Practical trainings, student assistants and theses

Experimentelle Untersuchung des Stofftransportes in Blasenströmungen (Id 268)

Master theses / Diploma theses / Compulsory internship

Foto: Visulalsierung des Produktes der Reaktion von Fe(EDTA) und NO ©Copyright: Ragna KippingBlasensäulen sind ein beliebter Reaktortyp für die Durchführung von gas-flüssig Reaktionen in der chemischen Industrie. Sie zeichnen sich durch hohe Stofftransportraten und eine gute Durchmischung aus. Die Auslegung dieser Apparate basiert jedoch meist auf groben Abschätzungen, da die in Blasensäulen ablaufenden Prozesse sehr komplex sind. Dieses Projekt befasst sich mit der Untersuchung des Stofftransportes an Einzelblasen und Blasengruppen. Die zu untersuchende Reaktion ist eine Modellreaktion und zeichnet sich durch die Bildung eines farbigen Reaktionsproduktes aus und kann spektroskopisch erfasst werden.

Die Aufgabenstellung umfasst:
- Literaturrecherche
- Durchführung der Stofftransportmessungen an einem bestehenden Versuchsaufbau im Chemielabor
- Auswertung der gewonnenen Messdaten vorzugsweise mit Matlab
- Dokumentation und Vergleich mit Literaturdaten

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Kipping, Ragna

Requirements

- Studium des Chemie-Ingenieurwesen, Verfahrenstechnik, o.ä.
- Freude am experimentellen Arbeiten
- Laborerfahrung wünschenswert
- Erfahrungen im Umgang mit Matlab von Vorteil

Conditions

Dauer: 4-6 Monate

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Auswertung experimenteller Untersuchungen an einer Blasensäule zur Erweiterung numerischer Zweiphasensimulationen (Id 267)

School practical training / Student practical training / Bachelor theses / Student Assistant / Compulsory internship

Foto: PIV Image ©Copyright: Hendrik HeßenkemperNumerische Strömungssimulationen (CFD) bieten in zunehmendem Maße eine Alternative zur Optimierung und Verbesserung sowohl bestehender als auch neuartiger industrieller Prozesse oder Produkte, wofür ansonsten kostspielige und zeitaufwendige Versuchs- und Pilotanlagen verwendet werden. Während die Simulation einphasiger Strömungen stabile und zuverlässige Vorhersagen erlaubt, sind aufgrund der Komplexität und der Vielzahl an zusätzlichen Wechselwirkungen numerischen Untersuchungen für mehrphasige Strömungen bisher nur für ausgewählte Fälle validiert und sinnvoll.
Um die Anwendbarkeit numerischer Mehrphasensimulationen zu erweitern, werden am Institut für Fluiddynamik des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf videometrische Untersuchungen in Blasensäulen durchgeführt, um Phasenwechselwirkungsphänomene quantitativ zu erfassen und besser zu verstehen. Für die Auswertung solcher Experimente werden Studentinnen und Studenten der Studienrichtungen Verfahrenstechnik, Maschinenbau o.ä. gesucht. Die Tätigkeiten können als studentische Hilfskraft, Belegarbeit/Studienarbeit oder Bachelorarbeit mit Vergütung durchgeführt werden. Die Arbeiten werden in einer Gruppe mit intensiver Betreuung am HZDR angefertigt.

Department: Computational Fluid Dynamics

Contact: Heßenkemper, Hendrik

Requirements

• Begonnenes Studium der Verfahrenstechnik, Maschinenbau o.ä.
• Interesse am experimentellen Arbeiten
• Gute englisch Sprachkenntnisse
• Programmiererfahrungen (z.B. Matlab) sind von Vorteil

Conditions

Beginn: ab November 2019
Bearbeitungszeit: 1-6 Monate
Vergütung entsprechend HZDR-internem Tarif

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Experimental investigation of particle remobilisation from wall surfaces with well-defined asperities (Id 265)

Master theses / Diploma theses / Compulsory internship / Volunteer internship

As member of the Helmholtz Association of German Research Centers, the Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf (HZDR) employs about 1,200 people. The Center's focus is on interdisciplinary research in the areas energy, health, and matter.

The Institute of Fluid Dynamics of HZDR has a strong focus on the resuspension of micron particles in turbulent flows. It invites applications for a six-month internship to investigate experimentally the particle detachment from wall surfaces in turbulent flows. The position is available immediately. Kindly submit your completed application (including cover letter, CV, diplomas/transcripts, etc.) via our Online-application-system.

Advances in the generation of functional surfaces (i.e. surfaces with well-defined asperities) make it possible to design self-cleaning surfaces. The automotive industry may for instance benefit from such advances. The aim of the project is to study experimentally the detachment of “dust” particles (glass beads with diameters ranging from 10 to 50 µm) on smooth substrates with precisely defined asperities (size of the asperities about 1 µm). The collision of the rolling dust particles with the asperities is expected to boost the resuspension, thereby leading to an enhanced self-cleaning effect of such surfaces.

