Themen für Abschlussarbeiten

Urban air pollution is caused by a variety of human activities, such as transportation, industries, agriculture, and construction, which lead to the release and spread of particulate matter in the urban environment, threatening air quality and population health. Hence, there is a need to identify and characterize the sources of such contamination, knowing the map of pollution spread, to enable the design and implementation of appropriate risk assessment and response strategies. However, several factors make the characterization of the source of an emission event a challenging task: the ill-posed nature of the inverse problem, the non-uniqueness of the solutions that can fit the available observation, the uncertainties of the observations, and the complexity of the physical dispersion mechanisms relating the source parameters to the observations. 

Main areas of work:

• Use a probabilistic approach that, unlike the deterministic one, characterizes a distribution of possible source parameter configurations.
• Use a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) algorithm for stochastic sampling to fully assess the possible combinations of source parameters, hence, quantifying their relative uncertainties.
• Use a high-resolution Lagrangian dispersion model such as GRAMM-GRAL to provide microscale wind computations as well as pollution concentration values in the presence of urban features with high complexity.
• Obtain robust estimates of the pollution emission parameters: the source location, the emission rate, and the emission duration.

Language: English
Target audience: Bachelor's or Master's students
Supervision: Dr. Jennyfer Karam
 

Vor dem Hintergrund der Energiewende ist es notwendig, den zukünftigen Energiebedarf des Gebäudebestands zu schätzen. Besonders bei der Betrachtung von größeren Gebieten, wie ganzen Stadtteilen oder Kommunen, ergeben sich hieraus große Potentiale. Die Sanierungsrate wird häufig als zentrale Kenngröße herangezogen, doch beschreibt sie nur einen kleinen Teil der Sanierungsdynamiken. Ergänzende Modelle und Konzepte wie beispielsweise Trigger-basierte Sanierungsdynamiken bieten zusätzliche Perspektiven.

Schwerpunkte der Arbeit: 

- umfangreiche und zielgerichtete Literaturrecherche zu Modellansätze

- systematische Darstellung quantitativer Ansätze zur Beschreibung von Sanierungsaktivitäten und –dynamiken

- Vergleich und Bewertung der Ansätze im Hinblick auf die energetische Modellierung von größeren Gebäudebeständen

- Diskussion der Stärken und Grenzen einzelner Modelle vor dem Hintergrund der energetischen Modellierung

Zielgruppe: Bachelor- oder Studienarbeit

Betreuung: Mara Geske

An der Professur Bauphysik wird an der probabilistischen Modellierung von Energiebedarfen auf Quartiersebene geforscht. In dieser Arbeit soll untersucht werden wie diese probabilistischen Energiebedarfe für die Konzeption von beispielsweise Nahwärmenetzen genutzt werden können und welche Folgen dies für Energiekonzepte hat.

Zielgruppe: Masterarbeit, Bachelorarbeit

Betreuung: Mara Geske

Hintergrund:

Die Nutzungsprofile von Gebäuden können stark variieren und sind eine der wesentlichen Unsicherheitsquellen bei der energetischen Modellierung. Faktoren wie Belegungsdichte, Nutzungsverhalten und Nutzungszeiten unterliegen großen Schwankungen und haben einen Einfluss auf die Genauigkeit der energetischen Modellierung. Die Nutzung eines Gebäudes wird maßgeblich durch sozioökonomische Faktoren beeinflusst. So beeinflussen nicht nur die Arbeitszeiten das Nutzungsverhalten, sondern auch weitere Aspekte wie das Einkommensniveau, der Bildungsgrad oder die geografische Lage des Gebäudes – sei es in einer städtischen oder ländlichen Umgebung. Trotz der offensichtlichen Relevanz dieser Faktoren werden sie in der energetischen Quartiersmodellierung bislang nur unzureichend berücksichtigt.

Aufgabenstellung:  

• Literaturrecherche und Zusammenstellung einer Datengrundlage unsicherheitsbehafteter Nutzungsprofile
• Erarbeitung von sozioökonomisch geclusterten Nutzungsprofilen
• Durchführung einer Simulationsreihe unter Berücksichtigung der geclusterter Nutzungsprofile und Analyse der Ergebnisse

Zielgruppe: Abschlussarbeit
Betreuer: Mara Geske M.Eng.

