Temperatur der Partikel, die Schmelztemperatur der kritischen Spezies sowie die Kollision mit den Wänden der Müllverbrennungsanlage bestimmt wird.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: Yannik Lichtmannegger, M.Sc.
Optimierung der Energieeffizienz in der Radiologie
am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
02.08.2024
Strukturierte Optimierung der Energieversorgung in der Radiologie unter Berücksichtigung der relevanten klinischen und prozessualen Aspekte.
Fachgebiet Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Fachbereich Maschinenbau
Betreuer/in: Dr.-Ing. Georg Avemarie
Mit der Einführung automatisierter Fahrzeuge wird es in städtischen Gebieten zu einem Mischverkehr kommen, in dem Fahrzeuge mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden koexistieren. Menschliche Fahrende und automatisierte Fahrzeuge (AV) müssen interagieren und kooperieren, ohne dass klare Verhaltensregeln in der Straßenverkehrsordnung existieren. Ein Einflussfaktor auf die Kooperationsbereitschaft ist prosoziales Verhalten, was als eine absichtliche und freiwillige Handlung definiert wird, die einem Empfänger potenziell oder tatsächlich nützt. Während prosoziales Verhalten in der Mensch-Roboter-Interaktion bereits ein Forschungsthema darstellt, ist prosoziales Fahrverhalten ggü. AV weniger erforscht. Prosoziales Verhalten wird stark von individuellen Merkmalen des Fahrenden wie Alter, Geschlecht und Persönlichkeit beeinflusst. Um den Einfluss einzelner individueller Merkmale auf prosoziales Fahrverhalten zu verstehen, muss untersucht werden, welche Merkmale prosoziales Verhalten beeinflussen und inwieweit diese auf prosoziales Fahrverhalten übertragbar sind.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Arbeitswissenschaft (IAD)
Betreuer/in: M.Sc. Felix Friedrich
25.07.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/innen: Lukas Nagel, M.Sc., Dr.-Ing. Daniel Fuhrländer-Völker
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Jan Zangenberg, M.Sc.
Vermessung eines elektrischen Kältemittelkompressors für die Anwendung in einem Wärmepumpensystem eines Prototypenfahrzeuges am Thermalsystemprüfstand
Measurement of an electric compressor for use in a heat pump system of a prototype vehicle on the thermal system test bench
16.07.2024
Das Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe forscht im Rahmen zukünftiger Antriebstechnologien an der Entwicklung und Optimierung von Thermomangementsystemen. Ein wesentlicher Bestandteil des Thermomanagementsystems ist der Kältekreislauf. In elekrifizierten Fahrzeugen finden zumeist Wärmepumpen Anwendung.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe (VKM)
Betreuer/in: Luis Vincent Fiore, M. Sc.
Effizientere und robustere Fluidsysteme durch stochastische Optimierung
More efficient and robust fluid systems using stochastic optimization
16.07.2024
Um die Effizienz und Kosteneffektivität von Fluidsystemen zu verbessern, setzen wir am Institut für Fluidsystemtechnik auf mathematische Optimierungsmethoden, die eine global-optimale Lösung unter Berücksichtigung mehrerer Lastfälle ermöglicht. In dieser Arbeit sollen Dekompositions-Algorithmen zur Reduktion der Rechenzeit verwendet werden. Zudem soll die Auswahl der Lastfälle mittels stochastischer Verfahren verbessert werden, um robustere Ergebnisse zu erzielen.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/in: Julius Breuer, M.Sc., M.Sc.
08.07.2024
Wildfire is a common natural disaster, which causes huge damage to the environment and humans’ life and properties. To extinguish wildfires and/or minimize its impact, a good prediction of their spreading properties, such as direction and velocity, are crucial. Since wildfire spreading is a very complicated large-scale phenomenon involving complex geometries, flow conditions, and combustion, the investigation of them usually remains at a macro level without digging into the physics of some essential components of the problem.
