Studiengangsbeschreibung

Inhalt

Der über 4 Semester laufende forschungsorientierte Master-Studiengang (MSc) „Theoretischer Maschinenbau” baut auf forschungsorientierten maschinenbaulich orientierte Bachelor-Studiengängen (BSc) auf. Vorausgesetzt werden entsprechend vertiefte Kenntnisse in den mathematisch-naturwissen­schaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen. Inhaltlich erwerben die Absolventen grundlagen- und methodenorientiertes, dabei interdisziplinär ausgerichtetes, maschinenbauliches Wissen und zugeordnete maschinenbauliche Kompetenzen, um durch mathematische Beschreibung, Analyse und Synthese komplexer technischer Systeme Methoden, Produkte oder Prozesse zu entwickeln. Dabei vereinigt der Studiengang die beiden wichtigsten theoretisch-methodischen Gebiete, nämlich die Simulationstechnik und die Systemtheorie. Hierzu werden mathematischen Grundlagen und vertiefte Kenntnisse in Gebieten wie der Technischen Dynamik, der Regelungstechnik, Numerik und der Strukturmechanik erlernt.



Berufliche Perspektiven

Der Master-Studiengang Theoretischer Maschinenbau bereitet seine Absolventinnen und Absolventen auf Fach- und Führungspositionen in Forschung und Entwicklung vor. Durch einen Fokussierung des Studiengangs auf theoretisch-methodenorientierte Inhalte und Grundlagen sowie intensive wissenschaftliche Denkschulung steht den Absolventinnen und Absolventen ein breites Arbeitsfeld offen, speziell in den Bereich Maschinen- und Fahrzeugbau, Bio- und Medizintechnik, Energietechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Schiffbau, Automatisierungstechnik, Werkstoffwissenschaften und angrenzender Gebiete.


Lernziele

Die Absolventinnen und Absolventen können:

  • Probleme wissenschaftlich analysieren und lösen, auch wenn sie unüblich oder
    unvollständig definiert sind und konkurrierende Spezifikationen aufweisen
  • komplexe Problemstellungen aus einem neuen oder in der Entwicklung begriffenen Bereich
    ihrer Disziplin abstrahieren und formulieren
  • innovative Methoden bei der grundlagenorientierten Problemlösung anwenden und neue
    wissenschaftliche Methoden entwickeln
  • Informationsbedarf erkennen, Informationen finden und beschaffen
  • theoretische und experimentelle Untersuchungen planen und durchführen
  • Daten kritisch bewerten und daraus Schlüsse ziehen
  • die Anwendung von neuen und aufkommenden Technologien untersuchen und bewerten.


Die Absolventinnen und Absolventen sind in der Lage: 

  • Konzepte und Lösungen zu grundlagenorientierten, zum Teil auch unüblichen
    Fragestellungen, ggf. unter Einbeziehung anderer Disziplinen, zu entwickeln
  • neue Produkte, Prozesse und Methoden zu kreieren und zu entwickeln
  • ihr ingenieurwissenschaftliches Urteilsvermögen anzuwenden, um mit komplexen,
    möglicherweise unvollständigen Informationen zu arbeiten, Widersprüche zu erkennen und
    mit ihnen umzugehen
  • Wissen aus verschiedenen Bereichen methodisch zu klassifizieren und systematisch zu kombinieren sowie mit Komplexität umzugehen; 
  • sich systematisch und in kurzer Zeit in neue Aufgaben einzuarbeiten
  • auch nicht technische Auswirkungen der Ingenieurtätigkeit systematisch zu reflektieren und in ihr Handeln verantwortungsbewusst einzubeziehen
  • Lösungen, die einer vertieften Methodenkompetenz bedürfen, zu erarbeiten
  • einer wissenschaftlichen Tätigkeit mit dem Ziel der Promotion erfolgreich nachzugehen.


Studiengangsstruktur

Das Studium ist in grundlagenorientierte Kernfächer und ein anwendungsbezogene Vertiefungsfach aufgeteilt. In den Kernfächern werden neben weiterführenden mathematischen Grundlagen vor allem vertiefte Kenntnisse in Gebieten wie der Technischen Dynamik, der Regelungstechnik, Numerik und der Strukturmechanik erlernt. Zur Vertiefung der Grundlagen ist anwendungsbezogener Vertiefungsblöcke auszuwählen. Weitere technische und nichttechnische Wahlpflichtfächer sind aus dem Fächerangebot der TUHH und der Universität Hamburg wählbar. Im letzten Semester wird die Master-Arbeit durchgeführt.


Die curricularen Inhalte gliedern sich somit in sechs Gruppen:

  • Kernqualifikationen Pflichtveranstaltungen (24 ECTS)
  • Kernqualifikationen Wahlpflichtbereich (24 ECTS)
  • Projektarbeit (12 ECTS)
  • Eine Vertiefungsrichtung (18 ECTS)
  • Übergreifende nichttechnische Inhalte (12 ECTS)
  • Master-Arbeit (30 ECTS).

Die Vertiefungsrichtungen sind:

  • Bio- und Medizintechnik
  • Energietechnik
  • Flugzeug-Systemtechnik
  • Maritime Technik
  • Numerik und Informatik
  • Produktentwicklung und Produktion
  • Werkstofftechnik

Die Wahl einer Vertiefungsrichtung ist obligatorisch, ihre Inhalte sind eng verknüpft mit den Forschungsthemen der Institute. Die bereits im Bachelor-Studium für die praktische Ingenieurtätigkeit erworbenen Schlüsselqualifikationen werden innerhalb des Master Studiengangs ausgebaut.


Fachmodule der Kernqualifikation

In den Kernfächern werden neben weiterführenden mathematischen Grundlagen vor allem vertiefte Kenntnisse in Gebieten wie der Technischen Dynamik, der Regelungstechnik, Numerik und der Strukturmechanik erlernt. 

Modul M0523: Betrieb & Management

Modulverantwortlicher Prof. Matthias Meyer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte betriebswirtschaftliche Spezialgebiete innerhalb der Betriebswirtschaftslehre zu verorten.
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Theorien, Kategorien und Modelle erklären.
  • Die Studierenden können technisches und betriebswirtschaftliches Wissen miteinander in Beziehung setzen.


Fertigkeiten
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Methoden anwenden.
  • Die Studierenden können für praktische Fragestellungen in betriebswirtschaftlichen Teilbereichen Entscheidungsvorschläge begründen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Die Studierenden sind in der Lage, in interdisziplinären Kleingruppen zu kommunizieren und gemeinsam Lösungen für komplexe Problemstellungen zu erarbeiten.


Selbstständigkeit
  • Die Studierenden sind in der Lage, sich notwendiges Wissen durch Recherchen und Aufbereitungen von Material selbstständig zu erschließen.


Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M0524: Nichttechnische Angebote im Master

Modulverantwortlicher Dagmar Richter
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Nichttechnischen Angebote  (NTA)

vermittelt die in Hinblick auf das Ausbildungsprofil der TUHH nötigen Kompetenzen, die ingenieurwissenschaftliche Fachlehre fördern aber nicht abschließend behandeln kann: Eigenverantwortlichkeit, Selbstführung, Zusammenarbeit und fachliche wie personale Leitungsbefähigung der zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieure. Er setzt diese Ausbildungsziele in seiner Lehrarchitektur, den Lehr-Lern-Arrangements, den Lehrbereichen und durch Lehrangebote um, in denen sich Studierende wahlweise für spezifische Kompetenzen und ein Kompetenzniveau auf Bachelor- oder Masterebene qualifizieren können. Die Lehrangebote sind jeweils in einem Modulkatalog Nichttechnische Ergänzungskurse zusammengefasst. 

Die Lehrarchitektur

besteht aus einem studiengangübergreifenden Pflichtstudienangebot. Durch dieses zentral konzipierte Lehrangebot wird die Profilierung der TUHH Ausbildung auch im nichttechnischen Bereich gewährleistet.

Die Lernarchitektur erfordert und übt eigenverantwortliche Bildungsplanung in Hinblick auf den individuellen Kompetenzaufbau ein und stellt dazu Orientierungswissen zu thematischen Schwerpunkten von Veranstaltungen bereit.

Das über den gesamten Studienverlauf begleitend studierbare Angebot kann ggf. in ein-zwei Semestern studiert werden. Angesichts der bekannten, individuellen Anpassungsprobleme beim Übergang von Schule zu Hochschule in den ersten Semestern und um individuell geplante Auslandsemester zu fördern, wird jedoch von einer Studienfixierung in konkreten Fachsemestern abgesehen.

Die Lehr-Lern-Arrangements

sehen für Studierende - nach B.Sc. und M.Sc. getrennt - ein semester- und fachübergreifendes voneinander Lernen vor. Der Umgang mit Interdisziplinarität und einer Vielfalt von Lernständen in Veranstaltungen wird eingeübt - und in spezifischen Veranstaltungen gezielt gefördert.

Die Lehrbereiche

basieren auf Forschungsergebnissen aus den wissenschaftlichen Disziplinen Kulturwissenschaften, Gesellschaftswissenschaften, Kunst, Geschichtswissenschaften, Kommunikationswissenschaften, Migrationswissenschaften, Nachhaltigkeitsforschung und aus der Fachdidaktik der Ingenieurwissenschaften. Über alle Studiengänge hinweg besteht im Bachelorbereich zusätzlich ab Wintersemester 2014/15 das Angebot, gezielt Betriebswirtschaftliches und Gründungswissen aufzubauen. Das Lehrangebot wird durch soft skill und Fremdsprachkurse ergänzt. Hier werden insbesondere kommunikative Kompetenzen z.B. für Outgoing Engineers gezielt gefördert.

Das Kompetenzniveau

der Veranstaltungen in den Modulen der nichttechnischen Ergänzungskurse unterscheidet sich in Hinblick auf das zugrunde gelegte Ausbildungsziel: Diese Unterschiede spiegeln sich in den verwendeten Praxisbeispielen, in den - auf unterschiedliche berufliche Anwendungskontexte verweisende - Inhalten und im für M.Sc. stärker wissenschaftlich-theoretischen Abstraktionsniveau. Die Soft skills für Bachelor- und für Masterabsolventinnen/ Absolventen unterscheidet sich an Hand der im Berufsleben unterschiedlichen Positionen im Team und bei der Anleitung von Gruppen.

Fachkompetenz (Wissen)

Die Studierenden können

  • ausgewähltes Spezialgebiete des jeweiligen nichttechnischen Bereiches erläutern,
  • in den im Lehrbereich vertretenen Disziplinen grundlegende Theorien, Kategorien, Begrifflichkeiten, Modelle,  Konzepte oder künstlerischen Techniken skizzieren,
  • diese fremden Fachdisziplinen systematisch auf die eigene Disziplin beziehen, d.h. sowohl abgrenzen als auch Anschlüsse benennen,
  • in Grundzügen skizzieren, inwiefern wissenschaftliche Disziplinen, Paradigmen, Modelle, Instrumente, Verfahrensweisen und Repräsentationsformen der Fachwissenschaften einer individuellen und soziokulturellen Interpretation und Historizität unterliegen,              
  • können Gegenstandsangemessen in einer Fremdsprache kommunizieren (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).



Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen

  • grundlegende und teils auch spezielle Methoden der genannten Wissenschaftsdisziplinen anwenden.
  • technische Phänomene, Modelle, Theorien usw. aus der Perspektive einer anderen, oben erwähnten Fachdisziplin befragen.
  • einfache und teils auch fortgeschrittene Problemstellungen aus den behandelten Wissenschaftsdisziplinen erfolgreich bearbeiten,
  • bei praktischen Fragestellungen in Kontexten, die den technischen Sach- und Fachbezug übersteigen, ihre Entscheidungen zu Organisations- und Anwendungsformen der Technik begründen.




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind fähig ,

  • in unterschiedlichem Ausmaß kooperativ zu lernen
  • eigene Aufgabenstellungen in den o.g. Bereichen in adressatengerechter Weise in einer Partner- oder Gruppensituation zu präsentieren und zu analysieren,
  • nichttechnische Fragestellungen einer Zuhörerschaft mit technischem Hintergrund verständlich darzustellen
  • sich landessprachlich kompetent, kulturell angemessen und geschlechtersensibel auszudrücken (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist)



Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in ausgewählten Bereichen in der Lage,

  • die eigene Profession und Professionalität im Kontext der lebensweltlichen Anwendungsgebiete zu reflektieren,
  • sich selbst und die eigenen Lernprozesse zu organisieren,
  • Fragestellungen vor einem breiten Bildungshorizont zu reflektieren und verantwortlich zu entscheiden,
  • sich in Bezug auf ein nichttechnisches Sachthema mündlich oder schriftlich kompetent auszudrücken.
  • sich als unternehmerisches Subjekt zu organisieren,   (sofern dies ein gewählter Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M1259: Technischer Ergänzungskurs Kernfächer für TMBMS (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten

siehe gewähltes Modul laut FSPO

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit

siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Modul M0808: Finite Elements Methods

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Finite-Elemente-Methoden (L0291) Vorlesung 2 3
Finite-Elemente-Methoden (L0804) Hörsaalübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Otto von Estorff
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Mechanics I (Statics, Mechanics of Materials) and Mechanics II (Hydrostatics, Kinematics, Dynamics)
Mathematics I, II, III (in particular differential equations)

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students possess an in-depth knowledge regarding the derivation of the finite element method and are able to give an overview of the theoretical and methodical basis of the method.



Fertigkeiten

The students are capable to handle engineering problems by formulating suitable finite elements, assembling the corresponding system matrices, and solving the resulting system of equations.



Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions.

Selbstständigkeit

The students are able to independently solve challenging computational problems and develop own finite element routines. Problems can be identified and the results are critically scrutinized.



Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 20 % Midterm
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme und Flugzeugvorentwurf: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Pflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0291: Finite Element Methods
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Otto von Estorff
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- General overview on modern engineering
- Displacement method
- Hybrid formulation
- Isoparametric elements
- Numerical integration
- Solving systems of equations (statics, dynamics)
- Eigenvalue problems
- Non-linear systems
- Applications

- Programming of elements (Matlab, hands-on sessions)
- Applications

Literatur

Bathe, K.-J. (2000): Finite-Elemente-Methoden. Springer Verlag, Berlin

Lehrveranstaltung L0804: Finite Element Methods
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Otto von Estorff
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0846: Control Systems Theory and Design

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0656) Vorlesung 2 4
Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0657) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Introduction to Control Systems
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain how linear dynamic systems are represented as state space models; they can interpret the system response to initial states or external excitation as trajectories in state space
  • They can explain the system properties controllability and observability, and their relationship to state feedback and state estimation, respectively
  • They can explain the significance of a minimal realisation
  • They can explain observer-based state feedback and how it can be used to achieve tracking and disturbance rejection
  • They can extend all of the above to multi-input multi-output systems
  • They can explain the z-transform and its relationship with the Laplace Transform
  • They can explain state space models and transfer function models of discrete-time systems
  • They can explain the experimental identification of ARX models of dynamic systems, and how the identification problem can be solved by solving a normal equation
  • They can explain how a state space model can be constructed from a discrete-time impulse response

Fertigkeiten
  • Students can transform transfer function models into state space models and vice versa
  • They can assess controllability and observability and construct minimal realisations
  • They can design LQG controllers for multivariable plants
  •  They can carry out a controller design both in continuous-time and discrete-time domain, and decide which is  appropriate for a given sampling rate
  • They can identify transfer function models and state space models of dynamic systems from experimental data
  • They can carry out all these tasks using standard software tools (Matlab Control Toolbox, System Identification Toolbox, Simulink)

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions. 

Selbstständigkeit

Students can obtain information from provided sources (lecture notes, software documentation, experiment guides) and use it when solving given problems.

They can assess their knowledge in weekly on-line tests and thereby control their learning progress.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L0656: Control Systems Theory and Design
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

State space methods (single-input single-output)

• State space models and transfer functions, state feedback 
• Coordinate basis, similarity transformations 
• Solutions of state equations, matrix exponentials, Caley-Hamilton Theorem
• Controllability and pole placement 
• State estimation, observability, Kalman decomposition 
• Observer-based state feedback control, reference tracking 
• Transmission zeros
• Optimal pole placement, symmetric root locus 
Multi-input multi-output systems
• Transfer function matrices, state space models of multivariable systems, Gilbert realization 
• Poles and zeros of multivariable systems, minimal realization 
• Closed-loop stability
• Pole placement for multivariable systems, LQR design, Kalman filter 

Digital Control
• Discrete-time systems: difference equations and z-transform 
• Discrete-time state space models, sampled data systems, poles and zeros 
• Frequency response of sampled data systems, choice of sampling rate 

System identification and model order reduction 
• Least squares estimation, ARX models, persistent excitation 
• Identification of state space models, subspace identification 
• Balanced realization and model order reduction 

Case study
• Modelling and multivariable control of a process evaporator using Matlab and Simulink 
Software tools
• Matlab/Simulink

Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes „Control Systems Theory and Design“
  • T. Kailath "Linear Systems", Prentice Hall, 1980
  • K.J. Astrom, B. Wittenmark "Computer Controlled Systems" Prentice Hall, 1997
  • L. Ljung "System Identification - Theory for the User", Prentice Hall, 1999
Lehrveranstaltung L0657: Control Systems Theory and Design
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1204: Modellierung und Optimierung in der Dynamik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Flexible Mehrkörpersysteme (L1632) Vorlesung 2 3
Optimierung dynamischer Systeme (L1633) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Mathematik I, II, III
  • Mechanik I, II, III, IV
  • Simulation dynamischer Systeme

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierenden besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls grundlegende Kenntnis und Verständnis der Modellierung, Simulation und Analyse komplexer starrer und flexibler Mehrkörpersysteme und Methoden zur Optimierung dynamischer Systeme.


Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage

+ ganzheitlich zu Denken

+ grundlegende Problemstellungen aus der Dynamik starrer und flexibler Mehrkörpersysteme selbständig, sicher,
kritisch und bedarfsgerecht zu analysieren und zu optimieren

+ dynamische Problem mathematisch zu beschreiben 

+ dynamische Probleme zu optimieren


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und die Arbeitsergebnisse dokumentieren.



Selbstständigkeit

Studierende sind fähig

+ ihren Kenntnisstand mit Hilfe von Übungsaufgaben einzuschätzen.

+ sich zur Lösung von forschungsorientierten Aufgaben notwendiges Wissen eigenständig zu erschließen.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1632: Flexible Mehrkörpersysteme
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Robert Seifried, Dr. Alexander Held
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  1. Grundlagen von Mehrkörpersystemen
  2. Kontinuumsmechanische Grundlagen
  3. Lineare finite Elemente Modelle und Modellreduktion
  4. Nichtlineare finite Elemente Modelle: Absolute Nodal Coordinate Formulation
  5. Kinematik eines elastischen Körpers
  6. Kinetik eines elastischen Körpers
  7. Zusammenbau des Gesamtsystems
Literatur

Schwertassek, R. und Wallrapp, O.: Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme. Braunschweig, Vieweg, 1999.

Seifried, R.: Dynamics of Underactuated Multibody Systems, Springer, 2014.

Shabana, A.A.: Dynamics of Multibody Systems. Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2004, 3. Auflage.


Lehrveranstaltung L1633: Optimierung dynamischer Systeme
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Robert Seifried
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  1. Formulierung des Optimierungsproblems und Klassifikation
  2. Skalare Optimierung
  3. Sensitivitätsanalyse
  4. Parameteroptimierung ohne Nebenbedingungen
  5. Parameteroptimierung mit Nebenbedingungen
  6. Stochastische Optimierungsverfahren
  7. Mehrkriterienoptimierung
  8. Topologieoptimierung
Literatur

Bestle, D.: Analyse und Optimierung von Mehrkörpersystemen. Springer, Berlin, 1994.

Nocedal, J. , Wright , S.J. : Numerical Optimization. New York: Springer, 2006.


Modul M1306: Control Lab C

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Praktikum Regelungstechnik IX (L1836) Laborpraktikum 1 1
Praktikum Regelungstechnik VII (L1834) Laborpraktikum 1 1
Praktikum Regelungstechnik VIII (L1835) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • State space methods
  • LQG control
  • H2 and H-infinity optimal control
  • uncertain plant models and robust control
  •  LPV control
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the difference between validation of a control lop in simulation and experimental validation
Fertigkeiten
  • Students are capable of applying basic system identification tools (Matlab System Identification Toolbox) to identify a dynamic model that can be used for controller synthesis
  • They are capable of using standard software tools (Matlab Control Toolbox) for the design and implementation of LQG controllers
  • They are capable of using standard software tools (Matlab Robust Control Toolbox) for the mixed-sensitivity design and the implementation of H-infinity optimal controllers
  • They are capable of representing model uncertainty, and of designing and implementing a robust controller
  • They are capable of using standard software tools (Matlab Robust Control Toolbox) for the design and the implementation of LPV gain-scheduled controllers
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students can work in teams to conduct experiments and document the results
Selbstständigkeit
  • Students can independently carry out simulation studies to design and validate control loops
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang 1
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1836: Control Lab IX
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Herbert Werner, Patrick Göttsch, Adwait Datar
Sprachen EN
Zeitraum WiSe/SoSe
Inhalt

One of the offered experiments in control theory.

Literatur

Experiment Guides

Lehrveranstaltung L1834: Control Lab VII
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Herbert Werner, Patrick Göttsch
Sprachen EN
Zeitraum WiSe/SoSe
Inhalt

One of the offered experiments in control theory.

Literatur

Experiment Guides

Lehrveranstaltung L1835: Control Lab VIII
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Herbert Werner, Patrick Göttsch, Adwait Datar
Sprachen EN
Zeitraum WiSe/SoSe
Inhalt

One of the offered experiments in control theory.

Literatur

Experiment Guides

Modul M1150: Kontinuumsmechanik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Kontinuumsmechanik (L1533) Vorlesung 2 3
Kontinuumsmechanik Übung (L1534) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Christian Cyron
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der linearen Kontinuumsmechanik wie z.B. im Modul Mechanik II unterrichtet (Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare Verzerrungen, Schnittprinzip, linear-elastische Konstitutivgesetze, Verzerrungsenergie). 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können grundlegende Konzepte zur Berechnung von mechanischem Materialverhalten erklären. Sie können Methoden der Kontinuumsmechanik im größeren Kontext erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können Bilanzgleichungen aufstellen und Grundlagen der Deformationstheorie elastischer Körper anwenden und auf diesem Gebiet spezifische Aufgabenstellungen sowohl anwendungsorientiert als auch forschungsorientiert bearbeiten

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialisten in Schriftform präsentieren und Ideen weiterentwickeln.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Probleme im Bereich der Kontinuumsmechanik identifizieren und lösen und sich dafür benötigtes Wissen aneignen.



Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1533: Kontinuumsmechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Grundlagen der Tensorrechnung
    • Transformationsinvarianz
    • Tensoralgebra
    • Tensoranalysis
  • Kinematik
    • Bewegung eines Kontinuums
    • Verformung infinitesimaler Linien-, Flächen- und Volumenelemente
    • Materielle und räumliche Betrachtung
    • Polare Zerlegung
    • Spektrale Zerlegung
    • Objektivität
    • Verzerrungsmaße
    • Zeitableitungen
      • Partielle / materielle Zeitableitung
      • Objektive Zeitableitungen
      • Verzerrungs-und Deformationsraten
    • Transporttheoreme
  • Bilanzgleichungen (globale und lokale Form)
    • Massenbilanz
    • Spannungszustand
      • Randspannunsvektoren
      • Cauchy'sches Fundametaltheorem
      • Spannungstensoren (Cauchy-, 1. und 2. Piola-Kirchhoff-, Kirchhoff-Spannunstensor)
    • Impulsbilanz
    • Drehimpulsbilanz
    • Energiebilanz
    • Entropiebilanz
    • Clausius-Duhem-Ungleichung
  • Konstitutive Beziehungen
    • Konstitutive Annahmen
    • Fluide
    • Elastische Körper
      • Hyperelastizität
      • Materialsymmetrie
    • Elastoplastizität
  • Analyse
    • Anfangsrandwertprobleme und deren numerische Lösung


Literatur

R. Greve: Kontinuumsmechanik: Ein Grundkurs für Ingenieure und Physiker

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer

weitere siehe in der Literaturliste des Scripts


Lehrveranstaltung L1534: Kontinuumsmechanik Übung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Kinematik deformierbarer Körper
  • Bilanzgleichungen (Massenbilanz, Energiegleichung, …)
  • Spannungszustand
  • Materialmodellierung


Literatur

R. Greve: Kontinuumsmechanik: Ein Grundkurs für Ingenieure und Physiker

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer


Modul M0751: Technische Schwingungslehre

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Technische Schwingungslehre (L0701) Integrierte Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Norbert Hoffmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis
  • Lineare Algebra
  • Technische Mechanik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende können Begriffe und Zusammenhänge der Technischen Schwingungslehre wiedergeben und weiterentwickeln.
Fertigkeiten Studierende können Methoden der Technischen Schwingungslehre benennen und weiterentwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können auch in Gruppen zu Arbeitsergebnissen kommen.
Selbstständigkeit Studierende können sich eigenständig Forschungsaufgaben der Technischen Schwingungslehre erschließen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Kernqualifikation: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Pflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0701: Technische Schwingungslehre
Typ Integrierte Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Norbert Hoffmann
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Lineare und Nichtlineare Ein- und Mehrfreiheitsgradschwingungen und Wellen.
Literatur K. Magnus, K. Popp, W. Sextro: Schwingungen. Physikalische Grundlagen und mathematische Behandlung von Schwingungen. Springer Verlag, 2013.

Modul M0714: Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen (L0576) Vorlesung 2 3
Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen (L0582) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Daniel Ruprecht
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Mathematik I, II, III für Ingenieurstudierende (deutsch oder englisch) oder Analysis & Lineare Algebra I + II sowie Analysis III für Technomathematiker
  • MATLAB Grundkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

  • numerische Verfahren zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen  benennen und deren Kernideen erläutern,
  • Konvergenzaussagen (inklusive der an das zugrundeliegende Problem gestellten Voraussetzungen) zu den behandelten numerischen Verfahren wiedergeben,

  • Aspekte der praktischen Durchführung numerischer Verfahren erklären.
  • Wählen Sie die entsprechende numerische Methode für konkrete Probleme, implementieren die numerischen Algorithmen effizient und interpretieren die numerischen Ergebnisse


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage,

  • numerische Methoden zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen in MATLAB zu implementieren, anzuwenden und zu vergleichen,
  • das Konvergenzverhalten numerischen Methoden in Abhängigkeit vom gestellten Problem und des verwendeten Lösungsalgorithmus zu begründen,
  • zu gegebener Problemstellung einen geeigneten Lösungsansatz zu entwickeln, gegebenenfalls durch Zusammensetzen mehrerer Algorithmen, diesen durchzuführen und die Ergebnisse kritisch auszuwerten.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

  • in heterogen zusammengesetzten Teams (d.h. aus unterschiedlichen Studiengängen und mit unterschiedlichem Hintergrundwissen) zusammenarbeiten, sich theoretische Grundlagen erklären sowie bei praktischen Implementierungsaspekten der Algorithmen unterstützen.
Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

  • selbst einzuschätzen, ob sie die begleitenden theoretischen und praktischen Übungsaufgaben besser allein oder im Team lösen,
  • ihren Lernstand konkret zu beurteilen und gegebenenfalls gezielt Fragen zu stellen und Hilfe zu suchen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Computer Science: Vertiefung III. Mathematik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Interdisciplinary Mathematics: Vertiefung II. Numerical - Modelling Training: Pflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung I. Mathematik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0576: Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Daniel Ruprecht
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Numerische Verfahren für Anfangswertprobleme

  • Einschrittverfahren
  • Mehrschrittverfahren
  • Steife Probleme
  • Differentiell-algebraische Gleichungen vom Index 1

Numerische Verfahren für Randwertaufgaben

  • Mehrzielmethode
  • Differenzenverfahren
  • Variationsmethoden
Literatur
  • E. Hairer, S. Noersett, G. Wanner: Solving Ordinary Differential Equations I: Nonstiff Problems
  • E. Hairer, G. Wanner: Solving Ordinary Differential Equations II: Stiff and Differential-Algebraic Problems
Lehrveranstaltung L0582: Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Daniel Ruprecht
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1203: Technische Dynamik: Numerische und experimentelle Methoden

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Laborpraktium Technische Dynamik (L1631) Laborpraktikum 3 3
Technische Dynamik (L1630) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik I, II, III, Mechanik I, II, III, IV

Numerik gewöhnlicher Differntialgleichungen


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierenden besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls
Technische Dynamik grundlegende Kenntnisse über die wichtigsten
Methoden der Dynamik und haben ein gutes Verständnis der wichtigsten
Zusammenhänge in der Technischen Dynamik. 


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage

+ ganzheitlich zu Denken

+ grundlegende Problemstellungen aus der Technischen Dynamik selbständig, sicher,
kritisch und bedarfsgerecht zu analysieren und zu lösen

+ dynamische Problem mathematisch zu beschreiben 

+ dynmsiche Probleme numerisch und experimentell zu untersuchen

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und die Arbeitsergebnisse dokumentieren.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig

+ ihren Kenntnisstand mit Hilfe von Übungsaufgaben und Versuchen einzuschätzen.

+ sich zur Lösung von forschungsorientierten Aufgaben notwendiges Wissen eigenständig zu erschließen.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung Versuche Fachlabor
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht
Lehrveranstaltung L1631: Laborpraktium Technische Dynamik
Typ Laborpraktikum
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Dr. Marc-André Pick, Dr. Marc-André Pick
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

In Gruppen werden praktische Übungen aus unterschiedlichen Bereichen der Technischen Dynamik mit Schwerpunkt numerischer Simulation, experimenteller Validierung und experimenteller Schwingungsanalyse selbständig durchgeführt. Die in der Vorlesung Technischer Dynamik erarbeiteten numerischen Simulationsmethoden werden für Beispielsysteme selbständig in Matlab implementiert und simuliert. Anhand der experimentellen Versuche wird neben dem Wissen über die aktuelle Problemstellung Erfahrungen im Umgang mit Meßgeräten, Sensoren, Signalverarbeitungsgeräten und mit der Meßdatenverarbeitung am PC gesammelt.


Literatur

Schiehlen, W.; Eberhard, P.: Technische Dynamik, 4. Auflage, Vieweg+Teubner: Wiesbaden, 2014.

Lehrveranstaltung L1630: Technische Dynamik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Robert Seifried
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Modellierung von Mehrkörpersystemen
  2. Kinematische und kinetische Grundlagen
  3. Bindungen
  4. Mehrkörpersysteme in Minimalkoordinaten
  5. Zustandsraum, Linearisierung und Modalanalyse
  6. Mehrkörpersysteme mit kinematischen Schleifen
  7. Mehrkörpersysteme in DAE-Form
  8. Nichtholonome Mehrkörpersysteme
  9. Experimentelle Methoden in der Dynamik
Literatur

Schiehlen, W.; Eberhard, P.: Technische Dynamik, 4. Auflage, Vieweg+Teubner: Wiesbaden, 2014.

