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TU Berlin

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Thermofluiddynamisches Projekt

Lupe

Dieses Projekt bietet Einblicke in aktuelle Forschungsfelder der Thermofluiddynamik des Fachgebiets Dynamik instabiler Strömungen. Dazu zählen Fragestellungen aus Bereichen wie z.B. Strömungs- und Flammendynamik, Strömungskontrolle, Instabilitäten in reagierenden Strömungen oder spezielle Verfahren der Datenanalyse. 

In diesem Semester wird ein Fokus auf die Methoden des Machine Learning gelegt. Diese finden auch in den Strömungsmechanik vermehrt Einsatz, um große Datenmengen zu verarbeiten, das dynamische Verhalten von Strömungen zu approximieren, oder zur Optimierung von Parametern von Experimenten. Im thermofluiddynamischen Projekt werden die Studierenden einen vertieften Einblick in dieses Feld bekommen und selbstständig Lösungen für konkrete Probleme erarbeiten. In diesem Projekt werden zwei Schwerpunkte in separaten Teilprojekten behandelt:

  1. Die Modellierung von kohärenten Strukturen in turbulenten Strömungen mittels neuronaler Netze.
  2. Maschinengesteuerte Optimierung eines Experiments zur Anregung kohärenter Strukturen.

Im ersten Teilprojekt werden vorhandenen Messdaten aus aktuellen Forschungsprojekten verwendet, um neuronale Netze zu trainieren. Ziel ist dabei eine möglichst exakte Vorhersage der zeitlichen Entwicklung der Strömung. Ausgangslage sind dazu aktuelle wissenschaftliche Arbeiten auf diesem Gebiet. Im Laufe des Projekts können die Studierenden weitere Ansätze erproben und ihre Lösungen mit analytischen Modellen vergleichen. Die Bearbeitung des Projekts erfolgt im Laufe des WS 20/21 mit wöchentlichen Treffen. Abgeschlossen wird das Projekt mit einem Bericht und einer Präsentation der Ergebnisse.

Im zweiten Teilprojekt sollen datengestützte Optimierungsmethoden dazu genutzt werden, um optimale Parameter für die Aktuation kohärenter Strukturen in einer Strömung zu finden. Dazu steht ein Freistrahlprüfstand zur Verfügung. Dabei bildet eine gemessene Geschwindigkeit die Zielfunktion, die durch Variation des Anregungssignals minimiert werden soll. Die gefunden Konfiguration soll dann mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen werden. Die Durchführung der Experimente erfolgt blockweise in der zweiten Hälfte des WS 20/21. Abgeschlossen wird das Projekt mit einem Bericht und einer Präsentation der Ergebnisse.


Arbeitsaufwand:                                  

6 LP (180 h)

 

Zeitraum:                                           

02.11.2020 – 31.03.2021

 

Maximale Teilnehmerzahl:                  

5 je Projekt

 

Obligatorische Voraussetzungen:         

Vorkenntnisse in MATLAB/Python und Strömungsmechanik

 

Wünschenswerte Voraussetzungen:     

gute Kenntnisse in turbulenten Strömungen und fortgeschrittener Datenanalyse (Grundlagen turbulenter Strömungen, Kontrolle turbulenter Strömungen, Methoden der Datenanalyse in der Thermofluiddynamik, Mess- und Informationstechnik in der Strömungsmechanik I) 

 

Modulbestandteile: 

Vorlesungsteil (ca. 15 h), Projektarbeit (ca. 130 h), Projektbericht (ca. 20 h), Abschlusspräsentation (ca. 15h)


Anmeldeformalitäten: 

Bei Interesse , sodass weitere Informationen über Mail verschickt werden können. Eine Informationsveranstaltung ist für die erste Semesterwoche geplant.

                 

Ansprechpartner für Modellierung: Moritz Sieber

Ansprechpartner für Experimente:

 

Hinweis:

Dieses Modul ist Bestandteil folgender Modullisten:

  • Physikalische Ingenieurwissenschaft (Master of Science)

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