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Image Untersuchung von Kühlsolen
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Image Nachweis der Lagerbeständigkeit von Kryoröhrchen
Image Laseroptische Strömungsmessung
Image Lecksuche und Dichtheitsprüfung
Image Stoffdatenmodule
Image Industrie-4.0-Membran-Wärme-und-Stoffübertrager (i-MWÜ4.0)
Image Entwicklung und Erprobung des Einsatzes von Phasenwechselmaterialien an WEMS (Window Energy Management Systems)
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Studentische Arbeiten in der Luft- und Klimatechnik

Studenten/Auszubildende

auf Anfrage

Dr.-Ing. Ralph Krause

+49-351-4081-651

Praktikum, Diplom, Master, Bachelor

Übersicht der Themenangebote

Experimentelle Untersuchungen an einem Thermosyphon, betrieben mit Ferronanofluiden

Im Rahmen eines Projektes der angewandten Forschung wird am ILK Dresden die Verwendung unter­schiedlicher Arbeitsfluide darunter sogenannte Ferronanofluide in oszillierenden Heatpipes untersucht. Ferronanofluide sind Suspensionen von magnetischen Nanopartikeln (10 bis 100 nm) in einem nichtmagnetischen Trägerfluid. Bei oszillierenden Heatpipes (OHP) handelt es sich um hoch effektive Systeme zur Wärmeübertragung auf Basis Phasenübergang (https://www.youtube.com/watch?v=hb-Y7Q469OM). 

Im Rahmen der studentischen Arbeiten sollen unterschiedliche Arbeitsfluide mit und ohne Beeinflussung durch ein Magnetfeld experimentell untersucht werden. Der Versuchsaufbau besteht im Wesentlichen aus den Komponenten gläsernes OHP, Verdampfereinheit, Kondensatoreinheit sowie Messwerterfassung.

Die studentische Arbeit wird in enger Kooperation mit den technischen Mitarbeiter des ILK Dresden durchgeführt. 

Die Messungen gliedern sich in die Schwerpunkte

  • Referenzmessung mit Wasser,
  • Messung ohne Magnetfeld, jedoch mit alternativen Arbeitsfluiden sowie
  • Messung mit Magnetfeld und alternativen Arbeitsfluiden.

Im Ergebnis der Arbeit sind die experimentellen Daten diagrammatisch darzustellen und in einer Diskussion auszuwerten. Der Beginn der Arbeit ist für das kommende Frühjahrssemester (Februar 2020) geplant. Das Arbeitsthema wird der Form der studentischen Arbeit (Praktikum, BA, MA, Diplom) angepasst. /Bu

Nanofluide als Arbeitsmittel im Wärmeübertrager

Im Rahmen eines Projektes der Grundlagenforschung wird am ILK Dresden die Beeinflussung von Rohrströmungen mit Magnetfeldern untersucht. Im Mittelpunkt steht dabei die Schaltbarkeit des Wärmeüberganges. Hierzu wird am ILK ein entsprechender Versuchsstand aufgebaut. Im Rahmen der studentischen Arbeit sollen der Versuchsstand getestet und erste Messungen zum Magnetfeldeinfluss durchgeführt werden.

Der Versuchsaufbau wird im Wesentlichen aus den Komponenten geheiztes Kupferrohr, Pumpe und Rückkühler sowie einer Messwerterfassung bestehen. Die studentische Arbeit wird in enger Kooperation mit den technischen Mitarbeitern des ILK Dresden durchgeführt.

Die Messungen gliedern sich in die Schwerpunkte

  • Referenzmessung mit Wasser,
  • Prüfung der Qualität des Versuchsstandes gegen eine analytische Lösung für laminare Rohrströmung,
  • Messung ohne Magnetfeld, jedoch mit alternativen Arbeitsfluiden sowie
  • erste Messung mit Magnetfeld und alternativen Arbeitsfluiden.