Therefore, there is a significant gap of fundamental knowledge that hurdles a reliable simulation/forecast of wildfire spreading. To improve our understanding and thus better prediction of wildfire spreading, the fundamental combustion properties of wood, one of the essential components, need to be studied under a well-controlled condition. Under co-flow conditions, where the spreading direction of the wildfire is the same as that of wind, the ignition and combustion of trees occur in a high-temperature and low-oxygen atmosphere.
This project will apply advanced optical techniques, e.g., infrared thermometry, to study the fundamental ignition and combustion properties of woods (in the form of stick) under a representative co-flow condition that can be produced by a laminar flow reactor.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr. Daoguan Ning
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Jonas Wendt, M.Sc.
As emission regulations tighten and policies evolve to address global climate change, reducing pollutant and greenhouse gas emissions has become a top priority in combustion research. The advanced combustion concept of matrix-stabilized combustion is essential for achieving low emissions and improved flame stabilization in fuel-lean conditions. Combustion within an inert porous matrix differs significantly from conventional burners that use a free flame. Porous media burners (PMBs) rely on the principle that the solid porous matrix internally recirculates heat from combustion products back to the reactants. This internal heat recirculation in PMBs lowers the lean flammability limit of fuel-air mixtures, enabling lower emissions, reduced thermal stresses due to lower flame temperatures, and complete fuel conversion through lean combustion. However, stabilizing these flames within the porous matrix poses challenges due to the complex thermophysical, transport, and heat-transfer processes involved.
The objective of this project is to install a well-designed PMB in the RSM laboratories and perform the first experimental investigation using different pore structures and fuel mixtures.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Tao Li
As the push for sustainable energy solutions intensifies, the combustion of biomass solid fuels in ammonia (NH3)-enriched atmospheres presents a promising path forward. This approach not only leverages renewable biomass resources but also explores the potential of ammonia as a carbon-free hydrogen carrier and fuel. To deepen our understanding of the combustion dynamics and emission characteristics under these conditions, we propose the development of a novel laminar flow reactor specifically designed for optical measurements of biomass solid fuel flames in an NH3-enriched atmosphere.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Tao Li
As global climate policies become increasingly stringent, reducing pollutant and greenhouse gas emissions has become a paramount objective in combustion research. Hydrogen-powered combustors promise to reduce pollutant emissions, particularly NOx, while enhancing efficiency and performance under extreme conditions. However, harnessing hydrogen's potential requires overcoming significant technical challenges, particularly in designing combustors that can operate under extreme conditions while minimizing emissions. A better fundamental understanding of hydrogen combustion requires urgently experimental research efforts. This project focuses on developing a lab-scale hydrogen-powered combustor capable of operating under high-temperature, high-pressure, and high-turbulence conditions.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Tao Li
Systematische Analyse von Befundungskriterienin der Kreislaufwirtschaft
Systematic analysis of inspection criteria in the circular economy
05.07.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Sophie Sandner, M.Sc.
Dehnstoffaktoren auf Paraffinbasis bilden die Grundlage einer neuen, nachhaltigen Aktorenklasse zur Erzeugung von hohen Stellkräften unter Wärmezufuhr. Die Aktoren bestehen aus zwei tiefgezogenen Näpfen, welche mit einem Paraffinkern befüllt und anschließend per Laserschweißen gefügt werden. Die hohe Wärmekapazität bei gleichzeitig geringer Wärmeleitfähigkeit des Paraffins führt jedoch zu einem trägen Aktorverhalten. Eine aktorintegrierte Struktur aus Kupfer bietet das Potential, die Dynamik der Aktoren deutlich zu erhöhen. Die Herstellung der Strukturen kann mittels galvanischer Dickschichtmetallisierung von additiv gefertigten Polymerträgerstrukturen mit Kupfer erfolgen, wobei ein sehr hoher Metallanteil erreicht werden kann.