The tasks of the project will involve:
- Perform a literature survey on the resuspension of micron-particles in turbulent flows
- Design a small wind tunnel to study the particle detachment from wall surfaces with well-defined asperities
- Use of high-speed cameras to visualize the particle detachment in turbulent flows

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Dr. Lecrivain, Gregory

Requirements

Interest in fluid dynamics
Studies in natural sciences or engineering
Willingness to conduct experimental work

Conditions

Remuneration is normally offered to our trainees
German lessons are also available free of charge

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Energetische Bewertung der CO2-Abtrennung von Syngasturbinen mittels intensiverter Trennapparate (Id 263)

Master theses / Diploma theses

Um die von der europäischen Union anvisierten Klimaziele zu erreichen muss eine deutliche Reduktion der CO2-Emissionen erfolgen. Hierbei ist eine Abtrennung von CO2 bei nicht substituierbaren Quellen wie der Zement und Stahlindustrie notwendig. Weiterhin werden dezentrale Blockheizkraftwerke einen wesentlichen Beitrag zur Lastflexibilität leisten und somit die Versorgungsstabilität (Backbone) für den Fall gewährleisten, dass erneuerbare Energien temporär nicht verfügbar sind. Da mittelfristig ein Betrieb dieser Blockheizkraftwerke mit Erdgas und punktuelle CO2-Quellen nicht zu vermeiden sind, ist ein geeignetes Konzept zur effizienten CO2-Abtrennung erforderlich. Ein Ansatzpunkt ist die Kopplung von Gasturbine und HiGEE-Trennapparaten über einen gemeinsamen Rotor. HiGEE-Apparate bestehen aus rotierenden Packungen, in denen Waschmittel und Rauchgas unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft kontaktiert werden.

Im Rahmen der Arbeit ist eine Recherche zu CO2-Punktquellen in Deutschland und Europa durchzuführen und die CO2-Emissionen sind quantitativ und qualitativ einzuordnen. Ein Konzept zur CO2-Abscheidung ist energetisch zu bewerten. Exemplarisch sollen Betriebsdaten (Leistung, Wirkungsgrad, Abgaszusammensetzung und -temperatur) eines Blockheizkraftwerkes angenommen werden. Daten zur CO2-Abtrennung mittels HiGEE-Apparate sind aus der Literatur zu extrahieren.

Folgende Teilarbeiten sind durchzuführen:

- Recherche zu CO2-Punktquellen in Deutschland und Europa
- Recherche/Analyse der Überschussstromproduktion in Deutschland anhand einer Beispielregion
- Ausstellen der Wärme- und Stoffbilanzen und möglicher energetischer Verschaltungen (Wärmerückgewinnung)
- Abschätzungen erforderlicher HiGEE-Apparategrößen
- Bestimmung des Turbinenwirkungsgrades unter Berücksichtigung des Desportionsprozesses

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Fogel, Stefan, Unger, Sebastian

Requirements

Student (m/w/d) im Bereich Energietechnik, Chemie- oder Elektroingenieurwesen, Verfahrenstechnik oder ähnlicher fachlicher Ausrichtung.
Kenntnisse in Aspen Plus, ChemCAD oder ähnlichen Programmen sowie gute Sprachkenntnisse in Englisch.

Conditions

Mindestdauer: 6 Monate; ab sofort durchführbar.

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Development of a GUI for a Python simulation tool (Id 261)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Compulsory internship / Volunteer internship

Foto: Lithium liquid metal electrode ©Copyright: ©Steffen Landgraf, Michael NimtzFor a software project (simulation tool in Python 3), a graphical user interface (based on Tkinter or Qt) shall to be developed. The goal is to configure, start and evaluate simulations via the GUI. Consequently, all interfaces must be developed or modified, the operator panel must be designed and all needed testing and error-handling routines must be implemented.

Note: This is an offer suitable for a bachelor, master or diploma thesis or studentic internships.
Do not apply if you already finished your studies!

Department: Magnetohydrodynamics

Contact: Dr. Nimtz, Michael

Requirements

Study informatics or similar.
Good knowledge of a programming language, preferably python as well as experience with the implementation of GUIs.
Basic knowledge of engineering principles is beneficial.
Good command of English.

Conditions

Start: from November 2019
Duration: 4-6 months
Paid according to HZDR-internal tariff

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Gas phase simulation of pressure wave in a gas-injection pipe (Id 259)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: Bubble Formation ©Copyright: Ehsan Mohseni, Ehsan MohseniIn two-phase flows, the interface at which the phases are in contact to one another is of high importance. One way to manipulate the dynamic of this interface is to modulate the pressure field within the gas phase. Accordingly, it is intended to study the influence of pressure modulation in a gas pipe with multiple openings. In this content, the system characteristics should be defined and the effect of individual parameters, which influence the temporal change of the pressure field at the openings are going to be studied. These parameters include frequency and amplitude of excitations, pressure fluctuation, geometry of the pipe and the openings, gas flow rate, etc. To peruse this idea, it is intended to simulate the gas pressure field in the pipe and under the opening using COMSOL Multiphysics.

