Aktuelles zu studentischen Arbeiten

• Projekt-, Masterarbeit: Soft Robotic

• Integrativer Entwurf einer achsensymmetrischen Aerospike‑Düse für Windkanaluntersuchungen im Trisonischen Windkanal

Aerospike-Düsen sind aufgrund ihrer Höhenanpassungsfähigkeit und des Potenzials für höheren Schub im Vergleich zu glockenförmigen Düsen besonders interessant. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein integratives Design für eine achsensymmetrische Aerospike-Düse erarbeitet werden, die in ein vorhandenes lineares, spannweitig befestigtes Modell für die Messstrecke des Trisonischen Windkanals eingebunden wird. Dafür ist eine fundierte theoretische Einarbeitung in kompressible Düsenströmungen erforderlich, mit Schwerpunkt auf Aerospike-Düsen und der Konturauslegung von achsensymmetrischen Konzepten. Aufbauend darauf soll ein fertigungsgerechtes CAD-Konzept unter den gegebenen Bauraum- und Randbedingungen des Windkanals erstellt werden, ergänzt durch eine kompakte Festigkeitsabschätzung bei variierenden Betriebszuständen.

Ansprechpartner: Paul Wißmann M.Sc.

• Aktive transsonische Buffetkontrolle mit Air-Jet-Wirbelgeneratoren

Transsonisches Buffet ist ein kritisches instationäres Strömungsphänomen, das an Profilen und Flügeln bei bestimmten Kombinationen von Anstellwinkel, Machzahl und Reynoldszahl auftritt. Es führt zu ausgeprägten Auftriebsschwankungen, starken instationären aerodynamischen Lasten mit intensiven Vibrationen (Buffeting) sowie zu einem erheblichen Widerstandsanstieg. Ziel dieses studentischen Projekts ist die Untersuchung der aktiven Kontrolle des transsonischen Buffets mittels luftgestützter Wirbelgeneratoren (Air-Jet Vortex Generators). Der Fokus liegt auf dem Verständnis, wie eine gezielte Beeinflussung der Grenzschicht durch jetinduzierte stromlinienparallele Wirbel die Stoßdynamik und die damit verbundene instationäre Strömungsablösung beeinflusst. Zur Erfassung der Geschwindigkeitsfelder im Buffet-Regime wird die zeitauflösende Particle Image Velocimetry (PIV) eingesetzt, die eine detaillierte Analyse kohärenter Strömungsstrukturen, der Stoßbewegung und der Turbulenzeigenschaften ermöglicht. Die experimentellen Ergebnisse sollen physikalische Einblicke in die zugrunde liegenden Strömungsmechanismen liefern und die Wirksamkeit von Air-Jet Vortex Generatoren als Strategie zur Kontrolle des transsonischen Buffets bewerten.

Ansprechpartner: Dr. Deepak Ramaswamy

• Breathing tests on an artificial human head at different rates of human breathing

The dispersal of human exhaled aerosol is important for understanding spread of respiratory diseases indoors. Further, cardio exercises would lead to increased breathing rate and exhaled aerosols.  The goal of the project thesis would be to analyse the data to find velocity and concentration profile of the exhaled aerosol. 

Ansprechpartner: Ph.D. Abhilash Sankaran

• Tropfenerzeugung im Mikroliter-Bereich

Zur systematischen Untersuchung von Mischungsvorgängen von Alkoholen und Wasser oder von Tropfenaufprall auf Oberflächen, ist die reproduzierbare Generierung von Flüssigkeitstropfen im Mikroliterbereich von zentraler Bedeutung. Ziel des Projekts ist es, ein Experiment aufzubauen, welches Tropfen im Volumenbereich von 5–100 μl erzeugen kann. Die Arbeit soll auch eine Abschätzung der Genauigkeit des Erzeugungsprozesses beinhalten. Weiterhin sollen nur einzelne Tropfen die Wasseroberfläche erreichen, was z.B. mithilfe einer automatisierten Schaltung erreicht werden kann. Diese Schaltung soll gleichzeitig auch die Kameras ansteuern, welche den Mischprozess dokumentieren sollen.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Thomas Fuchs

• Entwicklung und Bewertung von Defocusing PTV Messaufbauten für Tropfenmessungen

Die Untersuchung von Strömungen in Tropfen mit Volumina im Mikroliterbereich ist eine große Herausforderung. Der optische Zugang ist stark eingeschränkt und die physikalischen Vorgänge sind kleinskalig, im Mikrometer bis Millimeter Bereich. Die Messung von Tropfenströmungen auf Oberflächen oder bei Mischungsvorgängen ist zudem hochgradig dreidimensional, sodass ausschließlich volumetrischen Strömungsmessmethoden zur Anwendung kommen können. In diesem Projekt ist es das Ziel die drei-dimensionale Defocusing PTV Messmethode so anzupassen, dass das Strömungsfeld in Strukturen von bis zu 5 mm Durchmesser erfasst werden kann. Dabei soll sowohl Fluoreszenzbildgebung als auch Bildgebung mithilfe von Mie-Streuung zur Anwendung kommen.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Thomas Fuchs

• Parallax PTV on curved surfaces

Parallax PTV ist eine Strömungsmessmethode zur Erfassung von wandnahen Strömungsfeldern. Die wandnormale Partikelposition wird hier mithilfe des Spiegelbilds eines Partikels an der Wand mit hoher Präzision bestimmt. Bis dato ist die Messtechnik nur bei ebenen Oberflächen zur Anwendung gekommen, was den Anwendungsbereich stark einschränkt. In diesem Projekt soll die Parallax PTV Methode weiterentwickelt werden, um auch die wandnahe Strömung auf moderat gekrümmten Oberflächen zu messen, wie z.B. auf  Tragflügelprofilen. Die Arbeit umfasst die Messung der Strömung über eine gekrümmte Oberfläche, die Erfassung der Geometrie der
Oberfläche und die anschließende Korrektur der Partikelpositionen relativ zur gekrümmten Oberfläche.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Thomas Fuchs