Stichworte: Umsetzung eines eigenen Messaufbaus an der Grünfassade VertiKKA zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit hinter den Modulen mittels Thermo-Anemometer. Parallele Erfassung der Randbedingungen vor Ort sowie der Klimadaten. Simulation der Strömung im Luftspalt. Vergleich von Messungen und Simulationen.

Betreuung: Maria Hartmann M.Sc., Dr. Hayder Alsaad

Zielgruppe: Masterarbeit, Bachelorarbeit, Studienarbeit

CFD simulation of airflow requires well validated models e.g. for turbulence generation. Using experimental data of mechanical ventilation, several turbulence models shall be validated. This requires modelling and simulation of the experimental setup and in-depth comparison of numerical and experimental results using scientific approaches.

Betreuung: Theresa Paskert M.Sc., Dr. Hayder Alsaad

Bearbeitung: Deutsch oder Englisch

Zielgruppe: Bachelorarbeit, Studienarbeit (Special project)

As mechanical ventilation is very case-dependent, the influence of input parameters such as inlet air temperature, air change rate, and location of inlet openings on indoor air quality and thermal comfort is to be assessed. For this, mechanical ventilation is modeled using ANSYS Fluent, and the parameters are put to test for a given room setup using common optimization algorithms, finding the most appropriate settings. Challenges lay in large domains and fine discretization required for indoor environmental modeling, leading to explosive computational cost. Besides High-Performance CPU computing, GPU-based approaches gain importance and popularity for their enhancements in computing time.

Betreuung: Theresa Paskert M.Sc., Dr. Hayder Alsaad

Bearbeitung: Deutsch oder Englisch

Zielgruppe: Master

An einem vorhandenen akustischen Modelprüfstand sollen verschiedene Körperschallquellen installiert und der resultierende Schalldruckpegel gemessen werden. Weiterhin sollen Übertragungsfunktionen in der Modellstruktur ermittelt werden. Die Ergebnisse werden dann mit Prognosewerten verglichen.

Die Arbeit hat zum Ziel, Aussagen zur Anwendbarkeit und Genauigkeit der normativen Schalldruckpegelprognose im Modellmaßstab machen zu können.

Betreuer: Dr. Albert Vogel

Zielgruppe: Bachelor, Master

Aktuell bilden im Holz- und Holzleichtbau die Verbindungen, Stoßstellen und Verbindungsmittel zwischen den Bauelementen bei der schwingungstechnischen Modellierung und Simulation eine große Herausforderung.

In dieser Arbeit sollen verschiedene Verbindungsmittel (z.B. Schrauben, Nagelbleche, Stöße etc.) zum Einen gebaut und experimentelle Modalanalysen durchgeführt werden. Zum Anderen sollen die gewählten Verbindungen mit ANSYS modelliert und simuliert werden und mit den Messungen so abgeglichen werden, dass echte digitale Zwillinge der Verbindungen das Ergebnis dieser Arbeit sind.

(ANSYS-Kenntnisse sind hilfreich, Einarbeitung in das Simulationsprogramm ANSYS erforderlich)

Betreuer: Dr. Albert Vogel

Zielgruppe: Bachelor, Master

Stichworte:
Direkte Messung; Two-stage method (leichte und schwere Empfangsplatte); Substitutionsmethode (Ersatzschallquelle); Quantifizierung des Einflusses der Modendichte auf die Leistungsmessung bei tiefen Frequenzen

Betreuer: Dr. Albert Vogel
Zielgruppe: Master

Stichworte: Körperschalleinleitung; Schallweiterleitung im Gebäude; Schallprognose; Körperschall im Leichtbau

Betreuer: Dr. Albert Vogel
Zielgruppe: Master

Stichworte: Schallprognose; Unsicherheiten Prognoserechnung; Körperschalleinleitung; Schallweiterleitung im Gebäude; Körperschall im Leichtbau

Betreuer: Dr. Albert Vogel
Zielgruppe: Bachelorarbeit; Masterarbeit

Stichworte:

Messung von Schalllaufzeiten mit Mikrofonen, Bestimmung von kleinen Luftströmungsgeschwindigkeiten, Bestimmung der Messgrenzen, Systemoptimierung

(äußerst anspruchsvoll und umfangreiche Einarbeitung erforderlich, Matlab-Kenntnisse ggf. erforderlich)

Betreuer: Dr. Albert Vogel

Zielgruppe: Master