Im Rahmen der Arbeit wird eine Anlage zur additiven Fertigung mit Fasersuspension von einem 1D- zu einer Art 2×1D-Channel-System umgebaut. Dadurch sollen zum Beispiel nicht wie bisher nur eine Faserart innerhalb eines Druckprozesses, sondern zwei unterschiedliche Faserarten verarbeitet werden können, ohne die Produktion zu unterbrechen. Neben den mechanischen Anpassungen wird vor allem die bestehende MATLAB-Steuerung umprogrammiert sowie eine mögliche Umstellung auf Python untersucht. Abschließend wird die Funktionsfähigkeit der umgebauten Anlage durch erste Druckversuche validiert.

Die thermische Modellierung von Batteriesystemen ist eine wesentliche Grundlage für die Auslegung und Bewertung von Batterien und deren Thermomanagement. Dabei bieten Lumped-Modelle die Möglichkeit, das thermische Verhalten mit geringem Modellierungs- und Rechenaufwand abzubilden. Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Modellierungsansätze und Kühlkonzepte besteht jedoch Bedarf, geeignete Modelle systematisch zu vergleichen, weiterzuentwickeln und an unterschiedliche Anwendungen anzupassen.

Large-scale energy storage is a critical challenge for achieving a green economy. The metal energy cycle presents a promising approach by allowing cyclic combustion and reduction processes without CO2 emissions. Among potential energy carriers, iron powder stands out due to low cost and its favorable combustion characteristics. An electrochemical approach could be a cheap contender for the reduction of iron oxide.

Wasserstoff wird als vielversprechender, potentiell klimaneutraler Kraftstoff und Energieträger der Zukunft gehandelt. Besonders im Nutzfahrzeug- und Energiebereich 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 einen Wasserstoff-Wankelmotor entwickelt, welche seit Ende 2023 auf dem Prüfstand des FAS untersucht wird und parallel in den ersten Anwendungen genutzt wird.

Aufbauend auf einer bestehenden UDP-Kommunikation zwischen Driveception und CONNECT soll eine echtzeitfähige Drivetrain-in-the-Loop-Versuchsumgebung entwickelt und validiert werden. Fahrereingaben werden an den Prüfstand übertragen und reale Antriebsstranggrößen in Fahrzeugmodell und Bewegungsansteuerung zurückgeführt; Schwerpunkte sind Signalarchitektur, Synchronisation und Übertragungsqualität.

Mit dem zunehmenden Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien wächst der Bedarf an flexiblen Lösungen zur Speicherung und zum Transport großer Energiemengen. Wasserstoff nimmt hierbei eine zentrale Rolle ein, ist jedoch insbesondere hinsichtlich Speicherung und Ferntransport mit erheblichen technischen Herausforderungen verbunden. Ein vielversprechender Ansatz besteht in der chemischen Energiespeicherung in Eisen: Eisenoxid wird mit grünem Wasserstoff zu metallischem Eisen reduziert, das als fester Energieträger gespeichert und transportiert werden kann. Am Zielort wird das Eisen mit Wasserdampf reoxidiert und dabei Wasserstoff wieder freigesetzt. Die Effizienz und technische Realisierbarkeit dieses Redoxkreislaufs werden maßgeblich durch die Reaktionskinetik der eingesetzten Eisenerze bestimmt.

Toilettenpapier muss problemlos abspülbar sein. Durch den Einsatz neuer Fasertypen sowohl beim Recycling- als auch beim Frischfasertoilettenpapier kommt es zu ungeahnten Problemen, denen nachgegangen werden soll

Aufgrund ihrer Beschreibung durch standardisierte Formelemente bieten CNC-gefräste Bauteile eine geeignete Grundlage für eine regelbasierte Toleranzspezifikation. Durch die gezielte Verknüpfung von Formelementen, ihrer funktionalen Bedeutung und geeigneten Toleranzarten kann so eine nachvollziehbare und systematische Spezifikation erreicht werden.

Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein regelbasiertes Toleranzspezifikationssystem für CNC-gefräste Bauteile zu entwickeln und dieses prototypisch umzusetzen.

In der Konstruktionsphase der Produktentwicklung werden zahlreiche Informationen definiert und größtenteils im CAD-System umgesetzt. Spätestens bei einem Export in neutrale oder native Formate kommt es jedoch häufig zu einem Verlust der Semantik der entsprechenden Informationen. Ontologien und ihre Instanziierung in Form von Wissensgraphen stellen eine mögliche Lösung dar, indem sie Wissenselemente strukturieren, miteinander verknüpfen und deren Semantik explizit repräsentieren.

Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein Konzept zu entwickeln, das eine automatisierte Generierung eines Wissensgraphen aus geeigneten Informationsquellen ermöglicht, und dieses Konzept prototypisch umzusetzen.

