Bachelor- und Masterarbeiten

Grundsätzliches

Am IMCS gibt es vielfältige Möglichkeiten zur Anfertigung von Studienabschlussarbeiten (Bachelor und Master) und Studienprojekte für Studierende der Fachrichtungen Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften sowie Mathematical Engineering. Sie arbeiten dabei eng mit dem wissenschaftlichen Personal des Instituts zusammen, und zwar stets im Rahmen aktueller Forschungsthemen im Bereich der Mathematik und Computergestützten Simulation. Dadurch erhalten Sie wertvolle Einblicke in das ingenieurwissenschaftliche Arbeiten und erwerben sich beste Zukunftschancen.

Beispiele

Modellierung und Simulation von faserverstärktem Beton anhand realer 3D-Computertomografie-Scans (Masterarbeit BAU, 2020 – Dao Viet Anh)

Für die Modellierung und Simulation von faserverstärktem Beton ist eine realitätsnahe räumliche Verteilung der Fasern essenziell für die Qualität der numerischen Ergebnisse. Ziel dieser Arbeit war es, anhand von realen 3D-Computertomografie-Scans die Faserverteilung einer Probe als finite Elemente Modell abzubilden. Dabei wurden die Fasern als 1D-Balken und der Beton als 3D-Kontinuum modelliert und mit am IMCS entwickelten Kopplungsalgorithmen verbunden. Die Ergebnisse bestätigen, dass die Lage der Fasern essenziell für deren Verstärkungswirkung ist und vor allem bei faserverstärktem Beton darauf geachtet werden muss, dass die Fasern sich nicht in ungewollten Clustern anordnen.

Gerichtete zufällige Rotationen zur Modellierung von faserverstärkten Werkstoffen
(Studienarbeit ME, 2020 - Willi Helbig)

Für die Modellierung und Simulation von faserverstärkten Werkstoffen ist eine realitätsnahe räumliche Verteilung der Fasern essenziell für die Qualität der numerischen Ergebnisse. In realen Werkstoffen sind die Fasern jedoch meist nicht gleich verteilt, sondern weisen eine Vorzugsrichtung auf. Dies kann aufgrund von fertigungstechnischen Einschränkungen oder gezielter Verbesserung der Materialeigenschaften der Fall sein. Die Erstellung von diesen zufälligen Orientierungen entlang einer Vorzugsrichtung wurde in dieser Studienarbeit erforscht. Dafür wurde erfolgreich eine eigens entwickelte, parallelisierte Software zur Monte-Carlo-Simulation der Rotationen verwendet, welche unter anderem auf dem institutseigenen High Performance Computing (HPC) Cluster ausgeführt wurde.

Poster von Studien- und Projektarbeiten

Simulating surface to air missile defence: Creating an interface between Excel and the 3D Simulation Tool STK - Lukas Fröhlich, Benedikt Harder und Alexander Popp

Development of a shared-memory parallel solver for contact mechanics - Henrik Barsch, Nora Hagmeyer und Alexander Popp

Oriented random rotations for the modelling of fiber-reinforced materiales - Willi Helbig, Ivo Steinbrecher und Alexander Popp

Quantifying the influence of uncertainty in profilometric data on the contact pressure of rough surfaces - Svenja Heitmann, Nora Hagmeyer und Alexander Popp

Algorithmic extraction of 1D curves based on CT scans of fiber reinforced concrete - Jennifer Böltz, Ivo Steinbrecher und Alexander Popp

Analyse iterativer Verfahren zur Lösung von linearen Gleichungen in Matlab - Max Bahnmüller, Matthias Mayr und Alexander Popp

Interesse?

Wenden Sie sich bei Interesse je nach gewünschter Ausrichtung der Arbeit bitte direkt an

Prof. Thomas Apel (Mathematik) oder
Prof. Alexander Popp (Computergestützte Simulation).

Liste der abgeschlossenen Arbeiten

Diplom- und Masterarbeiten:

Lars Meyer	Comparison of Constraint Enforcement Strategies for Immersed Finite Element Methods (Masterarbeit mit University of Colorado Boulder, 2022)
Aakash Dhar Dwivedi	Modeling a Stented Artery using Geometrically Exact Beam Theory (Masterarbeit mit Technische Universität München, 2022)
Leon Eckardt	Berechnung von Eigenschwingformen von Platten mittels Isogeometrischer Analysis (2021)
Christoph Ritzert	Generalized Nitsche and Penalty contact constraint enforcement in the context of immersed hierarchical B-Splines (Masterarbeit mit University of Colorado Boulder, 2020)
Dao Viet Anh	Modellierung und Simulation von faserverstärktem Beton anhand realer 3D-Computertomografie-Scans (2020)
Selina Lorenz	Numerisches Lösen eines Optimalsteuerproblems mit dem vereinfachten Signorini-Problem als Nebenbedingung (2020)
Wilhelm Böhme	Finite-Elemente-Netze ohne Maximalwinkelbedingung in dreidimensionalen Gebieten (2020)
Ibrahim Alola	Berechnung von Eigenschwingungsformen von Platten mittels FEM (2019)
Michael Kissner	Investigation of Heterotic String Vacua using Gauged Linear Sigma Models (Masterarbeit mit LMU, 2012)
Edwin Mai	Datenreduktion für Large Scale Klassifikations-Probleme (Masterarbeit bei Cassidian, 2012)
Volker Kempf	Calculation of the Temperature Field in Welding with a Pulsed Power Source (Masterarbeit mit Linde AG, 2011)
Alexander Günther	Optimale Steuerung der Dirichlet-Randdaten - Finite-Elemente-Diskretisierung und Implementierung (2011)
Bernhard Gehrmann	Berechnung zur Energieeffizienzbewertung von Gebäuden (2011)
Leonid Blank	Numerische Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen: Verifikation einer 2D-Lösung (2011)
Matthias Götz	Eine adaptive stabilisierte Finite-Elemente-Methode für ein Diffusions-Konvektions-Reaktions-Problem (Diplomarbeit 2008)
Paschraphon Ampunant	Numerische Simulation Regen-Wind induzierter Seilschwingungen (Diplomarbeit 2006)