Task Spectrum:
• Establishment of a profound scientific knowledge in the field of acoustics and wave propagation
• Literature review on interacting two phase flows and pressure waves
• Establishing the simulation strategy
• Model the geometry, flow domain, establishing the initial and boundary condition
• Performing the simulation with various geometries and post processing the result
• Generate scientific documentation

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Mohseni, Ehsan, Dr. Reinecke, Sebastian

Requirements

• Studies in mechanical, chemical, process engineering, and similar engineering courses
• Experience in simulation with COMSOL Multiphysics
• Optionally but not necessarily experience with acoustic module of COMSOL Multiphysics
• Independence, self-responsible working methods

Conditions

Duration: 6 Months

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Modelling of bubble formation on submillimeter submerged orifice (Id 258)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: Bubble Formation ©Copyright: Ehsan Mohseni, Ehsan MohseniBubbles are an inevitable part of almost all chemical and process engineering processes as long as heat and mass transfer or particle separation are concerned. Formation of bubbles from a submerged orifice is a typical fluid dynamic phenomenon, which incorporates the influence of different characteristics of both gas and liquid phases. Although posing as a simple problem in the first sight, the formation process varies dramatically by changing influential parameters such as diameter and geometry of orifice, volume of gas reservoir under the orifice, surface tension, density and viscosity of both continuous and dispersed phases, etc. Among these parameters, the effect of the volume of the gas reservoir under the orifice is highly influential. Within an ongoing investigation, we are experimentally studying the effect of this parameter on the dynamics of bubbles generated at orifices smaller than 1 mm. A sub task of this investigation associates the findings of the experimental studies into a mechanistic model, which is designed to estimate the final bubble size.

Task Spectrum:
• Establishment of a profound scientific knowledge into the phenomena of bubble formation and detachment
• Concept development and establishing solution strategy for the bubble volume
• Implementing the solutions into MATLAB
• Compare and adopting the model based on the experimental results
• Generate scientific documentation

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Mohseni, Ehsan, Dr. Reinecke, Sebastian

Requirements

• Studies in mechanical, chemical, process engineering, and similar engineering courses
• Experience in data analysis and programming with MATLAB
• Independence, self-responsible working methods

Conditions

Duration: 6 Months

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Design and operation of liquid metal batteries as large-scale storage option (Id 256)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Compulsory internship / Volunteer internship

Foto: Study of a liquid metal battery module ©Copyright: Dr. Michael Nimtz, ©Michael NimtzIn contrast to conventional batteries, Liquid Metal Batteries feature all liquid anodes (alkaline or alkaline earth metal), cathodes (transition metal or metal) and electrolytes (molten salts) at a temperature between 400 °C and 600 °C. For the operation of liquid metal batteries as large-scale storage option (frequency control and other applications), the design of the storage system and operation strategies (including a battery management system) need to be implemented and tested using exemplary load curves.
Starting point is an existing model of a battery system in Python.

Note: This is an offer suitable for a bachelor, master or diploma thesis or studentic internships.
Do not apply if you already finished your studies!

Department: Magnetohydrodynamics

Contact: Dr. Nimtz, Michael

Requirements

Study of mechanical engineering, physics, mathematics or similar
Basic knowledge of engineering principles.
Good knowledge of a programming language, preferably python.

Conditions

Start: October 2019
Duration: 4-6 months
Paid according to HZDR-internal tariff

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6-month internship on the experimental investigation of granular mixing (Id 255)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Compulsory internship / Volunteer internship

Background:
Granular mixing is an important industrial process. In the pharmaceutical industry for instance, the powder that is pressed to make tablets is produced by mixing precise quantities of active substances and excipients in granular state. The mixing needs to be done in such a way that the final powder has a homogeneous composition. Tablets may also need to be coated in a pan coater. Granular mixing also plays a crucial role there, as it greatly affects the thickness of the coating. Granular mixing is also often coupled with heat exchanging and solid-gas or solid-solid reactions, as is the case of rotary kilns in the cement, ceramics and metallurgical industries. The quality of the mixing is then a crucial factor to the efficiency of the overall process.

Objectives:
The objective of the work is to experimentally study the mixing process of two different types of granular particles inside a rotating drum under various operating conditions. More specifically, the mixing process is to be captured with a high-speed camera. The videos are then to be post-processed in order to extract characteristics of the particle velocity fields and mixing efficiency. The mixing facility is already available.

Tasks:
• Literature survey
• Mixing experiments under various operating conditions
• Post-processing of the results with MATLAB

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Papapetrou, Theodoros Nestor

Requirements

• Student of natural sciences or engineering
• Willingness to conduct experimental work

Conditions

Duration: 6 months

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Student assistant at the DeltaX School Lab (Id 252)

Student Assistant / Research Assistant

Foto: Schulklasse im Schülerlabor DeltaX zum Versuchstag Chemie der Elemente (November 2018) ©Copyright: HZDRThe DeltaX student laboratory makes research at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf an experience for students. We are looking for tutors who enjoy teaching science, research and technology and who would like to support students conducting their experiments. Apply as a student assistant in the DeltaX school laboratory and become part of a young and open-minded team.

