Forschungsdatenbank: Projekte

Doktorandin Cassandra Moers erforscht Aluminium-Dickdrähte, die in einer Vielzahl von elektronischen Komponenten verarbeitet sind, beispielsweise in Sensoren und Steuergeräten von Transportmitteln. Solche elektronischen Komponenten gewinnen im Rahmen der E-Mobilität und des "unterstützenden und autonomen Fahrens" zunehmend an Bedeutung. Im täglichen Einsatz werden die Aluminium-Dickdrähte mechanischen, thermischen und elektrischen Belastungen ausgesetzt und können mit der Zeit versagen, was zu einem Komplettausfall des Bauteils führen kann. Deshalb untersucht und bewertet Doktorandin Cassandra Moers die Zuverlässigkeit der Drahtmaterialien und simuliert deren Einsatzverhalten. Die Aluminium-Dickdrähte, die sie untersucht, haben Durchmesser von unter einem halben Millimeter, was etwa zehnmal so dick wie ein menschliches Haar ist.

Im Betrieb eines eBikes entstehen Vibrationen und Geräusche, z.B. durch die Funktionsweise der Antriebseinheit oder auch durch das Zusammenspiel von Fahrer und Rad. Aufgrund von dynamischen Effekten erfolgt dabei eine Anregung entlang einzelner Strukturen bis auf Systemebene. An freien Oberflächen kommt es zudem zu einer Schallabstrahlung an die Umgebung. Da die Entwicklung von eBikes aktuell stark forciert wird und Geräusch-/Vibrationsthemen besser verstanden werden sollen, wird im Rahmen der Promotion von KEVIN STEINBACH ein computergestütztes Modell der Antriebseinheit unter diesem Aspekt entwickelt. Mit dem Simulationsmodell soll dann das so genannte NVH-Verhalten (Noise Vibration Harshness) der Antriebseinheit abgebildet und vorhergesagt werden können. Dies würde Optimierungsmaßnahmen bereits am virtuellen Prototypen ermöglichen und – im Sinne einer ressourcenschonenden Entwicklung – zeitaufwendige Versuchsmuster reduzieren.

Das Forschungsvorhaben von MARIO BEDRUNKA vereint Physik und künstliche Intelligenz, indem neuronale Netze direkt in die Lattice-Boltzmann-Methode (LBM) integriert werden – einem etablierten Verfahren zur Simulation komplexer Strömungen. Ein zentrales Ergebnis ist das im Rahmen der Promotion entwickelte Python-Framework "Lettuce". Dieses nutzt PyTorch zur GPU-Beschleunigung von Simulationen und ermöglicht die nahtlose Einbindung von Machine-Learning-Algorithmen.

Qualitativ hochwertiges Wasser stellt eine der meist verwendeten Ressourcen in der Industrie, der Landwirtschaft und in privaten Haushalten dar. Die Aufbereitung von Roh- und Abwässern zu den gewünschten Wasserqualitäten (z.B. Trink- vs. Reinstwasser) erfordert jedoch eine Vielzahl an Prozessschritten, um potentiell gesundheitsgefährdende Wasserinhaltsstoffe abzubauen. Verbreitet kommen dabei Oxidationsprozesse zum Einsatz (z.B. mittels elektrolytischer Ozonung), die jedoch auch mit der Entstehung von kritischen Desinfektionsnebenprodukten einhergehen können. Daher entwickelt und charakterisiert Doktorand PHILIPP GILLEMOT instrumentell-analytische Methoden, um die im Rahmen der Wasseraufbereitung entstehenden, oxidierenden Stoffe differenziert zu erfassen. Diese Werkzeuge sollen zur Beurteilung dienen, inwieweit die reduktive Aufarbeitung von kontaminierten Wässern als effiziente Alternative zur oxidativen Wasseraufbereitung eingesetzt werden kann, um kritische Wasserinhaltsstoffe unschädlich zu machen.

"Im Rahmen des GridCloud-Projekts werden fortschrittliche Technologien des digitalen Zwillings entwickelt, um das Netzmanagement in Österreich, Deutschland und der Türkei zu optimieren und so den Grundstein für ein widerstandsfähiges und effizientes Energienetz zu legen, das auf breiter Basis eingesetzt werden kann."

Projektleitung an der H-BRS

Das GREATER-Projekt zielt darauf ab, Ruanda bei der Energiewende zu unterstützen, die für ein nachhaltiges soziales und wirtschaftliches Wachstum des Landes erforderlich ist. Um die Energielücke zu schließen und der ruandischen Bevölkerung einen gleichberechtigten Zugang zur Elektrizität zu ermöglichen, ist eine umfassende Nutzung erneuerbarer Energiequellen geplant. Gemäß den Regierungsstrategien für die Energieentwicklung wird die netzunabhängige, dezentrale Energieerzeugung eine Schlüsselrolle spielen, was sowohl die Ausbildung einer neuen Generation qualifizierter Fachkräfte als auch die weitestgehende Verbreitung eines grünen Bewusstseins in der nationalen Gemeinschaft erfordert.

Projektleitung an der H-BRS

OpenSKIZZE: Open Source Entwicklungstools für Stadtentwicklung: Klimafolgenanpassung mit kooperativen KI-gestützten Entscheidungsprozessen. OpenSKIZZE soll als Open-Source KI-Assistent die Erkenntnisse aus Klimamodellen in konkrete Bauprojekte überführen. Dieses System soll alle Stakeholder frühzeitig in den Prozess einbinden und sie über die Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf das lokal-städtische Klima aufklären.

Projektleitung an der H-BRS

Ein steigendes Umweltbewusstsein sowie zunehmend ambitioniertere nationale und internationale Treibhausgas-Reduktionsziele führen zu einem Innovationsdruck, welcher sich in der Kunststoffbranche dadurch bemerkbar macht, dass Produkte mit möglichst wenig Materialeinsatz angefordert werden. Wichtige Produktmerkmale sollen dabei allerdings bestehen bleiben. Im Rahmen des TreeOpt Projekts, welches in Kooperation mit der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg durchgeführt wird, werden Methoden zur Optimierung von Blasformteilen entwickelt. Ziel ist es, Blasformprodukte so anzupassen, dass sie sich möglichst ressourcenschonend herstellen lassen. Hierzu muss neben der Form des Produkts auch das Herstellungsverfahren in der Optimierung berücksichtigt werden.

Projektleitung an der H-BRS

Die bio-chemische Forschung ist zunehmend auf akkurate Computermodellierung und -analyse angewiesen. Dieses Forschungsfeld ist naturgemäß hoch interdisziplinär, da physikalische Grundgesetze algorithmisch umgesetzt werden müssen, um in Anwendungen der Lebenswissenschaften relevante Beiträge liefern zu können. Das Projekt und die damit verbundene Initiative UMMBAS bündelt disziplinübergreifend die starke Expertise an der H-BRS in der Methodenentwicklung, der Visualisierung und der Anwendung computergestützter Verfahren zur Entschlüsselung materialwissenschaftlicher und biochemischer Fragestellungen.

Projektleitung an der H-BRS

In diesem Projekt wird die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg die Verfügbarkeit des Biertrebers sowie die Nachhaltigkeit der Beschaffung und Aufbereitung analysieren. Das Design einer geeigneten elektrochemischen Elektrolysezelle wird an der Robert Gordon University durchgeführt.

Projektleitung an der H-BRS