Woernle, C.: Mehrkörpersysteme, Springer: Heidelberg, 2011.

Seifried, R.: Dynamics of Underactuated Multibody Systems, Springer, 2014.

Modul M0752: Nichtlineare Dynamik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Nichtlineare Dynamik (L0702) Integrierte Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Norbert Hoffmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis
  • Lineare Algebra
  • Technische Mechanik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende sind in der Lage bestehende Begriffe und Konzepte der Nichtlinearen Dynamik wiederzugeben und neue Begriffe und Konzepte zu entwickeln.
Fertigkeiten Studierende sind in der Lage bestehende Verfahren und Methoden der Nichtlinearen Dynamik anzuwenden und neue Verfahren und Methoden zu entwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können Arbeitsergebnisse auch in Gruppen erzielen.
Selbstständigkeit Studierende können eigenständig vorgegebene Forschungsaufgaben angehen und selbständig neue Forschungsaufgaben identifizieren und bearbeiten.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0702: Nichtlineare Dynamik
Typ Integrierte Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Norbert Hoffmann
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Grundlagen der Nichtlinearen Dynamik.
Literatur S. Strogatz: Nonlinear Dynamics and Chaos. Perseus, 2013.

Modul M0838: Linear and Nonlinear System Identifikation

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Lineare und Nichtlineare Systemidentifikation (L0660) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Classical control (frequency response, root locus)
  • State space methods
  • Discrete-time systems
  • Linear algebra, singular value decomposition
  • Basic knowledge about stochastic processes
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the general framework of the prediction error method and its application to a variety of linear and nonlinear model structures
  • They can explain how multilayer perceptron networks are used to model nonlinear dynamics
  • They can explain how an approximate predictive control scheme can be based on neural network models
  • They can explain the idea of subspace identification and its relation to Kalman realisation theory
Fertigkeiten
  • Students are capable of applying the predicition error method to the experimental identification of linear and nonlinear models for dynamic systems
  • They are capable of implementing a nonlinear predictive control scheme based on a neural network model
  • They are capable of applying subspace algorithms to the experimental identification of linear models for dynamic systems
  • They can do the above using standard software tools (including the Matlab System Identification Toolbox)
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can work in mixed groups on specific problems to arrive at joint solutions. 

Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0660: Linear and Nonlinear System Identification
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Prediction error method
  • Linear and nonlinear model structures
  • Nonlinear model structure based on multilayer perceptron network
  • Approximate predictive control based on multilayer perceptron network model
  • Subspace identification
Literatur
  • Lennart Ljung, System Identification - Theory for the User, Prentice Hall 1999
  • M. Norgaard, O. Ravn, N.K. Poulsen and L.K. Hansen, Neural Networks for Modeling and Control of Dynamic Systems, Springer Verlag, London 2003
  • T. Kailath, A.H. Sayed and B. Hassibi, Linear Estimation, Prentice Hall 2000

Modul M0657: Numerische Methoden der Thermofluiddynamik II

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Numerische Methoden der Thermofluiddynamik II (L0237) Vorlesung 2 3
Numerische Methoden der Thermofluiddynamik II (L0421) Hörsaalübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Thomas Rung
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundkenntnisse in numerischer und allgemeiner Thermofluiddynamik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Aufbau von vertieften methodischen Kenntnissen in numerischer Thermofluiddynamik, insbesondere Finite-Volumen Techniken. Detailliertes Verständnis der theoretischen Hintergründe komplexer CFD-Simulationssoftware.


Fertigkeiten

Erwerb von Schnittstellenverständnis und Ausbau der Programmierkompetenzen. Fähigkeit zur Analyse und Bewertung unterschiedlicher Lösungsansätze.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Verbesserte Teamfähigkeit durch Gruppenübungen. 

Selbstständigkeit Selbstständige Analyse von problemspezifischen Lösungsansätzen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 0.5h-0.75h
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0237: Numerische Methoden der Thermofluiddynamik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Thomas Rung
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Numerische Modellierung komplexer turbulenter Ein- und Mehrphasenströmungen mit höherwertigen Ansätzen für unstrukturierte und netzfreie Approximationstechniken

Literatur

1)
Vorlesungsmanuskript und Übungsunterlagen

2)
J.H. Ferziger, M. Peric:
Computational Methods for Fluid Dynamics,
Springer

Lehrveranstaltung L0421: Numerische Methoden der Thermofluiddynamik II
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Thomas Rung
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0840: Optimal and Robust Control

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Optimale und robuste Regelung (L0658) Vorlesung 2 3
Optimale und robuste Regelung (L0659) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Herbert Werner
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Classical control (frequency response, root locus)
  • State space methods
  • Linear algebra, singular value decomposition
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the significance of the matrix Riccati equation for the solution of LQ problems.
  • They can explain the duality between optimal state feedback and optimal state estimation.
  • They can explain how the H2 and H-infinity norms are used to represent stability and performance constraints.
  • They can explain how an LQG design problem can be formulated as special case of an H2 design problem.
  • They  can explain how model uncertainty can be represented in a way that lends itself to robust controller design
  • They can explain how - based on the small gain theorem - a robust controller can guarantee stability and performance for an uncertain plant.
  • They understand how analysis and synthesis conditions on feedback loops can be represented as linear matrix inequalities.
Fertigkeiten
  • Students are capable of designing and tuning LQG controllers for multivariable plant models.
  • They are capable of representing a H2 or H-infinity design problem in the form of a generalized plant, and of using standard software tools for solving it.
  • They are capable of translating time and frequency domain specifications for control loops into constraints on closed-loop sensitivity functions, and of carrying out a mixed-sensitivity design.
  • They are capable of constructing an LFT uncertainty model for an uncertain system, and of designing a mixed-objective robust controller.
  • They are capable of formulating analysis and synthesis conditions as linear matrix inequalities (LMI), and of using standard LMI-solvers for solving them.
  • They can carry out all of the above using standard software tools (Matlab robust control toolbox).
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students can work in small groups on specific problems to arrive at joint solutions. 
Selbstständigkeit

Students are able to find required information in sources provided (lecture notes, literature, software documentation) and use it to solve given problems. 


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0658: Optimal and Robust Control
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Optimal regulator problem with finite time horizon, Riccati differential equation
  • Time-varying and steady state solutions, algebraic Riccati equation, Hamiltonian system
  • Kalman’s identity, phase margin of LQR controllers, spectral factorization
  • Optimal state estimation, Kalman filter, LQG control
  • Generalized plant, review of LQG control
  • Signal and system norms, computing H2 and H∞ norms
  • Singular value plots, input and output directions
  • Mixed sensitivity design, H∞ loop shaping, choice of weighting filters
  • Case study: design example flight control
  • Linear matrix inequalities, design specifications as LMI constraints (H2, H∞ and pole region)
  • Controller synthesis by solving LMI problems, multi-objective design
  • Robust control of uncertain systems, small gain theorem, representation of parameter uncertainty
Literatur
  • Werner, H., Lecture Notes: "Optimale und Robuste Regelung"
  • Boyd, S., L. El Ghaoui, E. Feron and V. Balakrishnan "Linear Matrix Inequalities in Systems and Control", SIAM, Philadelphia, PA, 1994
  • Skogestad, S. and I. Postlewhaite "Multivariable Feedback Control", John Wiley, Chichester, England, 1996
  • Strang, G. "Linear Algebra and its Applications", Harcourt Brace Jovanovic, Orlando, FA, 1988
  • Zhou, K. and J. Doyle "Essentials of Robust Control", Prentice Hall International, Upper Saddle River, NJ, 1998
Lehrveranstaltung L0659: Optimal and Robust Control
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Herbert Werner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1339: Entwurfsoptimierung und probabilistische Verfahren in der Strukturmechanik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Entwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in der Strukturmechanik (L1873) Vorlesung 2 3
Entwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in der Strukturmechanik (L1874) Hörsaalübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Benedikt Kriegesmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Technische Mechanik
  • Höhere Mathematik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Entwurfsoptimierung
    • Gradientenbasierte Verfahren
    • Genetische Algorithmen
    • Optimierung unter Nebenbedingungen
    • Topologieoptimierung
  • Zuverlässigkeitsanalyse
    • Grundlagen der Stochastik
    • Monte-Carlo-Methoden
    • Semi-analytische Verfahren
  • Robustheitsoptimierung Entwurfsoptimierung
    • Robustheitsmaße
    • Verknüpfung von Entwurfsoptimierung Zuverlässigkeitsanalyse
Fertigkeiten
  • Anwendung von Optimierungsalgorithmen und probabilistischen Methoden im Strukturentwurf
  • Programmieren mit Matlab
  • Implementieren von Algorithmen
  • Fehlersuche
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Arbeiten im Team (Hausarbeit)
  • Mündliche Verteidigung der eigenen Arbeit
Selbstständigkeit
  • Anwenden der erlernten Methoden im Rahmen einer Hausarbeit
  • Einarbeitung in vorgegebenen Quellcode
  • Darstellen der Lösungswege und Ergebnisse
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang 10 Seiten
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1873: Entwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in der Strukturmechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Benedikt Kriegesmann
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Im Kurs werden theoretischen Grundlagen der Entwurfsoptimierung und Zuverlässigkeitsanalyse vermittelt, der Fokus liegt jedoch auf dem Anwendungsbezug dieser Verfahren.  Die Inhalte werden in Veranstaltungen vermittelt, die sowohl Vorlesungskomponenten als auch Rechnerübungen enthalten. In den Rechnerübungen werden die erlernten Methoden in Matlab implementiert, um deren praktische Umsetzung zu vermitteln.

Folgende Inhalte werden im Kurs behandelt:

  • Entwurfsoptimierung
    • Gradientenbasierte Verfahren
    • Genetische Algorithmen
    • Optimierung unter Nebenbedingungen
    • Topologieoptimierung
  • Zuverlässigkeitsanalyse
    • Grundlagen der Stochastik
    • Monte-Carlo-Methoden
    • Semi-analytische Verfahren
  • Robustheitsoptimierung Entwurfsoptimierung
    • Robustheitsmaße
    • Verknüpfung von Entwurfsoptimierung Zuverlässigkeitsanalyse
Literatur

[1] Arora, Jasbir. Introduction to Optimum Design. 3rd ed. Boston, MA: Academic Press, 2011.
[2] Haldar, A., and S. Mahadevan. Probability, Reliability, and Statistical Methods in Engineering Design. John Wiley & Sons New York/Chichester, UK, 2000.

Lehrveranstaltung L1874: Entwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in der Strukturmechanik
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Benedikt Kriegesmann
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Matlab-Übungen zur Vorlesung
Literatur siehe Vorlesung

Modul M0604: High-Order FEM

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
High-Order FEM (L0280) Vorlesung 3 4
High-Order FEM (L0281) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Düster
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Knowledge of partial differential equations is recommended.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students are able to
+ give an overview of the different (h, p, hp) finite element procedures.
+ explain high-order finite element procedures.
+ specify problems of finite element procedures, to identify them in a given situation and to explain their mathematical and mechanical background.

Fertigkeiten

Students are able to
+ apply high-order finite elements to problems of structural mechanics.
+ select for a given problem of structural mechanics a suitable finite element procedure.
+ critically judge results of high-order finite elements.
+ transfer their knowledge of high-order finite elements to new problems.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students are able to
+ solve problems in heterogeneous groups and to document the corresponding results.

Selbstständigkeit

Students are able to
+ assess their knowledge by means of exercises and E-Learning.
+ acquaint themselves with the necessary knowledge to solve research oriented tasks.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 10 % Referat Forschendes Lernen
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0280: High-Order FEM
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Alexander Düster
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

1. Introduction
2. Motivation
3. Hierarchic shape functions
4. Mapping functions
5. Computation of element matrices, assembly, constraint enforcement and solution
6. Convergence characteristics
7. Mechanical models and finite elements for thin-walled structures
8. Computation of thin-walled structures
9. Error estimation and hp-adaptivity
10. High-order fictitious domain methods


Literatur

[1] Alexander Düster, High-Order FEM, Lecture Notes, Technische Universität Hamburg-Harburg, 164 pages, 2014
[2] Barna Szabo, Ivo Babuska, Introduction to Finite Element Analysis – Formulation, Verification and Validation, John Wiley & Sons, 2011


Lehrveranstaltung L0281: High-Order FEM
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Düster
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0711: Numerische Mathematik II

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Numerische Mathematik II (L0568) Vorlesung 2 3
Numerische Mathematik II (L0569) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Sabine Le Borne
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Numerische Mathematik I
  • Python-Kenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

  • weiterführende numerische Verfahren zur Interpolation, Approximation, Integration, Lösung von Eigenwertaufgaben, Lösung von Eigenwertproblemen und nichtlinearen Nullstellenproblemen benennen und deren Kernideen erläutern,
  • Konvergenzbeweise skizzieren,
  • Aspekte der praktischen Durchführung numerischer Verfahren im Hinblick auf Rechenzeit und Speicherbedarf erklären.
  • Konvergenzaussagen zu den numerischen Methoden wiedergeben
Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage,

  • vertiefende numerische Methoden in Python zu implementieren, anzuwenden und zu vergleichen,
  • das Konvergenzverhalten numerischen Methoden in Abhängigkeit vom gestellten Problem und des verwendeten Lösungsalgorithmus zu begründen und auf verwandte Problemstellungen zu übertragen
  • zu gegebener Problemstellung einen geeigneten Lösungsansatz zu entwickeln, gegebenenfalls durch Zusammensetzen mehrerer Algorithmen, diesen durchzuführen und die Ergebnisse kritisch auszuwerten.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

  • in heterogen zusammengesetzten Teams (d.h. aus unterschiedlichen Studiengängen und mit unterschiedlichem Hintergrundwissen) zusammenarbeiten, sich theoretische Grundlagen erklären sowie bei praktischen Implementierungsaspekten der Algorithmen unterstützen.
Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

  • selbst einzuschätzen, ob sie die begleitenden theoretischen und praktischen Übungsaufgaben besser allein oder im Team lösen,
  • ihren Lernstand konkret zu beurteilen und gegebenenfalls gezielt Fragen zu stellen und Hilfe zu suchen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 25 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung III. Mathematik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung III. Mathematik: Wahlpflicht
Technomathematik: Vertiefung I. Mathematik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0568: Numerische Mathematik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Sabine Le Borne, Dr. Jens-Peter Zemke
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Fehler und Stabilität: Begriffe und Abschätzungen
  2. Rationale Interpolation und Approximation
  3. Mehrdimensionale Interpolation (RBF) und Approximation (neuronale Netze)
  4. Quadratur: Gauß-Quadratur, Orthogonalpolynome
  5. Lineare Systeme: Perturbationstheorie von Zerlegungen, strukturierte Matrizen
  6. Eigenwertaufgaben: LR-, QD-, QR-Algorithmus
  7. Nichtlineare Gleichungssysteme: Newton- und Quasi-Newton-Verfahren, Liniensuche (optional)
  8. Krylovraum-Verfahren: Arnoldi-, Lanczos-Verfahren (optional)
Literatur
  • Skript
  • Stoer/Bulirsch: Numerische Mathematik 1, Springer
  • Dahmen, Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer
Lehrveranstaltung L0569: Numerische Mathematik II
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Sabine Le Borne, Dr. Jens-Peter Zemke
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0727: Stochastik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Stochastik (L0777) Vorlesung 2 4
Stochastik (L0778) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Matthias Schulte
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Analysis
  • Aussagenlogik
  • Diskrete Algebraische Strukturen (Kombinatorik)
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Studierende können die grundlegenden Begriffe der Statistik benennen und anhand von Beispielen erklären.
  • Studierende sind in der Lage, logische Zusammenhänge zwischen diesen Konzepten zu diskutieren und anhand von Beispielen zu erläutern. 
  • Studierende kennen Beweisstrategien und können diese wiedergeben.
Fertigkeiten
  • Studierende können Probleme aus der Stochastik mit Hilfe der kennengelernten Konzepte mathematisch modellieren und mit den erlernten Methoden lösen.
  • Studierende sind in der Lage, sich weitere einfache logische Zusammenhänge zwischen den kennengelernten Konzepten selbständig zu erschließen und können diese verifizieren.
  • Studierende können zu gegebenen Problemstellungen einen geeigneten Lösungsansatz entwickeln, diesen verfolgen und die Ergebnisse kritisch auswerten.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Studierende können in heterogen zusammengesetzten Teams (z.B. an Hausaufgaben) zusammenarbeiten und ihre Ergebnisse vor der Gruppe präsentieren.
  • Sie können sich dabei insbesondere gegenseitig neue Konzepte erklären und anhand von Beispielen das Verständnis der Mitstudierenden überprüfen und vertiefen.


Selbstständigkeit
  • Studierende können eigenständig ihr Verständnis mathematischer Konzepte überprüfen, noch offene Fragen auf den Punkt bringen und sich gegebenenfalls gezielt Hilfe holen.
  • Studierende können ihr Wissen mit den Inhalten anderer Veranstaltungen in Verbindung bringen.
  • Studierende haben eine genügend hohe Ausdauer entwickelt, um auch über längere Zeiträume an schwierigen Problemstellungen zu arbeiten.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Informatik: Pflicht
Computer Science: Kernqualifikation: Pflicht
Data Science: Kernqualifikation: Pflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Logistik und Mobilität: Vertiefung Ingenieurwissenschaft: Wahlpflicht
Logistik und Mobilität: Vertiefung Informationstechnologie: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Wirtschaftsingenieurwesen - Fachrichtung Logistik und Mobilität: Vertiefung Informationstechnologie: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0777: Stochastik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Matthias Schulte
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Wahrscheinlichkeitsdefinitionen, bedingte Wahrscheinlichkeiten
  • Zufallsvariablen
  • Unabhängigkeit
  • Verteilungs- und Dichtefunktionen
  • Kenngrößen: Erwartungswert, Varianz, Standardabweichung, Momente
  • Multivariate Verteilungen
  • Gesetz der großen Zahlen und zentraler Grenzwertsatz
  • Grundbegriffe zu stochastischen Prozessen
  • Grundkonzepte der Statistik (Punktschätzer, Konfidenzintervalle und Hypothesentests)
Literatur
  1. Methoden der statistischen Inferenz, Likelihood und Bayes, Held, L., Spektrum 2008
  2. Stochastik für Informatiker, Dümbgen, L., Springer 2003
  3. Statistik: Der Weg zur Datenanalyse, Fahrmeir, L., Künstler R., Pigeot, I, Tutz, G., Springer 2010
  4. Stochastik, Georgii, H.-O., deGruyter, 2009
  5. Probability and Random Processes, Grimmett, G., Stirzaker, D., Oxford University Press, 2001
  6. Programmieren mit R, Ligges, U., Springer 2008
Lehrveranstaltung L0778: Stochastik
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Matthias Schulte
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1181: Studienarbeit Theoretischer Maschinenbau

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Dozenten des SD M
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Finite-Elemente-Methoden
  • Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme
  • Technische Dynamik
  • Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können ihre Detailkenntnisse im Gebiet des Theoretischen Maschinenbaus demonstrieren. Sie können zum Stand von Entwicklung und Anwendung Beispiele geben und diese kritisch unter Berücksichtigung aktueller Probleme und Rahmenbedingungen in Wissenschaft und Gesellschaft diskutieren.

Die Studierenden sind in der Lage, für eine grundlagenorientierte, praktische Fragestellung aus dem Bereich des Theoretischen Maschinenbaus eigenständig eine Lösungsstrategie zu definieren und einzelne Lösungsansätze zu skizzieren. Dabei können sie theorieorientiert vorgehen und aktuelle sicherheitstechnische, ökologische, ethische und wirtschaftliche Gesichtspunkte nach dem Stand der Wissenschaft und zugehöriger gesellschaftlicher Diskussionen einbeziehen.

Wissenschaftliche Arbeitstechniken, die sie zur eigenen Projektbearbeitung gewählt haben, können sie detailliert darlegen und kritisch erörtern.


Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, zur Projektbearbeitung selbständig Methoden auszuwählen und diese Auswahl zu begründen. Sie können darlegen, wie sie die Methoden auf das spezifische Anwendungsfeld beziehen und hierfür an den Anwendungskontext anpassen. Über das Projekt hinaus weisende Ergebnisse sowie Weiterentwicklungen können sie in Grundzügen skizzieren.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können die Relevanz und den Zuschnitt ihrer Projektaufgabe, die Arbeitsschritte und Teilprobleme für die Diskussion und Erörterung in größeren Gruppen aufbereiten, die Diskussionen anleiten und Kolleginnen und Kollegen Rückmeldung zu ihren Projekten geben.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind fähig, die zur Bearbeitung der Projektarbeit notwendigen Arbeitsschritte und Abläufe selbständig unter Berücksichtigung vorgegebener Fristen zu planen und zu dokumentieren. Hierzu gehört, dass sie sich aktuelle wissenschaftliche Informationen zielorientiert beschaffen können. Ferner sind sie in der Lage, bei Fachexperten Rückmeldungen zum Arbeitsfortschritt einzuholen, um hochwertige, auf den Stand von Wissenschaft und Technik bezogene Arbeitsergebnisse zu erreichen.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 360, Präsenzstudium 0
Leistungspunkte 12
Studienleistung Keine
Prüfung Studienarbeit
Prüfungsdauer und -umfang laut FSPO
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht

Modul M1398: Ausgewählte Themen der Mehrkörperdynamik und Robotik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Formulas and Vehicles - Die Mathematik und Mechanik des autonomen Fahrens (L1981) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 6
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Mechanik IV, Technische Dynamik oder Robotik

Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme

Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierenden besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls weiterführende Kenntnis und Verständnis in ausgewählten Anwendungsbereichen der Mehrkörperdynamik und Robotik


Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage

+ ganzheitlich zu Denken

+ grundlegende Problemstellungen aus der Dynamik starrer und flexibler Mehrkörpersysteme selbständig, sicher,
kritisch und bedarfsgerecht zu analysieren und zu optimieren

+ dynamische Problem mathematisch zu beschreiben 

+ dynamische Probleme auf Hardware zu implementieren

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen, die Arbeitsergebnisse dokumentieren und präsentieren.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig

+ ihren Kenntnisstand mit Hilfe von Übungsaufgaben und Projekten einzuschätzen.

+ sich zur Lösung von forschungsorientierten Aufgaben notwendiges Wissen eigenständig zu erschließen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang TBA
Zuordnung zu folgenden Curricula Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1981: Formulas and Vehicles - Die Mathematik und Mechanik des autonomen Fahrens
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Robert Seifried, Daniel-André Dücker
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

•Interdisziplinär zwischen angewandter Mathematik (Systemtheorie) und Ingenieurwesen (Maschinenbau) angesiedelt

•Bearbeitung von Fragestellungen des autonomen Fahrens in interdisziplinären Kleingruppen

•Entwicklung theoretischer Regelungsverfahren sowie deren Implementation an Versuchsfahrzeugen

•Einschließlich geisteswissenschaftlichem Bezug (durch externe Referenten bspw. zu Ethik und juristische Grundlagen des autonomen Fahrens)

Literatur

Seifried, R.: Dynamics of underactuated multibody systems, Springer, 2014

Popp, K.; Schiehlen, W.: Ground vehicle dynamics, Springer, 2010

Fachmodule der Vertiefung Bio- und Medizintechnik

Die Vertiefung Bio- und Medizintechnik setzt sich zusammen aus Modulen zu Intelligenten Systemen, Robotik und Navigation in der Medizin, ergänzt durch Endoprothesen und Materialien sowie Regenerative Medizin, und abgerundet durch die Module Bildgebende Systeme in der Medizin sowie Industrielle Bildtransformationen im Wahlpflichtbereich. Somit steht der Erwerben von Wissen und Kompetenzen ingenieurspezifischer Aspekte in der Bio- und Medizintechnik im Mittelpunkt dieser Vertiefung. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO) frei wählbar.

Modul M1173: Angewandte Statistik für Ingenieure

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Angewandte Statistik für Ingenieure (L1584) Vorlesung 2 3
Angewandte Statistik für Ingenieure (L1586) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Angewandte Statistik für Ingenieure (L1585) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse statistischen Vorgehens

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studenten können die Einsatzgebiete der statistischen Verfahren, die in der Veranstaltung besprochen werden und die Voraussetzungen für den Einsatz des entsprechenden Verfahrens erläutern.

Fertigkeiten

Die Studenten können das verwendete Statistikprogramm zur Lösung von statistischen Fragestellungen einsetzen und die Ergebnisse fachgerecht darstellen und interpretieren.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Gruppenarbeit, gemeinsam Ergebnisse präsentieren

Selbstständigkeit

Fragestellung verstehen und selbständig lösen

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Schriftliche Ausarbeitung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 minuten, 28 Fragen
Zuordnung zu folgenden Curricula Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1584: Angewandte Statistik für Ingenieure
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Inhalt (deutsch)

Lösung statistischer Fragestellungen unter Anwendung eines gebräuchlichen Statistikprogrammes. Die vermittelten statistischen Tests und Vorgehensweisen beinhalten:

•          Wahl des statistischen Verfahrens

•          Einfluss der Gruppengröße auf die Ergebnisse

•          Chi quadrat test

•          Regression und Korrelation mit einer unabhängigen Variablen

•          Regression und Korrelation mit mehreren unabhängigen Variablen

•          Varianzanalyse mit eine unabhängigen Variablen

•          Varianzanalyse mit mehreren unabhängigen Variablen

•          Diskriminantenanalyse

•          Analyse kategorischer Daten

•          Nichtparametrische Statistik

•          Überlebensanalysen

Literatur

Applied Regression Analysis and Multivariable Methods, 3rd Edition, David G. Kleinbaum Emory University, Lawrence L. Kupper University of North Carolina at Chapel Hill, Keith E. Muller University of North Carolina at Chapel Hill, Azhar Nizam Emory University, Published by Duxbury Press, CB © 1998, ISBN/ISSN: 0-534-20910-6

Lehrveranstaltung L1586: Angewandte Statistik für Ingenieure
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Die Studenten bekommen in Kleingruppen (n=5) eine Fragestellung, zu deren Beantwortung sie sowohl die Datenerhebung als auch die Analyse durchführen und die Ergebnisse in Form eines executive summaries in der letzten Vorlesung vorstellen müssen.

Literatur

Selbst zu finden


Lehrveranstaltung L1585: Angewandte Statistik für Ingenieure
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Anhand von praktischen Fragestellungen werden die wichtigsten statistischen Verfahren angewendet und gleichzeitig in die Benutzung der kommerziell am häufigsten eingesetzten Software eingeführt und deren Benutzung geübt.

Literatur

Student Solutions Manual for Kleinbaum/Kupper/Muller/Nizam's Applied Regression Analysis and Multivariable Methods, 3rd Edition, David G. Kleinbaum Emory University Lawrence L. Kupper University of North Carolina at Chapel Hill, Keith E. Muller University of North Carolina at Chapel Hill, Azhar Nizam Emory University, Published by Duxbury Press, Paperbound © 1998, ISBN/ISSN: 0-534-20913-0


Modul M1334: BIO II: Biomaterials

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Biomaterialien (L0593) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basic knowledge of orthopedic and surgical techniques is recommended.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students can describe the materials of the human body and the materials being used in medical engineering, and their fields of use.

Fertigkeiten

The students can explain the advantages and disadvantages of different kinds of biomaterials.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to discuss issues related to materials being present or being used for replacements with student mates and the teachers.

Selbstständigkeit

The students are able to acquire information on their own. They can also judge the information with respect to its credibility.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0593: Biomaterials
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Topics to be covered include:

1.    Introduction (Importance, nomenclature, relations)

2.    Biological materials

2.1  Basics (components, testing methods)

2.2  Bone (composition, development, properties, influencing factors)

2.3  Cartilage (composition, development, structure, properties, influencing factors)

2.4  Fluids (blood, synovial fluid)

3     Biological structures

3.1  Menisci of the knee joint

3.2  Intervertebral discs

3.3  Teeth

3.4  Ligaments

3.5  Tendons

3.6  Skin

3.7  Nervs

3.8  Muscles

4.    Replacement materials

4.1  Basics (history, requirements, norms)

4.2  Steel (alloys, properties, reaction of the body)

4.3  Titan (alloys, properties, reaction of the body)

4.4  Ceramics and glas (properties, reaction of the body)

4.5  Plastics (properties of PMMA, HDPE, PET, reaction of the body)

4.6  Natural replacement materials

Knowledge of composition, structure, properties, function and changes/adaptations of biological and technical materials (which are used for replacements in-vivo). Acquisition of basics for theses work in the area of biomechanics.


Literatur

Hastings G and Ducheyne P.: Natural and living biomaterials. Boca Raton: CRC Press, 1984.

Williams D.: Definitions in biomaterials. Oxford: Elsevier, 1987.

Hastings G.: Mechanical properties of biomaterials: proceedings held at Keele University, September 1978. New York: Wiley, 1998.

Black J.: Orthopaedic biomaterials in research and practice. New York: Churchill Livingstone, 1988.

Park J.  Biomaterials: an introduction. New York: Plenum Press, 1980.

Wintermantel, E. und Ha, S.-W : Biokompatible Werkstoffe und Bauweisen. Berlin, Springer, 1996.


Modul M0548: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0371) Vorlesung 3 5
Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0373) Gruppenübung 2 1
Modulverantwortlicher Prof. Christian Schuster
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Physik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten, Zusammenhänge und Methoden der Bioelektromagnetik, d.h. der Beschreibung und Anwendung des Verhaltens elektromagnetischer Felder in biologischer Materie,  erklären. Sie können die wesentlichen physikalischen Abläufe erläutern und nach Wellenlänge bzw. Frequenz der Felder einordnen. Sie können einen Überblick über messtechnische und numerische Methoden zur Charakterisierung elektromagnetischer Felder in der Praxis geben. Sie können therapeutische und diagnostische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizintechnik benennen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eine Reihe von Verfahren zur Beschreibung des Verhaltens elektromagnetischer Felder in biologischer Materie anwenden. Dafür können Sie auf elementare Lösungen der Maxwellschen Gleichungen Bezug nehmen und diese sinnvoll einsetzen. Sie können einschätzen, welche prinzipiellen Effekte diese Modelle in Bezug auf biologische Materie vorhersagen, können diese nach Wellenlänge bzw. Frequenz klassifizieren und quantitativ analysieren. Sie können Validierungsstrategien für ihre Vorhersagen entwickeln. Sie können Effekte elektromagnetischer Felder für therapeutische und diagnostische Anwendungen gegeneinander abwägen und auswählen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in kleinen Gruppen fachspezifische Aufgaben gemeinsam bearbeiten und Ergebnisse in geeigneter Weise auf Englisch präsentieren (z.B. während Kleingruppenübungen).




Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, Informationen aus einschlägigen Fachpublikationen zu gewinnen und in den Kontext der Vorlesung zu setzen. Sie können ihr erlangtes Wissen mit den Inhalten anderer Lehrveranstaltungen (z.B. Theoretischer Elektrotechnik, Grundlagen der Elektrotechnik oder Physik) zu verknüpfen. Sie können Probleme und Effekte im Bereich der Bioelektromagnetik auf Englisch kommunizieren.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Referat
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und Elektromagnetische Verträglichkeit: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0371: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Grundlegende Eigenschaften elektromagnetischer Felder (Phänomene)

- Mathematische Beschreibung elektromagnetischer Felder (Maxwell-Gleichungen)

- Elektromagnetische Eigenschaften biologischer Materie

- Prinzipien der Energieabsorption in biologischer Materie, Dosimetrie

- Numerische Methoden zur Berechnung elektromagnetischer Felder (v.a. FDTD)

- Messtechnische Methoden zur Bestimmung elektromagnetischer Felder

- Verhalten elektromagnetischer Felder niedriger Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder mittlerer Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder hoher Frequenz in biologischer Materie

- Verhalten elektromagnetischer Felder sehr hoher Frequenz in biologischer Materie

- Diagnostische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizin

- Therapeutische Anwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizin

- Der menschliche Körper als Generator elektromagnetischer Felder


Literatur

- C. Furse, D. Christensen, C. Durney, "Basic Introduction to Bioelectromagnetics", CRC (2009)

- A. Vorst, A. Rosen, Y. Kotsuka, "RF/Microwave Interaction with Biological Tissues", Wiley (2006)

- S. Grimnes, O. Martinsen, "Bioelectricity and Bioimpedance Basics", Academic Press (2008)

- F. Barnes, B. Greenebaum, "Bioengineering and Biophysical Aspects of Electromagnetic Fields", CRC (2006)


Lehrveranstaltung L0373: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Schuster
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0921: Electronic Circuits for Medical Applications

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Medizinelektronik (L0696) Vorlesung 2 3
Medizinelektronik (L1056) Gruppenübung 1 2
Medizinelektronik (L1408) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Matthias Kuhl
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Fundamentals of electrical engineering
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the basic functionality of the information transfer by the central nervous system
  • Students are able to explain the build-up of an action potential and its propagation along an axon
  • Students can exemplify the communication between neurons and electronic devices
  • Students can describe the special features of low-noise amplifiers for medical applications
  • Students can explain the functions of prostheses, e. g. an artificial hand
  • Students are able to discuss the potential and limitations of cochlea implants and artificial eyes


Fertigkeiten
  • Students can  calculate the  time dependent voltage behavior of an action potential
  • Students can give scenarios for further improvement of low-noise and low-power signal acquisition.
  • Students  can develop the block diagrams of prosthetic systems
  • Students can define the building blocks of electronic systems for an articifial eye.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students are trained to solve problems in the field of medical electronics in teams together with experts with different professional background.
  • Students are able to recognize their specific limitations, so that they can ask for assistance to the right time.
  • Students can document their work in a clear manner and communicate their results in a way that others can be involved whenever it is necessary


Selbstständigkeit
  • Students are able to realistically judge the status of their knowledge and to define actions for improvements when necessary.
  • Students can break down their work in appropriate work packages and schedule their work in a realistic way.
  • Students can handle the complex data structures of bioelectrical experiments without needing support.
  • Students are able to act in a responsible manner in all cases and situations of experimental work.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung
Nein Keiner Übungsaufgaben
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0696: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant



Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/


Lehrveranstaltung L1056: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1408: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Matthias Kuhl
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant
Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/

Modul M1302: Angewandte Humanoide Robotik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Angewandte Humanoide Robotik (L1794) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 6 6
Modulverantwortlicher Patrick Göttsch
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Objektorientierte Programmierung, Algorithmen und Datenstrukturen
  • Grundlagen der Regelungstechnik
  • Control systems theory and design
  • Mechanik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden können Eigenschaften der humanoiden Robotik nennen und erläutern.
  • Die Studierenden können die grundlegenden Theorien, Zusammenhänge und Methoden der Vorwärts- & Rückwärtskinematik von humanoiden Robotersystemen erklären.
  • Die Studierenden können Regelkonzepte für verschiedene Aufgaben der Humanoiden Robotik anwenden.
Fertigkeiten
  • Die Studierenden können die Modelle der Systeme der humanoiden Robotik in Matlab und C++ implementieren und diese Modelle für Bewegungen des Roboters oder andere Aufgaben nutzen.
  • Sie sind in der Lage die Modelle in Matlab für Simulationen zu nutzen und dann ggf. auch mit C++ Code auf dem realen Robotersystem zu testen.
  • Sie sind darüber hinaus in der Lage, für eine abstrakte Aufgabenstellung, für die es keine standardisierte Lösung gibt, Methoden auszuwählen, die zu gewünschten Ergebnissen führen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Die Studierenden können in fachlich gemischten Teams gemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.
  • Sie sind in der Lage angemessenes Feedback zu geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umzugehen.
Selbstständigkeit
  • Die Studierenden sind in der Lage, die notwendigen Informationen aus den angegebenen Literaturquellen zu beschaffen und in den Kontext der Lehrveranstaltung zu setzen.
  • Sie können sich eigenständig Aufgaben definieren und geeignete Mittel zur Umsetzung einsetzen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Schriftliche Ausarbeitung
Prüfungsdauer und -umfang 5-10 Seiten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1794: Angewandte Humanoide Robotik
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 6
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Dozenten Patrick Göttsch
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe/SoSe
Inhalt
  • Grundlagen der Kinematik
  • Grundlagen der statischen und dynamischen Stabilität humanoider Robotersysteme
  • Verknüpfung verschiedener Entwicklungsumgebungen (Matlab, C++, etc.)
  • Einarbeitung in die notwendigen Frameworks
  • Bearbeitung einer Projektaufgabe im Team
  • Präsentation und Demonstration von Zwischen- und Endergebnissen
Literatur
  • B. Siciliano, O. Khatib. "Handbook of Robotics. Part A: Robotics Foundations", Springer (2008)

Modul M0811: Bildgebende Systeme in der Medizin

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Bildgebende Systeme in der Medizin (L0819) Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Dr. Michael Grass
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

  • den Systemaufbau sowie die Systemkomponenten der wesentlichen klinischen bildgebenden Systeme beschreiben;
  • die Funktionsweise der Systemkomponenten und des Gesamtsystems der bildgebenden Systeme erklären;
  • die physikalischen Prozesse, die eine Bildgebung ermöglichen, erklären sowie die grundlegenden physikalischen Gleichungen anwenden;  
  • die physikalischen Effekte, die für die Erzeugung von Bildkontrasten notwendig sind, benennen und beschreiben; 
  • erklären, wie man räumliche und zeitliche Auflösung beeinflussen kann und wie man die erzeugten Bilder charakterisiert;
  • erklären, welche Bildrekonstruktionsverfahren für die Erzeugung von Bildern verwendet werden;
  • die wesentlichen klinischen Anwendungen der verschiedenen Systeme darstellen und begründen.


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage:

  • die physikalischen Prozesse der Bildgebung zu erklären und die benötigten mathematischen bzw. physikalischen Grundgleichungen den Systemen zuzuordnen.
  • durch Anwendung der mathematischen bzw. physikalischen Grundgleichungen Kenngrößen bildgebender Systeme zu berechnen;
  • den Einfluss von verschiedenen Systemkomponenten auf die räumliche und zeitliche Auflösung bildgebender Systeme zu bestimmen;
  • die Bedeutung verschiedener bildgebender Systeme für einige klinische Applikationen zu erläutern;
  • ein geeignetes bildgebendes System für eine Applikation auszuwählen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

keine

Selbstständigkeit

Studierende können:

  • verstehen, welche physikalischen Effekte in der medizinischen Bildgebung verwendet werden;
  • selbstständig entscheiden, für welche klinische Fragestellung ein Messsystem eingesetzt werden kann.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Kernqualifikation: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0819: Bildgebende Systeme in der Medizin
Typ Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Dr. Michael Grass, Dr. Tim Nielsen, Dr. Sven Prevrhal, Frank Michael Weber
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Im Rahmen der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen, die Grundlagen der Bildgebung und die Hauptapplikationsgebiete der Magnetresonanz Tomographie (MR), der Bildgebung mittels Röntgenstrahlung (X-ray und CT), der nuklearen Bildgebung (SPECT und PET) und des Ultraschalls (US) vermittelt. Am Ende der Vorlesung sollte jeder Student ein Basisverständniss der verschiedenen Modalitäten, ihrer Hauptanwendungsgebiete in der Medizin und ihre Stärken und Schwächen erworben haben.

Die Vorlesung teilt sich in eine Einführung und fünf Blöcke auf:

In jedem Block werden die physikalischen Grundlagen der Modalität erklärt. Darauf aufbauend werden die Prinzipien der Signalerzeugung und ihrer Detektion diskutiert. Im folgenden, werden die resultierenden Bildkontraste veranschaulicht und die Basis der zweidimensionalen und dreidimensionalen Bildgebung vermittelt. Abschließend werden die prinzipiellen Limitierungen jeder Modalität und erwartete zukünftige Entwicklungen vorgestellt.

0: Einführungsvorlesung
1: medizinische Bildgebung mittels Ultraschalls
2: Projektionsröntgenbildgebung
3: Röntgen-Computertomographie
4: Magentresonanztomographie
5: Bildgebung mittels nuklearer Verfahren

  • Ultraschall: Physikalische Grundlagen, Aufbau und technische Realisierung eines Ultraschallsystems, Bildgebungsverfahren, Flußmessverfahren, medizinische Anwendungen.
  • Röntgen: Physikalische Grundlagen der Röntgenbildgebung, Aufbau von Röntgenröhren, Detektion von Röntgenstrahlung, Techniken der Bildaufnahme, Bildkontrast, Projektionsröntgen, Dosisquantifizierung.
  • Computer Tomographie (CT): Aufbau eines Computer-Tomographen, Datenakquisition, Bildrekonstruktion und Bildkontrast, ausgewählte medizinische Anwendungen.
  • Magnetresonanz Tomographie (MRT): Physikalische Grundlagen, Aufbau eines MR-Tomographen, Grundlagen der MR-Bildgebung, Relaxation und Bildkontrast, ausgewählte medizinische Anwendungen.
  • Nuklearmedizin: Kernphysikalische Grundlagen, Herstellung von Radionukleiden, Nuklearmedinische Meßtechnik, Szintigraphie, Single Photon Emission Computer Tomographie (SPECT), Positronen Emissions Tomographie (PET), medizinische Anwendungen.

Literatur

Primary book:

1. P. Suetens, "Fundamentals of Medical Imaging", Cambridge Press

Secondary books:

- A. Webb, "Introduction to Biomedical Imaging", IEEE Press 2003.

- W.R. Hendee and E.R. Ritenour, "Medical Imaging Physics", Wiley-Liss, New York, 2002.

- H. Morneburg (Edt), "Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik", Erlangen: Siemens Publicis MCD Verlag, 1995.

- O. Dössel, "Bildgebende Verfahren in der Medizin", Springer Verlag Berlin, 2000.

Modul M1335: BIO II: Gelenkersatz

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Gelenkersatz (L1306) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Michael Morlock
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse über orthopädische  und chirurgische Verfahren.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können die Krankheiten, die einen Gelenkersatz notwendig machen können, aufzählen. 

Fertigkeiten

Studierende können die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Endoprothesentypen darstellen und erklären.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können mit ihren Kommilitoninnen und Kommilitonen sowie den Lehrenden eine Diskussion zu Fragestellungen bezüglich Endoprothesen führen.

Selbstständigkeit

Studierende können sich benötigte Informationen selber erarbeiten und diese hinsichtlich der Belastbarkeit einschätzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 3
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Orientierungsstudium: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1306: Gelenkersatz
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Morlock
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Inhalt (deutsch)

1.  EINLEITUNG (Bedeutung, Ziel, Grundlagen, allg. Geschichte des künstlichen Gelenker-satzes)

2.  FUNKTIONSANALYSE (Der menschliche Gang, die menschliche Arbeit, die sportliche Aktivität)

3.  DAS HÜFTGELENK (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz Schaftseite und Pfannenseite, Evolution der Implantate)

4.  DAS KNIEGELENK (Anatomie, Biomechanik, Bandersatz, Gelenkersatz femorale, tibiale und patelläre Komponenten)

5.  DER FUß (Anatomie, Biomechanik, Gelen-kersatz, orthopädische Verfahren)

6.  DIE SCHULTER (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz)

7.  DER ELLBOGEN (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz)

8.  DIE HAND (Anatomie, Biomechanik, Ge-lenkersatz)

9.  TRIBOLOGIE NATÜRLICHER UND KÜNST-LICHER GELENKE (Korrosion, Reibung, Verschleiß)

Literatur

Literatur:

Kapandji, I..: Funktionelle Anatomie der Gelenke (Band 1-4), Enke Verlag, Stuttgart, 1984.

Nigg, B., Herzog, W.: Biomechanics of the musculo-skeletal system, John Wiley&Sons, New York 1994

Nordin, M., Frankel, V.: Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, Lea&Febiger, Philadelphia, 1989.

Czichos, H.: Tribologiehandbuch, Vieweg, Wiesbaden, 2003.

Sobotta und Netter für Anatomie der Gelenke

Modul M0630: Robotics and Navigation in Medicine

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Robotik und Navigation in der Medizin (L0335) Vorlesung 2 3
Robotik und Navigation in der Medizin (L0338) Projektseminar 2 2
Robotik und Navigation in der Medizin (L0336) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • principles of math (algebra, analysis/calculus)
  • principles of programming, e.g., in Java or C++
  • solid R or Matlab skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students can explain kinematics and tracking systems in clinical contexts and illustrate systems and their components in detail. Systems can be evaluated with respect to collision detection and  safety and regulations. Students can assess typical systems regarding design and  limitations.

Fertigkeiten

The students are able to design and evaluate navigation systems and robotic systems for medical applications.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students discuss the results of other groups, provide helpful feedback and can incoorporate feedback into their work.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results of their work. They can present the results in an appropriate manner.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Ja 10 % Referat
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Verfahrenstechnik und Biotechnologie: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0335: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

- kinematics
- calibration
- tracking systems
- navigation and image guidance
- motion compensation
The seminar extends and complements the contents of the lecture with respect to recent research results.


Literatur

Spong et al.: Robot Modeling and Control, 2005
Troccaz: Medical Robotics, 2012
Further literature will be given in the lecture.

Lehrveranstaltung L0338: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0336: Robotics and Navigation in Medicine
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Modul M1249: Medizinische Bildgebung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Medizinische Bildgebung (L1694) Vorlesung 2 3
Medizinische Bildgebung (L1695) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Tobias Knopp
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in Linear Algebra, Numerik und Signalverarbeitung

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, Rekonstruktionsverfahren für verschiedene tomographische Bildgebungsmodalitäten wie die Computertomographie und die Magnetresonanztomographie zu beschreiben. Sie kennen die nötigen Grundlagen aus den Bereichen der Signalverarbeitung und der inversen Probleme und kennen sowohl analytische als auch iterative Bildrekonstruktionsmethoden. Die Studierenden verfügen über vertiefende Kenntnisse über die Bildgebungoperatoren der Computertomographie und die Magnetresonanztomographie.



Fertigkeiten

Die Studierenden sind dazu in der Lage, Rekonstruktionsverfahren zu implementieren und diese anhand von tomographischen Messdaten zu testen. Sie können die rekonstruierten Bilder visualisieren und die Qualität ihrer Daten und Resultate und beurteilen. Zudem können die Studierenden die zeitliche Komplexität von Bildgebungsalgorithmen abschätzen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in sowohl selbstständig als auch in Teams an komplexen Problemen arbeiten. Sie können sich untereinander austauschen und ihre individuellen Stärken zur Lösung des Problems einbringen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage ein komplexes Problem eigenständig zu untersuchen und einzuschätzen, welche Kompetenzen zur Lösung des Problems benötigt werden. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Interdisciplinary Mathematics: Vertiefung III. Computational Methods in Biomedical Imaging: Pflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1694: Medizinische Bildgebung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Tobias Knopp
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Überblick über bekannte Bildgebungsverfahren
  • Signalverarbeitung
  • Inverse Probleme
  • Computertomographie
  • Magnetresonanztomographie
  • Compressed Sensing
  • Magnetic-Particle-Pmaging


Literatur

Bildgebende Verfahren in der Medizin; O. Dössel; Springer, Berlin, 2000

Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik; H. Morneburg (Hrsg.); Publicis MCD, München, 1995

Introduction to the Mathematics of Medical Imaging; C. L.Epstein; Siam, Philadelphia, 2008

Medical Image Processing, Reconstruction and Restoration; J. Jan; Taylor and Francis, Boca Raton, 2006

Principles of Magnetic Resonance Imaging; Z.-P. Liang and P. C. Lauterbur; IEEE Press, New York, 1999

Lehrveranstaltung L1695: Medizinische Bildgebung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Tobias Knopp
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0746: Microsystem Engineering

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mikrosystemtechnik (L0680) Vorlesung 2 4
Mikrosystemtechnik (L0682) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Modulverantwortlicher Dr. rer. nat. Thomas Kusserow
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Basic courses in physics, mathematics and electric engineering
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students know about the most important technologies and materials of MEMS as well as their applications in sensors and actuators.

Fertigkeiten

Students are able to analyze and describe the functional behaviour of MEMS components and to evaluate the potential of microsystems.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students are able to solve specific problems alone or in a group and to present the results accordingly.

Selbstständigkeit

Students are able to acquire particular knowledge using specialized literature and to integrate and associate this knowledge with other fields.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 10 % Referat
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang zweistündig
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0680: Microsystem Engineering
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. rer. nat. Thomas Kusserow
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Object and goal of MEMS

Scaling Rules

Lithography

Film deposition

Structuring and etching

Energy conversion and force generation

Electromagnetic Actuators

Reluctance motors

Piezoelectric actuators, bi-metal-actuator

Transducer principles

Signal detection and signal processing

Mechanical and physical sensors

Acceleration sensor, pressure sensor

Sensor arrays

System integration

Yield, test and reliability

Literatur

M. Kasper: Mikrosystementwurf, Springer (2000)

M. Madou: Fundamentals of Microfabrication, CRC Press (1997)

Lehrveranstaltung L0682: Microsystem Engineering
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. rer. nat. Thomas Kusserow
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Examples of MEMS components

Layout consideration

Electric, thermal and mechanical behaviour

Design aspects

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Modul M0623: Intelligent Systems in Medicine

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Intelligente Systeme in der Medizin (L0331) Vorlesung 2 3
Intelligente Systeme in der Medizin (L0334) Projektseminar 2 2
Intelligente Systeme in der Medizin (L0333) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Alexander Schlaefer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • principles of math (algebra, analysis/calculus)
  • principles of stochastics
  • principles of programming, Java/C++ and R/Matlab
  • advanced programming skills
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students are able to analyze and solve clinical treatment planning and decision support problems using methods for search, optimization, and planning. They are able to explain methods for classification and their respective advantages and disadvantages in clinical contexts. The students can compare  different methods for representing medical knowledge. They can evaluate methods in the context of clinical data  and explain challenges due to the clinical nature of the data and its acquisition and due to privacy and safety requirements.

Fertigkeiten

The students can give reasons for selecting and adapting methods for classification, regression, and prediction. They can assess the methods based on actual patient data and evaluate the implemented methods.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students discuss the results of other groups, provide helpful feedback and can incoorporate feedback into their work.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results of their work. They can present the results in an appropriate manner.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Referat
Ja 10 % Schriftliche Ausarbeitung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Interdisciplinary Mathematics: Vertiefung III. Computational Methods in Biomedical Imaging: Pflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0331: Intelligent Systems in Medicine
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- methods for search, optimization,  planning,  classification, regression and prediction in a clinical context
- representation of medical knowledge
- understanding challenges due to clinical and patient related data and data acquisition
The students will work in groups to apply the methods introduced during the lecture using problem based learning.


Literatur

Russel & Norvig: Artificial Intelligence: a Modern Approach, 2012
Berner: Clinical Decision Support Systems: Theory and Practice, 2007
Greenes: Clinical Decision Support: The Road Ahead, 2007
Further literature will be given in the lecture


Lehrveranstaltung L0334: Intelligent Systems in Medicine
Typ Projektseminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0333: Intelligent Systems in Medicine
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Alexander Schlaefer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Fachmodule der Vertiefung Energietechnik

Im Vordergrund der Vertiefung Energietechnik steht der Erwerb von Kenntnissen und Kompetenzen zur ökonomisch und ökologisch sinnvollen Bereitstellung von Strom, Wärme und Kälte auf der Basis von konventionellen und regenerativen Energiesystemen. Dieses wird ermöglicht durch Module in den Bereichen Strömungsmechanik und Meeresenergie, Solarenergienutzung, Elektrische Energietechnik, Wärmetechnik, Klimaanlangen, Kraftwerke und Dampfturbinen sowie Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik im Wahlpflichtbereich. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO) frei wählbar.

Modul M1235: Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrische Energiesysteme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrische Energiesysteme (L1670) Vorlesung 3 4
Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrische Energiesysteme (L1671) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Christian Becker
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Elektrotechnik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können einen Überblick über die konventionelle und moderne elektrische Energietechnik geben. Technologien der elektrischen Energieerzeugung, -übertragung, -speicherung und -verteilung sowie Integration von Betriebsmitteln können detailliert erläutert und kritisch bewertet werden. 

Fertigkeiten

Mit Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, das erlernte Fachwissen in Aufgabenstellungen zur Auslegung, Integration oder Entwicklung elektrischer Energiesysteme angemessen anzuwenden und die Ergebnisse einzuschätzen und zu beurteilen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können fachspezifische und fachübergreifende Diskussionen führen, Ideen weiterentwicklen und ihre eigenen Arbeitsergebnissen vor anderen vertreten. 

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen über die Schwerpunkte der Vorlesung erschließen und das darin enthaltene Wissen aneignen. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 - 150 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Elektrotechnik: Wahlpflicht
Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): Vertiefung Green Technologies, Schwerpunkt Regenerative Energien: Wahlpflicht
Data Science: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
General Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Elektrotechnik: Wahlpflicht
Green Technologies: Energie, Wasser, Klima: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Mathematik & Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1670: Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrische Energiesysteme
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Christian Becker
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung 
  • Aufgaben und historische Entwicklung
  • symmetrische Drehstromsysteme
  • Grundlagen und Modellierung von Netzen
    • Leitungen
    • Transformatoren
    • Synchronmaschinen
    • Asynchronmaschinen
    • Lasten und Kompensation
    • Netzaufbau und Schaltanlagen
  • Grundlagen der Energieumwandlung
    • Elektromechanische Energiewandlung
    • Thermodynamische Grundlagen
    • Kraftwerkstechnik
    • Regenerative Energieumwandlung
  • Netzberechnung
    • Netzmodellierung
    • Lastflussrechnung
    • Ausfallkriterium
  • Symmetrische Kurzschlussberechnung, Kurzschlussleistung
  • Netz- und Kraftwerksregelung
  • Netzschutz
  • Grundlagen der Netzplanung
  • Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft und -märkte
Literatur

K. Heuck, K.-D. Dettmann, D. Schulz: "Elektrische Energieversorgung", Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2013

A. J. Schwab: "Elektroenergiesysteme", Springer, 5. Auflage, 2017

R. Flosdorff: "Elektrische Energieverteilung" Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2008

Lehrveranstaltung L1671: Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrische Energiesysteme
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Becker
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung 
  • Aufgaben und historische Entwicklung
  • symmetrische Drehstromsysteme
  • Grundlagen und Modellierung von Netzen
    • Leitungen
    • Transformatoren
    • Synchronmaschinen
    • Asynchronmaschinen
    • Lasten und Kompensation
    • Netzaufbau und Schaltanlagen
  • Grundlagen der Energieumwandlung
    • Elektromechanische Energiewandlung
    • Thermodynamische Grundlagen
    • Kraftwerkstechnik
    • Regenerative Energieumwandlung
  • Netzberechnung
    • Netzmodellierung
    • Lastflussrechnung
    • Ausfallkriterium
  • Symmetrische Kurzschlussberechnung, Kurzschlussleistung
  • Netz- und Kraftwerksregelung
  • Netzschutz
  • Grundlagen der Netzplanung
  • Grundlagen der elektrischen Energiewirtschaft und -märkte
Literatur

K. Heuck, K.-D. Dettmann, D. Schulz: "Elektrische Energieversorgung", Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2013

A. J. Schwab: "Elektroenergiesysteme", Springer, 5. Auflage, 2017

R. Flosdorff: "Elektrische Energieverteilung" Vieweg + Teubner, 9. Auflage, 2008

Modul M0742: Thermische Energiesysteme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Thermische Energiesysteme (L0023) Vorlesung 3 5
Thermische Energiesysteme (L0024) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Technische Thermodynamik I, II, Strömungsmechanik, Wärmeübertragung
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende kennen die verschiedenen Energiewandlungsstufen und den Unterschied zwischen einem Wirkungsgrad und einem Nutzungsgrad. Sie verfügen über vertiefte Grundkenntnisse in  der Wärme- und Stoffübertragung, insbesondere hinsichtlich der Anwendung im Gebäude- und Fahrzeugbau. Sie sind mit dem Aufbau und dem Inhalt der Energiesparverordnung und weiterer Technischer Regeln vertraut. Sie wissen verschiedene Beheizsysteme in den Bereichen Haushalt und Kleinverbraucher, Gewerbe und Industrie zu unterscheiden und wie ein Beheizungssystem geregelt wird. Sie können für einen Feuerraum ein Modell mit den entsprechenden Wärmeströmen aufstellen und damit zeitliche Temperaturverläufe ermitteln. Sie beherrschen die Grundlagen der Schadstoffbildung bei Brennern von Kleinfeuerungen und wissen, wie Abgase gefahrlos abgeführt werden. Darüber hinaus sind sie mit objektorientierten Modellierungsarten von thermodynamischen Systemen vertraut.


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, den Wärmebedarf für unterschiedliche Beheizungsaufgaben zu ermitteln und die entsprechenden Komponenten eines Heizungssystems auszulegen. Sie können eine Rohrnetzberechnung durchführen und sind befähigt, einfache Planungsaufgaben unter Einbeziehung von Solarenergie selbstständig durchzuführen. Sie schreiben zur Lösung dynamischer Probleme selbst einfache Modelica-Programme und sind in der Lage, aktuelle Forschungsergebnisse in die Praxis zu übertragen bzw. wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Wärmetechnik selbstständig durchzuführen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Kleingruppen diskutieren und einen Lösungsweg erarbeiten.

Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben zu definieren, hierfür notwendiges Wissen aufbauend auf dem vermittelten Wissen selbst zu erarbeiten sowie geeignete Mittel zur Umsetzung einzusetzen.

  


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Pflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0023: Thermische Energiesysteme
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten NN
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Einleitung

2. Grundlagen der Wärmetechnik 2.1 Wärmeleitung 2.2 Konvektiver Wärmeübergang 2.3. Wärmestrahlung 2.4. Wärmedurchgang 2.5. Verbrennungstechnische Kennzahlen 2.6 Elektrische Erwärmung 2.7 Wassdampfdiffusion

3. Heizungssysteme 3.1. Warmwasserheizungen 3.2 Anlagen zur Warmwasserbereitung 3.3 Rohrnetzberechnung 3.4 Wärmeerzeuger 3.5 Warmluftheizungen 3.6 Strahlungsheizungen

4. Wärme- und Wärmebehandlungssysteme 4.1 Industrieöfen 4.2 Schmelzanlagen 4.3 Trocknungsanlagen 4.4 Schadstoffemissionen 4.5 Schornsteinberechnungsverfahren 4.6 Energiemesssysteme

5. Verordnung und Normen 5.1 Gebäude 5.2 Industrielle und gewerbliche Anlagen

Literatur
  • Schmitz, G.: Klimaanlagen, Skript zur Vorlesung
  • VDI Wärmeatlas, 11. Auflage, Springer Verlag, Düsseldorf 2013
  • Herwig, H.; Moschallski, A.: Wärmeübertragung, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2009
  • Recknagel, H.;  Sprenger, E.; Schrammek, E.-R.: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik 2013/2014, 76. Auflage, Deutscher Industrieverlag, 2013
Lehrveranstaltung L0024: Thermische Energiesysteme
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten NN
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1037: Dampfturbinen in Energie-, Umwelt- und Antriebstechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und Antriebstechnik (L1286) Vorlesung 3 5
Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und Antriebstechnik (L1287) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Dr. Christian Scharfetter
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse


  • "Wärmekraftwerke"
  • "Technische Thermodynamik I & II"
  • "Strömungsmechanik"


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach dem erfolgreichen Absolvieren des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:  

  • die wesentlichen Bauteile und Baugruppen von Dampfturbinen zu benennen und zu unterscheiden
  • die wesentlichen Randbedingungen für den Einsatz von Dampfturbinen zu beschreiben und zu erläutern
  • verschiedene Bauarten zu klassifizieren und zwischen Turbinen entsprechend der Baugrößen und deren Einsatzbereichen zu differenzieren
  • die thermodynamischen Vorgänge zu beschreiben und daraus konstruktive Merkmale sowie Charakteristika beim Einsatz abzuleiten
  • eine Turbinenstufe sowie eine Stufengruppe thermodynamisch zu berechnen
  • weitere Teilsysteme der Turbine zu berechnen bzw. abzuschätzen und zu beurteilen
  • Diagramme zum Beschreiben der Einsatzbereiche und konstruktive Merkmale zu skizzieren
  • den konstruktiven Aufbau zu untersuchen sowie aus thermodynamischen Anforderungen auf konstruktive Merkmale rückzuschließen
  • Einsatzbereiche unterschiedlicher Maschinentypen zu diskutieren und begründen 
  • grundlegend thermodynamische Auslegungen hinsichtlich der Einbindung in Wärmekreisläufe zu beurteilen.


Fertigkeiten

In dem Modul erlernen die Studierenden die grundsätzliche Handhabung und Methoden bei der Auslegung und betriebliche Bewertung von komplexen Anlagen und sind mit der Suche von Optimierungen vertraut:

  • erwerben die Fähigkeit zur Beurteilung der Potenziale verschiedener Energiequellen, die thermisch nutzbar sind, aus energiewirtschaftlicher und technischer Sicht
  • können die Leistungsfähigkeit und technischen Grenzen des Einsatzes der unterschiedlichen Energiequellen zur Versorgung des Netzes mit Grundlast und Regelenergie bewerten
  • können auf der Grundlage von Kenntnissen über die Auswirkungen des Kraftwerksbetriebes auf die Komponentenintegrität Anforderungen zur Vorsorge an die Vermeidung von Schäden benennen

  • können anhand der übergeordneten Anforderungen unterschiedlicher Regelwerke wesentliche Anforderungen an das Management und die Auslegung von Thermischen Kraftwerken benennen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Durch das Modul erlernen die Studierenden:

  • das gemeinsame Erarbeiten von Lösungswegen
  • Hilfsbereitschaft gegenüber anderen Studierenden
  • das Führen von Diskussionen
  • Vertreten von Arbeitsergebnissen
  • das respektvolle Zusammenarbeiten im Team.