Bachelorarbeiten:

Eike Claas Guderian	Optimierung der Hyperparameter für Physik-informierte Neuronale Netze (2023)
Jefferey Weber	Implementierung von Physik-Informierten Neuronalen Netzen in der Elastizitätstheorie unter Verwendung 2D-Rechengebieten (2022)
Jacques Choquet	Simulationsgestützte Machine Learning-Ansätze zur Vorhersage der maximalen Durchbiegung eines Träger (2021)
Vu Quoc Phong	Implementation of truss elements inside the DUNE framework (2021)
Jennifer Böltz	Automatisierte Erkennung von Fasern in CT-Daten und deren Einbettung in eine FEM-Simulation (2021)
Henrik Bartsch	Implementing the finite element method for quantum graphs (2021)
Max Bahnmüller	Algebraische Mehrgitterverfahren für torsionsfreie Kirchhoff-Love Balken (2021)
Svenja Heitmann	Adaptive Interpolation von Funktionen mittels neuronaler Netze (2021)
Leon Eckardt	Untersuchung von nicht form-regulären finiten Elementen (2019)
Dao Viet Anh	Modellierung von Balken-, Festkörper-Interaktionen mit der Finite-Elemente-Methode (2018)
Christoph Ritzert	Bestimmung kritischer Zeitschrittweiten in Struktur-Simulationen (2018)
Selina Lorenz	Lösung eines elliptischen Randsteuerproblems (2018)
Wilhelm Böhme	Finite-Elemente-Lösung einer Randwertaufgabe mit nichtglatter Randbedingung (2018)
Oliver Ermertz	Auswahl eines Netzgenerators zur Kopplung mit FEniCS (2015)
Christian Messer	FEM-Lösung ausgewählter quasilinearer partieller Differentialgleichungen mit Fokus auf Existenz und Eindeutigkeit (2014)
Andreas Huber	Experimentelle und numerische Analyse dreidimensionaler instationärer Rohrströmungen (2014)
Jan-Hendrik Webert	An optimised algorithm for the determination of solar array rotation profiles for temperature critical missions (mit Astrium, 2013)
Christian Kasten	Implementierung eines Programms zur anisotropen Netzverfeinerung (2013)
Max Prachhardt	Bestimmung der beidseitigen Randkonturen von Schleppkurvenflächen mehrgliedriger Fahrzeuge (2011)
David Droste	Computation of the resistance of a cracked electrical conductor (am ENSTA Paris, 2010)
Eric Gebhardt	Implementierung eines Netz-Managers für 3D Finite-Elemente-Netze (2011)
Edwin Mai	Approximation der Brennphase ungelenkter Raketen (mit Eurocopter, 2010)
Alexander Günther	Generierung eines speziellen dreidimensionalen Finite-Elemente-Netzes (2010)
Bernhard Gehrmann	Berechnung von Temperaturspannungen während der Hydratation von Beton (2009)
Leonid Blank	Vergleich von Zeitintegrationsverfahren für parameterinduzierte Seilschwingungen (2009)

Studien- und Projektarbeiten:

Georg Götzl	Erzeugung von Oberflächen und Extrusion von 2D-Netzen für die isogeometrische Analyse mit B-Splines/NURBS (Studienarbeit ME 2022)
Svenja Heitmann	Quantifying the influence of uncertainty in profilometric data on the contact pressure between rough surfaces (2021)
Lukas Fröhlich und Benedikt Harder	Simulation bodengestützter Luftabwehr - Einrichten einer Schnittstelle zwischen Microsoft Excel und AGI STK (Projektarbeit mit CC SBAMD, 2021)
Henrik Bartsch	Entwicklung eines SIMD-parallelen Lösers für die Kontaktmechanik rauer Oberflächen (Studienarbeit 2020)
Willi Helbig	Gerichtete zufällige Rotationen zur Modellierung von faserverstärkten Werkstoffen (Studienarbeit 2020)
Wilhelm Böhme	Implementierung eines a-posteriori Fehlerschätzers für die Stokes Gleichungen (Projektarbeit ME 2019)
Selina Lorenz	Vergleich verschiedener Lösungsstrategien für das vereinfachte Signorini-Problem (Projektarbeit ME 2019)