700 bar Wasserstoffdrucktank – Algorithmenentwicklung und numerische Modellierungsmethoden

Ziel Ihrer Arbeit ist die Algorithmenentwicklung zur Analyse von Schichtungen durch therm. Auftriebseffekte und Implementierung (2D FE-Solver).

Visualisierung einer Analyse mittels direkt gekoppelter Fluid-Struktur-Interation mit Abaqus standard und delfin2 | Bild: IKV

Die Erforschung alternativer Antriebsysteme wie der Elektromobilität mit Wasserstoff wird in nationalen Förderprogrammen wie dem NIP I und NIP II mit einem Gesamtfördervolumen von 1,65 Mrd. Euro massiv durch die Bundesregierung vorangetrieben. Die Wasserstoffspeicherung stellt ein zentrales Element dieser Technologie dar, um zur Marktreife zu gelangen. Typi-sche Wasserstoffdrucktanks stellen jedoch noch einen hohen Kostentreiber dar und erfordern daher hochoptimierte Softwarelösungen zur verbesserten Bauteilauslegung.

In einem aktuell laufenden Forschungsprojekt wurde am IKV eine dimensionsreduzierte (0D/1D) Modellierungsmethodik zur Berechnung der Temperaturentwicklung während des Befüllens entwickelt und die kommandozeilenbasierte nicht interaktive Software delfin2 implementiert (Cpp, Fortran, Python). Diese wurde im Weiteren mit der kommerziellen finite Elemente Software Abaqus gekoppelt, um direkt gekoppelte Fluid-Struktur-Interaktionsanalysen (DC-FSI) durchführen zu können. Ziel ist die Weiterentwicklung zu einem 1D/2D-Solver zur Analyse der so genannten Haltephase und Berücksichtigung von Schichtungen durch Auftriebseffekte sowie die Analyse von Gasdiffusionsprozessen. Beispielsweise netzlose Diskretisierungsverfahren bieten eine mögliche Alternative.

Insbesondere Studenten aus den Fachrichtungen CES, Mathematik und theoretische Physik mit Affinität zur Werkstoffmodellentwicklung und Programmierung sind angesprochen. Wenn die oben beschriebenen Aufgaben Ihr Interesse wecken und Sie Spaß am selbständigen methodischen Arbeiten haben, dann melden Sie sich einfach bei mir. Ihre genauen Aufgaben legen wir im Vorfeld gemeinsam fest. Dabei ist eine individuelle Abstimmung des zeitlichen Rahmens selbstverständlich. Unterstützt werden Sie bei Ihrer Arbeit von einer breit aufgestellten Arbeitsgruppe. Falls Sie noch weitere Fragen haben, zögern Sie nicht, mir vorab eine Mail zu senden. Aufgrund der aktuellen Lage bin ich aktuell leider nur per Mail zu erreichen, werde Sie bei Angabe einer Telefonnummer aber schnellstmöglich zurückrufen oder Ihre Mail beantworten.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Thomas Gebhart
Telefon: +49 241 80-28358
E-Mail: thomas.gebhart@ikv.rwth-aachen.de