Selbstständigkeit

Durch das Modul erlernen die Studierenden das selbstständige Erarbeiten eines Themenkomplexes unter Berücksichtigung unterschiedlicher Aspekte sowie das eigenständige Übertragen von Einzelfunktionen in einen Systemzusammenhang.

Die Studierenden bekommen die Fähigkeit Wissen selbständig zu erschließen und das erworbene Wissen auch auf neue Fragestellungen transferieren zu können.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1286: Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und Antriebstechnik
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten Dr. Christian Scharfetter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Einführung 
  • Bauelemente einer Dampfturbine
  • Energieumsetzung in einer Dampfturbine
  • Dampfturbinen-Bauarten
  • Verhalten von Dampfturbinen
  • Stopfbuchssysteme bei Dampfturbinen
  • Axialschub
  • Regelung von Dampfturbinen
  • Festigkeitsberechnung der Beschaufelung
  • Schaufel- und Rotorschwingungen
  • Grundlagen für den sicheren Dampfturbinenbetrieb
  • Anwendungen in konventionellen und regenerativen  Kraftwerken 
  • Anbindung an thermische und elektrische Energienetze, Schnittstellen
  • konventionelle und regenerative Kraftwerkskonzepte, Antriebstechnik
  • Analyse des globalen Energieversorgungsmarktes
  • Anwendungen in konventionellen und regenerativen Kraftwerken
  • Unterschiedliche Kraftwerkskonzepte und deren Einfluss auf die Dampfturbine (Motor- und Gasturbinenkraftwerke mit Abwärmenutzung, Geothermie, Solarthermie, nukleare Energie, Biomasse, Biogas, Müllverbrennung) dafür erforderliche Grundlagen von Motoren und Gasturbinen sowie Anlagentechnik aus den verschiedenen Bereichen.
  • klassische Kraftwärmekopplung sowie Stromerzeugung als Kombinationsprodukt der produzierenden Industrie
  • Einfluss der Veränderung im Energie Markt, Betriebsprofile
  • Anwendungen in der Antriebstechnik
  • Betriebs- und Wartungskonzepte

    Die Vertiefung des Vorlesungsstoffes erfolgt anhand von Beispielaufgaben sowie von zwei Exkursionen


Literatur
  • Traupel, W.: Thermische Turbomaschinen. Berlin u. a., Springer (TUB HH: Signatur MSI-105) 
  • Menny, K.: Strömungsmaschinen: hydraulische und thermische Kraft- und Arbeitsmaschinen. Ausgabe: 5. Wiesbaden, Teubner, 2006 (TUB HH: Signatur MSI-121)
  • Bohl, W.: Aufbau und Wirkungsweise. Ausgabe 6. Würzburg, Vogel, 1994 (TUB HH: Signatur MSI-109)
  • Bohl, W.: Berechnung und Konstruktion. Ausgabe 6. Aufl. Würzburg, Vogel, 1999 (TUB HH: Signatur MSI-110)


Lehrveranstaltung L1287: Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und Antriebstechnik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Christian Scharfetter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Modul M0512: Solarenergienutzung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Energiemeteorologie (L0016) Vorlesung 1 1
Energiemeteorologie (L0017) Gruppenübung 1 1
Kollektortechnik (L0018) Vorlesung 2 2
Solare Stromerzeugung (L0015) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Martin Kaltschmitt
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Mit Abschluss dieses Moduls können die Studierenden sich fachliche mit Grundlagen und mit aktuellen Fragen und Problemen aus dem Gebiet der Solarenergienutzung auseinandersetzen und diese unter Einbeziehung vorheriger Lehrinhalte und aktueller Problematiken erläutern und kritisch Stellung dazu beziehen. Sie können insbesondere die Prozesse innerhalb einer Solarzelle fachlich beschreiben und die Besonderheiten bei der Anwendung von Solarmodulen erläutern. Des Weiteren können sie einen Überblick über die Kollektortechnik in solarthermischen Anlagen geben.



Fertigkeiten

Die Studierenden können mit Abschluss dieses Moduls die erlernten Grundlagen auf beispielhafte solarstrahlungnutzende Energiesysteme anwenden und in diesem Zusammenhang unter anderem Potenziale und Grenzen solarer Energieerzeugungsanlagen für verschiedene geografische Bedingungen einschätzen und beurteilen. Sie sind in der Lage unter gegebenen Randbedingungen solare Energieerzeugungsanlagen technische effizient zu dimensionieren und mit der Nutzung modulübergreifendes Wissens ökonomisch und ökologisch zu beurteilen. Dafür notwendige Berechnungsmethoden innerhalb der Strahlungslehre können sie auswählen und aufgabenspezifisch anwenden. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Problemstellungen in den angrenzenden Themengebieten im Bereich erneuerbarer Energien, die innerhalb des Moduls vertieft wurden, diskutieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen auf Basis der Vorlesungsschwerpunkte über das Fachgebiet erschließen und Wissen aneignen. Des Weiteren können die Studierenden angeleitet durch Lehrende eigenständig Berechnungsmethoden zur Potenzialanalyse und technischen Auslegung von solaren Energiesystemen durchführen und auf dieser Basis Ihren jeweiligen Lernstand einschätzen und eventuell weitere Arbeitsschritte definieren.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 3 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Regenerative Energien: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0016: Energiemeteorologie
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Volker Matthias, Dr. Beate Geyer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung: Strahlungsquelle Sonne, Astronomische Grundlagen, Grundlagen der Strahlung
  • Aufbau der Atmosphäre
  • Eigenschaften und Gesetze von Strahlung
    • Polarisation
    • Strahlungsgrößen
    • Plancksches Strahlungsgesetz
    • Wiensches Verschiebungsgesetz
    • Stefan-Boltzmann Gesetz
    • Das Kirchhoffsche Gesetz
    • Helligkeitstemperatur
    • Absorption, Reflexion, Transmission
  • Strahlungsbilanz, Globalstrahlung, Energiebilanz
  • Atmosphärische Extinktion
  • Mie- und Rayleigh-Streuung
  • Strahlungstransfer
  • Optische Effekte in der Atmosphäre
  • Berechnung Sonnenstand und Berechnung Strahlung auf geneigte Flächen


Literatur
  • Helmut Kraus: Die Atmosphäre der Erde
  • Hans Häckel: Meteorologie
  • Grant W. Petty: A First Course in Atmosheric Radiation
  • Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese: Renewable Energy
  • Alexander Löw, Volker Matthias: Skript Optik Strahlung Fernerkundung


Lehrveranstaltung L0017: Energiemeteorologie
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Beate Geyer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0018: Kollektortechnik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Agis Papadopoulos
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung: Energiebedarf und Anwendung der Sonnenenergie.
  • Wärmeübertragung in der Solarthermie: Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung.
  • Kollektoren: Arten, Aufbau, Wirkungsgrad, Dimensionierung, konzentrierende Systeme.
  • Energiespeicher: Anforderungen, Arten.
  • Passive Sonnenenergienutzung: Komponenten und Systeme.
  • Solarthermische Niedertemperatursysteme: Kollektorvarianten, Aufbau, Berechnung.
  • Solarthermische Hochtemperatursysteme: Klassifizierung von Solarkraftwerke, Aufbau.
  • Solare Klimatisierung.


Literatur
  • Vorlesungsskript.
  • Kaltschmitt, Streicher und Wiese (Hrsg.). Erneuerbare Energien: Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte, 5. Auflage, Springer, 2013.
  • Stieglitz und Heinzel .Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen. Springer, 2012.
  • Von Böckh und Wetzel. Wärmeübertragung: Grundlagen und Praxis, Springer, 2011.
  • Baehr und Stephan. Wärme- und Stoffübertragung. Springer, 2009.
  • de Vos. Thermodynamics of solar energy conversion. Wiley-VCH, 2008.
  • Mohr, Svoboda und Unger. Praxis solarthermischer Kraftwerke. Springer, 1999.


Lehrveranstaltung L0015: Solare Stromerzeugung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Martin Schlecht, Prof. Alf Mews, Roman Fritsches, Paola Pignatelli
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Photovoltaik:

  1. Einführung
  2. Primärenergien und Verbrauch, verfügbare Sonnenenergie
  3. Physik der idealen Solarzelle
  4. Lichtabsorption, PN-Übergang, charakteristische Größen der Solarzelle, Wirkungsgrad
  5. Physik der realen Solarzelle
  6. Ladungsträgerrekombination, Kennlinien, Sperrschichtrekombination, Ersatzschaltbild
  7. Erhöhung der Effizienz
  8. Methoden zur Erhöhung der Quantenausbeute und Verringerung der Rekombination
  9. Hetero- und Tandemstrukturen
  10. Hetero-Übergang, Schottky-, elektrochemische, MIS- und SIS-Zelle, Tandem-Zelle
  11. Konzentratorzellen
  12. Konzentrator-Optiken und Nachführsysteme, Konzentratorzellen
  13. Technologie und Eigenschaften: Solarzellentypen, Herstellung, einkristallines Silizium und Galliumarsenid, polykristalline Silizium- und Silizium-Dünnschichtzellen, Dünnschichtzellen auf Trägern (amorphes Silizium, CIS, elektrochemische Zellen)
  14. Module
  15. Schaltungen

Konzentrierende Solarkraftwerke:

  1. Einführung
  2. Punkt-fokussierte Technologien
  3. Linien-fokussierte Technologien
  4. Auslegung CSP-Projekte
Literatur
  • A. Götzberger, B. Voß, J. Knobloch: Sonnenenergie: Photovoltaik, Teubner Studienskripten, Stuttgart, 1995
  • A. Götzberger: Sonnenenergie: Photovoltaik : Physik und Technologie der Solarzelle, Teubner Stuttgart, 1994
  • H.-J. Lewerenz, H. Jungblut: Photovoltaik, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1995
  • A. Götzberger: Photovoltaic solar energy generation, Springer, Berlin, 2005
  • C. Hu, R. M. White: Solar CelIs, Mc Graw HilI, New York, 1983
  • H.-G. Wagemann: Grundlagen der photovoltaischen Energiewandlung: Solarstrahlung, Halbleitereigenschaften und Solarzellenkonzepte, Teubner, Stuttgart, 1994
  • R. J. van Overstraeten, R.P. Mertens: Physics, technology and use of photovoltaics, Adam Hilger Ltd, Bristol and Boston, 1986
  • B. O. Seraphin: Solar energy conversion Topics of applied physics V 01 31, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1995
  • P. Würfel: Physics of Solar cells, Principles and new concepts, Wiley-VCH, Weinheim 2005
  • U. Rindelhardt: Photovoltaische Stromversorgung, Teubner-Reihe Umwelt, Stuttgart 2001
  • V. Quaschning: Regenerative Energiesysteme, Hanser, München, 2003
  • G. Schmitz: Regenerative Energien, Ringvorlesung TU Hamburg-Harburg 1994/95, Institut für Energietechnik

Modul M0721: Klimaanlagen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Klimaanlagen (L0594) Vorlesung 3 5
Klimaanlagen (L0595) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Technische Thermodynamik I, II, Strömungsmechanik, Wärmeübertragung
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende kennen die verschiedenen Arten von Klimaanlagen und die dazugehörenden Regelungskonzepte für stationäre und mobile Anwendungen. Sie beherrschen die Zustandsänderungen feuchter Luft im h1+x,x-Diagramm. Sie sind in der Lage die aus hygienischen Gründen notwendigen Luftvolumenströme für Aufenthaltsräume von Personen zu bestimmen und können dazu die geeigneten Filterverfahren auswählen. Ihnen sind grundlegende Raumströmungszustände bekannt und sie können einfache Verfahren zur Berechnung einer Strömung in Räumen anwenden. Sie wissen, wie ein Kanalnetz ausgelegt und berechnet wird. Sie sind mit verschiedenen Verfahren zur Erzeugung von Kälte vertraut und können die entsprechenden Prozesse in den geeigneten thermodynamischen Diagrammen darstellen. Sie kennen die verschiedenen Umweltbewertungskriterien für Kältemittel.


Fertigkeiten

Studierende beherrschen die Berechnung von Klimaanlagen für stationäre und mobile Anwendungen. Sie können eine Kanalnetzberechnung durchführen und sind befähigt, einfache Planungsaufgaben selbstständig unter Berücksichtigung der Einbindung natürlicher Wärmequellen und -senken durchzuführen. Sie sind in der Lage aktuelle Forschungsergebnisse in die Praxis zu übertragen und wissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Klimatechnik selbstständig durchzuführen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Kleingruppen diskutieren und einen Lösungsweg erarbeiten.



Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben zu definieren, hierfür notwendiges Wissen aufbauend auf dem vermittelten Wissen selbst zu erarbeiten sowie geeignete Mittel zur Umsetzung einzusetzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0594: Klimaanlagen
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 5
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 108, Präsenzstudium 42
Dozenten NN
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

1. Überblick über Klimaanlagen 1.1 Einteilung von Klimaanlagen1.2 Lüftung1.3 Aufbau und Funktion von Klimaanlagen2. Thermodynamische Prozesse in Klimaanlagen2.1 Das h,x-Diagramm für feuchte Luft2.2 Mischkammer, Vorwärmer, Nachwärmer2.3 Luftkühler2.4 Luftbefeuchter2.5 Darstellung des konventionellen Klimaanlagenprozesses im h,x-Diagramm2.6 Sorptionsgestützte Klimatisierung3. Berechnung der Heiz- und Kühlleistung3.1 Heizlast und Heizleistung3.2 Kühllasten und Kühlleistung3.3 Berechnung der inneren Kühllast3.4 Berechnung der äußeren Kühllast4. Lufttechnische Anlagen4.1 Frischluftbedarf4.2 Raumluftströmung4.3 Kanalnetzberechnung4.4 Ventilatoren4.5 Filter5. Kälteanlagen5.1. Kaltdampfkompressionskälteanlagen5.2Absorptionskälteanlagen

Literatur
  • Schmitz, G.: Klimaanlagen, Skript zur Vorlesung
  • VDI Wärmeatlas, 11. Auflage, Springer Verlag, Düsseldorf 2013
  • Herwig, H.; Moschallski, A.: Wärmeübertragung, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2009
  • Recknagel, H.;  Sprenger, E.; Schrammek, E.-R.: Taschenbuch für Heizung- und Klimatechnik 2013/2014, 76. Auflage, Deutscher Industrieverlag, 2013



Lehrveranstaltung L0595: Klimaanlagen
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten NN
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0906: Numerical Simulation and Lagrangian Transport

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Lagrangescher Transport in turbulenten Strömungen (L2301) Vorlesung 2 3
Numerische Strömungssimulation - Übung mit OpenFoam (L1375) Gruppenübung 1 1
Numerische Strömungssimulation in der Verfahrenstechnik (L1052) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Michael Schlüter
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Mathematics I-IV
  • Basic knowledge in Fluid Mechanics
  • Basic knowledge in chemical thermodynamics
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

After successful completion of the module the students are able to

  • explain the the basic principles of statistical thermodynamics (ensembles, simple systems) 
  • describe the main approaches in classical Molecular Modeling (Monte Carlo, Molecular Dynamics) in various ensembles
  • discuss examples of computer programs in detail,
  • evaluate the application of numerical simulations,
  • list the possible start and boundary conditions for a numerical simulation.
Fertigkeiten

The students are able to:

  • set up computer programs for solving simple problems by Monte Carlo or molecular dynamics,
  • solve problems by molecular modeling,
  • set up a numerical grid,
  • perform a simple numerical simulation with OpenFoam,
  • evaluate the result of a numerical simulation.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to

  • develop joint solutions in mixed teams and present them in front of the other students,
  • to collaborate in a team and to reflect their own contribution toward it.




Selbstständigkeit

The students are able to:

  • evaluate their learning progress and to define the following steps of learning on that basis,
  • evaluate possible consequences for their profession.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Bioverfahrenstechnik: Vertiefung B - Industrielle Bioverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L2301: Lagrangian transport in turbulent flows
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Alexandra von Kameke
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Contents

- Common variables and terms for characterizing turbulence (energy spectra, energy cascade, etc.)

- An overview of Lagrange analysis methods and experiments in fluid mechanics

- Critical examination of the concept of turbulence and turbulent structures.

-Calculation of the transport of ideal fluid elements and associated analysis methods (absolute and relative diffusion, Lagrangian Coherent Structures, etc.)

- Implementation of a Runge-Kutta 4th-order in Matlab

- Introduction to particle integration using ODE solver from Matlab

- Problems from turbulence research

- Application analytical methods with Matlab.


Structure:

- 14 units a 2x45 min. 

- 10 units lecture

- 4 Units Matlab Exercise- Go through the exercises Matlab, Peer2Peer? Explain solutions to your colleague


Learning goals:

Students receive very specific, in-depth knowledge from modern turbulence research and transport analysis. → Knowledge

The students learn to classify the acquired knowledge, they study approaches to further develop the knowledge themselves and to relate different data sources to each other. → Knowledge, skills

The students are trained in the personal competence to independently delve into and research a scientific topic. → Independence

Matlab exercises in small groups during the lecture and guided Peer2Peer discussion rounds train communication skills in complex situations. The mixture of precise language and intuitive understanding is learnt. → Knowledge, social competence


Required knowledge:

Fluid mechanics 1 and 2 advantageous

Programming knowledge advantageous



Literatur

Bakunin, Oleg G. (2008): Turbulence and Diffusion. Scaling Versus Equations. Berlin [u. a.]: Springer Verlag.

Bourgoin, Mickaël; Ouellette, Nicholas T.; Xu, Haitao; Berg, Jacob; Bodenschatz, Eberhard (2006): The role of pair dispersion in turbulent flow. In: Science (New York, N.Y.) 311 (5762), S. 835-838. DOI: 10.1126/science.1121726.

Davidson, P. A. (2015): Turbulence. An introduction for scientists and engineers. Second edition. Oxford: Oxford Univ. Press.

Graff, L. S.; Guttu, S.; LaCasce, J. H. (2015): Relative Dispersion in the Atmosphere from Reanalysis Winds. In: J. Atmos. Sci. 72 (7), S. 2769-2785. DOI: 10.1175/JAS-D-14-0225.1.

Grigoriev, Roman (2011): Transport and Mixing in Laminar Flows. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.

Haller, George (2015): Lagrangian Coherent Structures. In: Annu. Rev. Fluid Mech. 47 (1), S. 137-162. DOI: 10.1146/annurev-fluid-010313-141322.

Kameke, A. von; Huhn, F.; Fernández-García, G.; Muñuzuri, A. P.; Pérez-Muñuzuri, V. (2010): Propagation of a chemical wave front in a quasi-two-dimensional superdiffusive flow. In: Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics 81 (6 Pt 2), S. 66211. DOI: 10.1103/PhysRevE.81.066211.

Kameke, A. von; Huhn, F.; Fernández-García, G.; Muñuzuri, A. P.; Pérez-Muñuzuri, V. (2011): Double cascade turbulence and Richardson dispersion in a horizontal fluid flow induced by Faraday waves. In: Physical review letters 107 (7), S. 74502. DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.074502.

Kameke, A.v.; Kastens, S.; Rüttinger, S.; Herres-Pawlis, S.; Schlüter, M. (2019): How coherent structures dominate the residence time in a bubble wake: An experimental example. In: Chemical Engineering Science 207, S. 317-326. DOI: 10.1016/j.ces.2019.06.033.

Klages, Rainer; Radons, Günter; Sokolov, Igor M. (2008): Anomalous Transport: Wiley.

LaCasce, J. H. (2008): Statistics from Lagrangian observations. In: Progress in Oceanography 77 (1), S. 1-29. DOI: 10.1016/j.pocean.2008.02.002.

Neufeld, Zoltán; Hernández-García, Emilio (2009): Chemical and Biological Processes in Fluid Flows: PUBLISHED BY IMPERIAL COLLEGE PRESS AND DISTRIBUTED BY WORLD SCIENTIFIC PUBLISHING CO.

Onu, K.; Huhn, F.; Haller, G. (2015): LCS Tool: A computational platform for Lagrangian coherent structures. In: Journal of Computational Science 7, S. 26-36. DOI: 10.1016/j.jocs.2014.12.002.

Ouellette, Nicholas T.; Xu, Haitao; Bourgoin, Mickaël; Bodenschatz, Eberhard (2006): An experimental study of turbulent relative dispersion models. In: New J. Phys. 8 (6), S. 109. DOI: 10.1088/1367-2630/8/6/109.

Pope, Stephen B. (2000): Turbulent Flows. Cambridge: Cambridge University Press.

Rivera, M. K.; Ecke, R. E. (2005): Pair dispersion and doubling time statistics in two-dimensional turbulence. In: Physical review letters 95 (19), S. 194503. DOI: 10.1103/PhysRevLett.95.194503.

Vallis, Geoffrey K. (2010): Atmospheric and oceanic fluid dynamics. Fundamentals and large-scale circulation. 5. printing. Cambridge: Cambridge Univ. Press.

Lehrveranstaltung L1375: Computational Fluid Dynamics - Exercises in OpenFoam
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • generation of numerical grids with a common grid generator
  • selection of models and boundary conditions
  • basic numerical simulation with OpenFoam within the TUHH CIP-Pool


Literatur OpenFoam Tutorials (StudIP)
Lehrveranstaltung L1052: Computational Fluid Dynamics in Process Engineering
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Introduction into partial differential equations
  • Basic equations
  • Boundary conditions and grids
  • Numerical methods
  • Finite difference method
  • Finite volume method
  • Time discretisation and stability
  • Population balance
  • Multiphase Systems
  • Modeling of Turbulent Flows
  • Exercises: Stability Analysis 
  • Exercises: Example on CFD - analytically/numerically 
Literatur

Paschedag A.R.: CFD in der Verfahrenstechnik: Allgemeine Grundlagen und mehrphasige Anwendungen, Wiley-VCH, 2004 ISBN 3-527-30994-2.

Ferziger, J.H.; Peric, M.: Numerische Strömungsmechanik. Springer-Verlag, Berlin, 2008, ISBN: 3540675868.

Ferziger, J.H.; Peric, M.: Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer, 2002, ISBN 3-540-42074-6


Modul M0511: Elektrische Energie aus Solarstrahlung und Windkraft

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Nachhaltigkeitsmanagement (L0007) Vorlesung 2 1
Wasserkraftnutzung (L0013) Vorlesung 1 1
Windenergieanlagen (L0011) Vorlesung 2 3
Windenergienutzung - Schwerpunkt Offshore (L0012) Vorlesung 1 1
Modulverantwortlicher Dr. Isabel Höfer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Modul: Thermodynamik I,

Modul: Thermodynamik II,

Modul: Grundlagen der Strömungsmechanik


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Mit Abschluss dieses Moduls können die Studierenden vertieftes Kenntnisse über Windenergieanlagen mit besonderem Fokus der Windenergienutzung unter den Offshore-Bedingungen detailliert erklären und unter Einbeziehung aktueller Problemstellung kritisch dazu Stellung beziehen. Des Weiteren sind sie in der Lage die Nutzung der Wasserkraft zur Stromerzeugung grundlegend zu beschreiben. Die Studierenden können das grundsätzliche Vorgehen bei der Umsetzung regenerativer Energieprojekte im außereuropäischen Ausland wiedergeben und erklären.

Durch aktive Diskussionen der verschiedenen Themenschwerpunkte innerhalb des Seminars des Moduls verbessern die Studierenden das Verständnis und die Anwendung der theoretischen Grundlagen und sind so in der Lage das Gelernte auf die Praxis zu übertragen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können mit Abschluss dieses Moduls die erlernten theoretischen Grundlagen auf beispielhafte Wasser- oder Windkraftsysteme anwenden und die sich ergebenden Zusammenhänge bezüglich der Auslegung und des Betriebs dieser Anlagen fachlich einschätzen und beurteilen. Die besondere Verfahrensweise zur Umsetzung erneuerbarer Energieprojekte im außereuropäischen Ausland können sie grundsätzliche mit der in Europa angewendeten Vorgehensweise kritisch vergleichen und auf beispielhafte Projekte theoretisch anwenden. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können wissenschaftliche Aufgabenstellungen innerhalb eines Seminars fachspezifisch und fachübergreifend diskutieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig auf Basis der Schwerpunkte des Vorlesungsmaterials Quellen über das Fachgebiet erschließen, dieses zur Nachbereitung der Vorlesung nutzen und sich Wissen aneignen. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2,5 Stunden + Schriftliche Ausarbeitung (inkl. Vortrag) in Nachhaltigkeitsmanagement
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Wahlpflicht
Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Regenerative Energien: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Verfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0007: Nachhaltigkeitsmanagement
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 2, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Anne Rödl
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Vorlesung „Nachhaltigkeitsmanagement“ gibt einen Einblick in die verschiedenen Aspekte und Dimensionen der Nachhaltigkeit. Dazu werden zunächst wichtige Begriffe und Definitionen, wesentliche Ent¬wicklungen der letzten Jahre sowie rechtliche Rahmenbedingungen erläutert. Danach werden die verschiedenen Aspekte der Nachhaltigkeit im Einzelnen vorgestellt und diskutiert. Als wesentlicher Bestandteil der Vorlesung, werden Konzepte zur Umsetzung des Themas Nachhaltigkeit in Unternehmen besprochen Zu beantwortende Kernfragen sind dabei u. a.:

  • Was ist „Nachhaltigkeit“?
  • Warum ist dieses Konzept für Unternehmen ein wichtiges Thema?
  • Welche Chancen und Risiken wirtschaftlichen Handelns werden damit thematisiert bzw. sind damit verbunden?
  • Wie können die oft genannten drei Säulen der Säulen der Nachhaltigkeit - Ökonomie, Ökologie und Soziales - trotz ihrer z. T. gegenläufigen Tendenzen in die Unternehmensführung sinnvoll integriert und jeweils ein entsprechender Kompromiss gefunden werden?
  • Welche Konzepte bzw. Rahmenvorgaben für die Umsetzung des Nachhaltigkeitsmanagements in Unternehmen gibt es?
  • Welche Nachhaltigkeits-Labels für Produkte und/oder für Unternehmen gibt es? Was ist ihnen gemeinsam und wo unterscheiden sie sich?

Des Weiteren soll die Veranstaltung Einblicke in die konkrete Umsetzung von Nachhaltig-keitsaspekten in der unternehmerischen Praxis bieten. Dafür werden externe Dozenten aus Unternehmen eingeladen, die berichten, wie das Thema Nachhaltigkeit in ihre täglichen Abläufe integriert wird.

Im Rahmen einer eigenständigen Ausarbeitung sollen die Studierenden die Umsetzung von Nachhaltigkeitsaspekten anhand kurzer Fallstudien analysieren und diskutieren. Anhand der Beschäftigung und dem Vergleich von „Best Practice“ Beispielen sollen sie die Auswirkungen und Tragweite von unternehmerischen Entscheidungen kennenlernen. Dabei soll deutlich werden, welche Risiken bzw. Chancen mit der Nichtbeachtung bzw. Beachtung von Nachhaltigkeitsaspekten verbunden sind.


Literatur

Die folgenden Bücher bieten einen Überblick:

Engelfried, J. (2011) Nachhaltiges Umweltmanagement. München: Oldenbourg Verlag. 2. Auflage

Corsten H., Roth S. (Hrsg.) (2011) Nachhaltigkeit - Unternehmerisches Handeln in globaler Verantwortung. Wiesbaden: Gabler Verlag.


Lehrveranstaltung L0013: Wasserkraftnutzung
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Stefan Achleitner
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung; Bedeutung der Wasserkraft im nationalen und globalen Kontext
  • Physikalische Grundlagen: Bernoulli-Gleichung, nutzbare Fallhöhe, hydrologische Grundlagen, Verlustmechanismen, Wirkungsgrade
  • Einteilung der Wasserkraft: Lauf- und Speicherwasserkraft, Nieder- und Hochdruckanlagen
  • Aufbau von Wasserkraftanlagen: Darstellung der einzelnen Komponenten und ihres systemtechnischen Zusammenspiels
    • Bautechnische Komponenten; Darstellung von Dämmen, Wehren, Staumauern, Krafthäusern, Rechenanlagen etc.
    • Energietechnische Komponenten: Darstellung der unterschiedlichen Arten der hydraulischen Strömungsmaschinen, der Generatoren und der Netzanbindung
  • Wasserkraft und Umwelt
  • Beispiele aus der Praxis


Literatur
  • Schröder, W.; Euler, G.; Schneider, K.: Grundlagen des Wasserbaus; Werner, Düsseldorf, 1999, 4. Auflage
  • Quaschning, V.: Regenerative Energiesysteme: Technologie - Berechnung - Simulation; Carl Hanser, München, 2011, 7. Auflage
  • Giesecke, J.; Heimerl, S.; Mosony, E.: Wasserkraftanlagen ‑ Planung, Bau und Betrieb; Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, 5. Auflage
  • von König, F.; Jehle, C.: Bau von Wasserkraftanlagen - Praxisbezogene Planungsunterlagen; C. F. Müller, Heidelberg, 2005, 4. Auflage
  • Strobl, T.; Zunic, F.: Wasserbau: Aktuelle Grundlagen - Neue Entwicklungen; Springer, Berlin, Heidelberg, 2006


Lehrveranstaltung L0011: Windenergieanlagen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Rudolf Zellermann
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Historische Entwicklung
  • Wind: Entstehung, geographische und zeitliche Verteilung, Standorte
  • Leistungsbeiwert, Rotorschub
  • Aerodynamik des Rotors
  • Betriebsverhalten
  • Leistungsbegrenzung, Teillast, Pitch und Stall, Regelung
  • Anlagenauswahl, Ertragsprognose, Wirtschaftlichkeit
  • Exkursion


Literatur

Gasch, R., Windkraftanlagen, 4. Auflage, Teubner-Verlag, 2005


Lehrveranstaltung L0012: Windenergienutzung - Schwerpunkt Offshore
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Martin Skiba
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Einführung , Bedeutung der Offshore-Windstromerzeugung, Besondere Anforderungen an die Offshore-Technik
  • Physikalische Grundlagen zur Nutzung der Windenergie
  • Aufbau und Funktionsweise von Offshore-Windenergieanlagen, Vorstellung unterschiedlicher Konzepte von Offshore-Windenergieanlagen, Darstellung der einzelnen Systemkomponenten und deren systemtechnisches Zusammenspiel
  • Gründungstechnik, Offshore-Baugrunderkundung, Vorstellung unterschiedlicher Konzepte von Offshore-Gründungsstrukturen, Planung und Fabrikation von Gründungsstrukturen
  • Elektrische Infrastruktur eines Offshore-Windparks, Innerpark-Verkabelung, Offshore-Umspannwerk, Netzanbindung
  • Installation von Offshore-Windparks, Installationstechniken und Hilfsgeräte, Errichtungslogistik
  • Entwicklung und Planung eines Offshore-Windparks
  • Betrieb und Optimierung von Offshore-Windparks
  • Tagesexkursion


Literatur
  • Gasch, R.; Twele, J.: Windkraftanlagen - Grundlagen, Entwurf, Planung und Betrieb; Vieweg + Teubner, Stuttgart, 2007, 7. Auflage
  • Molly, J. P.: Windenergie - Theorie, Anwendung, Messung; C. F. Müller, Heidel-berg, 1997, 3. Auflage
  • Hau, E.: Windkraftanalagen; Springer, Berlin, Heidelberg, 2008, 4.Auflage
  • Heier, S.: Windkraftanlagen - Systemauslegung, Integration und Regelung; Vieweg + Teubner, Stuttgart, 2009, 5. Auflage
  • Jarass, L.; Obermair, G.M.; Voigt, W.: Windenergie: Zuverlässige Integration in die Energieversorgung; Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, 2. Auflage


Modul M0508: Strömungsmechanik und Meeresenergie

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Energie aus dem Meer (L0002) Vorlesung 2 2
Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4
Modulverantwortlicher Prof. Michael Schlüter
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik I-III
Grundlagen der Strömungsmechanik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können verschiedene Anwendungen der Strömungsmechanik in der Vertiefungsrichtungsrichtung Regenerative Energien beschreiben. Sie können die Grundlagen der Strömungsmechanik der Anwendung in der Meeresenergie zuordnen und für konkrete Berechnungen abwandeln. Die Studierenden können einschätzen, welche strömungsmechanischen Probleme mit analytischen Lösungen berechnet werden können und welche alternativen Möglichkeiten (z.B. Selbstähnlichkeit, empirische Lösungen, numerische Methoden) zur Verfügung stehen. 

