Themen für Abschlussarbeiten

Nachfolgend sind Themenvorschläge für studentische Arbeiten gelistet. Je nach Umfang und Bearbeitungstiefe werden die Themen als Studien-, Bachelor- oder Masterarbeit vergeben. Bei Interesse bitte beim jeweiligen Betreuer melden. 

Background Oriented Schlieren (BOS)
Automatisierung von Preprocessing, Evaluation und Postprocessing der BOS-Aufnahmen
Mit Hilfe der Background Oriented Schlieren (BOS) Technik können Dichtegradienten in transparenten Medien visualisiert werden. Hierzu werden lediglich ein strukturierter Hintergrund, vor dem sich der Gradient befindet, sowie eine Kamera, die das Messfeld aufzeichnet, benötigt. Um die Strömung abzubilden, wird eine Aufnahme des Gradienten mit einem Referenzbild des ungestörten Hintergrundes verglichen. Zur Auswertung der Dichtegradienten werden Kreuzkorrelationsalgorithmen (PIVview2C) genutzt. Ziel der Arbeit ist es, einen Code zu entwickeln, der die Aufnahmen des BOS den Anforderungen von PIVview2C entsprechend vorverarbeitet (Preprocessing), im Stapelmodus auswertet (Evaluation) und die Auswertungen zur weiteren Verwendung nach klar definierten Bedingungen nachbearbeitet (Postprocessing).

Betreuer: Lia Becher M.Sc. 

Energie
Messtechnische Untersuchung der Auswirkung von Fassadenbegrünungen auf das hygrothermische Verhalten einer Außenwand 
Fassadenbegrünung wird zu einem immer häufigeren Merkmal vieler neuer Gebäude auf der ganzen Welt, unter anderem wegen verschiedener ökologischer und ästhetischer Vorteile. Im Rahmen einer Masterarbeit sollen die Auswirkungen der Fassadenbegrünung auf das Feuchtigkeitsrisiko, die Fassadentemperatur im Sommer und den U-Wert der Wand bewertet werden. Die Auswertungen basieren auf Messdaten, die an einem in Tiefurt gebauten Begrünungsmodul gemesswen werden.

Betreuer: Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Assoc. AIA 

Schlierenverfahren
Development and validation of an algorithm to analyze schlieren images
The main task of the projekt is to develop and validate an algorithm which can analyze schlieren images quantitatively. Schlieren image is a 2D image with 3D data. The 3D data are integrated along Z-axis (distance between the camera and test object). In this case the aim is to extract these 3D data from 2D images (2D data). For validation purpose, the schlieren images of natural convection of heated bodies with known geometries (e.g. block, cylinder) or thermal manikin will be used. The temperature (using NTC sensors) and velocity (using anemometers) of the convection should be measured during schlieren measurements. These measurements will be used to validate the quantitative results of the algorithm. Furthermore, the convection should be simulated using Computational Fluid Dynamics (CFD). Then after, the results of CFD will be compared with the results of newly developed algorithm. 

Betreuer: Amayu Wakoya Gena M.Sc.

Behaglichkeit
Messung und Simulation des urbanen Mikroklimas auf dem Campus der Bauhaus-Universität Weimar
Die Geometrie von Gebäuden, Baumaterial und Begrünung spielt eine große Rolle bei der Ausprägung des Mikroklimas in Straßen und Innenhöfen. Ziel der Aufgabe ist es, Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit, mittlere Strahlungstemperatur und relative Luftfeuchtigkeit auf dem Campus der Baushaus-Universität Weimar zu messen. Numerische Simulationen sollten dann verwendet werden, um Konzepte zur Optimierung des thermischen Komforts auf dem Campus zu untersuchen (z. B. mehr Bäume pflanzen, Gewässer hinzufügen, Fassadenbegrünung implementieren usw.).

Betreuer: Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Assoc. AIA

Raumklima – Energieeffizienz – Intelligente Sensorik
Auswirkungen des Klimawandels auf den thermischen Komfort und den Energieverbrauch in Gebäuden
The project is part of a research group that joins five chairs in the Fakultät Bauingenieurwesen. The aim is to develop a model for the assessment of thermal comfort using wireless sensor nodes (WSN) to help achieving energy efficient results and enhance thermal comfort, ultimately the project aims to reduce the effect of buildings’ space conditioning on climate change. Thermal comfort factors are to be measured in the climate chamber of Chair Bauphysik using the thermal manikin and a set of highly accurate sensors, in parallel, thermal comfort will be measured and evaluated with the WSN and the developed algorithm, thus a validation of the WSN and the developed system will be made. The thermal comfort model is expected to develop a compatible algorithm using object-oriented programming and a WSN (hardware and software) to measure and evaluate thermal comfort parameters. This model can, also, be developed into further purposes of AEC.

Betreuer: Ammar Osman M.Sc.

Akustik / Raumklima
Air Temperature Measurements using Acoustic Travel-Time Tomography-Optimization of the postion of wall mounted transducers
Within a research project, one significant requirement to employ the measurent technique is proper location of transmitters and receivers inside the room. The aim of the task is to optimize the location of transducers which are mounted on the wall to better use of space. This optimization task should be accomplished with MATALB.

Betreuer: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

Akustik / Raumklima
Air Temperature Measurements using Acoustic Travel-Time Tomography - Simulation of the room Impulse Response for array of transducers
Within a research project, the air temperature distribution inside the room is determined based on the sound velocity and the travel-times of the defined sound-paths. The travel-times are derived from the room impulse response. The task ist to simulate the implulse response of the room for multiple transmitters and receivers to achieve the related travel-times. The simulation should be accomplished with MATLAB.

