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Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA)

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Masterarbeit: COMSOL Finite-Elemente-Simulation des magnetischen Flusses in einem Aktuatorsystem für Turbulenzforschung

Ausschreibendes Institut: ZEA-2 - Systeme der Elektronik
Kennziffer: D059/2017, Physik, Maschinenbau, Informatik, Angewandte Mathematik

Hintergrund:
Als Partner in der durch die DFG finanzierten Forschergruppe 1779 "Aktive Luftwiderstandsreduktion durch Oberflächenwellen" entwickelt und optimiert das Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik – Systeme der Elektronik (ZEA-2) ein Aktuatorsystem zur Verwendung in Windkanal-Experimenten. Für Teilesysteme existieren dabei vereinfachte, aber gut verstandene Modelle. Allerdings beschreiben diese partiellen Modelle für ein Gesamtsystemverständnis nicht alle Eigenschaften hinreichend genau. Eines der wichtigsten Themen hierbei ist die elektromechanische Effizienz. Da das Aktuatorsystem sehr kompakt ist, um präzise laufende Wellen kurzer Wellenlänge auf Aluminiumoberflächen erzeugen zu können, sind Wärmeabfuhr und die Stromversorgung der 20 Aktuatoren eine ernstzunehmende Herausforderung bei zu geringer Effizienz. Um das Aktuatorsystem zu optimieren, muss es detaillierter und präziser modelliert werden. Daher beabsichtigen wir eine Finite-Elemente-Simulation mithilfe der Software COMSOL.

Ihre Aufgaben:
Zunächst werden Sie den magnetischen Fluss durch das Aktuatorsystem untersuchen. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden Sie COMSOL verwenden, um ein Modell des Aktuatorsystems und den magnetischen Fluss sowohl im aktuellen, als auch in geplanten verbesserten Aufbauten zu simulieren und diesen so auf beste elektrische Leistung zu Kraft Effizienz zu optimieren. Diese Arbeiten laufen dabei in enger Abstimmung mit einer weiteren Masterarbeit zum Thema „COMSOL Finite-Elemente-Simulation eines elektromechanischen Aktuatorsystems für die Turbulenzforschung“.

Sie werden die Herausforderung zur Verbesserung der Flussgeometrie in enger Zusammenarbeit mit dem Projektteam aus Ingenieuren und Physikern bewältigen. Das Team wird in der Lage sein jegliche Einsichten aus Ihrer Simulation schnell zu übernehmen und zu evaluieren. Dies wird auch in engem Kontakt mit unseren universitären Kollaborationspartnern geschehen.

Das abschließende Ziel Ihrer Arbeit wird vor allem Verbesserung der Effizienz bezüglich elektrischer Leistung zu statischer Kraft und Kraft zu Masse Verhältnis sein, aber auch diese Erkenntnisse in ein allgemeineres Modell zur besseren Planung der Wärmeabführung und vieler anderer potentiellen Verbesserungen einzufügen.

Ihr Profil:

  • Master Student in Physik, Maschinenbau, Informatik oder Angewandter Mathematik
  • Hintergrund in physikalischen Simulationen
  • Vorzugsweise Erfahrung mit COMSOL und/oder MatLab
  • Eigenverantwortliches Arbeiten

Unser Angebot:

  • Unterstützung bei der Einarbeitung in das Thema
  • An einem Modell mit physischem Gegenstück für schnelle Evaluierung und Feedback zu arbeiten
  • Mit einem erfahrenen Team aus Wissenschaftlern zusammenarbeiten
  • Laborausstattung und Werkzeuge auf neuestem Stand der Technik

Das Forschungszentrum Jülich möchte mehr Mitarbeiterinnen in diesem Bereich beschäftigen. Wir sind daher an der Bewerbung von Frauen besonders interessiert. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen sind uns willkommen.

Bewerbungen
Haben wir Ihre Neugierde und Ihr Interesse geweckt?
Dann melden Sie sich bitte!
Weitere Informationen erhalten Sie bei:

Britta Hallmann
Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik
ZEA-2: Systeme der Elektronik
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich
E-Mail: verwaltung.zea2@fz-juelich.de


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