Department: Communication & Media Relations

Contact: Dr. Streller, Matthias, Gneist, Nadja

Requirements

- Study of a scientific subject
- Remaining study duration of at least 2 semesters
- Pleasure in teaching science and research- Good to very good grades
- Very good knowledge of German (C level)

Conditions

- 5 - 10 h / week on whole weekdays
- Start of hiring according to agreement

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Design of a flexible pressure swing adsorption (PSA) process (Id 251)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

As part of the Energiewende, the Institute for Fluid Dynamics at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) is adapting energy intensive processes for the production of chemicals to be supplied only with electricity from renewable resources.
Air separation is the source of two diatomic molecules key to a number of industrial processes, O2, and N2. Pressure Swing Adsorption (PSA) is a process capable of producing N2 for erratic use patterns, and thus, a possible candidate for flexible operation.
The objective of the thesis is to model in Aspen Plus/Aspen Adsorption a PSA process capable of operating with an intermittent energy supply, whether from renewable resources or from low priced electricity.

Tasks:

• Collect data on air separationunits using renewable energies and other flexible energy sources and its simulation.
• Design a dynamic PSA process.
• Adapt it for its operation with an intermittent energy supply.
• Assess the compatibility of the process with flexible water electrolysis, and ammonia synthesis (Haber-Bosch process).
• Evaluate its O2 generation potential.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Requirements

• Student of Chemical or Process Engineering, Energy Technology (Renewable Energy Systems), or similar.
• Experience with Aspen Plus, ChemCAD or similar
• High level of English.

Conditions

• 4-6 Months
• Starting as soon as possible

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Modbus/TCP-Kommunikation im TIA-Portal (Id 249)

Student practical training / Volunteer internship

Foto: Berthold-Monitor mit Siemens SPS ©Copyright: Nicole WagnerErstellung von SPS-Anwendersoftware.
Für die Kommunikation zwischen einer SPS und einem externen Messgerät sollen Softwarebausteine programmiert werden, die einen Verbindungsaufbau zum Gerät über eine Modbus/TCP-Verbindung realisieren und Daten abfragen und senden können.
Dafür ist die Implementierung des Übertragungsprotokolls sowie individueller Kommandos zu realisieren
(Programmierumgebung: SIEMENS TIA-Portal).

Institute: Department of Research Technology

Contact: Wagner, Nicole

Requirements

- Kenntnisse in SCL (Structured Control Language) oder C
- Grundkenntnisse Ethernet-Kommunikation

Conditions

- Bearbeitungszeit: ca. 4 Wochen
- Beginn: ab sofort

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Erweiterung eines Experiments für kolloidale Systeme (Id 244)

Student practical training / Bachelor theses / Student Assistant

Die Abteilung Skalierungsphänomene am Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung betreibt eine Vielzahl an Experimentaufbauten zur Charakterisierung von niederskaligen Materialien. Für die Erweiterung und Kopplung vorhandener Experimente zur Beeinflussung kolloidaler Systeme mittels Laser soll vorerst ein Konzept entwickelt werden. Darauf aufbauend soll die Umsetzung der Experimenterweiterung erfolgen. Diese Arbeit kann bei Interesse auch erweitert werden, beispielsweise für eine Bachelorarbeit.

Arbeitsaufgaben sind:
- Entwicklung eines Konzeptes
- Anpassung der vorhandenen Konstruktion
- Implementierung, Aufbau und Test der Experimenterweiterung

Department: Transport Phenomena in Nanostructures

Contact: Zscharschuch, Jens

Requirements

- Grundlagen in der 3D-Konstruktion (vorzugsweise Creo)
- Grundkenntnisse Laseroptik
- Grundkenntnisse Elektrotechnik
- Studium des Maschinenwesens

Conditions

- Bearbeitungszeit: 4-6 Monate
- Beginn: ab sofort

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Inbetriebnahme und Testphase eines Hochtemperaturofens (Id 242)

Student practical training / Bachelor theses / Student Assistant

In der Abteilung Skalierungsphänomene am Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung werden Materialien für Hochtemperaturanwendungen, z.B. für die Solarthermie, entwickelt und erforscht. Dafür soll ein neuer Hochtemperaturofen eingesetzt werden. Zur Vorbereitung der Experimente soll die Inbetriebnahme des Ofens vorgenommen, sowie verschiedene Heizregime an ausgewählten Materialien getestet werden. Diese Arbeit kann bei Interesse auch erweitert werden, beispielsweise für eine Bachelorarbeit.