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, die Grundlagen der Strömungsmechanik auf technische Prozesse anzuwenden. Insbesondere können sie Impuls- und Massenbilanzen aufstellen, um damit technische Prozesse hydrodynamisch zu optimieren. Sie sind in der Lage, einen verbal geschilderten Zusammenhang in einen abstrakten Formalismus umzusetzen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können die vorgegebene Aufgabenstellungen in Kleingruppen diskutieren und einen gemeinsamen Lösungsweg erarbeiten. Sie sind in der Lage, eine Aufgabenstellung aus dem Fachgebiet im Team zu bearbeiten, die Ergebnisse in Form eines Posters darzustellen und im Rahmen einer Posterpräsentation zu präsentieren.

Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben für strömungsmechanische Problemstellungen zu definieren und sich das zur Lösung dieser Aufgaben notwendige Wissen, aufbauend auf dem vermittelten Wissen, selbst zu erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 10 % Gruppendiskussion
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 3h
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Regenerative Energien: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0002: Energie aus dem Meer
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  1. Einführung in die Umwandlung von Energie aus dem Meer
  2. Welleneigenschaften
    • Lineare Wellentheorie
    • Nichtlineare Wellentheorie
    • Irreguläre Wellen
    • Wellenenergie
    • Refraktion, Reflexion und Diffraktion von Wellen
  3. Wellenkraftwerke
    • Übersicht der verschiedenen Technologien
    • Auslegungs- und Berechnungsverfahren
  4. Meeresströmungskraftwerke


Literatur
  • Cruz, J., Ocean wave energy, Springer Series in Green Energy and Technology, UK, 2008.
  • Brooke, J., Wave energy conversion, Elsevier, 2003.
  • McCormick, M.E., Ocean wave energy conversion, Courier Dover Publications, USA, 2013.
  • Falnes, J., Ocean waves and oscillating systems, Cambridge University Press,UK, 2002.
  • Charlier, R. H., Charles, W. F., Ocean energy. Tide and tidal Power. Berlin, Heidelberg, 2009.
  • Clauss, G. F., Lehmann, E., Östergaard, C., Offshore Structures. Volume 1, Conceptual Design. Springer-Verlag, Berlin 1992


Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Michael Schlüter
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch   
  • Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen  
  • Instationärer Impulsaustausch
  • Freie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl 
  • Partikelumströmungen – Feststoffverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Kopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VT
  • Rheologie – Bioverfahrenstechnik
  • Kopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VT
  • Strömung in porösen Medien – heterogene Katalyse
  • Pumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik 
  • Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative Energien
  • Einführung in die numerische Strömungssimulation
Literatur
  1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau, Frankfurt (M), 1971.
  2. Brauer, H.; Mewes, D.: Stoffaustausch einschließlich chemischer Reaktion. Frankfurt: Sauerländer 1972.
  3. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
  4. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
  5. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994.
  6. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006.
  7. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008.
  8. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
  9. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009.
  10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007.
  11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008.
  12. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006.
  13. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.  

Modul M0515: Energieinformationssysteme und Elektromobilität

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Elektrische Energiesysteme II: Betrieb und Informationssysteme elektrischer Energienetze (L1696) Vorlesung 3 4
Elektromobilität (L1833) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Martin Kaltschmitt
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können über die elektrische Energietechnik im Bereich Erneuerbarer Energien einen Überblick geben. Möglichkeiten der Integration von erneuerbaren Energieanlagen in das bestehende Netz, der elektrischen Speichermöglichkeiten und der elektrischen Energieübertragung und- verteilung können sie detailliert erläutern und kritisch dazu Stellung beziehen.

Fertigkeiten

Mit Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage das erlernte Fachwissen in Aufgabenstellungen zur Auslegung, Integration oder Entwicklung erneuerbarer Energiesysteme angemessen anzuwenden und die Ergebnisse einzuschätzen und zu beurteilen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können fachspezifische und fachübergreifende Diskussionen führen, Ideen weiterentwickeln und ihre eigenen Arbeitsergebnissen vor anderen vertreten. 

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen über die Schwerpunkte der Vorlesung erschließen und das darin enthaltene Wissen aneignen. 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Solare Energiesysteme: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1696: Elektrische Energiesysteme II: Betrieb und Informationssysteme elektrischer Energienetze
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Christian Becker
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Stationäre Modellierung elektrischer Energiesysteme
    • konventionelle Komponenten
    • leistungselektronische Netzregler (FACTS) und HGÜ
    • Netzmodellierung
  • Netzbetrieb
    • Prozess der elektrischen Energieversorgung
    • Netz-/Systemführung
    • Netzbereitstellung
  • Netzleittechnik und Netzleitsysteme
    • Informations- und Kommunikationstechnik elektrischer Energiesysteme
    • IT-Architekturen der Stations-, Feld- und Netzleitebene
    • IT-Integration (Energiemarkt / Engpassmanagement / Asset Management)
    • Entwicklungstrends in der Leittechnik
    • Smart Grids
  • Funktionen und stationäre Berechnungen für den Netzbetrieb
    • Lastflussberechnungsmethoden
    • Sensitivitätsanalyse und Lastflusssteuerung
    • Sensitivitätsanalyse
    • Betriebsoptimierung
    • Symmetrische Kurzschlussberechnung
    • Unsymmetrische Fehlerstromberechnung
      • symmetrische Komponenten
      • Berechnung unsymmetrischer Fehler
    • Netzzustandsabschätzung
Literatur

E. Handschin: Elektrische Energieübertragungssysteme, Hüthig Verlag

B. R. Oswald: Berechnung von Drehstromnetzen, Springer-Vieweg Verlag

V. Crastan: Elektrische Energieversorgung Bd. 1 & 3, Springer Verlag

E.-G. Tietze: Netzleittechnik Bd. 1 & 2, VDE-Verlag

Lehrveranstaltung L1833: Elektromobilität
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Klaus Bonhoff
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Einführung und Umfeld
  • Definition von Elektrofahrzeugen
  • Exkurs: Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzelle
  • Markthochlauf von Elektroautos
  • Politischer / Regulativer Rahmen
  • Historischer Rückblick
  • Portfolio der Elektrofahrzeuge / Einsatzbeispiele
  • Mild-Hybrids mit 48 Volt-Technologie
  • Lithium-Ionen Batterie inkl. Kosten, Roadmap, Produktion, Rohstoffe
  • Fahrzeugintegration
  • Energieverbrauch von Elektroautos
  • Batterielebensdauer
  • Ladeinfrastruktur
  • Elektrischer Straßengüterverkehr
  • Elektrischer ÖPNV / SPNV
  • Batteriesicherheit
Literatur Vorlesungsunterlagen/ lecture material

Modul M1149: Energietechnik auf Schiffen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Elektrische Anlagen auf Schiffen (L1531) Vorlesung 2 2
Elektrische Anlagen auf Schiffen (L1532) Hörsaalübung 1 1
Schiffsmaschinenbau (L1569) Vorlesung 2 2
Schiffsmaschinenbau (L1570) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Christopher Friedrich Wirz
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können den Stand der Technik bezüglich der vielfältigen antriebstechnischen Komponenten an Bord von Schiffen wiedergeben und die Kenntnisse anwenden. Sie sind ferner in der Lage, das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten im Gesamtsystem zu analysieren und zu optimieren. Die Studierenden können außerdem das Betriebsverhalten der Verbraucher nennen, spezielle Anforderungen an die Auslegung von Versorgungsnetzen und an die elektrischen Betriebsmittel in Inselnetzen, z. B. an Bord von Schiffen, von Offshore-Geräten, Fabrikanlagen und Notstrom-Versorgungseinrichtungen beschreiben, Energieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen, Wellengeneratoranlagen auf Schiffen erläutern, sowie Anforderungen an Netzschutz, Selektivität und Betriebsüberwachung benennen.

Fertigkeiten

Die Studierenden haben die Fähigkeit, grundlegende sowie detaillierte Kenntnisse über Kolbenmaschinen anzuwenden in Bezug auf die Auswahl und den zweckdienlichen Einsatz in Schiffsantrieben und Hilfssystemen. Des Weiteren können sie komplexe technische Zusammenhänge von Schiffs-Antriebsanlagen bewerten und Probleme ggf. analysieren und lösen. Außerdem haben sie Fertigkeiten, die für die Auslegung und Konstruktion von Antriebskomponenten erforderlich sind und können das gelernte Wissen in einen Kontext zu den weiteren schiffbaulichen Disziplinen bringen. Die Studierenden sind außerdem in der Lage, Kurzschlussstrom, Schaltgeräte und Schaltanlagen zu berechnen, sowie Elektrische Propulsionsantriebe für Schiffe auszulegen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich des Schiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialen Umfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.


Selbstständigkeit

Durch den umfassenden Überblick über die Konstruktion und die Anwendung können die Studierenden sicher, selbstständig und selbstbewusst Situationen bei Einsatz und Problemen bewerten und bearbeiten.

 

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten plus 20 Minuten mündliche Prüfung
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1531: Elektrische Anlagen auf Schiffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Günter Ackermann
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Betriebsverhalten der Verbraucher
  • Spezielle Anforderungen an die Auslegung von Versorgungsnetzen und an die elektrischen Betriebsmittel in Inselnetzen, z. B. an Bord von Schiffen, von Offshore-Geräten, Fabrikanlagen und Notstrom-Versorgungseinrichtungen
  • Energieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen, Wellengeneratoranlagen auf Schiffen
  • Kurzschlussstrom-Berechnung, Schaltgeräte und Schaltanlagen
  • Netzschutz, Selektivität und Betriebsüberwachung
  • Elektrische Propulsionsantriebe für Schiffe
Literatur

H. Meier-Peter, F. Bernhardt u. a.: Handbuch der Schiffsbetriebstechnik, Seehafen Verlag

(engl. Version: "Compendium Marine Engineering")

Gleß, Thamm: Schiffselektrotechnik, VEB Verlag Technik Berlin

Lehrveranstaltung L1532: Elektrische Anlagen auf Schiffen
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Günter Ackermann
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1569: Schiffsmaschinenbau
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christopher Friedrich Wirz
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben
Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1570: Schiffsmaschinenbau
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Christopher Friedrich Wirz
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Fachmodule der Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik

Im Zentrum der Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik steht das Erlernen der Fähigkeit zum systemtechnischen und -übergreifenden Denken und Lösen von Fragestellungen der Luftfahrttechnik. Dieses wird ermöglicht durch Module im Bereich Flugphysik, Flugzeugsysteme und Kabinensysteme, Flugzeugentwurf, Sowie Flughafenplanung und Betrieb im Wahlpflichtbereich. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO) frei wählbar.


Modul M0763: Flugzeug-Energiesysteme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Flugzeug-Energiesysteme (L0735) Vorlesung 3 4
Flugzeug-Energiesysteme (L0739) Hörsaalübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Frank Thielecke
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:

  • Mathematik
  • Mechanik
  • Thermodynamik
  • Elektrotechnik
  • Hydraulik
  • Regelungstechnik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können:

  • die wichtigsten Komponenten und Auslegungspunkte von hydraulischen und elektrischen Systemen und Hochauftriebssystemen beschreiben
  • einen Überblick über Wirkprinzipien von Klimaanlagen geben
  • die Notwendigkeit von Hochauftriebssystemen sowie deren Funktionsweise und Wirkung erklären
  • die Schwierigkeiten bei der Auslegung von Versorgungssystemen von Flugzeugen richtig einschätzen
Fertigkeiten

Studierende können:

  • Hydraulische und elektrische Versorgungssysteme an Bord von Flugzeugen auslegen
  • Hochauftriebssysteme von Flugzeugen auslegen
  • Thermodynamische Analyse von Klimaanlagen durchführen
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:

  • Systemauslegungen in Gruppen durchführen und Ergebnisse diskutieren
Selbstständigkeit

Studierende können:

  • Lehrinhalte eigenständig aufbereiten
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 165 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0735: Flugzeug-Energiesysteme
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Frank Thielecke
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Hydraulische Energiesysteme (Flüssigkeiten; Druckverluste in Ventilen und Rohrleitungen; Komponenten hydraulischer Systeme wie Pumpen, Ventile, etc.; Druck/Durchflusscharakteristika; Aktuatoren; Behälter; Leistungs- und Wärmebilanzen; Notenergie)
  • Elektrisches Energiesystem (Generatoren; Konstantdrehzahlgetriebe; DC und AC Konverter; elektrische Energieverteilung; Bus-Systeme; Überwachung; Lastanalyse)
  • Hochauftriebssysteme (Prinzipien; Ermittlung von Lasten und Systemantriebsleistungen; Prinzipien und Auslegung von Antriebs- und Stellsystemen; Sicherheitsforderungen und -einrichtungen)
  • Klimaanlagen (Thermodynamische Analyse; Expansions- und Kompressions-Kältemaschinen; Kontrollmechanismen; Kabinendruck-Kontrollsysteme)


Literatur
  • Moir, Seabridge: Aircraft Systems
  • Green: Aircraft Hydraulic Systems
  • Torenbek: Synthesis of Subsonic Airplane Design
  • SAE1991: ARP; Air Conditioning Systems for Subsonic Airplanes


Lehrveranstaltung L0739: Flugzeug-Energiesysteme
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Frank Thielecke
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0812: Luftfahrzeugentwurf I (Entwurf von Verkehrsflugzeugen)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Luftfahrzeugentwurf I (Entwurf von Verkehrsflugzeugen) (L0820) Vorlesung 3 3
Luftfahrzeugentwurf I (Entwurf von Verkehrsflugzeugen) (L0834) Hörsaalübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Volker Gollnick
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Bachelor Mech. Eng.
  • Bachelor Verkehrswissenschaften
  • Vordiplom Maschinenbau
  • Modul Luftfahrtsysteme
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  1. Grundlegendes Verständnis der Vorgehensweise für den ganzheitlichen Flugzeugentwurf am Beispiel Verkehrsflugzeuge
  2. Verständnis der Wechselwirkungen und Beiträge der verschiedenen Disziplinen
  3. Einfluss der relevanten Entwurfparameter auf die Auslegung des Flugzeugs am Beispiel Verkehrsflugzeuge
  4. Kennenlernen der grundlegenden Berechnungsmethoden
Fertigkeiten

Verstehen und Anwenden von Auslegungsmethoden und Berechnungsverfahren

Verstehen interdisziplinärer und integrativer Wechselwirkungen

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Arbeiten in interdisziplinären Teams

Kommunikation

Selbstständigkeit Organisation von Arbeitsabläufen und -strategien
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 10 % Testate Durchführung einer Konzeptauslegung für ein Verkehrsflugzeug
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0820: Luftfahrzeugentwurf I (Entwurf von Verkehrsflugzeugen)
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Jens Thöben
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Einführung in den Flugzeugentwurfsprozess

  1. Einführung/Ablauf der Flugzeugentwicklung/Verschiedene Flugzeugkonfigurationen
  2. Anforderungen und Auslegungsziele, wesentliche Auslegungsparameter (u.a. Nutzlast-Reichweiten-Diagramm)
  3. Statistische Methoden im Gesamtentwurf/Datenbankmethoden
  4. Kabinenauslegung (Rumpfdimensionierung, Ausstattung, Ladesysteme)
  5. Grundlagen des aerodynamischen Entwurfs (Polare, Geometrie, 2D/3DAerodynamik)
  6. Flügelgeometrie
  7. Leitwerke und Fahrwerk
  8. Grundlagen der Triebwerksdimensionsierung und -integration
  9. Grundlagen der Flugleistungsauslegung für den Reiseflug
  10. Auslegung Start u. Landung (Streckenberechnung)
  11. Lasten (Festigkeitsauslegung, V-n-Diagramm)
  12. Betriebskosten
Literatur

J. Roskam: "Airplane Design"

D.P. Raymer: "Aircraft Design - A Conceptual Approach"

J.P. Fielding: "Introduction to Aircraft Design"

Jenkinson, Simpkon, Rhods: "Civil Jet Aircraft Design"

Lehrveranstaltung L0834: Luftfahrzeugentwurf I (Entwurf von Verkehrsflugzeugen)
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Jens Thöben
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0771: Flugphysik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Aerodynamik und Flugmechanik I (L0727) Vorlesung 3 3
Flugmechanik II (L0730) Vorlesung 2 2
Flugmechanik II (L0731) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Frank Thielecke
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:

  • Mathematik
  • Mechanik
  • Themodynamik
  • Luftfahrtechnik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende können:
  • Die Fundamentalgleichungen der Aerodynamik für kompressible, inkompressible und reibungsbehaftete Strömungen beschreiben 
  • Wirkprinzipien von Flügelprofilen und Tragflächen erläutern
  • Die Bewegungsgleichungen des Flugzeugs erklären
  • Die Flugleistung sowie Stabilität des Flugzeugs einschätzen 
  • Die Dynamik der Längs-und Seitenbewegung beschreiben
  • Methoden der Flugsimulation und Flugmesstechnik erläutern
Fertigkeiten Studierende können:
  • Flugmechanische Simulationen durchführen
  • Flugmechanische Zusammenhänge aus virtuellen wie realen Flugversuchsdaten herleiten
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können:
  • Simulationen in Gruppen durchführen und Ergebnisse diskutieren
Selbstständigkeit Studierende können:
  • Lehrinhalte eigenständig aufbereiten
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten im WS + 90 Minuten im SS
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0727: Aerodynamik und Flugmechanik I
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Frank Thielecke, Dr. Ralf Heinrich, Mike Montel
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Aerodynamik (Fundamentalgleichungen; kompressible und inkompressible Strömungen; Flügelprofile und Tragflächen; Reibungsbehaftete Strömungen)
  • Flugmechanik (Bewegungsgleichungen; Flugleistung; Steuerflächen, Beiwerte; Längsstabilität und Steuerung; Trimmzustände; Flugmanöver)


Literatur
  • Schlichting, H.; Truckenbrodt, E.: Aerodynamik des Flugzeuges I und II
  • Etkin, B.: Dynamics of Atmospheric Flight
  • Sachs/Hafer: Flugmechanik
  • Brockhaus: Flugregelung
  • J.D. Anderson: Introduction to flight


Lehrveranstaltung L0730: Flugmechanik II
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Frank Thielecke
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Inhalt:

  • Dynamik der Längsbewegung
  • stationärer unsymmetrischer Flug
  • Flugmanöver der Seitenbewegung
  • Dynamik der Seitenbewegung
  • Methoden der Flugsimulation
  • Experimentelle Methoden der Flugmechanik
  • Modellvalidierung mit Parameteridentifikation


Literatur
  • Schlichting, H.; Truckenbrodt, E.: Aerodynamik des Flugzeuges I und II
  • Etkin, B.: Dynamics of Atmospheric Flight
  • Sachs/Hafer: Flugmechanik
  • Brockhaus: Flugregelung
  • J.D. Anderson: Introduction to flight




Lehrveranstaltung L0731: Flugmechanik II
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Frank Thielecke
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Modul M1156: Systems Engineering

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Systems Engineering (L1547) Vorlesung 3 4
Systems Engineering (L1548) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Ralf God
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:
• Mathematik
• Mechanik
• Thermodynamik
• Elektrotechnik
• Regelungstechnik

Vorkenntnisse in:
• Flugzeug-Kabinensysteme

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können:
• Vorgehensmodelle, Methoden und Werkzeuge für das Systems Engineering zur Entwicklung komplexer Systeme verstehen
• Innovationsprozesse und die Notwendigkeit des Technologiemanagements beschreiben
• den Flugzeug-Entwicklungsprozess und den Vorgang der Musterzulassung bei Flugzeugen erläutern
• den System-Entwicklungsprozess inklusive der Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Systemen erklären
• die Umgebungs- und Einsatzbedingungen von Luftfahrtausrüstung mit den entsprechenden Testanforderungen benennen
• die Methodik des Requirements-Based Engineering (RBE) und des Model-Based Requirements Engineering (MBRE) einschätzen

Fertigkeiten

Studierende können:
• das Vorgehen zur Entwicklung eines komplexen Systems planen
• die Entwicklungsphasen und Entwicklungsaufgaben organisieren
• erforderliche Geschäfts- und Technikprozesse zuordnen
• Werkzeuge und Methoden des Systems Engineering anwenden

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:
• ihre Aufgaben innerhalb eines Entwicklungsteams verstehen und sich mit ihrer Rolle in den Gesamtprozess einordnen

Selbstständigkeit

Studierende können:
• in einem Entwicklungsteam mit Aufgabenteilung interagieren und kommunizieren

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1547: Systems Engineering
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist die Schaffung von Voraussetzungen für die Entwicklung und Integration von komplexen Systemen am Beispiel von Verkehrsflugzeugen und  Kabinensystemen. Es soll Prozess-, Werkzeug- und Methodenkompetenz erreicht werden. Vorschriften, Richtlinien und Zulassungsaspekte sollen bekannt sein.

Schwerpunkte der Vorlesung bilden die Prozesse beim Innovations- und Technologiemanagement, der Systementwicklung, Systemintegration und der Zulassung sowie Werkzeuge und Methoden für das Systems Engineering:
• Innovationsprozesse
• IP-Schutz
• Technologiemanagement
• Systems Engineering
• Flugzeug-Entwicklungsprozess
• Themen der Zulassung
• System-Entwicklungsprozess
• Sicherheitsziele und Fehlertoleranz
• Umgebungs- und Einsatzbedingungen
• Werkzeuge und Methoden für das Systems Engineering
• Requirements-Based Engineering (RBE)
• Model-Based Requirements Engineering (MBRE)

Literatur

- Skript zur Vorlesung
- diverse Normen und Richtlinien (EASA, FAA, RTCA, SAE)
- Hauschildt, J., Salomo, S.: Innovationsmanagement. Vahlen, 5. Auflage, 2010
- NASA Systems Engineering Handbook, National Aeronautics and Space Administration, 2007
- Hinsch, M.: Industrielles Luftfahrtmanagement: Technik und Organisation luftfahrttechnischer Betriebe. Springer, 2010
- De Florio, P.: Airworthiness: An Introduction to Aircraft Certification. Elsevier Ltd., 2010
- Pohl, K.: Requirements Engineering. Grundlagen, Prinzipien, Techniken. 2. korrigierte Auflage, dpunkt.Verlag, 2008

Lehrveranstaltung L1548: Systems Engineering
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0764: Flugsteuerungssysteme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Flugsteuerungssysteme (L0736) Vorlesung 3 4
Flugsteuerungssysteme (L0740) Hörsaalübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Frank Thielecke
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:

  • Mathematik
  • Mechanik
  • Thermodynamik
  • Elektrotechnik
  • Hydraulik
  • Regelungstechnik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können:

  • den generellen Aufbau der primären Flugsteuerung sowie von Aktuator-, Avionik-,  Hochauftriebssystemen von Flugzeugen inklusive deren spezifischen Eigenschaften und Anwendungsfelder beschreiben,
  • unterschiedlicher Konfigurationen erläutern,
  • entsprechende Ausgestaltungen erklären.


Fertigkeiten

Studierende können:

  • Aktuatorsysteme der primären Flugsteuerung auslegen
  • einen Reglerentwurfsprozess für Aktuatoren der Flugsteuerung  durchführen
  • Hochauftriebskinematiken entwerfen

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:

  • In gemischten Teams gemeinschaftlich Lösungen erarbeiten 
Selbstständigkeit

Studierende können:

  • Selbstständig aus komplexen Fragestellungen Anforderungen an Flugzeugsysteme ableiten und entsprechende, vereinfachte Entwurfsprozesse einleiten und durchführen
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 165 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0736: Flugsteuerungssysteme
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Frank Thielecke
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Aktuatorik (Grundkonzepte von Aktuatoren; elektro-mechanische Aktuatoren; Modellierung, Analyse  und Auslegung von Positionsregelsystemen; hydromotorische Stellsysteme)
  • Flugsteuerungssysteme (Steuerflächen, Scharniermomente; Stabilitäts- und Steuerbarkeitsanforderungen, Stellkräfte; reversible und irreversible Flugsteuerung; Servo-Stellsysteme)
  • Fahrwerksysteme (Konfigurationen und Geometrien; Analyse von Fahrwerkssystemen mit Hinblick auf Stoßdämpferdynamiken, Dynamik des abbremsenden Flugzeuges und Leistungsbedarf; Aufbau und Analyse von Bremssystemen im Hinblick auf Energie und Wärme; ABS)
  • Kraftstoffsysteme (Architekturen; Flugkraftstoffe; Systemkomponenten; Betankungsanlage; Tankinertisierung; Kraftstoffmanagement; Trimmtank)
  • Enteisungssysteme (Atmosphärische Vereisungsbedingungen; physikalische Prinzipien von Enteisungssystemen)


Literatur
  • Moir, Seabridge: Aircraft Systems
  • Torenbek: Synthesis of Subsonic Airplane Design
  • Curry: Aircraft Landing Gear Design: Principles and Practices


Lehrveranstaltung L0740: Flugsteuerungssysteme
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Frank Thielecke
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1690: Luftfahrzeugentwurf II (Entwurf von Flugsystemen)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Luftfahrzeugentwurf II (Drehflügler, Sonderflugzeuge, UAV) (L0844) Vorlesung 3 3
Luftfahrzeugentwurf II (Drehflügler, Sonderflugzeuge, UAV) (L0847) Hörsaalübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Volker Gollnick
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Luftfahrzeugentwurf I (Entwurf von Verkehrsflugzeugen)

Lufttransportsysteme



Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Kenntnis verschiedener Flugsystemkonzepte und deren Besonderheiten (Überschallflugzeuge, Drehflügler, Hochleistungsflugzeuge, Unbemannte Flugsysteme)

Verständnis der Vor- und Nachteile sowie physikalischen Wirkprinzipien unterschiedlicher Luftfahrzeugsysteme

Kenntnis des Einflusses spezieller Missionsanforderungen auf die Definition und Konzeption von Luftfahrzeugsystemen

Vertiefte Kenntnis der Leistungsauslegung und Bewertung verschiedener Luftfahrzeugsysteme

Fertigkeiten

Verstehen und Anwenden von Auslegungsmethoden und Berechnungsverfahren

Verstehen interdisziplinärer und integrativer Wechselwirkungen

Missionsorientierte technische Definition von Luftfahrzeugsystemen

Anwendung geeigneter spezieller konzeptioneller Berechnungsmethoden für besondere Ausrüstungsmerkmale

Bewertung verschiedener Entwurfslösungen

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Arbeiten in Gruppen zur konzentrierten Lösungsfindung 

Kommunikation, Durchsetzungsfähigkeit, fachliche Überzeugungsfähigkeit

Selbstständigkeit

Organisation von Arbeitsabläufen und Strategien

Strukturierte Aufgabenanalyse und Lösungsfindung

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0844: Luftfahrzeugentwurf II (Drehflügler, Sonderflugzeuge, UAV)
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Bernd Liebhardt, Jens Thöben
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Auslegung von Überschallverkehrsflugzeugen
  2. Grundlagen für die Auslegung von Hochleistungsflugzeugen
  3. Grundlagen für den Entwurf von Drehflüglern
  4. Grundlagen für die Auslegung von unbemannten Flugsystemen, Lufttaxis, Elektroflugzeuge
Literatur

Gareth Padfield: Helicopter Flight Dynamics, butterworth ltd.

Raymond Prouty: Helicopter Performance Stability and Control, Krieger Publ.

Klaus Hünecke: Das Kampfflugzeug von Heute, Motorbuch Verlag

Jay Gundelach: Designing Unmanned Aircraft Systems -  Configurative Approach, AIAA

Lehrveranstaltung L0847: Luftfahrzeugentwurf II (Drehflügler, Sonderflugzeuge, UAV)
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Bernd Liebhardt, Jens Thöben
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1155: Flugzeug-Kabinensysteme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Flugzeug-Kabinensysteme (L1545) Vorlesung 3 4
Flugzeug-Kabinensysteme (L1546) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Ralf God
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:
• Mathematik
• Mechanik
• Thermodynamik
• Elektrotechnik
• Regelungstechnik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können:
• die Betriebsabläufe in der Flugzeugkabine, deren Ausrüstung und Systeme beschreiben
• die funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen an Kabinensysteme erläutern
• die Notwendigkeit der Kabinenbetriebs- und Notfallsysteme erklären
• die Herausforderungen der Mensch-Technik-Interaktion in der Kabine einschätzen

Fertigkeiten

Studierende können:
• das Kabinenlayout für ein vorgegebenes Geschäftsmodell einer Fluggesellschaft erstellen
• Kabinensysteme für den sicheren Kabinenbetrieb auslegen
• Notfallsysteme für eine zuverlässige Mensch-Systeminteraktion gestalten
• Lösungen für Komfortanforderungen und Unterhaltungssysteme in der Kabine entwerfen

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:
• bestehende Systemlösungen nachvollziehen und eigene Ideen mit Experten diskutieren

Selbstständigkeit

Studierende können:
• Vorlesungsinhalte und Expertenvorträge eigenständig reflektieren

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1545: Flugzeug-Kabinensysteme
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zu Flugzeug-Kabinensystemen und zu Betriebsabläufen in der Kabine. Es soll ein grundlegendes Verständnis für den systemtechnischen Aufwand zur Aufrechterhaltung eines bei Reiseflughöhe künstlichen, aber angenehmen und sicheren Arbeits- und Aufenthaltsraumes erreicht werden. Weiterhin sollen Kenntnisse zum Betrieb und zur Wartung des Arbeitssystems Kabine erworben werden.