Durch den im Rahmen der Energiewende steigenden Anteil an erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung wächst auch der Bedarf an Energiespeichern, die den zeitlichen Versatz zwischen Erzeugung und Verbrauch überbrücken können. Eine mögliche Speicherform stellen Carnot-Batterien (CB) dar, die elektrische Energie durch die Umwandlung in thermische Energie zwischenspeichern. Hierfür kommen unter anderem latente thermische Energiespeicher (LTES) in Frage. Diverse Finnenstrukturen zur Steigerung der Wärmeleitung in LTES sind Gegenstand der Forschung.

Heterogene Nukleation senkt die Schwelle für das Auftreten von Kavitation in technischen Systemen herab. Um Temperatureffekte bei diesem Vorgang untersuchen zu können wird der bestehenden Keimbildungsprüfstand um eine neue temperaturbeständige Messstrecke erweitert. Ziel der Arbeit ist die Inbetriebnahme und Testmessungen.

In heutigen Traktionsbatterien für Fahrzeuge muss häufig ein Kompromiss zwischen bestimmten Eigenschaften der Zellchemie gewählt werden. Beispielsweise weisen Li-Ionen-Akkus mit einer bestimmten Zellchemie und einer hohen Energiedichte einen hohen Innenwiderstand auf und sind daher weniger gut für eine hohe Leistungs- und Ladefähigkeit geeignet, während mit einer anderen Zellchemie gegenteilige Eigenschaften erreicht werden können.

Trotz der Bestrebung die Entsorgung von Abfallströmen möglichst nachhaltig zu gestalten, werden weiterhin große Mengen an Abfällen unter hohen CO₂-Emissionen thermisch verbrannt. Im Forschungsprojekt CELINA wird ein innovativer Ansatz verfolgt, um diese schwer vermeidbaren CO₂-Emissionen zu reduzieren: In einer zirkulierenden Wirbelschicht mit nachgeschalteter partiellen Oxidation (POX) mittels Plasma werden nicht recycelbare Abfälle zu hochreinem Synthesegas und anschließend zu Methanol umgewandelt – einem zentralen chemischen Grundstoff und Energieträger der Zukunft.

Die gezielte Aufspaltung von im Synthesegas enthaltenen Kohlenwasserstoffen in der POX ist entscheidend für die Synthesegas- & Methanolqualität und damit auch für die Effizienz des gesamten Prozesses. Daher sind simulative Untersuchung der POX mittels Aspen Plus für einen erfolgreichen experimentellen Betrieb im 1 MW_th Pilot-Maßstab unabdingbar.

Diese Arbeit fokussiert sich auf die Erweiterung eines rechnergestützten Frameworks für eine realitätsnahe Toleranzanalyse mechanischer Baugruppen unter Berücksichtigung fertigungsbedingter Abweichungen und betriebsbedingter Deformationen. Auf Basis von Skin Model Shapes behandelt die Arbeit die Kopplung struktureller und lokaler Kontaktdeformationsmodelle innerhalb eines einheitlichen Frameworks, um eine realistischere Bewertung des funktionalen Verhaltens bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung zu ermöglichen. Das grundlegende rechnergestützte Framework wurde bereits entwickelt und bildet die Grundlage dieser Arbeit.

Entwicklung einer semantischen LCE-Datenbank zur Ressourcenoptimierung im MEX-Prozess innerhalb des PLCM. Ziel ist die kontextualisierte Verknüpfung heterogener Lebenszyklusdaten durch eine ontologiebasierte Struktur, um datengetriebene und ressourceneffiziente Entscheidungen in der Produktentwicklung zu unterstützen.

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines gekoppelten CAD–CAM-Ansatzes, bei dem der CAM-Teil stärker in die Modellierung und Optimierung integriert wird. Damit soll eine prozessintegrierte Auslegung ermöglicht werden, die eine realitätsnähere Vorhersage mechanischer Eigenschaften und eine verbesserte Bauteilperformance erlaubt

Das Verhalten von Zweiphasenströmungen in engen Ringspalten ist für zahlreiche technische Anwendungen von großer Bedeutung. Insbesondere können bereits geringe Gasanteile das charakteristische Durchflussverhalten sowie die statischen und dynamischen Kräfte, die von der Ringspaltströmung auf eine darin rotierende Welle ausgeübt werden, maßgeblich beeinflussen. Für die experimentelle Untersuchung dieser Effekte ist eine möglichst genaue Kenntnis des lokalen Gasvolumenanteils und der vorliegenden Blasengrößen erforderlich. Geeignete Messverfahren stehen hierfür an den vorhandenen Prüfständen bislang jedoch nur eingeschränkt zur Verfügung. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher zunächst anhand eines vereinfachten, eigens zu konstruierenden Versuchsaufbaus grundsätzlich untersucht werden, ob Ultraschallwandler für die Charakterisierung von Zweiphasenströmungen in engen Strömungskanälen geeignet sind. Hierzu sollen Ultraschallpulse erzeugt und deren Ausbreitung durch eine definierte Gas-Flüssigkeits-Strömung analysiert werden. Auf Grundlage der gemessenen Laufzeiten, Reflexionen und Dämpfungseigenschaften soll geprüft werden, inwieweit sich der lokale Gasvolumenanteil, die sogenannte Void Fraction, zumindest näherungsweise bestimmen lässt. Darüber hinaus soll untersucht werden, ob aus den Ultraschallsignalen Rückschlüsse auf die charakteristische Blasengröße gezogen werden können. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen abschließend hinsichtlich einer späteren Übertragbarkeit auf bestehende Prüfstände zur Untersuchung von Zweiphasenströmungen in engen Ringspalten bewertet werden.