Im Rahmen dieser interdisziplinären Arbeit zusammen mit dem PTU soll untersucht werden, wie solche Strukturen gestaltet werden müssen, um die Wärmeverteilung zu optimieren und gleichzeitig fertigbar zu sein.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)
Betreuer/in: Marco Noack, M.Sc.
This thesis aims to explore the causal relationships between various factors and outcomes regarding road safety using methods of causal inference. The specific research question to be addressed is: "How would road safety have evolved if there were no mobile phones in cars?“. Based on this question, various causal inference methods are identified, applied and evaluated
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Fahrzeugtechnik (FZD)
Betreuer/in: Lorenz Bayerlein, M.Sc.
Identifikation und Implementierung eines Blockchain Use Case in der Kunststoffverarbeitung
Identification and prototypical Implementation of a Blockchain Use Case in Plastics Processing
01.07.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe ETA | Energietechnologien und Anwendungen in der Produktion
Betreuer/in: Arthur Stobert, M.Sc.
Traceability-gestützte CO2-Bilanzierung in der FlowFactory
Traceability-supported CO2 footprinting in the FlowFactory
25.06.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/in: Phillip Bausch, M.Sc.
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Patrick Fehn, M.Sc.
From organic waste to green maritime and aviation fuels.
The aviation and shipping transportation sectors are difficult to electrify. Biofuels with negative CO2 emissions can make a significant contribution to the sustainability of these sectors. This is being investigated at EST in the research project by converting biomass residues into synthesis gas in a fluidized bed and then into biofuels. The fluidized bed is to be operated on a 1 MW pilot scale with pure oxygen and steam and investigated in advance using process simulations. Analysis of the feedstock will help to understand the underlying reactions and kinetics taking place during the gasification process. CARBIOW
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: M.Sc. Mohammad Shahrivar, M.Sc. Marc Siodlaczek
Motivation & Background
To achieve current climate goals, rapid technological changes are necessary. Data driven model development from large-scale simulations will be a crucial pillar for future engineers, enabling a swift transition of the energy system through innovative technical solutions.
The Institute for Simulation of Reactive Thermo-Fluid Systems (STFS) is at the forefront of pioneering advancements in large-scale simulations and AI-driven model development. Our mission is to lead groundbreaking research and development efforts, leveraging cutting- edge AI and HPC resources to solve complex problems and drive technological innovation. Your contributions to this exciting venture are most welcome!
Are you a visionary engineer with a passion for large-scale data sets and cutting-edge artificial intelligence (AI) technologies? Do you thrive on transforming complex data into
next-generation models that drive innovation? Do you have a strong programming background (preferably in python/C++), and proficiency in Unix-based systems? If so, we encourage you to contact us for more information!
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme
Betreuer/innen: Vinzenz Schuh, M.Sc. M.Sc., Dr.-Ing. Hendrik Nicolai
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme
Betreuer/innen: Driss Kaddar, M.Sc, Dr.-Ing. Hendrik Nicolai
Cutting Edge High-Performance Computing
Towards Exascale CFD simulations
20.06.2024
Motivation & Background
To achieve current climate goals, rapid technological changes are necessary. High- performance computing will be a crucial pillar for future engineers, enabling a swift transition of the energy system through innovative technical solutions.
The Institute for Simulation of Reactive Thermo-Fluid Systems (STFS) aims to lead this journey by performing groundbreaking simulations. This includes leveraging Europe's first Exascale supercomputer, currently being built at our partner, Jülich Supercomputing Centre.
Your contributions are highly welcome in this exciting endeavor!
Are you an exceptional engineer with a passion for high-performance computing (HPC) and large-scale simulations? Do you thrive in the fast-paced world of HPC and have a knack for optimizing complex simulations on diverse hardware platforms? Do you have a strong programming background (preferably in C/C++), and proficiency in Unix-based systems? If so, we encourage you to contact us for more information!
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme
Betreuer/innen: Driss Kaddar, M.Sc, Dr.-Ing. Hendrik Nicolai
The Institute for the Simulation of Reactive Thermo-Fluid Systems (STFS) is at the forefront of research and development in the field of reactive thermo-fluid dynamics. One of our research areas is the optimization of combustion chambers using simulation methods with regard to pollutant emissions.