Arbeitsaufgaben sind:

- Inbetriebnahme des Hochtemperaturofens
- Test von Heizregimen
- Stabilitätstests an ausgewählten Materialien

Department: Nanocomposite Materials

Contact: Zscharschuch, Jens

Requirements

- Interesse und Freude an experimenteller wissenschaftlicher Arbeit
- Studium der Werkstoffwissenschaften, Chemie oder Physik

Conditions

- Bearbeitungszeit: 4-6 Monate
- Beginn: ab sofort

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Materialien für Solarkraftwerke (Id 241)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: solarthermisches Turmkraftwerk ©Copyright: @AbengoaTurmkraftwerke stellen die neueste Generation von Anlagen zur solarthermischen Elektroenergieerzeugung dar. Extrem konzentriertes Sonnenlicht wird dabei auf einen zentralen Absorber gerichtet, der die Wärme auf eine Wärmeträgerflüssigkeit überträgt (s. Foto). Zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Turmkraftwerken soll die Arbeitstemperatur von derzeit maximal 550°C deutlich erhöht werden. Dafür sollen werkstoffwissenschaftliche Lösungen weiter verfolgt werden, die im Rahmen eines EU-RISE-Projektes entwickelt wurden.

Als Themen für Graduierungsarbeit werden

i) die Optimierung von optischen und elektrischen Schichteigenschaften
ii) die Verbesserung der Schichthaftung auf Hochleistungslegierungen und
iii) die Komplettierung eines neuen Schichtsystems angeboten.

Zur Charakterisierung der untersuchten Materialien stehen modernste in situ und ex situ Analysemethoden zur Verfügung.

Department: Nanocomposite Materials

Contact: Dr. Krause, Matthias

Requirements

1. Studium der Werkstoffwissenschaften, Physik oder Chemie mit überdurchschnittlichen Leistungen (Notendurchschnitt ≤ 2.0)
2. Interesse und Freude an experimenteller wissenschaftlicher Arbeit
3. Grundkenntnisse in Programmierung und sicherer Umgang mit Büro- und wissenschaftlicher Software
4. Fachkundige Englischsprachkenntnisse

Conditions

Beginn: 1.10.2019, internationale Forschungsumgebung, ortsübliche Aufwandsentschädigung

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Halogen element (F, Cl, Br, and I) content and distribution in natural and synthetic sphalerite – a SIMS study (Id 236)

Master theses / Diploma theses

Foto: Sphaleritprobe für SIMS Untersuchungen ©Copyright: René ZiegenrückerDue to crystallochemical considerations, sphalerite (ZnS) as a typical sulfide mineral should not contain high contents of the halogen elements fluorine, chlorine, bromine and iodine. Current research findings proved at least for chlorine and bromine elevated contents up to 1000 µg*g-1 (Cl) and x0 µg*g-1 (Br). If it appears that the halogen elements are built into the lattice and not in fluid- and mineral inclusions we will be able to draw conclusions about the chemical as well as physicochemical parameters of the ore-forming fluids.
Using the Super-SIMS setup we could prove that all halogens are detactable in natural sphalerites.
The aim of the thesis is to analyse and compare these natural sphalerites by normal SIMS. Additionally halogen-rich synthetic sphalerites will be analysed.

Department: Analytics

Contact: Dr. Renno, Axel

Requirements

• You study geosciences, material's sciences or chemistry
• You are interested in mineralogical or analytical problems
• You are interested in modern analytical techniques
• You show initiative and good teamwork skills

Conditions

Start immediately
project period in accordance withe respective study regulations (est. 6 month)

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Evaluation of the HDF5 file format for measurement data archiving at Dresdyn (Id 235)

Student practical training / Bachelor theses / Compulsory internship / Volunteer internship

At the Institute of Fluid Dynamics, Dresdyn will be a new large-scale experiment built up. The measurement data from several PLCs and Microcontrollers are captured and must be archived. Due to high incoming data rates a perfomant software is necessary for writing the archive data.

The task includes the following topics:
- Investigation of the HDF5 file format (structure, performance, parallel processing)
- Specification and optimization of a data storage structure for continuous data streams
- Creation of libraries for use in the logging system as well as in non-time critical evaluation

Institute: Department of Research Technology

Contact: Wagner, Nicole, Meyer, Markus

Requirements

- Advanced knowledge in C ++
- Basic knowledge of Linux

Conditions

- Duration: 3-5 months
- Start: now

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Untersuchung konvektionsgetriebener Beeinflussung des Erstarrungsgefüges von Leichtmetalllegierungen (Id 234)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant

Die Gefügeeigenschaftsbeziehungen fordern für Konstruktionswerkstoffe zumeist ein möglichst feines, homogenes und isotrop belastbares Erstarrungsgefüge. Für Aluminiumgusslegierungen wird dies durch Zusätze von Veredelungs- und Kornfeinungsmitteln erreicht. Diese Zusätze verursachen Kosten, sind problematisch bezüglich Recycling sowie dem Umweltschutz und haben weitestgehend keinen positiven Einfluss auf intermetallische Verbindungen. Es besteht daher der Wunsch, ohne Zusätze ein feines und homogenes Erstarrungsgefüge einstellen zu können. Ein probates Mittel ist der Einsatz von elektromagnetischen Feldern. Diese sind für Leichtmetallschmelzen zur kontaktlosen Erzeugung einer Strömung mit nachweislich positiven Effekten geeignet. Dabei sind die Auswirkungen auf die Morphologie von intermetallischen Verbindungen kaum erforscht.