Die Vorlesung vermittelt einen umfassenden Überblick über aktuelle Kabinentechnik und Kabinensysteme in modernen Verkehrsflugzeugen. Die Erfüllung von Anforderungen an das zentrale Arbeitssystem Kabine werden anhand der Themengebiete Komfort, Ergonomie, Faktor Mensch, Betriebsprozesse, Wartung und Energieversorgung behandelt:
• Werkstoffe in der Kabine
• Ergonomie und Human Factors
• Kabinen-Innenausstattung und nicht-elektrische Systeme
• Kabinenelektrik und Beleuchtung
• Kabinenelektronik, Kommunikations-, Informations- und Unterhaltungssysteme
• Kabinen- und Passagierprozesse
• RFID-Kennzeichnung von Flugzeugbauteilen
• Energiequellen und Energiewandlung für den Betrieb

Literatur

- Skript zur Vorlesung
- Jenkinson, L.R., Simpkin, P., Rhodes, D.: Civil Jet Aircraft Design. London: Arnold, 1999
- Rossow, C.-C., Wolf, K., Horst, P. (Hrsg.): Handbuch der Luftfahrzeugtechnik. Carl Hanser Verlag, 2014
- Moir, I., Seabridge, A.: Aircraft Systems: Mechanical, Electrical and Avionics Subsystems Integration, Wiley 2008
- Davies, M.: The standard handbook for aeronautical and astronautical engineers. McGraw-Hill, 2003
- Kompendium der Flugmedizin. Verbesserte und ergänzte Neuauflage, Nachdruck April 2006. Fürstenfeldbruck, 2006
- Campbell, F.C.: Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials. Elsevier Ltd., 2006

Lehrveranstaltung L1546: Flugzeug-Kabinensysteme
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1213: Avionik sicherheitskritischer Systeme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Avionik sicherheitskritischer Systeme (L1640) Vorlesung 2 3
Avionik sicherheitskritischer Systeme (L1641) Gruppenübung 1 1
Avionik sicherheitskritischer Systeme (L1652) Laborpraktikum 1 2
Modulverantwortlicher Dr. Martin Halle
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:

  • Mathematik
  • Elektrotechnik
  • Informatik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können:

  • die wichtigsten Komponenten und Konzepte sicherheitskritischer Avionik beschreiben
  • die Prozesse und Standards der sicherheitskritischen  Softwareentwicklung benennen
  • das Prinzip der Integrierten Modularen Avionik darstellen
  • Avionik-relevante Hardware und Bussysteme vergleichen 
  • die Schwierigkeiten bei der Entwicklung eines sicherheitskritischen Avionikssystems richtig einschätzen


Fertigkeiten

Studierende können:

  • Echtzeithardware und  -simulationen bedienen
  • A653-Applikationen programmieren
  • Avionikarchitekturen im begrenzten Maße planen
  • Testskripte entwickeln und Testergebnisse beurteilen


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:

  • in gemischten Teams gemeinschaftlich Lösungen erarbeiten
  • sich formal mit andern Teams austauschen
  • Entwicklungsergebnisse geeignet vorstellen


Selbstständigkeit

Studierende können:

  • Systemanforderungen an avionische Systeme verstehen
  • selbständig System-Lösungen für sicherheitskritische Avionik konzipieren


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1640: Avionik sicherheitskritischer Systeme
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Martin Halle
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Avionik als Flugelektronik ist die Grundlage für alle Flugzeugfunktionen und eine  Hauptquelle  für Innovationen. Da es sich bei Flugsteuerung und anderen Systemkontrollern um hochgradig sicherheitskritische Funktionen handelt, unterliegen die Entwicklung von Hardware und Software besonderen Einschränkungen, Techniken und Prozessen. Diese zu verstehen und anzuwenden ist unabdingbar für jeden Systementwickler oder Informationstechniken in der Luftfahrt. Praxisnah werden Risiken und Techniken von sicherheitskritischer Hard- und Softwareentwicklung,  Avionikkomponenten, sowie Integration und Test vermittelt. Ein Schwerpunkt ist die Integrierten Modularen Avionik (IMA). Die Vorlesung wird begleitet von einer Pflichtübung mit Laborversuchen.

Inhalt:

  1. Überblick und Grundlagen
  2. Geschichte und Flugsteuerung
  3. Konzepte und Redundanz
  4. Digitale Rechner
  5. Schnittstellen und Signale
  6. Busse
  7. Netzwerke
  8. Flugzeug-Cockpit
  9. Softwareentwicklung
  10. Modellbasierte Entwicklung
  11. Integrierte Modulare Avionik 1
  12. Integrierte Modulare Avionik 2
Literatur
  • Moir, I.; Seabridge, A. & Jukes, M., Civil Avionics Systems Civil Avionics Systems, John Wiley & Sons, Ltd, 2013
  • Spitzer, C. R. Spitzer, Digital Avionics Handbook, CRC Press, 2007
  • FAA, Advanced Avionics Handbook U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration, 2009
  • Moir, I. & Seabridge, A. Aircraft Systems, Wiley, 2008, 3
Lehrveranstaltung L1641: Avionik sicherheitskritischer Systeme
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Martin Halle
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1652: Avionik sicherheitskritischer Systeme
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Martin Halle
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1193: Entwurf von Kabinensystemen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und Avionik (L1557) Vorlesung 2 2
Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und Avionik (L1558) Gruppenübung 1 1
Model-Based Systems Engineering (MBSE) mit SysML/UML (L1551) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 3 3
Modulverantwortlicher Prof. Ralf God
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:
• Mathematik
• Mechanik
• Thermodynamik
• Elektrotechnik
• Regelungstechnik

Vorkenntnisse in:
• Systems Engineering

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können:
• den Aufbau und die Funktionsweise von Rechnerarchitekturen beschreiben
• den Aufbau und die Funktionsweise von digitalen Kommunikationsnetzwerken erläutern
• Architekturen von Kabinenelektronik, integrierter modularer Avionik (IMA) und Aircraft Data Communication Networks (ADCN) erklären
• das Vorgehen des Model-Based Systems Engineering (MBSE) beim Entwurf von hardware- und softwarebasierten Kabinensystemen verstehen

Fertigkeiten

Studierende können:
• einen Minicomputer verstehen, in Betrieb nehmen und betreiben
• eine Netzwerkkommunikation aufbauen und mit einem anderen Netzwerkteilnehmer kommunizieren
• einen Minicomputer mit einem Kabinenmanagementsystem (A380 CIDS) verbinden und über ein AFDX®-Netzwerk kommunizieren
• Systemfunktionen mittels der formalen Sprachen SysML/UML modellieren und aus den Modellen Softwarecode generieren
• Softwarecode auf einem Minicomputer ausführen

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:
• Teilergebnisse praktisch und selbst erarbeiten und mit anderen zu einer Gesamtlösung zusammenführen    

Selbstständigkeit

Studierende können:
• ihre praktischen Aufgaben organisieren und planen

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1557: Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und Avionik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zu Computer- und Kommunikationstechnik bei elektronischen Systemen in der Kabine und im Flugzeug. Software, mechanische und elektronische Systemkomponenten wirken heute so intensiv zusammen, dass dies für den Systemtechniker ein grundlegendes Verständnis von Kabinenelektronik und Avionik erfordert.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen zum Aufbau und der Funktionsweise von Computern und Datennetzwerken und fokussiert dann auf aktuelle Prinzipien und Anwendungen bei integrierter modularer Avionik (IMA), Aircraft Data Communication Networks (ADCN), Kabinenelektronik und Kabinennetzwerken: 
• Historie der Computer- und Netzwerktechnik
• Schichtenmodell in der Computertechnik
• Rechnerarchitekturen (PC, IPC, Embedded Systeme)
• BIOS, UEFI und Betriebssystem (OS)
• Programmiersprachen (Maschinencode und Hochsprachen)
• Applikationen und Schnittstellen zur Anwendungsprogrammierung
• Externe Schnittstellen (seriell, USB, Ethernet)
• Schichtenmodell in der Netzwerktechnik
• Netzwerktopologien
• Netzwerkkomponenten
• Buszugriffsverfahren
• Integrierte modulare Avionik (IMA) und Aircraft Data Communication Networks (ADCN)
• Kabinenelektronik und Kabinennetzwerke

Literatur

- Skript zur Vorlesung
- Schnabel, P.: Computertechnik-Fibel: Grundlagen Computertechnik, Mikroprozessortechnik, Halbleiterspeicher, Schnittstellen und Peripherie. Books on Demand; 1. Auflage, 2003
- Schnabel, P.: Netzwerktechnik-Fibel: Grundlagen, Übertragungstechnik und Protokolle, Anwendungen und Dienste, Sicherheit. Books on Demand; 1. Auflage, 2004
- Wüst, K.: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren. Vieweg Verlag; 2. aktualisierte und erweiterte Auflage, 2006 

Lehrveranstaltung L1558: Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und Avionik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Kabinenelektronik und Kabinennetzwerken: 
• Historie der Computer- und Netzwerktechnik
• Schichtenmodell in der Computertechnik
• Rechnerarchitekturen (PC, IPC, Embedded Systeme)
• BIOS, UEFI und Betriebssystem (OS)
• Programmiersprachen (Maschinencode und Hochsprachen)
• Applikationen und Schnittstellen zur Anwendungsprogrammierung
• Externe Schnittstellen (seriell, USB, Ethernet)
• Schichtenmodell in der Netzwerktechnik
• Netzwerktopologien
• Netzwerkkomponenten
• Buszugriffsverfahren
• Integrierte modulare Avionik (IMA) und Aircraft Data Communication Networks (ADCN)
• Kabinenelektronik und Kabinennetzwerke

Literatur

- Skript zur Vorlesung
- Schnabel, P.: Computertechnik-Fibel: Grundlagen Computertechnik, Mikroprozessortechnik, Halbleiterspeicher, Schnittstellen und Peripherie. Books on Demand; 1. Auflage, 2003
- Schnabel, P.: Netzwerktechnik-Fibel: Grundlagen, Übertragungstechnik und Protokolle, Anwendungen und Dienste, Sicherheit. Books on Demand; 1. Auflage, 2004
- Wüst, K.: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren. Vieweg Verlag; 2. aktualisierte und erweiterte Auflage, 2006 

Lehrveranstaltung L1551: Model-Based Systems Engineering (MBSE) mit SysML/UML
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Ziele der problemorientierten Lehrveranstaltung sind der Erwerb von Kenntnissen zum Vorgehen beim Systementwurf mittels der formalen Sprachen SysML/UML, das Kennenlernen von Werkzeugen zur Modellierung und schließlich die Durchführung eines Projekts mit Methoden und Werkzeugen des Model-Based Systems Engineering (MBSE) auf einer realistischen Hardwareplattform (z.B. Arduino®, Raspberry Pi®):
• Was ist ein Modell?
• Was ist Systems Engineering?
• Überblick zu MBSE Methodiken
• Die Modellierungssprachen SysML/UML
• Werkzeuge für das MBSE
• Vorgehensweisen beim MBSE 
• Anforderungsspezifikation, funktionale Architektur, Lösungsspezifikation
• Vom Modell zum Softwarecode
• Validierung und Verifikation: XiL-Methoden
• Begleitendes MBSE-Projekt

Literatur

- Skript zur Vorlesung
- Weilkiens, T.: Systems Engineering mit SysML/UML: Modellierung, Analyse, Design. 2. Auflage, dpunkt.Verlag, 2008
- Holt, J., Perry, S.A., Brownsword, M.: Model-Based Requirements Engineering. Institution Engineering & Tech, 2011


Modul M1738: Ausgewählte Themen der Luftfahrt-Systemtechnik (Alternative B: 12 LP)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Aufbaukurs SE-ZERT (L2739) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 3
Betrieb einer Luftverkehrsgesellschaft (L1310) Vorlesung 3 3
Ermüdung und Schadenstoleranz (L0310) Vorlesung 2 3
Flugführung (L0848) Vorlesung 2 2
Flugführung (L0854) Hörsaalübung 1 1
Flughafenbetrieb (L1276) Vorlesung 3 3
Flughafenplanung (L1275) Vorlesung 2 2
Flughafenplanung (L1469) Gruppenübung 1 1
Leichtbaupraktikum (L1258) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 3 3
Luftsicherheit (L1549) Vorlesung 2 2
Luftsicherheit (L1550) Gruppenübung 1 1
Luftverkehr und Umwelt (L2376) Vorlesung 3 3
Mechanismen, Systeme und Verfahren der Werkstoffprüfung (L0950) Vorlesung 2 2
Missionsmanagement (L2374) Vorlesung 2 2
Missionsmanagement (L2375) Gruppenübung 1 1
Strahltriebwerke (L0908) Vorlesung 2 3
Strukturmechanik von Faserverbunden (L1514) Vorlesung 2 3
Strukturmechanik von Faserverbunden (L1515) Hörsaalübung 1 1
Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2
Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2
Werkstoffprüfung (L0949) Vorlesung 2 2
Zuverlässigkeit in der Maschinendynamik (L0176) Vorlesung 2 2
Zuverlässigkeit in der Maschinendynamik (L1303) Gruppenübung 1 2
Zuverlässigkeit von Flugzeugsystemen (L0749) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Frank Thielecke
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:

  • Mathematik
  • Mechanik
  • Thermodynamik
  • Elektrotechnik
  • Hydraulik
  • Regelungstechnik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte Spezialgebiete der Systemtechnik, des Lufttransportsystems und der Werkstoffwissenschaften zu verorten.
  • Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen grundlegende Modelle und Verfahren erklären.
  • Die Studierenden können forschungsbezogenes und technologisches Wissen miteinander in Beziehung setzen.
Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten ingenieurtechnischen Teilbereichen grundlegende Methoden anwenden.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit

Studierende können selbstständig auswählen, welche Kenntnisse und Fähigkeiten sie durch die Wahl der geeigneten Fächer vertiefen.

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 12
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L2739: Aufbaukurs SE-ZERT
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Das SE-ZERT® Programm (vgl. https://www.sezert.de/de/anwaerter-de.html) ist eine Weiterbildung zum „Certified Systems Engineer (GfSE)®“. An der TUHH baut diese Weiterbildung auf der Vorlesung und Übung Systems Engineering auf. Es wurde von der GfSE e.V. zusammen mit dem TÜV Rheinland als Personenzertifikat entwickelt. Das Programm orientiert sich an der EN ISO/IEC 17024 zur Personenzertifizierung.

Trainingsinhalte sind:

- Grundlagen des Systems Engineering (inkl. Einführung)

- Projektübergreifende Schnittstellen

- Schnittstellen des Systems Engineering zu Projekt Management

- Systems Engineering Management

- Anforderungsmanagement und Validierung & Verifikation

- Realisationsprozesse

- Querschnittsfunktionen innerhalb von Entwicklungsprojekten

- Berücksichtigung von operationellen Aspekten und der Stilllegung im Design

- Konfliktmanagement und soziale Kompetenz

Als Trainingsanbieter ist das TUHH-Institut für Flugzeug-Kabinensysteme korporatives Mitglied der GfSE und bereitet als akkreditierte Trainingsstelle die Studierenden optimal und unabhängig auf die Zertifizierung vor, die von einem Prüfungsausschuss der SE-ZERT® Assessorengruppe der GfSE e.V. auf SE Wissen geprüft werden. Somit soll und wird eine hohe Qualität dieser Weiterbildung sichergestellt. Mit einem SE-ZERT® Zertifikat sind Absolventen branchenübergreifend für Ihre Arbeit als Systems Engineer in der Industrie qualifiziert. Die Weiterbildung wird an der TUHH in deutscher, sonst aber vielfach auch in englischer Sprache weltweit angeboten. SE-ZERT® an der TUHH richtet sich an Studierende im Masterstudiengang. Das SE-ZERT® Programm unterscheidet vier Qualifikationsebenen, die aufeinander aufbauen. Für Absolventen der TUHH erfolgt der Einstieg nach Wissensvermittlung und erfolgreich abgelegter Prüfung über die Ebene D. Aufbauend können Ingenieure mit Berufserfahrung die Ebene C mit dem Ziel der Mitarbeit im Team anstreben, gefolgt von der Ebene B mit dem Ziel „Anwenden“ und u.U. dem Führen von kleinen Projekten. Die höchste Qualifikationsebene ist die Ebene A mit dem Ziel zu eigenen Problemformulierungen, Lösungen, Begründungen, Folgerungen, Interpretationen oder Wertungen zu gelangen und diese anderen auch vermitteln zu können.

Das Ziel des Zertifikats ist die Etablierung eines branchenübergreifenden Standards für Systems Engineering mit praktischen Übungen und praxisnahen Inhalten. Basis hierzu ist das INCOSE Systems Engineering Handbuch (in dt. oder engl. Ausgabe) als auch die Norm ISO/IEC 15288 und angrenzende Normen des Systems Engineering.

Literatur

INCOSE Systems Engineering Handbuch - Ein Leitfaden für Systemlebenszyklus-Prozesse und -Aktivitäten, GfSE (Hrsg. der deutschen Übersetzung), ISBN 978-3-9818805-0-2.

ISO/IEC 15288 System- und Software-Engineering - System-Lebenszyklus-Prozesse (Systems and Software Engineering - System Life Cycle Processes).

Lehrveranstaltung L1310: Betrieb einer Luftverkehrsgesellschaft
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Karl Echtermeyer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Einführung und Überblick
  2. Geschäftsmodelle von Luftverkehrsgesellschaften
  3. Interdependenzen der Flugplanung (Netzwerkmanagement, Slot Management, Netzstrukturen, Umlaufplanung)
  4. Operative Flugvorbereitung (Beladung, Nutzlast/Reichweite, etc.)
  5. Flottenpolitik
  6. Flugzeugbewertung und Flottenplanung
  7. Aufbau und Organisation einer Luftverkehrsgesellschaft
  8. Instandhaltung von Flugzeugen
Literatur

Volker Gollnick, Dieter Schmitt: The Air Transport System, Springer Berlin Heidelberg New York, 2014

Paul Clark: “Buying the Big Jets”, Ashgate 2008

Mike Hirst: The Air Transport System, AIAA, 2008

Lehrveranstaltung L0310: Fatigue & Damage Tolerance
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Dozenten Dr. Martin Flamm
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Design principles, fatigue strength, crack initiation and crack growth, damage calculation, counting methods, methods to improve fatigue strength, environmental influences
Literatur Jaap Schijve, Fatigue of Structures and Materials. Kluver Academic Puplisher, Dordrecht, 2001 E. Haibach. Betriebsfestigkeit Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. VDI-Verlag, Düsseldorf, 1989
Lehrveranstaltung L0848: Flugführung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Einführung und Motivation Flugführungsprinzipien

Cockpit- und Avioniksysteme (Cockpitgestaltung, Cockpitausrüstung, Bus- und Rechnersysteme)

Luftverkehrsmanagement (Luftraumstrukturen, Organisation der Flugsicherung, etc.)

Grundlagen der Flugmeßtechnik Positionsmessung (geometrische Verfahren, Entfernungsmessung, Richtungmessung) Bestimmung der Fluglage (Magnetfeld- und Trägheitssensoren) Geschwindigkeitsmessung

Theorie der Navigation

Funknavigation

Satellitennavigation

Luftraumüberwachung (Radarsysteme)

Kommunikationssysteme

Integrierte Navigations- und Führungssysteme

Literatur

Rudolf Brockhaus, Robert Luckner, Wolfgang Alles: "Flugregelung", Springer Berlin Heidelberg New York, 2011

Holger Flühr: "Avionik und Flugsicherungssysteme", Springer Berlin Heidelberg New York, 2013

Volker Gollnick, Dieter Schmitt "Air Transport Systems", Springer Berlin Heidelberg New York, 2016

R.P.G. Collinson „Introduction to Avionics”, Springer Berlin Heidelberg New York 2003

Lehrveranstaltung L0854: Flugführung
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1276: Flughafenbetrieb
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Peter Willems (geb. Bießlich)
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt FA-F Flugbetrieb Flugbetrieb - Produktion Infrastruktur Betrieb Planung Masterplanung Flughafenkapazität Bodenverkehrdienste Terminalbetrieb
Literatur Richard de Neufville, Amedeo Odoni: Airport Systems, McGraw Hill, 2003
Lehrveranstaltung L1275: Flughafenplanung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Ulrich Häp
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  1. Einführung, Definitionen, Rahmen, Überblick
  2. Start- und Landebahnsysteme
  3. Luftraumstrukturen rund um den Flughafen 
  4. Befeuerung, Markierungen, Beschilderung
  5. Vorfeld- und Terminalkonfigurationen
Literatur

N. Ashford, Martin Stanton, Clifton Moore: Airport Operations, John Wiley & Sons, 1991

Richard de Neufville, Amedeo Odoni: Airport Systems, Aviation Week Books, MacGraw Hill, 2003



Lehrveranstaltung L1469: Flughafenplanung
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Ulrich Häp
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1258: Leichtbaupraktikum
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Dieter Krause
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Entwicklung eines Faserverbund-Sandwichbauteils

  • Einarbeiten in die Themengebiete Faserkunststoffverbunde (FKV) und Leichtbau
  • Konstruktion und Auslegung eines FKV-Sandwich-Bauteils unter Anwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM)
  • Ermitteln von Werkstoffdaten an Materialproben
  • Eigenhändiger Bau der FKV-Struktur im Labor
  • Test der entwickelten Bauteile
  • Präsentation des Konzepts
  • Selbstorganisiertes Arbeiten in Teams
Literatur
  • Schürmann, H., „Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden“, Springer, Berlin, 2005.
  • Puck, A., „Festigkeitsanalsyse von Faser-Matrix-Laminaten“, Hanser, München, Wien, 1996.
  • R&G, „Handbuch Faserverbundwerkstoffe“, Waldenbuch, 2009.
  • VDI 2014 „Entwicklung von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbund“
  • Ehrenstein, G. W., „Faserverbundkunststoffe“, Hanser, München, 2006.
  • Klein, B., „Leichtbau-Konstruktion", Vieweg & Sohn, Braunschweig, 1989.
  • Wiedemann, J., „Leichtbau Band 1: Elemente“, Springer, Berlin, Heidelberg, 1986.
  • Wiedemann, J., „Leichtbau Band 2: Konstruktion“, Springer, Berlin, Heidelberg, 1986.
  • Backmann, B.F., „Composite Structures, Design, Safety and Innovation”, Oxford (UK), Elsevier, 2005.
  • Krause, D., „Leichtbau”,  In: Handbuch Konstruktion, Hrsg.: Rieg, F., Steinhilper, R., München, Carl Hanser Verlag, 2012.
  • Schulte, K., Fiedler, B., „Structure and Properties of Composite Materials”, Hamburg, TUHH - TuTech Innovation GmbH, 2005.
Lehrveranstaltung L1549: Luftsicherheit
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zu Aufgaben und Maßnahmen zum Schutz vor Angriffen auf die Sicherheit des zivilen Lufttransportsystems. Die Aufgaben und Maßnahmen werden im Kontext der drei Systemteile Mensch, Technik und Organisation herausgearbeitet.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Luftsicherheit. Die Luftsicherheit ist eine notwendige Voraussetzung für einen wirtschaftlich erfolgreichen Luftverkehr. Das Risikomanagement für das Gesamtsystem gelingt nur mit einem integrierten Ansatz, welcher Mensch, Technik und Organisation berücksichtigt:
• Historische Entwicklung
• Die besondere Rolle des Luftverkehrs
• Motive und Angriffsvektoren
• Faktor Mensch
• Bedrohungen und Risiko
• Verordnungen, Regulierungen und Gesetze
• Organisation und Vollzug der Luftsicherheitsaufgaben 
• Passagier- und Gepäckkontrollen
• Frachtkontrollen und  sichere Lieferkette 
• Sicherungstechnologien

Literatur

- Skript zur Vorlesung
- Giemulla, E.M., Rothe B.R. (Hrsg.): Handbuch Luftsicherheit. Universitätsverlag TU Berlin, 2011
- Thomas, A.R. (Ed.): Aviation Security Management. Praeger Security International, 2008

Lehrveranstaltung L1550: Luftsicherheit
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zu Aufgaben und Maßnahmen zum Schutz vor Angriffen auf die Sicherheit des zivilen Lufttransportsystems. Die Aufgaben und Maßnahmen werden im Kontext der drei Systemteile Mensch, Technik und Organisation herausgearbeitet.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Luftsicherheit. Die Luftsicherheit ist eine notwendige Voraussetzung für einen wirtschaftlich erfolgreichen Luftverkehr. Das Risikomanagement für das Gesamtsystem gelingt nur mit einem integrierten Ansatz, welcher Mensch, Technik und Organisation berücksichtigt:
• Historische Entwicklung
• Die besondere Rolle des Luftverkehrs
• Motive und Angriffsvektoren
• Faktor Mensch
• Bedrohungen und Risiko
• Verordnungen, Regulierungen und Gesetze
• Organisation und Vollzug der Luftsicherheitsaufgaben 
• Passagier- und Gepäckkontrollen
• Frachtkontrollen und  sichere Lieferkette 
• Sicherungstechnologien

Literatur

- Skript zur Vorlesung

- Giemulla, E.M., Rothe B.R. (Hrsg.): Handbuch Luftsicherheit. Universitätsverlag TU Berlin, 2011

- Thomas, A.R. (Ed.): Aviation Security Management. Praeger Security International, 2008

Lehrveranstaltung L2376: Luftverkehr und Umwelt
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Lehrveranstaltung vermittelt die notwendigen Grundlagen und Methoden für das Verständnis der Wechselwirkungen des Luftverkehrs mit der Umwelt, sowohl in Bezug auf die Wirkung von Wetter/Klima auf das Fliegen als auch hinsichtlich der Auswirkungen des Luftverkehrs auf Schadstoffemissionen, Lärm und Klima.

Es werden im Einzelnen die folgenden Themen behandelt:

  • Atmosphärenphysik/-chemie
    • Aufbau und Statik
    • Dynamik (Wasserkreislauf, Entstehung von Wetterereignissen, Hoch- und Tiefdruckgebiete, Wind, Böen und Turbulenz)
    • Wolkenphysik (Thermodynamik, Kondensstreifen)
    • Strahlungsphysik (Energiebilanz, Treibhauseffekt)
    • Photochemie (Ozonchemie)
  • Umweltwirkungen (Wetter) auf das Fliegen
    • Atmosphärische Einflüsse auf Flugleistungen
    • Flugplanung
    • Störungen durch Wetter, z.B. Gewitter, Winterwetter (Vereisung), Clear Air Turbulence, Sicht
    • Auswirkungen des Klimawandels und Adaption
  • Wirkungen des Luftverkehrs auf Umwelt und Klima
    • Schadstoffemissionen der Luftfahrt
    • Wirkung von Emissionen auf Konzentrationen in der Atmosphäre
    • Klimametriken/-modelle und Hintergrundszenarien
    • Emissionskataster
  • Mitigationsmaßnahmen
    • Technologische Maßnahmen, z.B. klimaoptimierter Flugzeugentwurf
    • Alternative Kraftstoffe
    • Operationelle Maßnahmen, z.B. klimaoptimierte Flugplanung
    • Umweltpolitische Maßnahmen, z.B. EU-ETS, CORSIA
    • Potenziale und Gegenüberstellung, Begriff der Ökoeffizienz
  • Lokale Umweltwirkungen
    • Lokale Luftqualität (Partikel/Feinstaub, sonstige Emissionen in Bodennähe)
    • Lärm (Lärmquellen, Lärmmetriken, Lärmimmissionen, Messung, Zertifizierung, Psychoakustik, Lärmmitigation)
    • Gesundheitliche Auswirkungen
  • Aspekte der Nachhaltigkeit
    • Weitere Aspekte, u.a. Lebenszyklusemissionen, Entsorgung
    • Einordnung in globale Ziele, z.B. Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen, Pariser Klimaabkommen
Literatur
  • Ruijgrok, G.: Elements of Aircraft Pollution, Delft University Press, 2005
  • Friedrich, R., Reis, S.: Emissions of Air Pollutants, Springer 2004
  • Janic, M.: The Sustainability of Air Transportation, Ashgate, 2007
  • Schumann, U. (ed.): Atmospheric Physics: Background - Methods - Trends, Springer, Berlin, Heidelberg, 2012
  • Spiridonov, V., Curic, M.: Fundamentals of Meteorology, Springer, 2021
  • Kaltschmitt, M., Neuling, U.: Biokerosene - Status and Prospects, Springer, 2018
  • Roedel, W., Wagner, T.: Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre, Springer, 2017
  • W. Bräunling: Flugzeugtriebwerke. Springer-Verlag Berlin, Deutschland, 2009
  • G. Brüning, X. Hafer, G. Sachs: Flugleistungen, Springer, 1993
Lehrveranstaltung L0950: Mechanismen, Systeme und Verfahren der Werkstoffprüfung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Jan Oke Peters
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt


Vermittlung grundlegender und spezieller Prüfverfahren zur sicheren Beurteilung von Werkstoffen; sowie die Befähigung, für ein Bauteil-/Werkstoffproblem ein geeignetes Prüfprogramm auszuwählen und die Ergebnisse bzgl. Bauteil-/Werkstoffbeschaffenheit zu analysieren und zu diskutieren

  • Spannungs-Dehnungs-Zusammenhänge
  • DMS-Messtechnik
  • Viskoelastisches Verhalten
  • Zugversuch (Verfestigung, Einschnürung, Dehnrate)
  • Druckversuch, Biegeversuch, Torsionsversuch
  • Rissausbreitung bei statischer Belastung (J-Integral)                                
  • Rissausbreitung bei zyklischer Belastung (Mikro- und Makrorissausbreitung)
  • Einfluss von Kerben
  • Kriechversuch (Physikalischer Kriechversuch, Spannungs- und Temperatureinfluss, Larson-Miller-Parameter)
  • Verschleißuntersuchung
  • Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung in der Triebwerksüberholung


Literatur
  • E. Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde, Vieweg
  • G. E. Dieter: Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill            
  • R. Bürgel: Lehr- und Übungsbuch Festigkeitslehre, Vieweg                        
  • R. Bürgel: Werkstoffe sícher beurteilen und richtig einsetzen, Vieweg
Lehrveranstaltung L2374: Missionsmanagement
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur

Brockhaus, Alles, Luckner: Flugregelung, Springer Verlag, 2011

R.P.G Collinson: Introduction to Avionics Systems, Springer Verlag, 2011

Lehrveranstaltung L2375: Missionsmanagement
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0908: Strahltriebwerke
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Dozenten Dr. Burkhard Andrich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Kreisprozess der Gasturbine
  • Thermodynamik der Komponenten
  • Flügel-, Gitter-, Stufenauslegung
  • Betriebsverhalten der Komponenten
  • Kriterien der Auslegung von Strahltriebwerken
  • Entwicklungstrends von Gasturbinen und Strahltriebwerken
  • Wartung von Strahltriebwerken


Literatur
  • Bräunling: Flugzeugtriebwerke
  • Engmann: Technologie des Fliegens
  • Kerrebrock: Aircraft Engines and Gas Turbines


Lehrveranstaltung L1514: Structural Mechanics of Fibre Reinforced Composites
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Benedikt Kriegesmann
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Classical laminate theory

Rules of mixture

Failure mechanisms and criteria of composites

Boundary value problems of isotropic and anisotropic shells

Stability of composite structures

Optimization of laminated composites

Modelling composites in FEM

Numerical multiscale analysis of textile composites   

Progressive failure analysis   

Literatur
  • Schürmann, H., „Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden“, Springer, Berlin, aktuelle Auflage.
  • Wiedemann, J., „Leichtbau Band 1: Elemente“, Springer, Berlin, Heidelberg, , aktuelle Auflage.
  • Reddy, J.N., „Mechanics of Composite Laminated Plates and Shells”, CRC Publishing, Boca Raton et al., current edition.
  • Jones, R.M., „Mechanics of Composite Materials“, Scripta Book Co., Washington, current edition.
  • Timoshenko, S.P., Gere, J.M., „Theory of elastic stability“, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, current edition.
  • Turvey, G.J., Marshall, I.H., „Buckling and postbuckling of composite plates“, Chapman and Hall, London, current edition.
  • Herakovich, C.T., „Mechanics of fibrous composites“, John Wiley and Sons, Inc., New York, current edition.
  • Mittelstedt, C., Becker, W., „Strukturmechanik ebener Laminate”, aktuelle Auflage.
Lehrveranstaltung L1515: Structural Mechanics of Fibre Reinforced Composites
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Benedikt Kriegesmann
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1820: Systemsimulation
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica.