Im Ergebnis der Arbeit sind die experimentellen Daten diagrammatisch darzustellen und in einer schriftlichen Diskussion auszuwerten. Der Beginn der Arbeit ist für das kommende Frühjahrssemester (Februar 2020) geplant. Das Arbeitsthema wird der Form der studentischen Arbeit (Praktikum BA, MA, Diplom) angepasst./Bu

Untersuchungen zu auto-adaptiven Flügelkonturen an Ventilatorschaufeln

Die Auslegung eines Ventilator-Rades erfolgt unter Vorgabe eines bestmöglich zu erfüllenden Betriebs­punktes. Von diesem Betriebspunkt abweichende Parameter gehen stets mit Einbußen im Wirkungsgrad einher.

Diese Einbußen können durch veränderliche Laufschaufeln reduziert werden. Üblicherweise wird dafür der Staffelungswinkel an die neue Aufgabe angepasst. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Methoden untersucht werden, mit denen die Ablösung der Strömung vermieden werden kann. Als Stichwort seien hier Rückström­taschen genannt.

Die Arbeit umfasst theoretische Betrachtungen zur Strömungsablösung an Ventilatorschaufeln, Entwurf von entsprechend angepassten Schaufeln und deren messtechnische Untersuchung. /Fb

Bestimmung der Strömungsverhältnisse in einem mehrstufigen Axialventilator mit jeweils gegenläufig rotierenden Laufrädern

 In einem Axiallaufrad entsteht im Austritt funktionsbedingt ein Drall. In diesem Drall sind Geschwindigkeits­komponenten in Umfangsrichtung enthalten, die nicht genutzt werden können. Mit Hilfe eines korrekt ausge­legten Leitrades kann dieser Geschwindigkeitsanteil reduziert und der dynamische Druck in nutzbaren statischen Druck verzögert werden. Wird an Stelle eines starren Leitrades ein gegenläufig rotierendes Lauf­rad verwendet, kann dieses ebenfalls den Drall abbauen. Gleichzeitig wird dem Fluid mit dem zweiten Lauf­rad zusätzliche Energie zugeführt. Daher eignet sich dieser Aufbau für kompakte Ventilatoren, insbesondere wenn mehrere gegenläufig rotierende Stufen hintereinander geschalten werden.

Aufgabe dieser Arbeit ist es, die Strömungsverhältnisse zwischen den einzelnen Laufrädern mit Hilfe laser­optischer Methoden zu bestimmen. Aus der Kenntnis des dreidimensionalen Geschwindigkeitsfeldes können Rückschlüsse auf Optimierungen an der Schaufelgeometrie gezogen werden. Als Messmittel können Particle- Image- Velocimetry-Systeme oder Laser-Doppler-Anemometer genutzt werden.

Für die Bearbeitung dieses Themas sind Grundkenntnisse der Strömungsmechanik und der Arbeitsweise von Turbomaschinen erforderlich. Die konkrete Aufgabenstellung wird jedoch dem aktuell vom Bewerber erreichten Semester (Bachelor, Master etc.) angepasst./Fb

Untersuchungen zur Verbesserung des Wärmetransports in Speichern mit Phasenwechselmaterialien

Thermische Speicher werden eingesetzt, um Spitzenlasten abzufangen und die Energienutzung von der Bereitstellung zu entkoppeln. Dies ist zum Beispiel bei solarthermischen und bestimmten industriellen Prozessen relevant. In den vergangenen Jahren wurden Phasenwechselmaterialien (PCM) hinsichtlich ihrer Eigenschaften stark verbessert. So ist es mittlerweile möglich, für nahezu beliebige Phasenwechseltemperaturen Materialien bereitzustellen. Diese Entwicklung aufgreifend, soll in der angedachten Arbeit der Wärmetransport in das bzw. aus dem PCM durch Verwendung einer Matrix aus gut wärmeleitenden Material verbessert werden. Hierbei gilt es ein Optimum von Wärmeleit- und Wärmespeichervermögen des Gesamtsystems zu finden. Der Umfang und die konkrete Ausrichtung der Arbeit können angepasst werden. /AH