Ziel ist es, mit Hilfe von elektromagnetisch erzeugter Konvektion die Kristallisationsmorphologie von intermetallischen Phasen zu verändern und gleichzeitig Kornfeinungsmittel ganz oder teilweise zu substituieren. Für die wissenschaftliche Bewertung der Aluminium-Gussbolzen ist eine qualitative und quantitative Gefügecharakterisierung notwendig. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Metallurgie von Aluminiumlegierungen kennenzulernen und den Erstarrungsverlauf an Hand von Temperaturverläufen zu studieren. Grundlage für die Arbeit ist es, sich in die Thematik des elektromagnetischen Rührens von Metallen und deren Auswirkung auf das Gefüge einzuarbeiten. Des Weiteren wird eine selbständige Arbeitsweise bei der Gefügeanalyse erwartet. Es sollte Interesse an Erstarrungsvorgängen und der damit einhergehenden Gefügeausbildung bestehen.

Department: Magnetohydrodynamics

Contact: Dr. Räbiger, Dirk, Willers, Bernd

Requirements

Die Ausschreibung richtet sich an Studentinnen und Studenten der Fachrichtung Werkstoffwissenschaft, Giessereiwesen, Urformtechnik, ...

Conditions

Beginn: ab sofort
Bearbeitungszeit: Variabel nach Interesse und Themenauswahl
Bewerbung mit Lebenslauf und Zeugnissen
Vergütung nach hausinternen Vergütungsregeln

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Entwicklung, Aufbau und Funktionsnachweis eines Ultraschallwellenleiters zur Bestimmung der Durchflussgeschwindigkeit in Chloridsalzschmelzen bei 800 °C (Id 233)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant

Aufgrund der sich aus der Energiewende ergebenden Anforderungen für das Stromnetz besteht die wissenschaftliche Erfordernis, innovative Systeme zur Speicherung und effizienten Nutzung fluktuierend bereitgestellter Energiemengen zu entwickeln. An der TU Dresden, Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik wird im Rahmen des Projektes SYNKOPE-flex ein System zur Speicherung und zum Transport von Wärme mittels Salzschmelzen weiterentwickelt, wie es beispielsweise in solarthermischen Kraftwerken (CSP) Anwendung finden kann. Dazu wird zur Untersuchung des Wärmespeicherverhaltens von Chloridsalzschmelzen sowie der Material-Schmelze-Interaktion, insbesondere der Korrosion in Strömungen ein Versuchsstand errichtet.
Im Rahmen einer studentischen Arbeit soll für ein Durchfluss-Messsystem ein Ultraschall-Wellenleiter entwickelt werden, welcher die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeiten in Chloridsalzschmelzen ermöglicht. Dazu sollen am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) verschiedene Werkstoffe für einen Ultraschall-Wellenleiter getestet und auf deren Eigenschaften in Salzschmelzen hin charakterisiert werden. Nach Abschluss der Werkstoffanalyse wird ein Demonstrator des Wellenleiters gefertigt und ein Machbarkeitsnachweis erbracht. Die Arbeiten und Versuche erfolgen am Standort des HZDR in Rossendorf nahe Dresden.
Schwerpunkte:
• Literaturrecherche zu Durchflussmessverfahren und Bewertung hinsichtlich des Einsatzes in Hochtemperatur-Chloridsalzschmelzen.
• Auswahl eines Wellenleitermaterials hinsichtlich akustischer, chemischer und thermischer Eignung
• Systematische Materialuntersuchung und Auswertung der Sensorwerkstoffe
• Nutzung der Versuchsergebnisse zur Entwicklung eines Demonstrator-Messsystems mit Funktionsnachweis
• Dokumentation der Ergebnisse

Department: Magnetohydrodynamics

Contact: Dr. Räbiger, Dirk

Requirements

Studenten/Studentinnen im Bereich Werkstofftechnik, Elektrotechnik und Maschinenbau bevorzugt
Interesse an experimenteller Arbeit
Strukturierte, selbstständige Arbeitsweise

Conditions

Beginn: ab sofort
Bearbeitungszeit: 4-6 Monate
Bewerbung mit Lebenslauf und Zeugnissen
Vergütung nach hausinternen Vergütungsregeln

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Entwicklung einer Handsteuerung für Kondensatorladegeräte (Id 216)

Student practical training

Foto: Display ©Copyright: Nick WinklerDie Handsteuerung eines Kondensatorladegerätes soll modernisiert werden. Das Kondensatorladegerät wird zur Untersuchung von Materialeigenschaften verwendet und erzeugt hohe Spannungen für das Laden von Kondensatoren.