Betreuer: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

Akustik / Raumklima
Air Temperature Measurements using Acoustic Travel-Time Tomography - Comparison of different temographic reconstruction algorithms to asses the reconnstruction accuracy
Tomography calculation which is part of a research project, is a method to reconstuct the spatial distribution of temperature. This task has two goals. The first is to investigate a tomographic algorithm which can solve the tomographic equation efficiently in comparison to other well-known algorithms. Second is to run a MATLAB simulation based on the selected algorithm verifying the efficiency of that.

Betreuer: Najmeh Dokhanchi M.Sc.

Background Oriented Schlieren (BOS) Technik
Stereoskopische Untersuchungen von konvektiven Raumluftströmungen mit Hilfe des BOS-Technik
Mit Hilfe der Background Oriented Schlieren (BOS) Technik können Dichtegradienten in transparenten Medien visualisiert werden. Hierzu werden lediglich ein strukturierter Hintergrund, vor dem sich der Gradient befindet, sowie eine Kamera, die das Messfeld aufzeichnet, benötigt. Um die Strömung abzubilden, wird eine Aufnahme des Gradienten mit einem Referenzbild des ungestörten Hintergrundes verglichen. Werden zwei Kameras genutzt so ist es möglich, das Strömungsfeld stereoskopisch zu erfassen. Ziel der Arbeit ist es zu ermitteln, mit welcher Genauigkeit und in welchem Umfang quantitative Daten aus den stereoskopischen Auswertungen extrahiert werden können. Um die Auswertungen zu validieren, sollen Vergleichsmessungen mit Geschwindigkeits- und Temperatursensoren durchgeführt werden.

Betreuer: Lia Becher M.Sc. 

Raumklima
Optimierung der Geometrie eines Diffusors für personalisierte Lüftung mit Hilfe von Strömungssimulationen mit ANSYS Fluent
Personalisierte Lüftung (PL) ist eine Lüftungsstrategie, bei der jedem Benutzer separat Frischluft zugeführt wird. Die Aufgabe ist es, die Geometrie des PL-Diffusors mittels 3D-Modellierung mit Rhinoceros und Grasshopper parametrisch zu entwickeln und zu optimieren. Die erstellten Geometrien sind mittels Strömungssimulation mit ANSY Fluent unter verschiedenen Volumenströme zu prüfen und auszuwerten.

Betreuer: Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Assoc. AIA

Strömung
Simulation der Luftströmung durch ein Living-Wall mit ANSYS Fluent
Im Rahmen des Forschungsprojekts VertiKKA (Vertikale KlimaKlärAnlage zur Steigerung der Ressourceneffizienz und Lebensqualität in urbanen Räumen) wird eine Prototypische Umsetzung zur lokalen Nutzung bzw. Behandlung von Abwasser (Regenwasser, Brauchwasser) vor bzw. in Fassadenbegrünungselementen in Kombination mit Fassaden-PV entwickelt. Ziel der Aufgabe ist es, die Luftströmung durch die Pflanzen zu simulieren. Die Simulationen umfassen auch die Konzentration von Wasserdampf, um die Feuchteerteilung an der Fassade zu bewerten.

Betreuer: Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Assoc. AIA

Raumklima
Entwicklung eines Diffusors für die personalisierte Lüftung mittels 3D-Drucker, Labormessungen und Schlieren-Visualisierung
Mit der "personalisierten Lüftung" (PL) kann Frischluft direkt in die Atemzone von Personen transportiert werden. Ein Vorteil ist, dass dadurch nicht mehr das ganze Raumvolumen, sondern nur noch lokal konditioniert werden muss. Das Ziel der Aufgabe ist ein Diffusor für PL zu entwickeln. Der Diffusor soll mit einer 3D-Software modelliert und anschließend mithilfe eines 3D-Druckers hergestellt werden. Abschließend ist der Diffusor bzw. die aus ihm austretende Luftströmung mittels Messungen und Visualisierung zu bewerten.

Betreuer: Dr.-Ing. Hayder Alsaad, Assoc. AIA

Gebäudetechnik
Erarbeitung eines Automationskonzepts für ein innovatives Klimalabor aus technisch und wirtschaftlicher Sichtweise
Die Labor- und Versuchseinrichtungen der Professur Bauphysik sollen um ein innovatives Klimalabor erweitert werden. Hierfür soll im Zuge der Abschlussarbeit das Automationskonzept entwickelt werden.
Die wesentlichen Bearbeitungspunkte sind Folgende:

  • Kurze Darstellung des Standes der Technik (Umsetzungsmöglichkeiten der Managementebene, Automationsebene, Feldebene, Bausysteme und -Protokolle).
  • Vergleich der Möglichkeiten zur Automation des Klimalabors (technisch, wirtschaftlich).
  • Herausarbeitung der Potentiale und Grenzen der verschiedenen Lösungen und Erstellung einer Matrix
  • Identifizieren der Vorzugslösung, Auslegung und Spezifikation der Hauptkomponenten.

Der Einbezug neuer innovativer Ansätze ist ausdrücklich erwünscht!

Betreuer: Thomas Möller M.Sc.

Vorab ein paar allgemeine Hinweise zur Bearbeitung von Abschlussarbeiten:
Hinweise zu Bachelor- und Masterbearbeitung.pdf