Einsatz künstlicher Intelligenz in der Klimatechnik

Klimatechnische Systeme können hoch komplex sein. Um in allen Stufen von der Planung, über den Bau, bis hin zum Betrieb, bestmögliche Arbeit zu gewähren, ist es sinnvoll, künstliche Intelligenz einzusetzen. Das betrifft zum Beispiel die Prognose von Lasten oder bestimmten Schaltzuständen. Aber auch das Erlernen des Gebäude- und Regelungsverhalten ist wichtig, um den Betrieb zu optimieren und Fehler schnell zu entdecken. Durch die zunehmende Vernetzung von Sensoren im Gebäude (smart building) aber auch das Vorhandensein personalisierter Geräte (Smartphone, Smartwatch, etc.) ist es möglich, den aktuellen thermodynamischen Zustand während des Betriebs zu erfassen und damit automatisiert zu reagieren.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen Algorithmen entwickelt, implementiert und getestet werden, die den Betrieb eines Smart Buildings verbessern können. Vorkenntnisse im Fachgebiet Regelungstechnik sowie Programmiererfahrung sind erforderlich zur Durchführung dieser Arbeit. Thermodynamikkenntnisse sind von Vorteil. Der Umfang und die konkrete Ausrichtung der Arbeit kann ange­passt werden. /AH

Bestimmung eines Temperaturfeldes mittels des Hintergrund-Schlieren-Verfahrens

Unterschiedliche Temperaturen in einem Fluid führen zu einer Deformation eines Hintergrundbildes. Dieser Effekt ist z.B. als Flimmern über heißem Asphalt sichtbar. Das Hintergrundschlieren-Verfahren nutzt diesen Effekt, um Rückschlüsse auf das verursachende Temperaturfeld ziehen zu können.

Aufgabe dieser Arbeit ist die Erstellung eines Rechenverfahrens (C++). Dieses Programm soll unter Verwendung von bekannten Methoden (z.B. Radon-Rücktransformation) die Berechnung des Temperaturfeldes erlauben. Getestet wird dieses Verfahren an einem vorhandenen Ray-Tracing-Verfahren, welches die Berechnung der Hintergrundverschiebung aufgrund eines Temperaturfeldes erlaubt.

Für die Bearbeitung dieses Themas sind Grundkenntnisse der Thermodynamik, der Optik und weiterführende Kenntnisse in Programmierung (vorzugsweise C++) erforderlich. Die konkrete Aufgabenstellung wird jedoch dem aktuell vom Bewerber erreichten Semester (Bachelor, Master etc.) angepasst. /Fb

Wärme- und Stoffübertrager mit semipermeabler Membran

Semipermeable Membranen ermöglichen trotz hermetischer Trennung einen Stofftransport zwischen zwei Fluidströmen. Entsprechend hoch sind aus hygienischer, aber auch aus energetischer Sicht die Einsatz­potentiale in Luftbehandlungsprozessen der Klima- und Prozesslufttechnik: Enthalpierückgewinnung, Luftbe­feuchtung, sorptive Luftentfeuchtung/ Trocknung, ….

Besondere Herausforderungen im Rahmen der Entwicklung derartiger „Membran-Wärmeübertrager“ sowie entsprechender Anwendungen bestehen u.a. in der konstruktiven Umsetzung sowie der Einbindung in RLT-Systeme.

Eine Reihe notwendiger theoretischer und experimenteller Untersuchungen zum komplexen Zusammenwirken von Thermodynamik, Konstruktion und Strömungsmechanik sind im Rahmen studentischer Arbeiten durch­führbar. Eine konkrete Aufgabenstellung wird dem aktuell vom Bewerber erreichten Semester (Praktikum, Bachelor, Master etc.) angepasst. /Ros

Akustikuntersuchungen im Hallraum

Der Hallraum des ILK Dresden entspricht den Anforderungen der DIN EN ISO 3741 zur Messung der Schall­leistung von Breitbandgeräuschen. Zur Messwerterfassung wird hochwertige Messtechnik von Bruel & Kjaer eingesetzt.
Für Spezialaufgaben ist eine Anpassung der akustischen Eigenschaften des Hallraumes durchzuführen.

