Karriere am WZL

 

Bachelorarbeit oder Projektarbeit

am Forschungsbereich Werkzeugmaschinen, Abteilung Maschinentechnik, Gruppe Maschinenuntersuchung und -beurteilung
 

Untersuchung verschiedener Methoden zur Modellordnungsreduktion (MOR) von thermischen Systemmatrizen

Aktuelle Forschungsvorhaben befassen sich mit der prozessparallelen Simulation des thermischen Zustandes von Motorspindeln. Dazu werden effiziente FE-Modelle verwendet. Die Simulation instationärer Temperaturfelder mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) kann durch die untenstehende Matrixgleichung ausgedrückt werden. Bei den sogenannten Systemmatrizen [C], [K] und [B] handelt es sich in der Regel um dünnbesetzte Matrizen hoher Ordnung, die die Geometrie- und Materialinformationen der Struktur enthalten. Da die Ordnung der Matrizen maßgeblich die Dauer zur Lösung des linearen Gleichungssystems definiert, bergen Methoden der Modellordnungsreduktion (MOR) erhebliches Potential und erlauben die schnelle Berechnung hochaufgelöster Modelle. MOR-Methoden zielen darauf ab, das Ursprungssystem mithilfe eines ähnlichen, deutlich kleineren Systems zu approximieren. Dabei kann zwischen verschiedenen Ansätzen unterschieden werden, deren Eignung für die Reduktion thermischer Systemmatrizen im Rahmen der ausgeschriebenen Arbeit untersucht werden soll.

 
Im Detail sind die folgenden Aufgaben zu bearbeiten:
• Einarbeitung in den theoretischen Hintergrund
• Anwendung verschiedener bereits implementierter Methoden zur Reduktion von Systemmatrizen einer exemplarischen Motorspindel
• Simulation des thermischen Verhaltens der Motorspindel mithilfe der verschiedenen reduzierten Matrizen
• Gegenüberstellung der verschiedenen Simulationsergebnisse als Grundlage zur Bewertung der verschiedenen Reduktionsverfahren
Die Arbeit ist im Kontext eines aktuellen Forschungsprojektes angesiedelt und es wird eine umfangreiche Betreuung angeboten. Dadurch ist eine zügige Bearbeitung möglich.
 
Voraussetzungen:
• Hohe Motivation und Leistungsbereitschaft
• Zuverlässigkeit und hohes Maß an Eigeninitiative
• Sehr gute Deutsch- oder Englischkenntnisse

Geboten wird:
• Eigenständige und flexible Gestaltung der Arbeitspakete bei gleichzeitig umfangreicher Betreuung
• Einarbeitung in die interessanten Themenfelder Thermik und FE-Simulation
• Mitarbeit an einem aktuellen Forschungsthema
Zeitaufwand: 300,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Alexander Steinert, M.Sc.
 
Manfred-Weck-Haus 210
Tel.: +49 241 80-28220
Fax: +49 241 80-22293
Mail: A.Steinert@wzl.rwth-aachen.de