Praktika, Studentische Hilfskräfte und Abschlussarbeiten

Die Entwicklung eines mehrkanaligen Durchflusssensors gemäß dem Patent WO 2010/069307 A1 zielt darauf ab, den Gasgehalt in strömungsführenden Komponenten zu quantifizieren. Ein entscheidender Vorteil dieses Sensors liegt in seinem optischen Messprinzip, das auf einer faseroptischen Ankopplung und der Analyse des Lichtausgangssignals basiert. Dadurch werden elektrische Potentiale im Messbereich vermieden, was insbesondere bei explosiven Gemischen große Vorteile gegenüber elektrischen Messverfahren bietet (intrinsische Sicherheit).
Durch Vorversuche am Institut für Experimentelle Fluiddynamik am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf an Gas-Flüssigkeitsströmungen wurde gezeigt, dass aufgrund der Kapillareffekte in engen Kanälen und der unterschiedlichen Brechungsindizes von Gas- und Flüssigphase eine eindeutige Binarisierung des Sensorausgangssignals durchgeführt werden kann. Aufbauend auf den bisherigen Arbeiten mit einem einkanaligen Sensorprototypen, der auf einer polymeren optischen Faser (POF) mit einem Durchmesser von 1 mm beruht, sind im Rahmen der weiteren Forschung folgende Aufgaben zu bewältigen:
Aufgaben

• Die Anpassung auf einen POF-Durchmesser von 1,5 mm bei der einkanaligen Konfiguration
• Die experimentelle Untersuchung des neuen einkanaligen Prototyps mithilfe der bereits entwickelten Versuchsanlage und Auswerteprogramme
• Konstruktive Entwicklung eines mehrkanaligen Sensorkörpers für Gasgehaltmessungen im System
• Entwicklung eines Übergangadapters zur Optimierung der Strömungsverteilung zwischen dem DN10 Strömungsrohr und dem Sensorkörper

• Student: in z. B. Verfahrenstechnik, Maschinenbau, Chemieingenieurwesen
• Interesse an Strömungsmechanik und Entwicklung der Messtechnik
• Erfahrungen mit 3D-CAD-Tools
• Grundkenntnisse in Python-Programmierung

Beginn ab sofort möglich
Dauer des Praktikums oder der Abschlussarbeit gemäß Studienordnung

Feinkörnige Feststoffpartikel aus verschiedenen industriellen Quellen, die sonst entsorgt würden, sollten idealerweise zu wertvollen Produkten oder inerten Rückständen verarbeitet werden. Sie enthalten wertvolle Reststoffe, wie z. B. Metalle, die in den industriellen Kreislauf zurückgeführt werden können, anstatt sie zu deponieren. Dies ist ein Ziel des Helmholtz-Projekts FINEST, in das diese Arbeit eingebettet ist.
Die verschiedenen Feinstpartikel müssen für die Weiterverarbeitung gemischt und agglomeriert werden. Unsere Arbeit im Projekt beschäftigt sich mit dem Mischen der Partikel. Ein Ziel ist es, den Partikelstrom auf der Grundlage der Rheologie des Schüttguts zu beschreiben, während der Mischungsprozess zwischen den Partikeln mithilfe einer Transportgleichung beschrieben wird.
Der Mischungsprozess zwischen den Partikeln wird durch die Transportgleichung beschrieben. Sie muss mit dem Strömungsfeld der Partikelströmung gekoppelt werden. Letzteres kann durch CFD modelliert werden, z. B. mit FEM. Hier ist ein rheologisches Modell erforderlich.
Wir suchen jemanden mit Erfahrung in CFD oder anderer Modellierung, um die Implementierung dieses Modells fortzusetzen.

• Student:in z. B. Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Computational Engineering, Maschinenbau (Simulationsmethoden, ...) usw.
• Interesse an Strömungsmechanik und Modellierung
• Erste Erfahrung in CFD, idealerweise OpenFOAM
• Erste Erfahrungen in der Code-Entwicklung (C++) optional

• Beginn ab September 2024 möglich
• Dauer des Praktikums oder der Abschlussarbeit gemäß Studienordnung
• Vergütung möglich, Stipendiaten (z. B. ERASMUS+) willkommen

Die Anwendung der Phage Surface Display (PSD) -Technologie hat die Entwicklungen auf dem Gebiet der biomolekularen Sensoren und der Materialwissenschaft beschleunigt. Eine praktische Ergänzung zu dieser Technologie ist Next-Generation Sequencing (NGS). In dieser Kombination wird eine umfassendere Betrachtung von Biopanning-Runden mit einem tiefen Einblick in den gesamten Sequenzraum ermöglicht. Es ist möglich, Sequenzierungsartefakte zu identifizieren, Sequenzanzahl und -struktur zu bestimmen, Bindungsmotive zu erkennen und die Entwicklung der Phagenbibliothek im Laufe eines Experiments zu beobachten. PSD in Kombination mit Biopanning ist in der Lage, aus großen Peptidbibliotheken Kandidaten mit hoher Affinität und Selektivität zu den gewünschten Substraten auszuwählen. In der Praxis führt diese spezifische Anreicherung von Peptiden zu einer Verringerung der Bibliotheksvielfalt. Es sollte daher möglich sein diese Reduzierung des Sequenzraums mit Hilfe von Data Clustering Methoden besser darstellen zu können um Distanzen zwischen ähnlichen Sequenzfamilien besser zu verstehen.

