FE-Modellierung von Lastfällen zur Ermittlung von Verformungsursachen von Parabolrinnenspiegeln - Anwendung von Optimierungsverfahren

Ihre Mission:

Das Institut für Solarforschung des DLR forscht an vier verschiedenen Standorten in Deutschland und Südspanien an der technischen und wirtschaftlichen Optimierung solarthermischer Energiegewinnung. Die Abteilung Qualifizierung entwickelt im QUARZ-Zentrum am DLR in Köln Teststände und Prüfmethoden zur objektiven Bewertung von Einflüssen auf die Performance solarthermischer Komponenten und erarbeitet hierzu Standardisierungskonzepte. Unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten sind stets anwendungsbezogen und industrienah. Wir haben den Anspruch national wie international an der Spitze der Solarforschung zu stehen.

Eine Schlüsselkomponente solarthermischer Kraftwerke stellen die verwendeten Spiegel dar. In Parabolrinnenkollektoren reflektieren sie das Sonnenlicht auf einen Receiver und ermöglichen die Stromerzeugung mittels eines konventionellen Kraftwerksprozesses. Präzision bei der Herstellung der Spiegel und der Montage im Feld tragen wesentlich zur Maximierung des Ertrages und somit zur Konkurrenzfähigkeit solarthermischer Kraftwerke bei. Eigenlast und auftretende Reaktionskräfte an den Spiegelaufhängungen führen jedoch zu Abweichungen von der idealen Parabelform und können somit zu einem Verlust an nutzbarer Leistung führen.

Im Rahmen dieser Masterarbeit oder Diplomarbeit entwickeln Sie ein Verfahren, das den Rückschluss von gemessener Spiegelform auf ursächliche Kräfte an den Spiegelaufhängungen erlaubt. Hierzu wählen Sie ein Optimierungsverfahren aus, bewerten es auf seine Eignung hin und implementieren es modular in vorhandene Matlab-Routinen. In jedem Optimierungsschritt simulieren Sie dabei den Einfluss definierter Lasten bzw. Verschiebungen in ANSYS Workbench und werten die resultierende Spiegelform in Matlab aus. Die Abweichung zwischen modellierter und gemessener Spiegelform wird dann als Entscheidungskriterium für die Anpassung der Last- oder Verschiebungsparameter für die nachfolgende Iteration verwendet oder - bei Erreichen eines zuvor definierten Abbruchkriteriums - der Optimierungsprozess beendet.

Die geplanten Schritte für Ihre Masterarbeit oder Diplomarbeit sind:
Einarbeitung in die Thematik und die vorhandenen Modelle
Auswahl des Basis-Optimierungsverfahrens
Implementierung des Optimierungsverfahrens in vorhandene Tools
schrittweise Validierung anhand von Simulations- und ggf. realen Messdaten
Verbesserung des Verfahrens durch Erprobung weiterer Optimierungsalgorithmen
Dokumentation der Ergebnisse in schriftlicher Form

Weitere Informationen

Unternehmen

Thesius Inspiration

Bereich/Abteilung

DLR

Abschlussart

Bachelorarbeit

Branche

Forschung und Entwicklung

Schlagwörter

Finite Elemente Analyse Local Search Neuronale Netze evolutionäre Algorithmen C++ Maschinenbau Informatik Mathematik Physik Matlab Optimierungsverfahren Parabolrinnen Solarforschung FE-Modellierung

Anforderungen

Masterstudierende oder bestandenes Vordiplom in Physik, Mathematik, Informatik, Maschinenbau oder verwandte Studiengänge
Programmiererfahrung in Matlab, idealerweise auch C++
Kenntnisse auf dem Gebiet der mathematischen Optimierung (Evolutionäre Algorithmen, Neuronale Netze, Local Search u.ä.)
Vorkenntnisse in Solartechnik, Finite Elemente Analyse und Strukturmechanik wünschenswert
Eigeninitiative und Freude am selbstständigen Arbeiten

Zusatzinformationen

Student Physik, Mathematik, Informatik, Maschinenbau o.ä. (m/w)

Masterarbeit, Diplomarbeit

Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Schwerbehinderte Bewerberinnen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Bewerbung unter: http://www.dlr.de/dlr/jobs/desktopdefault.aspx/tabid-10596/1003_read-11480/