  • Einführung in die physikalische Modellierung
  • Frage der Modellierung und der Grenzen der Modellierung
  • Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl
  • Begriffe der objektorientierten Programmierung
  • Differenzialgleichungen einfacher Systeme
  • Einführung in Modelica
  • Einführung in das Simulationswerkzeug
  • Beispiele: Hydraulische Systeme und Wärmeleitung
  • Systembeispiel
Literatur

[1]    Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4", Linköping,  Sweden, 2017                                                                                                               
[2]    M. Tiller:  “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

[3]    M. Otter, H. Elmqvist, et al.: "Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme",  at- Automatisierungstechnik (german), Teil 1 - 17, Oldenbourg Verlag, 1999 - 2000.

[4]    P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3", Wiley-IEEE Press, New York, 2015.

[5]    P. Fritzson: “Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical  Systems with Modelica”, Wiley, New York, 2011.

Lehrveranstaltung L1821: Systemsimulation
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0949: Werkstoffprüfung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Jan Oke Peters
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt


Vorstellung und Vermittlung grundlegender Kenntnisse und Methoden der mechanischen als auch zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen.

  • Untersuchungsmethodik bei mechanischen Werkstoffproblemen
  • Bestimmung elastischer Konstanten
  • Zugversuch
  • Schwingversuch (Versuche mit konstanter Spannung, Dehnung oder plastischer Dehnung, Zeitschwingfestigkeit, Dauerschwingfestigkeit, Mittelspannungseinfluss)
  • Rissausbreitung bei statischer Belastung (Spannungsintensitätsfaktor, Bruchzähigkeit)
  • Kriechversuch und Zeitstandfestigkeit
  • Härtemessung
  • Kerbschlagbiegeversuch
  • Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Literatur

E. Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde, Vieweg
G. E. Dieter: Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill

Lehrveranstaltung L0176: Reliability in Engineering Dynamics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min.
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Method for calculation and testing of reliability of dynamic machine systems 

  • Modeling
  • System identification
  • Simulation
  • Processing of measurement data
  • Damage accumulation
  • Test planning and execution
Literatur

Bertsche, B.: Reliability in Automotive and Mechanical Engineering. Springer, 2008. ISBN: 978-3-540-33969-4

Inman, Daniel J.: Engineering Vibration. Prentice Hall, 3rd Ed., 2007. ISBN-13: 978-0132281737

Dresig, H., Holzweißig, F.: Maschinendynamik, Springer Verlag, 9. Auflage, 2009. ISBN 3540876936.

VDA (Hg.): Zuverlässigkeitssicherung bei Automobilherstellern und Lieferanten. Band 3 Teil 2, 3. überarbeitete Auflage, 2004. ISSN 0943-9412

Lehrveranstaltung L1303: Reliability in Engineering Dynamics
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0749: Zuverlässigkeit von Flugzeugsystemen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Frank Thielecke, Dr. Andreas Vahl, Dr. Uwe Wieczorek
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Grundlegende Methoden der Zuverlässigkeit und Sicherheit (Regelwerke, Nachweisforderungen)
  • Grundlagen zur Analyse der Zuverlässigkeitsanalyse (FMEA, Fehlerbaum, Funktions- und Gefahrenanalyse)
  • Zuverlässigkeitsanalyse von elektrischen und mechanischen Systemen


Literatur
  • CS 25.1309
  • SAE ARP 4754
  • SAE ARP 4761

Modul M1744: Ausgewählte Themen der Luftfahrt-Systemtechnik (Alternative A: 6 LP)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Aufbaukurs SE-ZERT (L2739) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 3
Betrieb einer Luftverkehrsgesellschaft (L1310) Vorlesung 3 3
Ermüdung und Schadenstoleranz (L0310) Vorlesung 2 3
Flugführung (L0848) Vorlesung 2 2
Flugführung (L0854) Hörsaalübung 1 1
Flughafenbetrieb (L1276) Vorlesung 3 3
Flughafenplanung (L1275) Vorlesung 2 2
Flughafenplanung (L1469) Gruppenübung 1 1
Leichtbaupraktikum (L1258) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 3 3
Luftsicherheit (L1549) Vorlesung 2 2
Luftsicherheit (L1550) Gruppenübung 1 1
Luftverkehr und Umwelt (L2376) Vorlesung 3 3
Mechanismen, Systeme und Verfahren der Werkstoffprüfung (L0950) Vorlesung 2 2
Missionsmanagement (L2374) Vorlesung 2 2
Missionsmanagement (L2375) Gruppenübung 1 1
Strahltriebwerke (L0908) Vorlesung 2 3
Strukturmechanik von Faserverbunden (L1514) Vorlesung 2 3
Strukturmechanik von Faserverbunden (L1515) Hörsaalübung 1 1
Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2
Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2
Werkstoffprüfung (L0949) Vorlesung 2 2
Zuverlässigkeit in der Maschinendynamik (L0176) Vorlesung 2 2
Zuverlässigkeit in der Maschinendynamik (L1303) Gruppenübung 1 2
Zuverlässigkeit von Flugzeugsystemen (L0749) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Frank Thielecke
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in:

  • Mathematik
  • Mechanik
  • Thermodynamik
  • Elektrotechnik
  • Hydraulik 
  • Regelungstechnik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte Spezialgebiete der Systemtechnik, des Lufttransportsystems und der Werkstoffwissenschaften zu verorten.
  • Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen grundlegende Modelle und Verfahren erklären.
  • Die Studierenden können forschungsbezogenes und technologisches Wissen miteinander in Beziehung setzen.
Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten ingenieurtechnischen Teilbereichen grundlegende Methoden anwenden.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit

Studierende können selbstständig auswählen, welche Kenntnisse und Fähigkeiten sie durch die Wahl der geeigneten Fächer vertiefen.

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L2739: Aufbaukurs SE-ZERT
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 min
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Das SE-ZERT® Programm (vgl. https://www.sezert.de/de/anwaerter-de.html) ist eine Weiterbildung zum „Certified Systems Engineer (GfSE)®“. An der TUHH baut diese Weiterbildung auf der Vorlesung und Übung Systems Engineering auf. Es wurde von der GfSE e.V. zusammen mit dem TÜV Rheinland als Personenzertifikat entwickelt. Das Programm orientiert sich an der EN ISO/IEC 17024 zur Personenzertifizierung.

Trainingsinhalte sind:

- Grundlagen des Systems Engineering (inkl. Einführung)

- Projektübergreifende Schnittstellen

- Schnittstellen des Systems Engineering zu Projekt Management

- Systems Engineering Management

- Anforderungsmanagement und Validierung & Verifikation

- Realisationsprozesse

- Querschnittsfunktionen innerhalb von Entwicklungsprojekten

- Berücksichtigung von operationellen Aspekten und der Stilllegung im Design

- Konfliktmanagement und soziale Kompetenz

Als Trainingsanbieter ist das TUHH-Institut für Flugzeug-Kabinensysteme korporatives Mitglied der GfSE und bereitet als akkreditierte Trainingsstelle die Studierenden optimal und unabhängig auf die Zertifizierung vor, die von einem Prüfungsausschuss der SE-ZERT® Assessorengruppe der GfSE e.V. auf SE Wissen geprüft werden. Somit soll und wird eine hohe Qualität dieser Weiterbildung sichergestellt. Mit einem SE-ZERT® Zertifikat sind Absolventen branchenübergreifend für Ihre Arbeit als Systems Engineer in der Industrie qualifiziert. Die Weiterbildung wird an der TUHH in deutscher, sonst aber vielfach auch in englischer Sprache weltweit angeboten. SE-ZERT® an der TUHH richtet sich an Studierende im Masterstudiengang. Das SE-ZERT® Programm unterscheidet vier Qualifikationsebenen, die aufeinander aufbauen. Für Absolventen der TUHH erfolgt der Einstieg nach Wissensvermittlung und erfolgreich abgelegter Prüfung über die Ebene D. Aufbauend können Ingenieure mit Berufserfahrung die Ebene C mit dem Ziel der Mitarbeit im Team anstreben, gefolgt von der Ebene B mit dem Ziel „Anwenden“ und u.U. dem Führen von kleinen Projekten. Die höchste Qualifikationsebene ist die Ebene A mit dem Ziel zu eigenen Problemformulierungen, Lösungen, Begründungen, Folgerungen, Interpretationen oder Wertungen zu gelangen und diese anderen auch vermitteln zu können.

Das Ziel des Zertifikats ist die Etablierung eines branchenübergreifenden Standards für Systems Engineering mit praktischen Übungen und praxisnahen Inhalten. Basis hierzu ist das INCOSE Systems Engineering Handbuch (in dt. oder engl. Ausgabe) als auch die Norm ISO/IEC 15288 und angrenzende Normen des Systems Engineering.

Literatur

INCOSE Systems Engineering Handbuch - Ein Leitfaden für Systemlebenszyklus-Prozesse und -Aktivitäten, GfSE (Hrsg. der deutschen Übersetzung), ISBN 978-3-9818805-0-2.

ISO/IEC 15288 System- und Software-Engineering - System-Lebenszyklus-Prozesse (Systems and Software Engineering - System Life Cycle Processes).

Lehrveranstaltung L1310: Betrieb einer Luftverkehrsgesellschaft
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Karl Echtermeyer
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Einführung und Überblick
  2. Geschäftsmodelle von Luftverkehrsgesellschaften
  3. Interdependenzen der Flugplanung (Netzwerkmanagement, Slot Management, Netzstrukturen, Umlaufplanung)
  4. Operative Flugvorbereitung (Beladung, Nutzlast/Reichweite, etc.)
  5. Flottenpolitik
  6. Flugzeugbewertung und Flottenplanung
  7. Aufbau und Organisation einer Luftverkehrsgesellschaft
  8. Instandhaltung von Flugzeugen
Literatur

Volker Gollnick, Dieter Schmitt: The Air Transport System, Springer Berlin Heidelberg New York, 2014

Paul Clark: “Buying the Big Jets”, Ashgate 2008

Mike Hirst: The Air Transport System, AIAA, 2008

Lehrveranstaltung L0310: Fatigue & Damage Tolerance
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Dozenten Dr. Martin Flamm
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Design principles, fatigue strength, crack initiation and crack growth, damage calculation, counting methods, methods to improve fatigue strength, environmental influences
Literatur Jaap Schijve, Fatigue of Structures and Materials. Kluver Academic Puplisher, Dordrecht, 2001 E. Haibach. Betriebsfestigkeit Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. VDI-Verlag, Düsseldorf, 1989
Lehrveranstaltung L0848: Flugführung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Einführung und Motivation Flugführungsprinzipien

Cockpit- und Avioniksysteme (Cockpitgestaltung, Cockpitausrüstung, Bus- und Rechnersysteme)

Luftverkehrsmanagement (Luftraumstrukturen, Organisation der Flugsicherung, etc.)

Grundlagen der Flugmeßtechnik Positionsmessung (geometrische Verfahren, Entfernungsmessung, Richtungmessung) Bestimmung der Fluglage (Magnetfeld- und Trägheitssensoren) Geschwindigkeitsmessung

Theorie der Navigation

Funknavigation

Satellitennavigation

Luftraumüberwachung (Radarsysteme)

Kommunikationssysteme

Integrierte Navigations- und Führungssysteme

Literatur

Rudolf Brockhaus, Robert Luckner, Wolfgang Alles: "Flugregelung", Springer Berlin Heidelberg New York, 2011

Holger Flühr: "Avionik und Flugsicherungssysteme", Springer Berlin Heidelberg New York, 2013

Volker Gollnick, Dieter Schmitt "Air Transport Systems", Springer Berlin Heidelberg New York, 2016

R.P.G. Collinson „Introduction to Avionics”, Springer Berlin Heidelberg New York 2003

Lehrveranstaltung L0854: Flugführung
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1276: Flughafenbetrieb
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Peter Willems (geb. Bießlich)
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt FA-F Flugbetrieb Flugbetrieb - Produktion Infrastruktur Betrieb Planung Masterplanung Flughafenkapazität Bodenverkehrdienste Terminalbetrieb
Literatur Richard de Neufville, Amedeo Odoni: Airport Systems, McGraw Hill, 2003
Lehrveranstaltung L1275: Flughafenplanung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Ulrich Häp
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  1. Einführung, Definitionen, Rahmen, Überblick
  2. Start- und Landebahnsysteme
  3. Luftraumstrukturen rund um den Flughafen 
  4. Befeuerung, Markierungen, Beschilderung
  5. Vorfeld- und Terminalkonfigurationen
Literatur

N. Ashford, Martin Stanton, Clifton Moore: Airport Operations, John Wiley & Sons, 1991

Richard de Neufville, Amedeo Odoni: Airport Systems, Aviation Week Books, MacGraw Hill, 2003



Lehrveranstaltung L1469: Flughafenplanung
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Ulrich Häp
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1258: Leichtbaupraktikum
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Dieter Krause
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Entwicklung eines Faserverbund-Sandwichbauteils

  • Einarbeiten in die Themengebiete Faserkunststoffverbunde (FKV) und Leichtbau
  • Konstruktion und Auslegung eines FKV-Sandwich-Bauteils unter Anwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM)
  • Ermitteln von Werkstoffdaten an Materialproben
  • Eigenhändiger Bau der FKV-Struktur im Labor
  • Test der entwickelten Bauteile
  • Präsentation des Konzepts
  • Selbstorganisiertes Arbeiten in Teams
Literatur
  • Schürmann, H., „Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden“, Springer, Berlin, 2005.
  • Puck, A., „Festigkeitsanalsyse von Faser-Matrix-Laminaten“, Hanser, München, Wien, 1996.
  • R&G, „Handbuch Faserverbundwerkstoffe“, Waldenbuch, 2009.
  • VDI 2014 „Entwicklung von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbund“
  • Ehrenstein, G. W., „Faserverbundkunststoffe“, Hanser, München, 2006.
  • Klein, B., „Leichtbau-Konstruktion", Vieweg & Sohn, Braunschweig, 1989.
  • Wiedemann, J., „Leichtbau Band 1: Elemente“, Springer, Berlin, Heidelberg, 1986.
  • Wiedemann, J., „Leichtbau Band 2: Konstruktion“, Springer, Berlin, Heidelberg, 1986.
  • Backmann, B.F., „Composite Structures, Design, Safety and Innovation”, Oxford (UK), Elsevier, 2005.
  • Krause, D., „Leichtbau”,  In: Handbuch Konstruktion, Hrsg.: Rieg, F., Steinhilper, R., München, Carl Hanser Verlag, 2012.
  • Schulte, K., Fiedler, B., „Structure and Properties of Composite Materials”, Hamburg, TUHH - TuTech Innovation GmbH, 2005.
Lehrveranstaltung L1549: Luftsicherheit
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zu Aufgaben und Maßnahmen zum Schutz vor Angriffen auf die Sicherheit des zivilen Lufttransportsystems. Die Aufgaben und Maßnahmen werden im Kontext der drei Systemteile Mensch, Technik und Organisation herausgearbeitet.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Luftsicherheit. Die Luftsicherheit ist eine notwendige Voraussetzung für einen wirtschaftlich erfolgreichen Luftverkehr. Das Risikomanagement für das Gesamtsystem gelingt nur mit einem integrierten Ansatz, welcher Mensch, Technik und Organisation berücksichtigt:
• Historische Entwicklung
• Die besondere Rolle des Luftverkehrs
• Motive und Angriffsvektoren
• Faktor Mensch
• Bedrohungen und Risiko
• Verordnungen, Regulierungen und Gesetze
• Organisation und Vollzug der Luftsicherheitsaufgaben 
• Passagier- und Gepäckkontrollen
• Frachtkontrollen und  sichere Lieferkette 
• Sicherungstechnologien

Literatur

- Skript zur Vorlesung
- Giemulla, E.M., Rothe B.R. (Hrsg.): Handbuch Luftsicherheit. Universitätsverlag TU Berlin, 2011
- Thomas, A.R. (Ed.): Aviation Security Management. Praeger Security International, 2008

Lehrveranstaltung L1550: Luftsicherheit
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Ralf God
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zu Aufgaben und Maßnahmen zum Schutz vor Angriffen auf die Sicherheit des zivilen Lufttransportsystems. Die Aufgaben und Maßnahmen werden im Kontext der drei Systemteile Mensch, Technik und Organisation herausgearbeitet.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Luftsicherheit. Die Luftsicherheit ist eine notwendige Voraussetzung für einen wirtschaftlich erfolgreichen Luftverkehr. Das Risikomanagement für das Gesamtsystem gelingt nur mit einem integrierten Ansatz, welcher Mensch, Technik und Organisation berücksichtigt:
• Historische Entwicklung
• Die besondere Rolle des Luftverkehrs
• Motive und Angriffsvektoren
• Faktor Mensch
• Bedrohungen und Risiko
• Verordnungen, Regulierungen und Gesetze
• Organisation und Vollzug der Luftsicherheitsaufgaben 
• Passagier- und Gepäckkontrollen
• Frachtkontrollen und  sichere Lieferkette 
• Sicherungstechnologien

Literatur

- Skript zur Vorlesung

- Giemulla, E.M., Rothe B.R. (Hrsg.): Handbuch Luftsicherheit. Universitätsverlag TU Berlin, 2011

- Thomas, A.R. (Ed.): Aviation Security Management. Praeger Security International, 2008

Lehrveranstaltung L2376: Luftverkehr und Umwelt
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Lehrveranstaltung vermittelt die notwendigen Grundlagen und Methoden für das Verständnis der Wechselwirkungen des Luftverkehrs mit der Umwelt, sowohl in Bezug auf die Wirkung von Wetter/Klima auf das Fliegen als auch hinsichtlich der Auswirkungen des Luftverkehrs auf Schadstoffemissionen, Lärm und Klima.

Es werden im Einzelnen die folgenden Themen behandelt:

  • Atmosphärenphysik/-chemie
    • Aufbau und Statik
    • Dynamik (Wasserkreislauf, Entstehung von Wetterereignissen, Hoch- und Tiefdruckgebiete, Wind, Böen und Turbulenz)
    • Wolkenphysik (Thermodynamik, Kondensstreifen)
    • Strahlungsphysik (Energiebilanz, Treibhauseffekt)
    • Photochemie (Ozonchemie)
  • Umweltwirkungen (Wetter) auf das Fliegen
    • Atmosphärische Einflüsse auf Flugleistungen
    • Flugplanung
    • Störungen durch Wetter, z.B. Gewitter, Winterwetter (Vereisung), Clear Air Turbulence, Sicht
    • Auswirkungen des Klimawandels und Adaption
  • Wirkungen des Luftverkehrs auf Umwelt und Klima
    • Schadstoffemissionen der Luftfahrt
    • Wirkung von Emissionen auf Konzentrationen in der Atmosphäre
    • Klimametriken/-modelle und Hintergrundszenarien
    • Emissionskataster
  • Mitigationsmaßnahmen
    • Technologische Maßnahmen, z.B. klimaoptimierter Flugzeugentwurf
    • Alternative Kraftstoffe
    • Operationelle Maßnahmen, z.B. klimaoptimierte Flugplanung
    • Umweltpolitische Maßnahmen, z.B. EU-ETS, CORSIA
    • Potenziale und Gegenüberstellung, Begriff der Ökoeffizienz
  • Lokale Umweltwirkungen
    • Lokale Luftqualität (Partikel/Feinstaub, sonstige Emissionen in Bodennähe)
    • Lärm (Lärmquellen, Lärmmetriken, Lärmimmissionen, Messung, Zertifizierung, Psychoakustik, Lärmmitigation)
    • Gesundheitliche Auswirkungen
  • Aspekte der Nachhaltigkeit
    • Weitere Aspekte, u.a. Lebenszyklusemissionen, Entsorgung
    • Einordnung in globale Ziele, z.B. Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen, Pariser Klimaabkommen
Literatur
  • Ruijgrok, G.: Elements of Aircraft Pollution, Delft University Press, 2005
  • Friedrich, R., Reis, S.: Emissions of Air Pollutants, Springer 2004
  • Janic, M.: The Sustainability of Air Transportation, Ashgate, 2007
  • Schumann, U. (ed.): Atmospheric Physics: Background - Methods - Trends, Springer, Berlin, Heidelberg, 2012
  • Spiridonov, V., Curic, M.: Fundamentals of Meteorology, Springer, 2021
  • Kaltschmitt, M., Neuling, U.: Biokerosene - Status and Prospects, Springer, 2018
  • Roedel, W., Wagner, T.: Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre, Springer, 2017
  • W. Bräunling: Flugzeugtriebwerke. Springer-Verlag Berlin, Deutschland, 2009
  • G. Brüning, X. Hafer, G. Sachs: Flugleistungen, Springer, 1993
Lehrveranstaltung L0950: Mechanismen, Systeme und Verfahren der Werkstoffprüfung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Jan Oke Peters
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt


Vermittlung grundlegender und spezieller Prüfverfahren zur sicheren Beurteilung von Werkstoffen; sowie die Befähigung, für ein Bauteil-/Werkstoffproblem ein geeignetes Prüfprogramm auszuwählen und die Ergebnisse bzgl. Bauteil-/Werkstoffbeschaffenheit zu analysieren und zu diskutieren

  • Spannungs-Dehnungs-Zusammenhänge
  • DMS-Messtechnik
  • Viskoelastisches Verhalten
  • Zugversuch (Verfestigung, Einschnürung, Dehnrate)
  • Druckversuch, Biegeversuch, Torsionsversuch
  • Rissausbreitung bei statischer Belastung (J-Integral)                                
  • Rissausbreitung bei zyklischer Belastung (Mikro- und Makrorissausbreitung)
  • Einfluss von Kerben
  • Kriechversuch (Physikalischer Kriechversuch, Spannungs- und Temperatureinfluss, Larson-Miller-Parameter)
  • Verschleißuntersuchung
  • Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung in der Triebwerksüberholung


Literatur
  • E. Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde, Vieweg
  • G. E. Dieter: Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill            
  • R. Bürgel: Lehr- und Übungsbuch Festigkeitslehre, Vieweg                        
  • R. Bürgel: Werkstoffe sícher beurteilen und richtig einsetzen, Vieweg
Lehrveranstaltung L2374: Missionsmanagement
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur

Brockhaus, Alles, Luckner: Flugregelung, Springer Verlag, 2011

R.P.G Collinson: Introduction to Avionics Systems, Springer Verlag, 2011

Lehrveranstaltung L2375: Missionsmanagement
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Volker Gollnick
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0908: Strahltriebwerke
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Dozenten Dr. Burkhard Andrich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Kreisprozess der Gasturbine
  • Thermodynamik der Komponenten
  • Flügel-, Gitter-, Stufenauslegung
  • Betriebsverhalten der Komponenten
  • Kriterien der Auslegung von Strahltriebwerken
  • Entwicklungstrends von Gasturbinen und Strahltriebwerken
  • Wartung von Strahltriebwerken


Literatur
  • Bräunling: Flugzeugtriebwerke
  • Engmann: Technologie des Fliegens
  • Kerrebrock: Aircraft Engines and Gas Turbines


Lehrveranstaltung L1514: Structural Mechanics of Fibre Reinforced Composites
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Benedikt Kriegesmann
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Classical laminate theory

Rules of mixture

Failure mechanisms and criteria of composites

Boundary value problems of isotropic and anisotropic shells

Stability of composite structures

Optimization of laminated composites

Modelling composites in FEM

Numerical multiscale analysis of textile composites   

Progressive failure analysis   

Literatur
  • Schürmann, H., „Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden“, Springer, Berlin, aktuelle Auflage.
  • Wiedemann, J., „Leichtbau Band 1: Elemente“, Springer, Berlin, Heidelberg, , aktuelle Auflage.
  • Reddy, J.N., „Mechanics of Composite Laminated Plates and Shells”, CRC Publishing, Boca Raton et al., current edition.
  • Jones, R.M., „Mechanics of Composite Materials“, Scripta Book Co., Washington, current edition.
  • Timoshenko, S.P., Gere, J.M., „Theory of elastic stability“, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, current edition.
  • Turvey, G.J., Marshall, I.H., „Buckling and postbuckling of composite plates“, Chapman and Hall, London, current edition.
  • Herakovich, C.T., „Mechanics of fibrous composites“, John Wiley and Sons, Inc., New York, current edition.
  • Mittelstedt, C., Becker, W., „Strukturmechanik ebener Laminate”, aktuelle Auflage.
Lehrveranstaltung L1515: Structural Mechanics of Fibre Reinforced Composites
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Benedikt Kriegesmann
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1820: Systemsimulation
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica.

  • Einführung in die physikalische Modellierung
  • Frage der Modellierung und der Grenzen der Modellierung
  • Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl
  • Begriffe der objektorientierten Programmierung
  • Differenzialgleichungen einfacher Systeme
  • Einführung in Modelica
  • Einführung in das Simulationswerkzeug
  • Beispiele: Hydraulische Systeme und Wärmeleitung
  • Systembeispiel
Literatur

[1]    Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4", Linköping,  Sweden, 2017                                                                                                               
[2]    M. Tiller:  “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

[3]    M. Otter, H. Elmqvist, et al.: "Objektorientierte Modellierung Physikalischer Systeme",  at- Automatisierungstechnik (german), Teil 1 - 17, Oldenbourg Verlag, 1999 - 2000.

[4]    P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation with Modelica 3.3", Wiley-IEEE Press, New York, 2015.

[5]    P. Fritzson: “Introduction to Modeling and Simulation of Technical and Physical  Systems with Modelica”, Wiley, New York, 2011.

Lehrveranstaltung L1821: Systemsimulation
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Stefan Wischhusen
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0949: Werkstoffprüfung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Dr. Jan Oke Peters
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt


Vorstellung und Vermittlung grundlegender Kenntnisse und Methoden der mechanischen als auch zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen.

  • Untersuchungsmethodik bei mechanischen Werkstoffproblemen
  • Bestimmung elastischer Konstanten
  • Zugversuch
  • Schwingversuch (Versuche mit konstanter Spannung, Dehnung oder plastischer Dehnung, Zeitschwingfestigkeit, Dauerschwingfestigkeit, Mittelspannungseinfluss)
  • Rissausbreitung bei statischer Belastung (Spannungsintensitätsfaktor, Bruchzähigkeit)
  • Kriechversuch und Zeitstandfestigkeit
  • Härtemessung
  • Kerbschlagbiegeversuch
  • Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Literatur

E. Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde, Vieweg
G. E. Dieter: Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill

Lehrveranstaltung L0176: Reliability in Engineering Dynamics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min.
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Method for calculation and testing of reliability of dynamic machine systems 

  • Modeling
  • System identification
  • Simulation
  • Processing of measurement data
  • Damage accumulation
  • Test planning and execution
Literatur

Bertsche, B.: Reliability in Automotive and Mechanical Engineering. Springer, 2008. ISBN: 978-3-540-33969-4

Inman, Daniel J.: Engineering Vibration. Prentice Hall, 3rd Ed., 2007. ISBN-13: 978-0132281737

Dresig, H., Holzweißig, F.: Maschinendynamik, Springer Verlag, 9. Auflage, 2009. ISBN 3540876936.

VDA (Hg.): Zuverlässigkeitssicherung bei Automobilherstellern und Lieferanten. Band 3 Teil 2, 3. überarbeitete Auflage, 2004. ISSN 0943-9412

Lehrveranstaltung L1303: Reliability in Engineering Dynamics
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0749: Zuverlässigkeit von Flugzeugsystemen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Dozenten Prof. Frank Thielecke, Dr. Andreas Vahl, Dr. Uwe Wieczorek
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Grundlegende Methoden der Zuverlässigkeit und Sicherheit (Regelwerke, Nachweisforderungen)
  • Grundlagen zur Analyse der Zuverlässigkeitsanalyse (FMEA, Fehlerbaum, Funktions- und Gefahrenanalyse)
  • Zuverlässigkeitsanalyse von elektrischen und mechanischen Systemen


Literatur
  • CS 25.1309
  • SAE ARP 4754
  • SAE ARP 4761

Fachmodule der Vertiefung Maritime Technik

Im Mittelpunkt der Vertiefung Maritime Technik steht das Erwerben von Wissen und Kompetenzen zum Entwickeln, Berechnen und Bewerten von schiffs- und meerestechnischen Konstruktionen und deren Komponenten. Dieses erfolgt in Modulen zu den Themen Schiffsmotorenanlagen, Schiffshilfsanlagen, Schiffsvibrationen, Maritime Technik und meerestechnische Systeme, Hafenbau und Hafenplanung, Hafenlogistik, Maritimer Transport sowie Marine Geotechnik und Numerik im Wahlpflichtbereich. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO) frei wählbar.


Modul M1157: Schiffshilfsanlagen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Elektrische Anlagen auf Schiffen (L1531) Vorlesung 2 2
Elektrische Anlagen auf Schiffen (L1532) Hörsaalübung 1 1
Hilfsanlagen auf Schiffen (L1249) Vorlesung 2 2
Hilfsanlagen auf Schiffen (L1250) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Christopher Friedrich Wirz
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können

  • das Betriebsverhalten der Verbraucher nennen,
  • spezielle Anforderungen an die Auslegung von Versorgungsnetzen und an die elektrischen Betriebsmittel in Inselnetzen, z. B. an Bord von Schiffen, von Offshore-Geräten, Fabrikanlagen und Notstrom-Versorgungseinrichtungen beschreiben,
  • Energieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen, Wellengeneratoranlagen auf Schiffen erläutern,
  • Anforderungen an Netzschutz, Selektivität und Betriebsüberwachung benennen,
  • die Vorschriftensituation bezüglich Schiffsausrüstung benennen und auf die Produktentwicklung anwenden, sowie
  • Betriebsprozeduren von Ausrüstungskomponenten von Standard- und Spezialschiffen beschreiben, und daraus Anforderungen für die Produktentwicklung ableiten.
Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage,

  • Kurzschlussstrom, Schaltgeräte und Schaltanlagen zu berechnen,
  • Elektrische Propulsionsantriebe für Schiffe auszulegen,
  • zusätzliche (zur Antriebsanlage) maschinenbauliche Komponenten auszulegen, sowie
  • Grundlagen der Hydraulik anzuwenden und damit hydraulische Systeme zu entwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich des Schiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialen Umfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.