Insbesondere soll die Nachhallzeit durch Einbringen von Absorbern optimiert werden.

Im Rahmen der studentischen Arbeit sind dazu akustische Messungen vorgesehen. Aufbauend auf den Mess­ergebnissen erfolgt die Auslegung/ Konstruktion der Absorber und ein abschließender Test zum Nachweis der Funktion. /Kr

Hilfsmittel für den rationellen Planungsprozess

Bei Planungswettbewerben und im laufenden Planungsprozess gebäudetechnischer Anlagen müssen früh­zeitig kaufmännische Vorkalkulationen in der Regel auf Basis spezifischer Kenngrößen erstellt werden.

Statistisch werden daher aus Projekten vieler verschiedener Planungsbüros aktuelle Kostenkennwerte ermittelt. Aus diesem Grund berücksichtigen diese zentral aufbereiteten Kostenkennwerte keine individuellen Planungslösungen einzelner Projekte.

Im Rahmen eines Praktikums sollen vorliegende Daten abgeschlossener und laufender Projekte analysiert und so aufbereitet werden, dass mit einem einfachen Softwaretool auf Basis üblicher Office-Software schnelle zuverlässige Kostenschätzungen möglich werden. Die Datenbank soll zudem einfach fortzuschreiben oder zu pflegen sein. / Rg.

Thermische Behaglichkeit

Die Einhaltung normativer Vorgaben für die thermische Behaglichkeit (u.a. DIN EN ISO 7730, DIN EN 15251) hat nicht zwangsläufig das Empfinden eines thermisch behaglichen Raumklimas zur Folge. Die Beschwerderate in der Praxis ist oft höher als die aus Behaglichkeitsmessungen berechnete Beschwerdequote (von im besten Fall 5 %). Kurzfristige Messzeiträume und punktuelle Messungen geben zudem kein umfassendes Bild dynamisch veränderlicher Messumgebungen wider.

Im Rahmen einer studentischen Arbeit sind zunächst international formulierte (gültige und überarbeitete) behaglichkeitsrelevante Parameter zu recherchieren. Dazu gehört auch die Recherche von Algorithmen für die statistische Auswertung der Parameter im zeitlichen Verlauf und etwaiger Einflüsse auf die empfundene Behaglichkeit. Ziel der Arbeit ist es, ein Konzept zur Berücksichtigung der Rechercheergebnisse im Behaglichkeitsmesssystem des ILK Dresden zu erarbeiten. /Ros

Untersuchungen an einem Kaltwasser-Schichtenspeicher

Der Einsatz von Pufferspeichern in Kaltwassernetzen dient der hydraulischen Entkopplung von Erzeuger- und Verbraucherkreis und der Sicherstellung der Mindestlaufzeit der Kältemaschine. Pufferspeicher unterscheiden sich von klassischen Großkältespeichern durch ihre geringe Baugröße. Sie sind immer als sensibler Kaltwasserspeicher ausgeführt und weisen aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus nur sehr geringe Dichteunterschiede zwischen Speicherfuß und -kopf auf. Eine selbsttägige, dichte­abhängige Einschichtung von Kaltwasser, wie sie bei Wärmespeichern genutzt wird, ist bei Kaltwasser­speichern somit nicht möglich.