A combustion chambers is for example found in gas turbines, where effusion cooling is employed to mitigate the impact of high thermal loads on the combustor walls. In effusion cooled combustors, the interaction of the flame with the cooling air influences the local flame structure and pollutant formation, a phenomenon not yet fully understood.
In your work, these effects are to be investigated in more detail under different operating conditions with detailed chemistry and thermochemical manifolds (a method often used in our institute to speed up simulations).
Do you have a programming background (preferably in C/C++), and proficiency in Unix-based systems? If so, we encourage you to contact us for more information!
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme
Betreuer/innen: Max Schneider, M.Sc. M.Sc., Dr.-Ing. Hendrik Nicolai
Development of a Distributed test platform for automotive systems: launch process study
am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
20.06.2024
Shared test platforms can realize multi-functionality investigations at the early stage of the vehicle powertrain development.
At IMS, the CONNECT (powertrain test bench) and Driveception (driving simulator) are integrated for a distributed measurement of powertrain dynamics and their impact on subjective perception during the launch process. The student work will be focused on the realization of the test bench networking and its real-time performance for the launch process study.
Fachgebiet Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS), Fachbereich Maschinenbau
Betreuer/in: Dr.-Ing. Zhihong Liu
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Werkstoffkunde (MPA-IfW), Institut für Werkstoffkunde (IfW)
Betreuer/innen: Josef Schönherr, M.Sc., Dipl.-Ing. Marius Hofmann
Verbesserung des Abweichungsmanagement für das Shopfloor Management durch den Einsatz von LLMs
Improvement of deviation management for shop floor management using LLMs
06.06.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe CiP | Center für industrielle Produktivität
Betreuer/innen: Yuxi Wang, M.Sc., Jan Chytraeus, M.Sc.
Untersuchung der Abgaszusammensetzung eines Chemical Looping Prozesses mittels FTIR-Analysator
Ausschreibung Bachelor/ Masterthesis
27.05.2024
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: Fabiola Panitz , M.Sc., M.Sc. Philipp Mohn
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe TEC | Fertigungstechnologie
Betreuer/in: Erkut Sarikaya, M.Sc.
Aufgrund der sich verschärfenden extremen Wetterbedingungen nehmen die Vereisungsereignisse in Flugzeugen immer mehr zu. Die Analyse dieses Phänomens hat an Aufmerksamkeit gewonnen, insbesondere im Bereich der Flugsicherheit. Ein wesentlicher Faktor für die Vereisung ist das Auftreten von unterkühlten großen Tropfen (Supercooled Large Droplets, SLD), d. h. Wassertröpfchen, die bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt in der Luft schweben. Bisherige wissenschaftliche Experimente konzentrierten sich vor allem auf die Auswirkungen der Tröpfchen auf statische oder langsam fließende Flüssigkeitsschichten.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik (SLA)
Betreuer/in: Reda Kamal, M.Sc.
Entwicklung einer Lernfabrik für die Schunk Group
Development of a learning factory for the Schunk Group
13.05.2024
extern
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe CiP | Center für industrielle Produktivität
Betreuer/in: Jonas Barth, M.Sc.
07.05.2024
Das Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM) befasst sich mit optischen Untersuchungen reaktiver Strömungen. Einer dieser Messtechniken ist die Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) mittels derer im Rahmen des Clean-Circles-Projekts ein CO2-freier Kreislaufprozess zur Energiespeicherung untersucht werden soll. Speicher mit langen Ausspeicherzeiten und hohen Energiedichten gewinnen bei fortscheidendem Ausbau von erneuerbaren Energien immer mehr Bedeutung. In dem Kreislaufprozess des Clean-Circles-Projekts erfolgt die Einspeicherung der regenerativ erzeugten Energie mittels Reduktion von Eisenoxidpartikeln. Die entstehenden Eisenpartikel können zeitlich und räumlich getrennt durch eine Oxidation (bzw. Verbrennung des Eisens) die Energie wieder ausspeichern.