Die Entwicklung der Handsteuerung beinhaltet unter anderem folgende Themen:
- Hardwareentwicklung (Schaltungsentwurf)
- Spezifikation/Recherche von Gehäuse-Optionen
- Softwareentwicklung (Mikrocontroller, Ansteuerung Display)
- Umfang ca. 4-6 Wochen als Praktikum

Institute: Department of Research Technology

Contact: Winkler, Nick, Dr. Herbrand, Frank

Requirements

- Grundkenntnisse Elektrotechnik
- Grundkenntnisse C

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Looking for treasures inside rocks: from 2D to 3D (Id 204)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: 3D visualization of a sulfide vein with disseminated gold ©Copyright: HZDR/ Jose Godinho2-dimensional imaging of surfaces is the preferred method to analyse the microstructure of rocks for industrial and academic research. The main advantages of 2D imaging are the high resolution and the possibility to analyse the chemical and phase composition of surfaces. However, it is inaccurate to extrapolate bulk quantitative information from the inside of a rock based on just looking at its surface.
This project aims to develop the first experimental procedures to correlate quantitative 3D imaging (computed tomography, CT) with high resolution chemical 2D imaging (e.g. electron microscopy, SEM / MLA, and spectroscopy). You will gain hands on experience on these techniques and sample preparation. You are expected to develop the experimental workflow and to optimize the image analysis to achieve the best correlation between 2D and 3D imaging. This correlation will allow you to identify the valuable minerals and their 3D properties inside rocks from mining sites and ore processing plants.

Department: Analytics

Contact: Dr. da Assuncao Godinho, Jose Ricardo, Dr. Renno, Axel

Requirements

- Student of geology, mineralogy, material sciences or related areas
- Good spoken and written English
- Enthusiasm for experimental lab. work
- Creativity and desire to do new things

Conditions

- start any time

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Smart actuation system for flow following µAUV particles for industrial process environments (Id 175)

Master theses / Diploma theses / Compulsory internship

Foto: flow following sensor particle ©Copyright: Dr. Sebastian ReineckeSmart flow following sensor particles are used for acquisition of spatially distributed process parameters in industrial processes, such as biogas digesters, waste water treatment basins or bioreactors. The aim of the work is the development of an actuator concept for sensor µAUV-particles for the automatic adjustment of buoyancy (buoyancy) and for buoyancy maneuvers under the condition of small size, minimum energy consumption and high reliability. For this, alternative physical and chemical mechanisms should be considered based on the existing electromechanical solution. There are suitable variants to implement and test. Furthermore, the development of sensor intelligence for the actuators in the sensor particles is an essential part of the task. The developed concepts have to be validated experimentally.

We cordially invite you to an on-site conversation to introduce the topic and to agree on further details. Do not hesitate to contact us, because the way is worth it for you.

What can you expect:

In our department, we offer you an attractive work environment to expand your personal and professional skills. The insight into the diverse R&D projects of the department in the areas of sensor and measuring technology as well as energy and process engineering (among others) and the excellent technical equipment of the laboratories offer optimal conditions for this. The possibility of close contact with competent experienced colleagues plays a central role. As part of student work, we have pursued the approach of structured supervision and associated constructive feedback. This includes regular meetings with your supervisor and intermediate presentations in the form of informal "workshop reports" in the extended audience of interested individuals of the department in order to optimally support you in the successful completion of your project. Furthermore, we are open to support outstanding candidates in their continuing academic qualification, such as in doctoral scholarships or in current or upcoming R&D projects.

Subject-related task spectrum:

• Establishment of the scientific and technical principles of mechanical, physical and chemical principles of action for embedded, actuating components
• Concept development for actuators for taring of sensor particles
• Development of sensor intelligence for situation-dependent, automatic buoyancy, for buoyancy maneuvers and for recovery
• Selection, purchase/ composition and comparison of solution variants
• Minimization of size and energy consumption
• Increased reliability when used in particle-loaded biological substrates
• Development of firmware taking into account existing function routines based on an embedded system with 32-bit data structure (e.g. STM32)
• Conception and realization of suitable test scenarios
• Characterization and comparison of implemented variants with regard to accuracy of taring and reliability in long-term use

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Dr. Reinecke, Sebastian

Requirements

• Studies in electrical engineering, mechatronics, mechanical engineering and similar engineering courses
• Experience in design and (micro) actuator systems
• Experience in programming microcontrollers for embedded systems (e.g. STM32)
• Experience in control electronics for microdrives and board design for embedded systems
• Fundamentals of (micro) actuator systems, movement of rigid bodies, measurement uncertainties, digital signal processing
• Data analysis optionally in Matlab, Octave or C / C ++
• Independent, self-responsible working method

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Entwicklung eines digitalen Lock-in-Verstärkers auf FPGA-Basis (Id 166)

Student practical training

Foto: Lock-in amplifier ©Copyright: Bert LangeDas Prinzip des Lock-In-Verstärkers erlaubt es empfindliche Messgeräte zu realisieren. Im vorliegenden Projekt soll die Umsetzung auf Basis digitaler Signalverarbeitung im FPGA erfolgen. Dabei sollen u. a. Erfahrungen bezüglich erreichbarer Performance und des nötigen Implementierungsaufwandes gewonnen werden.