Daher ist es das Anliegen, ein aktives Be- und Entladesystem für Kaltwasser-Pufferspeicher zu entwickeln, welches durch eine gezielte aktive temperaturgesteuerte Einschichtung des Kaltwassers in verschiedene Speicherhöhen konvektive Mischungseffekte weitgehend vermeidet. Dazu sollen verschiedene speicher­interne und speicherexterne Lösungsansätze für Beladesysteme untersucht und entwickelt werden, die sowohl für den Neubaubereich als auch für die Nachrüstung geeignet sind. Als besonders vorteilhaft erscheint ein höhenveränderliches Teleskoprohr mit Radialdiffusor (Beladetasse). Die Höhenänderung wird dabei vorzugsweise mit einer Bimetallfeder selbsttätig ohne Hilfsenergie erzeugt. Im Rahmen der Bearbeitung ist eine Literatur- und Marktanalyse durchzuführen. Anschließend sind verschiedene mögliche Bauarten und Beladekonzepte zu untersuchen, Versuchsmuster zu errichten und diese im Versuchsfeld des ILK zu erproben. /Mai

Entwicklung eines PCM-Kurzzeitspeichers für die dezentrale Lüftung

Dezentrale Lüftungsgeräte mit Wärmespeicher aus Keramik werden heute zunehmend im Rahmen des Neubaus und der Sanierung eingesetzt. Diese Geräte sind sehr einfach im Aufbau und arbeiten hinsichtlich der Förderrichtung alternierend. Alle 60 bis 80 s wechselt die Förderrichtung mittels Drehrichtungsänderung des Axiallüfters.  

Auf Basis dieses Funktionsprinzips soll ein neuer Kurzzeitspeicher entwickelt und getestet werden. Dieser Speicher besteht aus sogenannten PCM-Elementen mit verschiedenen Schmelzpunkten. Neu dabei ist, dass PCM-Elemente phasenstabil sind und während des Ein- und Ausspeicherns der Wärme­potentiale nahezu ihre Form behalten. Damit eröffnen sich hinsichtlich Kompaktheit und Integrierung strömungstechnischer und akustischer Anforderungen neue Entwicklungspotentiale. Ziel der Entwicklung sind Versuchsmuster, die konstruktiv entwickelt, aufgebaut und experimentell untersucht werden sollen. Die Arbeiten beinhalten wärme-, strömungstechnische und akustische Untersuchungen. 

Diese Entwicklung kann im Rahmen einer studentischen Arbeit durchgeführt werden. Sie erfordert Grund­kenntnisse auf dem Gebiet der Thermodynamik und Strömungstechnik sowie der Akustik. /Hac

Entwicklung eines Schwenkmechanismus für die periodische Drehbewegung eines zylindrischen Gehäuses

Es gibt alternierend arbeitende, dezentrale Lüftungsgeräte mit einem Keramikwärmespeicher für die Wärmerückgewinnung. In einem solchen System wird aller 60 bis 80 s die Förderrichtung umgekehrt, indem der Axialventilator die Drehrichtung ändert. Solche Systeme haben hinsichtlich der Akustik, des Laufradwirkungsgrads, der Druckstabilität und der zweiseitigen Durchströmung des Filters Nachteile.

Deshalb soll ein neues Funktionsprinzip mit einem periodisch sich drehenden, zylindrischen Gehäuse mit integriertem Radialventilator entwickelt, gebaut und getestet werden. Schwerpunkte sind die Mechanik, die Antriebstechnik, die Akustik und Materialien. Neben der konstruktiven Auslegung werden Lösungs­möglichkeiten mittels experimenteller Untersuchungen hinsichtlich ihrer Funktionalität bewertet.

Diese Entwicklung kann im Rahmen einer studentischen Arbeit durchgeführt werden. Sie erfordert Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Mechanik, Antriebstechnik und Strömungstechnik. /Hac

Entwicklung von Radiallüfter-Einheiten mit integrierten PCM-Oberflächen

Aktuell werden in alternierend arbeitenden, dezentralen Lüftungsgeräten die Komponenten Axial­ventilator und sensibler Wärmespeicher als eigenständige Komponenten eingesetzt. Für die Erfüllung ansteigender akustischer Anforderungen werden zusätzliche Schallschutzkomponenten eingebaut. Jede akustische Verbesserung geht dabei auf Kosten des Luftdurchsatzes.

