Themen & Projekte
Die Professuren des Department of Engineering Physics and Computation forschen an den verschiedensten physikalischen Grundlagen. Auf dieser Seite präsentieren sie eine Auswahl von besonderen Forschungsthemen aus dem Department. Weitere Forschungsprojekte stellen die Professuren auf ihren Webseiten vor.
Der Lehrstuhl für Regelungstechnik arbeitet an neuartigen Konzepten zur Trajektorienplanung und -regelung von autonomen Rennfahrzeugen mit einem besonderen Augenmerk auf das Interaktionsbewusstsein. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik wird die Gesamtsoftware entwickelt und sowohl simulativ als auch experimentell erprobt. Im Rahmen der Rennserien „Indy Autonomous Challenge“ und „Autonomous Challenge@CES“ konnten bereits Überholvorgänge mit Geschwindigkeiten von bis zu 266 km/h erfolgreich durchgeführt werden.
mehr zur Trajektorienplanung fürs Autonome Fahren und zu sichere und robuste prädiktive Algorithmen für die Regelung von autonomen Fahrzeugen
Konventionelle Methoden wie die Finite-Elemente-Methode (FEM) für die Festkörpermechanik und die Strömungsdynamik stoßen an scharfen Kanten und beim Auftreten von Rissen und sehr großen Verformungen an natürliche Grenzen. Partikelmethoden wie die Peridynamik (PD) und verwandte Ansätze sind netzfreie Methoden und haben diese Einschränkungen nicht. Eine Anwendung ist die additive Fertigung (Selektives Laserschmelzen), bei der ein einheitlicher Ansatz für Thermodynamik, Festkörpermechanik und Kristallkornwachstum verwendet werden kann. mehr über die Forschung der Professur für Mechanik auf Höchstleistungsrechnern
Ein patientenspezifisches computergestütztes Model der kardiovaskulären Mechanik ist ein mächtiges Werkzeug, welches zur Beschreibung und zum Verständnis der Herz-Kreislauffunktion und -Krankheiten, sowie zur Vorhersage der Auswirkungen von medizinischen Eingriffen beiträgt. Das entwickelte 3d-0d geschlossene Kreislaufmodell des Herzens und des vaskulären Systems liefert wertvolle Informationen für Ärzte, wie zum Beispiel Blutdruck, Blutfluss und die Kontraktion des Herzmuskels. Aktuell sind zwei Forschungsprojekte in Zusammenarbeit mit dem deutschen Herzzentrum München (DHM) und der AdjuCor GmbH in Bearbeitung. mehr über die Forschung der Professur für Mechanik auf Höchstleistungsrechnern
Bei der Lasersynthese und Kolloidverarbeitung werden Nanopartikel aus einem Plattenmaterial mit Hilfe eines Lasers herausgelöst. Während dieses Prozesses entsteht zusätzlich eine Kavitationsblase, die die Produktivität und Reinheit des herausgelösten Materials beeinflussen kann. Das Hauptziel des Projekts ist die Analyse der Dynamik und Interaktion von räumlich separierten Kavitationsblasen auf die Erzeugung der Nanopartikel mit Hilfe von numerischen Verfahren. mehr über die Forschungsgruppe Nanoshock
Video: Professur für Thermofluiddynamik
Emissionsarme Gasturbinen sind als lastfolgebetriebene Kraftwerke Teil der Energiewende. Die Reduktion der Schadstoffe wird hierbei durch magere Brennstroff-Luft-Gemische oder durch das Ersetzen von kohlenwasserstoffbasierten Brennstoffen durch Wasserstoff erreicht. Zeitgleich auftretende instabile physikalischer Mechanismen wirken der Emissionsminderung allerdings entgegen und können zudem zu einem Strukturversagen in der Gasturbine führen. Unter Verwendung von linearisierten reaktiven Strömungmodellen widmen wir uns dieser Herausforderung an der Professur für Thermofluiddynamik, in Zusammenarbeit mit der TU Berlin und dem ReACH Projekt (EuroTech) an der École Polytechnique in Frankreich.
Im Rahmen des Projekts werden neuartige Methoden entwickelt um Simulationen in der Molekulardynamik bezüglich der Vorhersagegenauigkeit und des Rechenaufwands zu verbessern. Um dies zu erreichen, werden Mehrkörperpotentiale und durch Deep Learning parametrisierte Ersatzmodelle verwendet. mehr zum Projekt