Zur Entwicklung eines besseren Verständnisses, sowie zur Validierung und Verbesserung von Modellierungen der im Detail ablaufenden Prozesse während der Reduktion und Oxidation, werden experimentelle Daten benötigt. Hierfür soll die elementare Zusammensetzung von Eisen- und Eisenoxidpartikeln mittels der Laser Induced Breakdown Spectroscopy erforscht werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: M.Sc. Maximilian Dorscht
03.05.2024
Im transdisziplinären Forschungsverbund Clean Circles wird ein innovativer Energie-Stoffkreislauf untersucht. Hierbei wird elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen in Eisen eingespeichert, welche über thermochemische Oxidation ausgespeichert und in thermischen Kraftwerken rückverstromt werden kann. Hierfür ist es notwendig ein tiefgehendes Verständnis der Oxidationsprozesse der Eisenpartikel zu haben.
Bei Untersuchungen der Oxidationseigenschaften einer laminaren Eisenstaubflamme wird ein am Institut eingesetzter Gegenstrombrenner verwendet. Zur Bestimmung der Phasengeschwindigkeit der Partikelphase wird Particle Image Velocimetry (PIV) anhand von Mie-Streubildern angewandt. Nun soll gleichzeitig auch die Gasphase mittels weiteren Tracern bestimmt werden, anhand von Aufnahmen auf denen erneut ein PIV Algorithmus angewandt wird.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dipl.-Ing. Thomas Krenn
Resilienzmetriken und Eignungsuntersuchung in der industriellen Produktion – Mitarbeit in einem EU-weiten Forschungsprojekt
Resilience Metrics and Suitability Investigation in Industrial Production – Participation in an EU-wide Research Project
26.04.2024
Fachbereich Maschinenbau, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), Forschungsgruppe MiP | Management industrieller Produktion
Betreuer/innen: Leonie Meldt, M.Sc., Augustino Doan, M.Sc.
Investigating the underlying mechanisms of iron-oxide nanoparticle formation is crucial yet challenging via an in-situ experimental technique due to the high-temperature environment and fast-evolving kinetics. With increasing computational capabilities, empirical force-field-based molecular dynamics (MD) approaches have emerged as valuable complements to experiments for probing atomic interactions in complex physicochemical systems. In this thesis, the ReaxFF-MD method should be implemented to study the iron-oxide nanoparticle formation mechanism during metal powder combustion.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/in: Dr.-Ing. Tao Li
Strömungssimulation eines geschleppten Ottomotors mittels Converge CFD
Flow simulation of a motored gasoline engine using Converge CFD
30.01.2024
Der Ottomotor ist Teil moderner Mobilitätskonzepte. Immer stringentere Anforderungen in Hinsicht auf Verbrauch und Schadstoffemissionen, sowie der zukünftige Einsatz von eFuels, machen die Optimierung von Ottomotoren zunehmende komplexer. Um diese Herausforderung zu meistern hat sich die Strömungssimulation (engl. Computational Fluid Dynamics – CFD) als ein probates Werkzeug erwiesen.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo-Fluid Systeme
Betreuer/innen: Max Hasenzahl, M.Sc., Vinzenz Schuh, M.Sc. M.Sc.
Hydrodynamische Optimierung der Chemical Looping Verbrennung durch Ähnlichkeitsstudien am Kaltmodell
Ausschreibung Bachelor/ Masterthesis
26.01.2024
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/innen: M.Sc. Philipp Mohn, Dr.-Ing. Falko Marx
Simulation eines dynamischen Laborwirbelschichtreaktors zur Vergasung von Restsoffen mit Matlab Simulink
Ausschreibung Masterarbeit
19.01.2024
Durch die Vergasung von Reststoffen können grüne Chemikalien oder nachhaltige Treibstoffe für den Flugverkehr hergestellt werden. Um dieses Prinzip genauer zu verstehen, existiert am EST eine Laborwirbelschicht. Durch eine Simulation des dynamischen Verhaltens werden sämtliche chemische und physikalische Phänomene von Reststoff zum Synthesegas abgebildet und durch den Vergleich mit Versuchen genauer untersucht. Der Studierende optimiert dieses Modell anhand von laufenden und bevorstehenden Experimenten.
Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: M.Sc. Jens Kaltenmorgen
Simulation of additive manufacturing with digital twins and machine learning
Simulation von 3D Druckprozessen mit Digitalen Zwillingen und Machine Learning
15.12.2023
The aim of this work is to develop a concept for compensating for printing defects. By simulating the printing process while it is still in progress, the desired structural properties are ensured by replanning the rest of the printing process.
In addition, the student is given the opportunity to be familiarized with state-of-the-art machine learning technologies in Python in order to carry out dynamic process simulations accurately and effectively.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Cyber-Physische Simulation (CPS)
Betreuer/innen: Prof. Dr. rer. nat. Oliver Weeger, Dr.-Ing. Maximilian Kannapinn
Die künstliche Züchtung von biologischen Geweben und Organen ist ein seit vielen Jahren verfolgtes Forschungsziel im Bereich der Regenerativen Medizin. Hierbei werden lebende Zellen aus Gewebespenden entnommen, vermehrt und mit sogenannten Gerüstmaterialien und biologischen Faktoren kombiniert. Diese sogenannte Biotinte kann anschließend 3D verdruckt werden, um eine vorgegebene Struktur zu bilden.
Im Rahmen des Projektes soll eine mit Kollagenfasern additivierte Biotinte verdruckt werden. Dies schließt die Integration von lebenden Zellen mit ein, z.B. Muskelzellen oder Nervenzellen. Das gedruckte Modell muss umfassend charakterisiert werden, bspw. Vitalität, Proliferation, Morphologie, Bildung von Muskelfaserbündeln bzw. Neuritenausbildung.
Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD)
Betreuer/in: Annabelle Neuhäusler, M.Sc.
Sharing research data and code is quickly becoming the new normal in the Engineering Sciences. However, creating a community around this subject and ensuring the quality of the results is still an ongoing challenge. We are looking for someone to create a set of quality KPIs to serve as the evaluation scheme for the open peer review process of a scientific journal focused on FAIR Data Management. You will work with an interdisciplinary team and gain knowledge regarding Research Data Management (RDM), which is a topic gaining a lot of attention currently. Moreover, you will gain insights into the publishing of scholarly research.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Institut für Fluidsystemtechnik (FST)
Betreuer/innen: Dr. phil. Izadora Silva Pimenta, Michaela Leštáková, M.Sc.
Inbetriebnahme eines kapazitiven Messsystems zur Charakterisierung der Mehrphasenströmung in mit Ersatzbrennstoffen und Biomasse gefeuerten Wirbelschichten
Implementation of a capacitance measuring system for multiphase flow characterization in substitute fuel and biomass fired fluidized beds
30.10.2023
Wirbelschichten stellen eine innovative Prozessform der thermochemischen Konversion nachhaltiger Festbrennstoffe wie Ersatzbrennstoffen und Biomasse dar. Zur Weiterentwicklung dieser Prozesse ist eine Charakterisierung der Zweiphasenströmung notwendig. Hierfür soll eine entsprechendes kapazitives Messsystem in Betrieb genommen sowie Versuche durchgeführt und Messdaten ausgewertet werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST)
Betreuer/in: M.Sc. Dennis Hülsbruch
Entwicklung eines LiDAR-basierten Messsystems zur Bestimmung von Absorptionslängen
Development of a LiDAR-based measurement system for determining absorption lengths
21.10.2023
Im Rahmen der hier ausgeschriebenen Masterthesis soll untersucht werden, inwieweit LiDAR zur robusten Bestimmung der Absorptionslänge fasergekoppelter Messsysteme eingesetzt werden kann. Aufbauend auf Vorarbeiten soll dafür ein auf frequenzmoduliertem LiDAR basierendes Messsystem entwickelt und aufgebaut werden. Anschließend soll seine Eignung zur Messung von Absorptionslänge sowohl an vereinfachten Teststrecken als auch an typischen Messzellen untersucht werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/innen: M.Sc. Clemens Hansemann, M.Sc. Matthias Bonarens
25.09.2023
Durch Inhomogenitäten bei Umformprozessen wie dem Voll-Vorwärts-Fließpressen entstehen Eigenspannungen. Dabei entstehende Zugeigenspannungen überlagern sich mit der zyklischen Beanspruchung und führen somit in vielen Belastungssituationen zu einem früheren Versagen der Bauteile. Frühere Untersuchungen ermöglichten hierbei die Reduzierung der Zugeigenspannungen durch eine Anpassung des Umformprozesses durch Nutzung eines Gegenstempels oder einer aktiven Matrize.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Werkstoffkunde (MPA-IfW)
Betreuer/in: Fabian Jäger, M.Sc.