Ein neuer Lösungsansatz beinhaltet die Anwendung radialer Lüfter. Deren automatische Richtungsänderung der Luftströme verbessert die akustischen Eigenschaften. Zusätzlich soll mit der Integration form­stabiler und phasenfester PCM-Materialien, z.B. an den Gehäuseoberflächen ein Potential für eine effiziente Wärmerückgewinnung geschaffen werden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Konzepte für radiale Lüfter-Einheiten mit integriertem PCM erarbeitet, konstruiert, gebaut und experimentell untersucht werden.

Diese Entwicklung kann im Rahmen einer studentischen Arbeit durchgeführt werden. Sie erfordert Grund­kenntnisse auf dem Gebiet der Thermodynamik, Strömungstechnik bzw. -maschinen und der Akustik. /Hac

Fehlererkennung in klimatechnischen Systemen mittels maschinellem Lernen

Klimatechnische Systeme setzen sich aus unterschiedlichen Komponenten mit einer Vielzahl von Sensoren und Aktoren zusammen. Im Betrieb können Fehlfunktionen auftreten, die für die Gebäudeleittechnik nicht direkt offensichtlich sind, z.B.

  • Fouling in Wärmeübertragern,
  • allmähliches Driften von Volumenstrommesswerten,
  • Vertauschen von Datenpunktzuordnungen.

Derartige Fehlfunktionen oder Datenfehler können zu einem erhöhten Energieverbrauch sowie Beein­trächtigungen des Nutzerkomforts führen. Um Fehler frühzeitig zu identifizieren, erscheint der Einsatz von Methoden des maschinellen Lernens vielversprechend. Beispielsweise könnten über eine Mustererkennung typische Betriebszustände in Datenaufzeichnungen aus der Vergangenheit identifiziert und mit aktuellen Messdaten verglichen werden, wobei sich unerwartete Abweichungen detektieren lassen.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen Algorithmen entwickelt, implementiert und getestet werden, um mittels maschinellem Lernen Fehler im Betrieb klimatechnischer Systeme zu erkennen. Interesse am Gebiet der künstlichen Intelligenz sowie Programmiererfahrung sind erforderlich zur Durchführung dieser Arbeit. Thermodynamik- und Messtechnik- Kennt­nisse sind von Vorteil. Der Umfang und die konkrete Ausrichtung der Arbeit kann angepasst werden. /Op

Entwicklung einer Nutzeroberfläche für den institutseigenen Strömungslöser TurboSim

Aktuell entwickelt das Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) ein neuartiges Simulationsverfahren für die effiziente numerische Berechnung von turbulenten Strömungen auf Basis einer Large-Eddy-Simulation. Mit dem neuen Rechenverfahren soll interaktiv die Auswirkung von geometrischen sowie stofflichen Änderungen auf die Strömung berechnet und visualisiert werden.

Bislang erfolgt die Bedienung des Strömungslösers konsolenbasiert sowie über einfache Eingabe-Dateien. Während eines Praktikums soll eine html-basierte Nutzeroberfläche entwickelt werden,  welche die Interaktion zwischen dem User und dem Löser vereinfacht und verbessert. Die Nutzung der Oberfläche ist mittels verschiedener Strömungssimulationen zu verifizieren.

Der Beginn der Arbeit ist jederzeit möglich. Kenntnisse in html-Programmierung und/oder Python sind wünschenswert. /Ts

Entwicklung einer Testumgebung für den institutseigenen Strömungslöser TurboSim

Aktuell entwickelt das Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) in Kooperation mit der CFturbo GmbH (www.cfturbo.com) ein neuartiges Simulationsverfahren für die effiziente numerische Berechnung der turbulenten Strömung in Schaufelkanälen von Turbomaschinen. Mit dem neuen Rechenverfahren soll interaktiv die Auswirkung geometrischer Änderungen der Schaufelkontur auf die Strömung berechnet und visualisiert werden. Am ILK Dresden erfolgt vorrangig die methodische Entwicklung und Implementierung der numerischen Methode zur Large-Eddy-Simulation der Strömung auf Octree-basierten adaptiven Rechengittern.