The transition to sustainable energy makes hydrogen a promising alternative for internal combustion engines. However, hydrogen combustion remains susceptible to NOx emissions which could greatly benefit from direct injection at (ultra-) lean conditions. To avoid these harmful NOx emissions requires a precise understanding of how hydrogen and air mix prior to ignition.

Ammoniak (NH₃) und Wasserstoff (H₂) gelten als Schlüsselträger der klimaneutralen Energiezukunft, können bei der Verbrennung jedoch hohe NOx-Emissionen verursachen. Zur experimentellen Untersuchung dieser Emissionen unter realistischen Hochdruckbedingungen soll im Rahmen dieser Masterarbeit eine Druckbrennkammer mit optischen Zugängen für Lasermesstechnik wie Laserinduzierte Fluoreszenz oder Raman-/Rayleigh-Spektroskopie entwickelt, konstruiert und aufgebaut werden.

Durch Partikel im Fördermedium tritt in Schraubenspindelpumpen hoher Verschleiß auf. Um die Pumpen auf die Anwendungen auslegen zu können, benötigen die Hersteller Modelle zur Beschreibung des Verschleißverhaltens und Konstruktionsrichtlinien. Die ausgeschriebe Arbeit dient der experimentellen Parameterstudie am neuen Verschleißprüffeld, das die anwendungsnahe Untersuchung der Pumpen im Betrieb mit Partikeln erlaubt.

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methodik zur effektiven Rückführung von MEX-Daten in die Produktentwicklung zur Konstruktionsoptimierung erarbeitet und implementiert.

Die zyklische Reduktion und Oxidation von Metalloxiden stellt einen vielver-sprechenden Ansatz zur Energiespeicherung sowie zur flexiblen, CO₂-freien Bereitstellung von Wärme und Strom dar. Die Reduktion von Eisenoxid ist da-bei ein zentraler Prozessschritt innerhalb eines metallbasierten Energiespei-cherkonzepts. Sie erfolgt in Wirbelschichtreaktoren unter Nutzung von grünem Wasserstoff zur chemischen Speicherung von Energie.

Die Transportsektoren Luft- und Schifffahrt sind schwierig zu elektrifizieren. Biofuels mit negativen CO2-Emissionen können einen erheblichen Beitrag zur Nachhaltigkeit dieser Sektoren leisten. Am EST wurden dafür im Rahmen des Forschungsprojekts CARBIOW Reststoffe aus Biomasse in einem Wirbelschichtreaktor im 1 MWth Pilot-Maßstab und Labor.Maßstab zu Synthesegas umgewandelt. Nun soll der Prozess genauer mithilfe Simulationen in Aspen Plus untersucht werden. Prozesssimulationen untersucht werden.

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.

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines neuartigen Ansatzes zur Topologieoptimierung von linearen Elastizitätsproblemen in der Festkörpermechanik unter Verwendung von immersierter, randkonformer isogeometrischer Analyse (IBC-IGA). Insbesondere soll die explizite Beschreibung der Ränder der optimalen Topologie als Spline-Kurven mit der randkonformen Quadraturmethode kombiniert werden. Auf diese Weise wird es möglich, komplexe Geometrien mit relativ wenigen Designvariablen darzustellen und eine effiziente gradientenbasierte Designoptimierung zu ermöglichen.

In dieser Arbeit soll untersucht werden, in welchem Rahmen sich unterschiedliche Materialeigenschaften, insbesondere Elastizitätsmoduli, durch Graustufen-MSLA erzeugen lassen, wie zuverlässig diese reproduziert werden können, und welchen Einfluss die Grauwerte und deren Variation auf die Qualität des 3D-Drucks, z.B. minimale Strukturgrößen, haben. Anhand dieser Erkenntnisse soll der Graustufen-MSLA-Druck dann angewandt werden, um funktional gradierte 3D-Gitterstrukturen mit spezifischen mechanischen Eigenschaften zu entwerfen.

Die Forschungsarbeiten zum Thema „Wirkungsgradaufwertung“ am Institut für Fluidsystemtechnik haben das Ziel eine neue universell einsetzbare Aufwertungsformel für axiale und radiale Ventilatoren zu entwickeln. Um die Einflussparameter Reynolds‐ und Machzahl separat zu untersuchen sind Prüfstandsmessungen in einer Druckkammer geplant, für die ein neuer Axialventilatorprüfstand aufgebaut werden soll.

Neben den konkret ausgeschriebenen Arbeiten bieten wir stets eine Vielzahl weiterer Themen für studentische Arbeiten an. Mögliche Themen versuchen wir dabei im persönlichen Gespräch auf die Interessen der Bearbeiter abzustimmen.

Sprechen Sie uns bei Interesse direkt an.