Untersuchung dünner Flüssigkeitsfilme mithilfe einer Weißlichtlaserquelle
Examination of thin liquid films using a white light laser
21.09.2023
Die Benetzung von Systemkomponenten durch Flüssigkeitsfilme tritt in den verschiedensten Prozessen, beispielsweise in Verbrennungskraftmaschinen infolge der Kraftstoffinjektion, in SCR-Systemen Abgasnachbehandlung oder in ölgekühlten Elektroantrieben, auf. Unabhängig davon, ob die Bildung von Flüssigkeitsfilmen erwünscht ist oder nicht, können diese die Robustheit, Effizienz und Regelbarkeit der Prozesse massiv beeinträchtigen. Die experimentelle Untersuchung solcher Flüssigkeitsfilme gestaltet sich allerdings aufgrund des Mangels an nicht-intrusiven Messmethoden schwierig. Ein vielversprechender Messansatz ist die Absorptionsspektroskopie, welche in der Gasphasendiagnostik bereits seit langem etabliert ist. Da Flüssigkeiten breitbandigere Absorbtionsfeatures aufweisen als Gase, erscheint insbesondere der Einsatz der Supercontinuum Laser Absorption Spectroscopy (SCLAS), welche Weißlichtlaserquellen nutzt, interessant.
Im Rahmen dieser Masterthesis soll experimentell untersucht werden, inwieweit sich die SCLAS zur Untersuchung dünner Flüssigkeitsfilme eignet. Aufbauend auf Vorarbeiten soll hierfür die vorhandene Weißlichtquelle in Betrieb genommen und ein geeignetes Messsystem aufgebaut werden. Zur Datenaufnahme kommen verschiedene Konzepte infrage, welche dafür vorab verglichen und bewertet werden sollen. Anschließend soll das Messsystem an generischen Flüssigkeitsfilmen bekannter Eigenschaften validiert werden.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
Betreuer/innen: M.Sc. Matthias Bonarens, M.Sc. Clemens Hansemann
Digitale Bildkorrelation (eng. digital image correlation (DIC)) ist ein modernes Messverfahren zur Ermittlung von Bewegungen und Dehnungen in der Materialprüfung. Diese werden durch den Abgleich von Bildaufnahmen des unverformten und des verformten Zustands des Prüflings berechnet. Der Prüfling wird zur besseren Vergleichbarkeit mit einem Sprenkelmuster (eng. speckle) versehen. Die Messungen sind flächig, multidirektional sowie berührungslos und bieten somit zahlreiche Vorteile gegenüber taktilen Messmitteln. Eine Herausforderung dabei ist es stets, die Genauigkeit der Messungen zu quantifizieren.
Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Werkstoffkunde (MPA-IfW), Institut für Werkstoffkunde (IfW)
Betreuer/in: Dipl.-Ing. Marius Hofmann