Zur Weiterentwicklung und Optimierung des Strömungslösers unterliegt dieser ständigen Veränderungen durch die Entwickler. Dabei können während des Entwicklungsprozesses ungewollte Fehler integriert werden, welche frühzeitig erkannt werden müssen. Hierzu werden in der Regel geeignete Testfälle/ Validierungsfälle herangezogen und überprüft, ob die Ergebnisse den Erwartungen entsprechen. Ziel der studentischen Arbeit ist die Entwicklung und Programmierung einer Testumgebung, welche dem Entwickler über die Funktionstüchtigkeit des Strömungslösers informiert.

Der Beginn der Arbeit ist ab Sommer 2020 möglich. Voraussetzung sind Kenntnisse einer beliebigen Programmiersprache (C++, Python, Fortran, Java, etc.). Der Arbeitsumfang wird der Form der studentischen Arbeit (Praktikum, BA, MA, Diplom) angepasst. /Ts

Systementwicklung von Gebäudehüllen- und Energiekonzepten für dünnschalige Textilbetonstrukturen in Leichtbauweise / Klimaleichtbau 4D

Die Baubranche verursacht 30 % des weltweiten Verbrauchs materieller Ressourcen, 40 % des weltweiten Energiebedarfs und 30 % des weltweiten CO2 – Ausstoßes. Eine Vielzahl von Maßnahmen zur Einsparung hat heute bereits einen sehr hohen Entwicklungsstand erreicht. Das betrifft z.B. die Dichtheit von Gebäuden, die Maßnahmen zur Wärmedämmung und die Energieeffizienz aktueller technischer Installationen. Auch eine Vielzahl von politischen Regularien zeigen positive Wirkungen wie z.B. die Ökodesignrichtlinie.

Im Rahmen eines geplanten interdisziplinären Forschungsverbundes, sollen Systemkonzepte einer bereits existierenden Carbonbeton- Leichtbaukonstruktion im Kontext mit sowohl neuartigen als auch praxisrelevanten Klimatisierungslösungen entwickelt und untersucht werden.

Ziel der studentischen Arbeit ist die Schaffung einer Matrix für die zum einen notwendigen theoretischen Betrachtungen sowie Berechnungen und zum anderen experimentellen Untersuchungen am praxisnahen Projektlabor.

Für die Bearbeitung dieser Aufgabe sind Kenntnisse in den Fachgebieten der Strömungsmechanik und der Thermodynamik / Energietechnik notwendig. Zusätzliche Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Baukonstruktion sind wünschenswert. / Stu

Generierung synthetischer Turbulenz für Simulationen von Turbomaschinen

Aktuell entwickelt das Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) in Kooperation mit der CFturbo GmbH (www.cfturbo.com) ein neuartiges Simulationsverfahren für die effiziente numerische Berechnung der turbulenten Strömung in Schaufelkanälen von Turbomaschinen. Mit dem neuen Rechenverfahren soll interaktiv die Auswirkung geometrischer Änderungen der Schaufelkontur auf die Strömung berechnet und visualisiert werden. Am ILK Dresden erfolgt vorrangig die methodische Entwicklung und Implementierung der numerischen Methode zur Large-Eddy-Simulation der Strömung auf Octree-basierten adaptiven Rechengittern.

Um ein realistisches Simulationsergebnis der vorliegenden Strömung zu erzielen, muss am Einlass des Rechengitters Turbulenz eingebracht werden. Ziel der studentischen Arbeit ist die Implementierung geeigneter Modelle zur Generierung einer solchen synthetischen Turbulenz in den institutseigenen Strömungslöser TurboSim  (basiert auf C++). Gegebenenfalls sind die Modelle an die spezifischen Strömungsverhältnisse in Turbomaschinen anzupassen beziehungsweise weiterzuentwickeln.

Der Beginn der Arbeit ist jederzeit möglich. Voraussetzung sind Kenntnisse einer beliebigen Programmiersprache (C++, Python, Fortran, Java, etc.). Der Arbeitsumfang wird der Form der studentischen Arbeit (Praktikum, BA, MA, Diplom) angepasst. /Ts


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