Institute: Department of Research Technology

Contact: Lange, Bert

Requirements

- Studium der Elektrotechnik oder Informatik
- Interesse an digitaler Signalverarbeitung
- Grundkenntnisse im Einsatz von FPGAs
- Grundkenntnisse VHDL erforderlich

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Bestimmung von Geschwindigkeitsfeldern aus tomographischen Bilddaten mittels Kreuzkorrelation (Id 164)

Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Foto: ROFEX CAD ©Copyright: Dr. Frank BarthelAm Institut für Fluiddynamik am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf sind zahlreiche Messverfahren für die Untersuchung von Mehrphasenströmungen entwickelt worden. Eines davon ist die ultraschnelle Elektronenstrahl-Röntgen-Computertomographie, welche mit Aufnahmeraten von bis zu 8000 Bildern pro Sekunde eine dedizierte Aufklärung von Strömungsstrukturen erlaubt. Aufgrund der quasi simultanen Aufnahme von Bilddaten aus zwei Messebenen ergibt sich zudem die Möglichkeit, axiale Geschwindigkeiten zu bestimmen, wofür üblicherweise Kreuzkorrelationsverfahren verwendet werden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Möglichkeiten dieser Methodik in Hinblick auf die Bestimmung von Geschwindigkeitsfeldern in verschiedenen Strömungsszenarienn analysiert werden.

Folgende Teilaufgaben sind zu lösen:
• Studie zu verschiedenen Varianten der Kreuzkorrelation
• Simulation verschiedener Szenarien und Bewertung der Genauigkeit
• Übertragung der Ergebnisse auf reale Messungen

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Dr. Bieberle, Martina

Requirements

• Studium der Informatik, Mathematik oder einer Ingenieurwissenschaft
• Interesse an Messverfahren und Datenanalyse
• Selbständiges Arbeiten

Conditions

Bearbeitungszeit 4 bis 6 Monate

Links:

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Untersuchungen zur Steigerung der Energieeffizienz von Belüftungselementen für die Anwendung in der biologischen Abwasserreinigung (Id 154)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses / Student Assistant

Foto: SEBAK setup and aerators ©Copyright: Robert Herrmann-HeberDie biologische Abwasserbehandlung leistet einen wesentlichen Beitrag zum Erhalt der Gewässerqualität. Im kommunalen Bereich entfällt ein großer Anteil des Gesamtenergiebedarfs auf die Kläranlagen. In diesen Anlagen wird oft mehr als 50 % der elektrischen Energie für den Eintrag von Luft in Belebungsbecken benötigt, in denen Mikroorganismen die im Abwasser enthaltenen Nährstoffe unter Verbrauch von Sauerstoff zersetzen.
Nach aktuellem Stand der Technik wird die Luft durch Belüftungselemente wie Membran- oder Keramikbelüfter eingetragen. Ein Teil der für den Lufteintrag benötigten Energie wird entweder für die Dehnung der schlitzförmigen Öffnungen der Membranen oder zur Überwindung des Strömungswiderstandes in der Keramikwand aufgewendet.
Neue Konzepte sollen diesen Energiebedarf reduzieren und für einen optimierten Sauerstoffeintrag in das Belebungsbecken sorgen.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Herrmann-Heber, Robert

Requirements

• Studium im Bereich Verfahrenstechnik, Chemie-Ingenieurwesen und ähnlichen Ingenieurstudiengängen
• Freude am experimentellen Arbeiten

Conditions

• 4-6 Monate
• Ab September/Oktober

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Untersuchung des Einflusses von Regularisierungsmethoden auf Bildrekonstruktionsalgorithmen (Id 57)

Student practical training / Bachelor theses / Master theses / Diploma theses

Bei der tomographische Bildrekonstruktion muss ein diskretes inverses Problem gelöst werden, wofür algebraische Methoden wie zum Beispiel ART und CG-Verfahren verwendet werden können. Dabei spielt die Regularisierung, die den Einfluss von Diskretisierungsfehler und Messdatenrauschen auf die Lösung beschränkt, eine entscheidende Rolle. Deren Einfluss auf die Bildrekonstruktion von Röntgen- und Gamma-CT-Messdaten soll untersucht werden. Dazu sind folgende Teilaufgaben zu lösen:
• Implementierung verschiedener Regularisierungsmethoden
• Anwendung der Programme auf Messdaten
• Parameterstudien um die Regularisierungsmethoden für die Messdatensätze zu optimieren.

Department: Experimental Thermal Fluid Dynamics

Contact: Wagner, Michael, Dr. Bieberle, Martina

Requirements

• Programmierkenntnisse in MATLAB
• Grundkenntnisse zur numerischen Behandlung linearer Gleichungssysteme

Links:

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