Vorrausetzung ist eine gültige Immatrikulation in einem Masterstudium der Bioinformatik, Biotechnologie, Molekularbiologie, Biochemie, Biologie oder einem verwandten naturwissenschaftlichen Studiengang. Weiterhin:

- Interesse in Data Cluster Methoden und der Bioinformatik
- Grundkenntnisse in Bioinformatik, Statistik, Stochastik und Clustering
- Erfahrung mit einer Programmiersprache (z. B. Python, R, C, C++ oder Andere)
- Selbstständige Arbeitsweise und Teamfähigkeit
Interessierte Studierende werden gebeten, ihre Bewerbungsunterlagen inklusive Lebenslauf, letztes Studienzeugnis und Motivationsschreiben einzureichen.

Das Thema ist im Rahmen einer Master- Diplomarbeit in Verbindung mit einem Pflichtpraktikum zu bearbeiten. Daraus ergibt sich eine Laufzeit von 12 Monaten. Eine Verlängerung oder Anpassung der Laufzeit kann in Absprache mit dem Betreuer erfolgen. Wir können dir bieten:

- Ein innovatives multidisziplinäres Forschungsumfeld mit Bezug zu relevanten Fragestellungen in der Ressourcentechnologie
- Betreuung durch erfahrene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
- Praxisnahe Erfahrungen im Bereich der Bioinformatik und Directed Evolution

At Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), over 1,500 employees from more than 70 nations are conducting cutting-edge research in the fields of ENERGY, HEALTH, and MATERIALS to address the major challenges facing society today.
The Center for Advanced Systems Understanding (CASUS), founded in Görlitz in 2019, is a German-Polish interdisciplinary research center focusing on data-intensive digital systems.
CASUS offers student internships in a wide range of scientific fields. You are welcome to apply and join CASUS if you are interested in gaining knowledge in the following research areas:

• Theoretical Chemistry
• Earth System Science
• Systems Biology
• Digital Health
• Computational Radiation Physics
• Theory of complex systems
• Dynamics of Complex Living Systems
• Machine Learning for Infection and Disease

• Student in computer science, physics, chemistry, or related fields
• Student already enrolled at the university in Germany, Poland or Czech Republic (close exchange and attendance in the office preferable and combined with the moblie working from Germany combinable)
• Eager to learn new skills
• Strong motivation to work in a collaborative environment
• Preliminary experience in code development is an advantage
• Excellent communication skills in English and/or German or Polish

• A vibrant research community in an open, diverse and international work environment
• Scientific excellence and extensive professional networking opportunities
• A wide range of qualification opportunities
• We support a good work-life balance with the possibility of part-time employment, mobile working and flexible working hours
• Either an immediate start or a start in 2024 is possible

Data acquisition in large industrial vessels such as bio reactor, biogas fermenters or wastewater treatment plants is limited to local measurement points due to the limited access to the vessel and the non-transparent fluid. To optimize these kinds of plants the three-dimensional flow field and the spatial distribution of e.g. temperature and electrical conductivity inside the vessel needs to be known. This can be done by the autonomous flow following lagrangian sensor particles (LSP) developed at the HZDR. Equipped with a pressure sensor, an accelerometer, two gyroscopes and a magnetometer, the sensor particle can track the flow movement inside of the vessels. From this, the flow field can be reconstructed.

To achieve a good flow following behavior, the density of the LSP can be adjusted before they are released into the vessel. While this works well for non-aerated systems, the influence of aeration on the flow following capability is unknown. Another unknown is how the velocities of the rising bubbles and of the continuous phase relates to the velocity measured by the LSP.
Therefore, the aim of this master thesis is to investigate the influence of aeration on the LSPs theoretically and experimentally by tracking the LSP with a camera. This includes the following tasks:

• Literature research on flow following behavior of large particles in fluids
• Experiments in a bubble column (330 mm ID) with LSPs and camera
• Data evaluation to retrieve the fluid velocity, bubble rising velocity and LSP velocity
• Comparison and conclusions on the flow following capability of LSPs in aerated reactors and comparison to the non-aerated case.

• Studies in the area of chemical or mechanical engineering or similar
• Basic chemical and fluid engineering knowledge
• Data analysis in Python
• Independent and structured way of working

• Immediate start possible
• Duration according to the respective study regulations

Hintergrund:

Derzeit gibt es eine breite Diskussion darüber, ob eine Lüftung durch häufiges Öffnen der Fenster ausreicht, um eine ausreichende Menge an Frischluft bereitzustellen, oder ob technische Luftreinigungsgeräte, z. B. auf der Basis von HEPA-Filtern, die bessere Lösung für öffentliche Räume sind. Darüber hinaus gibt es eine weitere Diskussion, ob eine gut geführte laminare Strömung oder ein hoher Durchmischungsgrad im Raum vorteilhafter ist. Letzteres verteilt einerseits die potentiell virenbelasteten Aerosole im gesamten Raum, reduziert aber andererseits die Spitzenkonzentrationen dieser Aerosolwolken um Größenordnungen.

Ziele:

Ziel ist die Durchführung von Aerosolausbreitungsexperimenten und die Abschätzung der potenziellen Aerosolinhalation von Personen in dynamischen Situationen. Zu diesem Zweck wird ein Aerosolgenerator in einem Demonstrationsraum unter verschiedenen Strömungsbedingungen eingesetzt. Die Daten aus den verschiedenen Szenarien werden verarbeitet, um eine Übertragungsfunktion zu erhalten, die eine Beziehung zwischen der Aerosolquelle und den Aerosolempfängern herstellen kann.

Aufgaben:

• Literaturrecherche
• Aerosol-Experimente in verschiedenen Szenarien
• Analyse der Daten

• Studium der Natur- oder Ingenieurswissenschaften
• Interesse und Freude an experimenteller wissenschaftlicher Arbeit

Dauer:

4-6 Monate

Vergütung:

Vergütung erfolgt nach HDZR-Richtlinien