Masterarbeit am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (Dauer: 6 Monate)

Thema: Entwicklung eines zeitlich hochauflösenden Algorithmus zur Erfassung kritischer Parameter der Betriebsfestigkeit von thermo-hydraulischen Rohrleitungen

Hintergrund
Die Energiewende fordert nicht nur eine Strom- sondern vor allem auch eine Wärmewende. Um die Wende im Wärmemarkt erfolgreich voranzutreiben müssen unter anderem fossile Energieträger wie Kohle, Öl und Erdgas schrittweise durch Wärme aus erneuerbaren Energien, wie z. B. Solarthermie, Geothermie und Biomasse ersetzt werden. Allerdings führt der teilweise fluktuierende Charakter erneuerbarer Energien insbesondere in Fernwärmenetzen zu stark schwankenden Vorlauftemperaturen, die wiederum zu höheren thermischen Belastungen der Transportrohre führen.

Zielstellung
Um den Einfluss zyklischer thermischer Belastungen auf die technische Lebensdauer von Bauteilen und Komponenten zu bestimmen, stellt die klassische Betriebsfestigkeitslehre grundlegende Methoden zur Verfügung. Ziel der Abschlussarbeit ist es, auf Basis dieser Methoden einen zeitlich hochaufgelösten Zählalgorithmus zu entwickelt, der kontinuierlich Temperaturzyklen erfasst und aggregiert als „Lebensdauerverbrauch“ darstellt. Diese Temperaturzyklen ergeben sich aus Simulationen in der Modellierungssprache Modelica, weshalb die Entwicklung des Zählalgorithmus wahlweise in der Programmiersprache C oder Python erfolgt. Eine nachfolgende Validierung des Algorithmus gegen statische Zählverfahren runden die Entwicklung des Algorithmus ab. Das methodische Vorgehen und die erlangten Erkenntnisse sind abschließend in wissenschaftlicher Form schriftlich zu dokumentieren.

Wir erwarten
- Vertiefte Kenntnisse bevorzugt in C oder wahlweise in Python
- Zielorientiertheit sowie aktive Kommunikationsfähigkeit
- Zuverlässigkeit und strukturierte Arbeitsweise
- Grundlegendes Interesse an der Energiewende

Wir bieten
- Mitarbeit an beispiellosen, innovativen Forschungsthemen
- Verknüpfung der Informatik mit ingenieurstechnischen Fragestellungen
- Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten

Universität Stuttgart
IER
Frank Wendel
frank.wendel@ier.uni-stuttgart.de

http://www.ier.uni-stuttgart.de