Anbindung thermischer Simulationsmodelle an Digitale Zwillinge

Bachelor-/Masterarbeit: Anbindung thermischer Simulationsmodelle an Digitale Zwillinge

Anmerkung: Diese Arbeit ist auch hervorragend für Maschinenbauer/Materialwissenschaftler geeignet, die in die Programmierung einsteigen möchten.

Digitale Zwillinge sind aus der heutigen Produkt- und Prozessentwicklung nicht mehr wegzudenken. Sie repräsentieren reale technische Assets oder Prozesse in modellhafter Form, wobei sie zumeist noch zusätzliche Algorithmen oder Analysesoftware enthalten. Somit bieten sie ein mächtiges Werkzeug, das während des gesamten Lebenszyklus des Systems das Zusammenspiel aller Komponenten analysieren, voraussagen und somit auch optimieren kann.

Die Simulation thermischer Vorgänge (z.B. durch die Verwendung von FEM-Solvern) wird dabei zumeist noch isoliert betrachtet. Je komplexer die Anwendungsszenarios der Digitalen Zwillinge werden, umso mehr fehlen jedoch die Informationen über die thermischen Vorgänge, sei es bei der Simulation von Satelliten (s. Bild, Energieübertrag auf die Solarpanels, Aufheizen kritischer Bereiche) oder der Arbeitsmaschinen-Simulation (Veränderung der Materialeigenschaften unter Hitzeeinfluss, Wärmeableitung in Motoren/Getrieben etc.).

Beispiele für Thermalsimulationen an einem Satelliten (Projekt iBOSS: TUB/SLA/MMI/RIF).

Aufgabenbeschreibung

Das MMI bietet mit der Software VEROSIM eine umfassende Simulationsumgebung für Digitale Zwillinge aus verschiedensten Anwendungsbereichen (Industrie, Weltraum, Wald). In dieser Arbeit soll ein geeignetes Framework für thermische Simulationsmodelle an VEROSIM angebunden werden. Dabei kann auf bereits bestehende Kopplungen mit FEM zur Struktursimulation zurückgegriffen werden. Je nach Umfang der Arbeit (BA/MA) und Hintergrund des Studenten (Elektrotechnik/Maschinenbau/Physik…) ist auch nur eine erste Schnittstellenimplementierung in z.B. MATLAB denkbar und dafür eine tiefergehende thermische Analyse eines konkreten Anwendungsbeispiels.

Stichworte: Digitaler Zwilling, Thermalsimulation, Material- und Bauteilauslegung

Betreuer: Kaufmann

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