Bachelor- oder Masterarbeit im Bereich Simulation
THEMA
Die Entwicklung eines numerischen Raytracing-Modells zur Simulation von Lasermaterialbearbeitungsprozessen.
ANLASS
Die physikalischen Vorgänge bei der Lasermaterialbearbeitung werden entscheidend vom Energieeintrag beeinflusst, weshalb die Interaktion zwischen Laser und Materie eine wichtige Rolle spielt. Um das Verständnis der Energieeinbringung und deren Verteilung zu verbessern, werden in der numerischen Simulation Raytracing-Algorithmen entwickelt und eingesetzt. Diese Modelle dienen als Grundlage für die weitere Erforschung verschiedener physikalischer Phänomene und Effekte, wie z. B. die Keyhole-Bildung beim Lasertiefschweißen. Daher ist das Raytracing eine Voraussetzung der thermodynamischen Betrachtung von Lasermaterialbearbeitungsprozessen.
Die thermodynamischen Vorgänge im zu bearbeitenden Material werden mithilfe der Finiten-Volumen-Methode beschrieben. Zum Einsatz kommt die kommerzielle Software ANSYS Fluent. In dieser CFD (Computational Fluid Dynamics)-Umgebung soll das Raytracing-Modell in ein bereits existierendes Mehrphasenmodell implementiert werden. Die Grundlage hierfür stellen User-Definded-Functions dar, welche mit der Programmiersprache C umgesetzt werden.
Im Rahmen dieser Bachelor- oder Masterarbeit soll demnach ein Raytracing-Modell, welches in ANSYS Fluent implementierbar ist, entwickelt werden. Abschließend sollen verschiedene Benchmarks zur Verifikation dieses Modells entwickelt und umgesetzt werden.
IHRE AUFGABEN
- Einarbeitung in das Themengebiet und die physikalischen sowie mathematischen Grundlagen
- Einarbeitung in die Grundlagen von VOF-Simulation mit ANSYS Fluent
- Entwicklung und Implementierung eines Raytracing-Modells
- Verifikation des Modells
EMPFOHLENE STUDIENGÄNGE UND QUALIFIKATIONEN
- Studium der Fachrichtung Physik, Informatik, Maschinenbau, Laser- und Opto-Technologie oder eines vergleichbaren Studiengangs
- Erste Erfahrung mit der Programmiersprache C
- Erste Erfahrung mit ANSYS Fluent wünschenswert
Ihre Bewerbung mit Lebenslauf senden Sie bitte per E-Mail an personal@ifw-jena.de
Als Ansprechpartner können Sie sich an Andreas Fey unter +49 3641 204-114 wenden.