Selbstständigkeit

Durch den umfassenden Überblick über die Konstruktion und die Anwendung können die Studierenden sicher, selbstständig und selbstbewusst Situationen bei Einsatz und Problemen bewerten und bearbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 20 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1531: Elektrische Anlagen auf Schiffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Günter Ackermann
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Betriebsverhalten der Verbraucher
  • Spezielle Anforderungen an die Auslegung von Versorgungsnetzen und an die elektrischen Betriebsmittel in Inselnetzen, z. B. an Bord von Schiffen, von Offshore-Geräten, Fabrikanlagen und Notstrom-Versorgungseinrichtungen
  • Energieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen, Wellengeneratoranlagen auf Schiffen
  • Kurzschlussstrom-Berechnung, Schaltgeräte und Schaltanlagen
  • Netzschutz, Selektivität und Betriebsüberwachung
  • Elektrische Propulsionsantriebe für Schiffe
Literatur

H. Meier-Peter, F. Bernhardt u. a.: Handbuch der Schiffsbetriebstechnik, Seehafen Verlag

(engl. Version: "Compendium Marine Engineering")

Gleß, Thamm: Schiffselektrotechnik, VEB Verlag Technik Berlin

Lehrveranstaltung L1532: Elektrische Anlagen auf Schiffen
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Günter Ackermann
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1249: Hilfsanlagen auf Schiffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christopher Friedrich Wirz
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Vorschriften zur Schiffsausrüstung
  • Ausrüstungsanlagen auf Standard-Schiffen
  • Ausrüstungsanlagen auf Spezial-Schiffen
  • Grundlagen und Systemtechnik der Hydraulik
  • Auslegung und Betrieb von Ausrüstungsanlagen
Literatur
  • H. Meyer-Peter, F. Bernhardt: Handbuch der Schiffsbetriebstechnik
  • H. Watter: Hydraulik und Pneumatik
Lehrveranstaltung L1250: Hilfsanlagen auf Schiffen
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Christopher Friedrich Wirz
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Siehe korrespondierende Vorlesung 




Literatur

Siehe korrespondierende Vorlesung 




Modul M1177: Maritime Technik und meerestechnische Systeme

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Analyse meerestechnischer Systeme (L0068) Vorlesung 2 2
Analyse meerestechnischer Systeme (L0069) Gruppenübung 1 1
Einführung in die Maritime Technik (L0070) Vorlesung 2 2
Einführung in die Maritime Technik (L1614) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Solide Kenntnisse und Fähigkeiten im Bereich Mechanik und Strömungsmechanik sowie mathematische Grundlagen aus Analysis  (Reihen, periodische Funktionen, Stetigkeit, Differenzierbarkeit, Integration, gewöhnliche und partielle Differentialgleichung, Anfangswerte, Randwert-, und Eigenwert-Probleme). 


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Nach dem erfolgreichen Absolvieren dieses Moduls sollten die Studierenden einen Überblick über Phänomene und Methoden der Meerestechnik und Fähigkeit zu Anwendung und Transfer der Methoden auf neuartige Fragestellungen erworben haben.

Im Einzelnen sollten die Studierenden:

  • die verschiedenen Aspekte und Themenfelder der Maritimen Technik einordnen können,
  • bestehende Methoden auf Fragestellungen der Maritimen Technik anwenden können,
  • Grenzen des bestehenden Wissens und zukünftige Entwicklungen diskutieren können,
  • Techniken zur Analyse meerestechnischer Systeme,
  • Modellierung und Auswertung von dynamischen Systemen,
  • Systemorientiertes Denken, Zerlegen von komplexen Systemen.


Fertigkeiten

Die Studierenden erlernen die Fähigkeit zu Anwendung und Transfer bestehender Methoden und Techniken auf neuartige Fragestellungen der Maritimen Technik. Es sollen darüber hinaus die Grenzen des bestehenden Wissens und zukünftige Entwicklungen diskutiert werden können.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Bearbeitung einer Übung in einer Gruppe bis zu vier Studierenden soll die Kommunikationsfähigkeit und die Teamfähigkeit stärken und damit eine wichtige Arbeitstechnik des späteren Arbeitsalltags trainieren. Die Zusammenarbeit ist bei einer gemeinschaftlichen Präsentation der Ergebnisse zu verdeutlichen.

Selbstständigkeit

Die Kursinhalte werden in einer Übungsarbeit in der Gruppe vertieft und in einer Abschlussklausur einzeln abgeprüft, bei der eine selbständige Reflektion des Erlernten ohne Hilfsmittel erwartet wird.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0068: Analyse meerestechnischer Systeme
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud, Dr. Alexander Mitzlaff
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Hydrostatische Analyse
    • Auftrieb
    • Schwimmfähigkeit und Stabilität
  2. Hydrodynamische Analyse
    • Froude-Krylov-Kraft
    • Morison-Gleichung
    • Radiation und Diffraktion
    • transparente/kompakte Strukturen
  3. Bewertung meerestechnischer Konstruktionen: Verlässlichkeitstechniken (Sicherheit, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit)
    • Kurzzeitbewertung
    • Langzeitbewertung: Extremereignisse
Literatur
  • G. Clauss, E. Lehmann, C. Östergaard. Offshore Structures Volume I: Conceptual Design and Hydrodynamics. Springer Verlag Berlin, 1992
  • E. V. Lewis (Editor), Principles of Naval Architecture ,SNAME, 1988
  • Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering
  • Proceedings of International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering
  • S. Chakrabarti (Ed.), Handbook of Offshore Engineering, Volumes 1-2, Elsevier, 2005
  • S. K. Chakrabarti, Hydrodynamics of Offshore Structures , WIT Press, 2001


Lehrveranstaltung L0069: Analyse meerestechnischer Systeme
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud, Dr. Alexander Mitzlaff
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0070: Einführung in die Maritime Technik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Walter Kuehnlein, Dr. Sven Hoog
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Einführung

  • Maritime Technik und marine Wissenschaften
  • Potenziale der See
  • Industriestrukturen

2. Küste und Meer: Umweltbedingungen

  • Physikalische und chemische Eigenschaften von Meerwasser und Meereis
  • Strömungen, Seegang, Wind, Eisdynamik
  • Biosphäre

3. Antwortverhalten technischer Strukturen

4. Maritime Systeme und Technologien

  • Konstruktion und Installation von Offshore-Strukturen
  • Geophysikalische und geotechnische Aspekte
  • Verankerte und schwimmende Strukturen
  • Verankerungen, Riser, Pipelines
Literatur
  • Chakrabarti, S., Handbook of Offshore Engineering, vol. I/II, Elsevier 2005.
  • Gerwick, B.C., Construction of Marine and Offshore Structures, CRC-Press 1999.
  • Wagner, P., Meerestechnik, Ernst&Sohn 1990.
  • Clauss, G., Meerestechnische Konstruktionen, Springer 1988.
  • Knauss, J.A., Introduction to Physical Oceanography, Waveland 2005.
  • Wright, J. et al., Waves, Tides and Shallow-Water Processes, Butterworth 2006.
  • Faltinsen, O.M., Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge 1999.
Lehrveranstaltung L1614: Einführung in die Maritime Technik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Sven Hoog
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1240: Fatigue Strength of Ships and Offshore Structures

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Betriebsfestigkeit von Schiffen und meerestechnischen Konstruktionen (L1521) Vorlesung 2 3
Betriebsfestigkeit von Schiffen und meerestechnischen Konstruktionen (L1522) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Sören Ehlers
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Structural analysis of ships and/or offshore structures and fundamental knowledge in mechanics and mechanics of materials 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students are able to

  • describe fatigue loads and stresses, as well as
  • describe structural behaviour under cyclic loads. 
Fertigkeiten

Students are able to calculate life prediction based on the S-N approach as well as life prediction based on the crack propagation.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to communicate and cooperate in a professional environment in the shipbuilding and component supply industry. 

Selbstständigkeit

The widespread scope of gained knowledge enables the students to handle situations in their future profession independently and confidently.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Ship and Offshore Technology: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1521: Fatigue Strength of Ships and Offshore Structures
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Wolfgang Fricke
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

1.) Introduction
2.) Fatigue loads and stresses
3.) Structural behaviour under cyclic loads
- Structural behaviour under constant amplitude loading
- Influence factors on fatigue strength
- Material behaviour under contant amplitude loading
- Special aspects of welded joints
- Structural behaviour under variable amplitude loading
4.) Life prediction based on the S-N approach
- Damage accumulation hypotheses
- nominal stress approach
- structural stress approach
- notch stress approach
- notch strain approach
- numerical analyses
5.) Life prediction based on the crack propagation
- basic relationships in fracture mechanics
- description of crack propagation
- numerical analysis
- safety against unstable fracture

Literatur Siehe Vorlesungsskript
Lehrveranstaltung L1522: Fatigue Strength of Ships and Offshore Structures
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Wolfgang Fricke
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0663: Marine Geotechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Marine Geotechnik (L0548) Vorlesung 1 2
Marine Geotechnik (L0549) Hörsaalübung 2 2
Stahlkonstruktionen im Grund- und Wasserbau (L1146) Vorlesung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Jürgen Grabe
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Gesamte Module: Geotechnik I-III, Mathematik I-III

Einzelne Lehrveranstaltungen: Bodenmechanisches Praktikum

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind in der Lage, Marine Gründungsstrukturen und Aspekte des Hafenbaus zu erklären. Sie können im Einzelnen

  • die Geologie und Morphodynamik des Meeresgrundes und der Küsten erläutern,
  • die Funktionsweise von Fangedämmen sowie die Besonderheit von Gründungen unter Wasser wie beispielsweise von Leuchttürmen erklären,
  • spezielle Kenntnisse zu technische, planerische und ökonomische Aspekte des Hafenbaus darstellen und diskutieren,
  • Kontinuumsmodelle und die sich daraus ergebenden Randwertprobleme schildern
  • sowie Randwertprobleme aus dem Bereich Geotechnik so definieren, dass sie eindeutig lösbar sind.
Fertigkeiten

Die Studierenden können für technische Fragestellungen im Hafenbau und für Offshore-Bauwerke lösungsorientiert Analysen und Planungen durchführen. Sie sind hierfür in der Lage,

  • die Belastungen auf marine Bauwerke, z. B. aus Strömungskräften, Wellen oder Eis zu kalkulieren,
  • Deiche, Hochwasserschutzwänden , Schwimm- und Senkkästen, spezielle Offshore-Gründungen sowie Kaianlagen zu entwerfen und nachzuweisen,
  • Maßnahmen zur Bodenverbesserung zu dimensionieren,
  • die Grundlagen der klassischen Kontinuumsmechanik für Einphasenstoffe auf trockene und wassergesättigte Korngerüste unter dränierten Bedingungen anzuwenden,
  • numerische Algorithmen zur Lösung von Randwertproblemen rechnerisch umzusetzen,
  • die vom Sättigungsgrad, der Einwirkung und des Stoffverhaltens abhängenden Analysetypen auszuwählen und anzuwenden
  • für unterschiedliche Möglichkeiten und Einschränkungen von Stoffmodellen für das Korngerüst von Böden entsprechende Modellparameter zu bestimmen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz --
Selbstständigkeit --
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: Pflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: Wahlpflicht
Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: Wahlpflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0548: Marine Geotechnik
Typ Vorlesung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Jürgen Grabe
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Geotechnische Erkundung und Beschreibung des Meeresbodens
  • Gründung von Offshore-Konstruktionen
  • Klifferosion
  • Seedeiche
  • Hafenbauten
  • Hochwasserschutzbauwerke
Literatur
  • EAK (2002): Empfehlungen für Küstenschutzbauwerke
  • EAU (2004): Empfehlungen des Arbeitsausschusses Uferbauwerke
  • Poulos H.G. (1988): Marine Geotechnics. Unwin Hyman, London
  • Wagner P. (1990): Meerestechnik: Eine Einführung für Bauingenieure. Ernst & Sohn, Berlin
Lehrveranstaltung L0549: Marine Geotechnik
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Jürgen Grabe
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1146: Stahlkonstruktionen im Grund- und Wasserbau
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Frank Feindt
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Bemessung einer Wellenwand, Bemessung einer kombinierten Spundwand, Pfähle, Gurtung, Anschlüsse, Ermüdung
Literatur EAU 2012, EA-Pfähle, EAB

Modul M1132: Maritimer Transport

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Maritimer Transport (L0063) Vorlesung 2 3
Maritimer Transport (L0064) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Carlos Jahn
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können…

  • die an der maritimen Transportkette beteiligten Akteure hinsichtlich ihrer typischen Aufgaben darstellen;
  • in der Schifffahrt gängige Ladungsarten benennen sowie die zu den Ladungsarten entsprechenden Güter einordnen;
  • Betriebsformen in der Seeschifffahrt, die Transportoptionen und das Management in Transportnetzwerken erläutern;
  • Vor- und Nachteile der verschiedenen Verkehrsträger im Hinterland abwägen und auf die Praxis übertragen;
  • für Standortplanung von Häfen und Seehafenterminals relevante Faktoren wiedergeben und problemorientiert diskutieren;
  • Potentiale der Digitalisierung in der Seeschifffahrt abschätzen.


Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage...

  • Transportart, Akteure und Funktionen der Akteure in der maritimen Lieferkette zu bestimmen;
  • mögliche Kostentreiber in einer Transportkette zu identifizieren und entsprechende Vorschläge zur Kostenreduktion zu empfehlen;
  • Material- und Informationsflüsse einer maritimen Logistikkette zu erfassen, abzubilden und systematisch zu analysieren, mögliche Probleme zu identifizieren und Lösungsvorschläge zu empfehlen;
  • Risikoabschätzungen von menschlichen Störungen auf die Supply Chain durchzuführen;
  • Unfälle im Bereich der Maritimen Logistik analysieren und hinsichtlich ihrer Relevanz im Alltag zu bewerten;
  • mit aktuellen Forschungsthemen im Bereich der maritimen Logistik differenziert umzugehen;
  • verschiedene Prozessmodellierungsmethoden in einem bisher unbekannten Betätigungsfeld anzuwenden und die jeweiligen Vorteile herauszuarbeiten.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können…

  • in Kleingruppen umfangreiche Aufgabenpakete diskutieren und organisieren;
  • in Kleingruppen Arbeitsergebnisse dokumentieren und präsentieren.
Selbstständigkeit

Studierende sind fähig…

  • Fachliteratur, darunter auch Normen und Richtlinien, zu recherchieren und auszuwählen;
  • eigene Anteile an einer umfangreichen schriftlichen Ausarbeitung in Kleingruppen fristgerecht einzureichen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 15 % Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung Teilnahme an einem Planspiel und anschließende schriftliche Ausarbeitung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Logistik: Wahlpflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik: Wahlpflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Infrastruktur und Mobilität: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0063: Maritimer Transport
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Carlos Jahn
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Zu den generellen Aufgaben der maritimen Logistik zählen die Planung, Gestaltung, Durchführung und Steuerung von Material- und Informationsflüssen in der Logistikkette Schiff - Hafen - Hinterland. Eingeschlossen sind die Technologiebewertung, -auswahl, -dimensionierung und -einführung sowie der Betrieb von Technologien.

Ziel der Lehrveranstaltung ist es, den Studierenden Kenntnisse des maritimen Transports und der an der maritimen Transportkette beteiligten Akteure zu vermitteln. Hierbei wird, unter Beachtung der wirtschaftlichen Entwicklung, auf typische Problemfelder und Aufgaben eingegangen. Somit sind sowohl klassische Probleme als auch aktuelle Entwicklungen und Trends im Bereich der Maritimen Logistik berücksichtigt.

In der Vorlesung werden die Bestandteile der maritimen Logistikkette und die beteiligten Akteure beleuchtet sowie Risikoabschätzungen von menschlichen Störungen auf die Supply Chain erarbeitet. Darüber hinaus lernen Studierenden die Potentiale der Digitalisierung in der Seeschifffahrt, Insbesondere im Hinblick auf das Monitoring von Schiffen, abzuschätzen. Ein weiterer Inhalt der Vorlesung sind die verschiedenen Verkehrsträger im Hinterland, welche Studierenden nach Abschluss der Lehrveranstaltung hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile bewerten können. 

Literatur
  • Brinkmann, Birgitt. Seehäfen: Planung und Entwurf. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2005.
  • Schönknecht, Axel. Maritime Containerlogistik: Leistungsvergleich von Containerschiffen in intermodalen Transportketten. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009.
  • Stopford, Martin. Maritime Economics Routledge, 2009
Lehrveranstaltung L0064: Maritimer Transport
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Carlos Jahn
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Bei der Gruppenübung im Modul "Maritimer Transport" werden den Studierenden durch das haptische Planspiel MARITIME grundlegende Kenntnisse über Akteure und Prozesse in maritimen Transportketten vermittelt. Weiterhin ermöglicht das Planspiel und die darauf aufbauende Gruppenarbeit das selbständige Erlernen verschiedener Prozessmodellierungstechniken und fördert die Kompetenzen der Studierenden im Bereich der Präsentation, Moderation und Diskussion.

Literatur
  • Stopford, Martin. Maritime Economics Routledge, 2009
  • Brinkmann, Birgitt. Seehäfen: Planung und Entwurf. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2005.
  • Schönknecht, Axel. Maritime Containerlogistik: Leistungsvergleich von Containerschiffen in intermodalen Transportketten. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009.


Modul M1133: Hafenlogistik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Hafenlogistik (L0686) Vorlesung 2 3
Hafenlogistik (L1473) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Carlos Jahn
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls …

  • die Entwicklung von Seehäfen (bezüglich der Funktionen der Häfen und der entsprechenden Terminals sowie der betreffenden Betreibermodellen) wiedergeben und diese in den historischen Kontext einordnen;
  • unterschiedliche Typen von Seehafenterminals und ihre spezifischen Charakteristika (Ladung, Umschlagstechnologien, logistische Funktionsbereiche) erläutern und diese bewerten;
  • gängige Planungsaufgaben (z. B. Liegeplatzplanung, Stauplanung, Yardplanung) auf Seehafenterminals analysieren sowie geeignete Ansätze (im Sinne von Methoden und Werkzeuge) zur Lösung dieser Planungsaufgaben erstellen;
  • zukünftige Entwicklungen und Trends hinsichtlich Planung und Steuerung innovativer Seehafenterminals benennen und problemorientiert diskutieren
Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage...

  • Funktionsbereiche in Häfen und in Seehafenterminals zu erkennen;
  • für Containerterminals passende Betriebssysteme zu definieren und zu bewerten;
  • statische Berechnungen hinsichtlich gegebener Randbedingungen wie z.B. erforderliche Kapazität (Stellplätze, Gerätebedarf, Kaimauerlänge, Hafenzufahrt) auf ausgewählten Terminaltypen durchzuführen;
  • zuverlässig einzuschätzen, welche Randbedingungen bei der statischen Planung von ausgewählten Terminaltypen in welchem Ausmaß gängige Logistikkennzahlen beeinflussen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls…

  • das erworbene Wissen auf weitere Fragestellung der Hafenlogistik übertragen;
  • in Kleingruppen umfangreiche Aufgabenpakete diskutieren und erfolgreich organisieren;
  • in Kleingruppen Arbeitsergebnisse in verständlicher Form schriftlich dokumentieren und in angemessen Umfang präsentieren.


Selbstständigkeit

Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls fähig…

  • Fachliteratur, darunter auch Normen, Richtlinien und Journal Papers, zu recherchieren, auszuwählen und sich die Inhalte eigenständig zu erarbeiten;
  • eigene Anteile an einer umfangreichen schriftlichen Ausarbeitung in Kleingruppen fristgerecht einzureichen und innerhalb eines festen Zeitrahmens gemeinschaftlich zu präsentieren.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Nein 15 % Schriftliche Ausarbeitung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Logistik: Wahlpflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik: Wahlpflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Infrastruktur und Mobilität: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: Wahlpflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0686: Hafenlogistik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Carlos Jahn
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Hafenlogistik beschäftigt sich mit der Planung, Steuerung, Durchführung und Kontrolle von Materialflüssen und den dazugehörigen Informationsflüssen im System Hafen und seinen Schnittstellen zu zahlreichen Akteuren innerhalb und außerhalb des Hafengeländes.

Die außerordentliche Rolle des Seeverkehrs für den internationalen Handel erfordert sehr leistungsfähige Häfen. Diese müssen zahlreichen Anforderungen in Punkten Wirtschaftlichkeit, Geschwindigkeit, Sicherheit und Umwelt genügen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die Vorlesung Hafenlogistik mit der Planung, Steuerung, Durchführung und Kontrolle von Materialflüssen und den dazugehörigen Informationsflüssen im System Hafen und seinen Schnittstellen zu zahlreichen Akteuren innerhalb und außerhalb des Hafengeländes. Die Veranstaltung Hafenlogistik zielt darauf ab, Verständnis über Strukturen und Prozesse in Häfen zu vermitteln. Schwerpunktmäßig werden unterschiedliche Typen von Terminals, ihre charakteristischen Layouts und das eingesetzte technische Equipment und die voranschreitende Digitalisierung sowie das Zusammenspiel der beteiligten Akteure thematisiert.

Außerdem werden regelmäßig renommierte Gastredner aus der Wissenschaft und Praxis eingeladen, um einige vorlesungsrelevante Themen aus alternativen Blickwinkeln zu beleuchten.

Folgende Inhalte werden in der Veranstaltung vermittelt:

  •   Vermittlung von Strukturen und Prozessen im Hafen
  •   Planung, Steuerung, Durchführung und Kontrolle von Material- und Informationsflüssen im Hafen
  •   Grundlagen unterschiedlicher Terminals, charakteristischer Layouts und des eingesetzten technischen Equipments
  •   Bearbeitung von aktuellen Fragenstellungen der Hafenlogistik  


Literatur
  • Alderton, Patrick (2013). Port Management and Operations.
  • Biebig, Peter and Althof, Wolfgang and Wagener, Norbert (2017). Seeverkehrswirtschaft: Kompendium.
  • Brinkmann, Birgitt. Seehäfen: Planung und Entwurf. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2005.
  • Büter, Clemens (2013). Außenhandel: Grundlagen internationaler Handelsbeziehungen.
  • Gleissner, Harald and Femerling, J. Christian (2012). Logistik: Grundlagen, Übungen, Fallbeispiele.
  • Jahn, Carlos; Saxe, Sebastian (Hg.). Digitalization of Seaports - Visions of the Future,  Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2017.
  • Kummer, Sebastian (2019). Einführung in die Verkehrswirtschaft
  • Lun, Y.H.V. and Lai, K.-H. and Cheng, T.C.E. (2010). Shipping and Logistics Management.
  • Woitschützke, Claus-Peter (2013). Verkehrsgeografie.
Lehrveranstaltung L1473: Hafenlogistik
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Carlos Jahn
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Inhalt der Übung ist die selbstständige Erstellung eines wissenschaftlichen Papers und einer dazugehörigen Präsentation zu einem aktuellen Thema der Hafenlogistik. Inhalt des Papers sind aktuelle Themen der Hafenlogistik, beispielsweise die zukünftigen Herausforderungen in Nachhaltigkeit und Produktivität von Häfen, die digitale Transformation von Terminals und Häfen oder die Einführung von neuen Regularien durch die International Maritime Organisation in Bezug auf das verifizierte Bruttogewicht von Containern. Aufgrund der internationalen Ausrichtung der Veranstaltung ist das Paper in englischer Sprache zu erstellen.

Literatur
  • Alderton, Patrick (2013). Port Management and Operations.
  • Biebig, Peter and Althof, Wolfgang and Wagener, Norbert (2017). Seeverkehrswirtschaft: Kompendium.
  • Brinkmann, Birgitt. Seehäfen: Planung und Entwurf. (2005) Berlin Heidelberg: Springer-Verlag.
  • Büter, Clemens (2013). Außenhandel: Grundlagen internationaler Handelsbeziehungen.
  • Gleissner, Harald and Femerling, J. Christian (2012). Logistik: Grundlagen, Übungen, Fallbeispiele.
  • Jahn, Carlos; Saxe, Sebastian (Hg.) (2017) Digitalization of Seaports - Visions of the Future,  Stuttgart: Fraunhofer Verlag.
  • Kummer, Sebastian (2019). Einführung in die Verkehrswirtschaft
  • Lun, Y.H.V. and Lai, K.-H. and Cheng, T.C.E. (2010). Shipping and Logistics Management.
  • Woitschützke, Claus-Peter (2013). Verkehrsgeografie.

Modul M1021: Schiffsmotorenanlagen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Schiffsmotorenanlagen (L0637) Vorlesung 3 4
Schiffsmotorenanlagen (L0638) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Christopher Friedrich Wirz
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können

  • unterschiedliche Bauarten Vier- / Zweitaktmotoren erläutern und ausgeführten Motoren zuordnen,
  • Vergleichsprozesse zuordnen,
  • Definitionen, Kenndaten aufzählen, sowie
  • Besonderheiten des Schwerölbetriebs, der Schmierung und der Kühlung wiedergeben.
Fertigkeiten

Die Studierenden können

  • das Zusammenwirken von Schiff, Motor und Propeller bewerten,
  • Zusammenhänge zwischen Gaswechsel, Spülverfahren, Luftbedarf, Aufladung, Einspritzung und Verbrennung zur Auslegung von Anlagen nutzen,
  • Abwärmeverwertung, Anlasssysteme, Regelungen, Automatisierung, Fundamentierung auslegen sowie  Maschinenräume gestalten, sowie
  • Bewertungsmethoden für motorerregte Geräusche und Schwingungen anwenden.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich des Schiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialen Umfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.

Selbstständigkeit

Durch den umfassenden Überblick über die Konstruktion und die Anwendung können die Studierenden sicher, selbstständig und selbstbewusst Situationen bei Einsatz und Problemen bewerten und bearbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 20 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: Wahlpflicht
Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Pflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0637: Schiffsmotorenanlagen
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Christopher Friedrich Wirz
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Historischer Überblick
  • Bauarten von Vier- und Zweitaktmotoren als Schiffsmotoren
  • Vergleichsprozesse, Definitionen, Kenndaten
  • Zusammenwirken von Schiff, Motor und Propeller
  • Ausgeführte Schiffsdieselmotoren
  • Gaswechsel, Spülverfahren, Luftbedarf
  • Aufladung von Schiffsdieselmotoren
  • Einspritzung und Verbrennung
  • Schwerölbetrieb
  • Schmierung
  • Kühlung
  • Wärmebilanz
  • Abwärmenutzung
  • Anlassen und Umsteuern
  • Regelung, Automatisierung, Überwachung
  • Motorerregte Geräusche und Schwingungen
  • Fundamentierung
  • Gestaltung von Maschinenräumen

Literatur
  • D. Woodyard: Pounder’s Marine Diesel Engines
  • H. Meyer-Peter, F. Bernhardt: Handbuch der Schiffsbetriebstechnik
  • K. Kuiken: Diesel Engines
  • Mollenhauer, Tschöke: Handbuch Dieselmotoren
  • Projektierungsunterlagen der Motorenhersteller
Lehrveranstaltung L0638: Schiffsmotorenanlagen
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Christopher Friedrich Wirz
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1175: Spezielle Gebiete der Schiffspropulsion und Hydrodynamik schneller Wasserfahrzeuge

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Hydrodynamik schneller Wasserfahrzeuge (L1593) Vorlesung 3 3
Spezielle Gebiete der Schiffspropulsion (L1589) Vorlesung 3 3
Modulverantwortlicher Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in Schiffswiderstand, Schiffspropulsion, Propellertheorie

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Grundverständnis aktueller Forschungsfragestellungen der Schiffspropulsion
  • Erklären des derzeitigen Forschungsstandes auf dem Gebiet der Schiffsantriebe
  • Anwenden gegebener Techniken zur Bearbeitung vorgegebener Fragestellungen
  • Bewerten der Grenzen aktueller Schiffspropulsionsorgane
  • Erkennen von Ansätzen zur Erweiterung bestehender Methoden und Techniken
  • Abschätzen von weiteren Entwicklungspotenzialen
Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage

  • geeignete Rechen- und Simulationsmethoden zur Bestimmung der hydrodynamischen Eigenschaften von Schiffsantrieben anzuwenden
  • das Verhalten von Schiffsantrieben unter verschiedenen Betriebsbedingungen durch vereinfachte Methoden zu modellieren.
  • Ergebnisse einer experimentellen oder numerischen Untersuchung zu analysieren und kritisch zu beurteilen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

  • in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und die Arbeitsergebnisse dokumentieren
  • erlerntes Wissen innerhalb der Gruppe weitergeben
Selbstständigkeit

Studierende sind fähig, ihren Kenntnisstand mit Hilfe von Übungsaufgaben und Fallanalysen einzuschätzen

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1593: Hydrodynamik schneller Wasserfahrzeuge
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Widerstandskomponenten verschiedener schneller Wasserfahrzeuge
  2. Propulsionseinheiten von schnellen Fahrzeugen 
  3. Wellenwiderstand in flachen und tiefen Gewässern
  4. Surface-Effect-Fahrzeuge
  5. Hydrofoil-gestützte Fahrzeuge
  6. Halbgleiter
  7. Gleitfahrzeuge
  8. Slamming
  9. Manövrierbarkeit
Literatur

Faltinsen,O. M., Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, Cambridge University Press, UK, 2006

Lehrveranstaltung L1589: Spezielle Gebiete der Schiffspropulsion
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  1. Propellergeometrie
  2. Kavitation
  3. Modellversuche, Propeller-Rumpf-Wechselwirkung
  4. Druckschwankung / Vibration
  5. Potentialtheorie
  6. Propellerentwurf
  7. Verstellpropeller
  8. Düsenpropeller
  9. Podantriebe
  10. Wasserstrahlantriebe
  11.  Voith-Schneider-Propeller
Literatur
  • Breslin, J., P., Andersen, P., Hydrodynamics of Ship Propellers, Cambridge Ocean Technology, Series 3,
        Cambridge University Press, 1996.
  • Lewis, V. E., ed., Principles of Naval Architecture, Volume II Resistance, Propulsion and Vibration,
        SNAME,  1988.
  • N. N., International Confrrence Waterjet 4, RINA London, 2004
  • N. N., 1st International Conference on Technological Advances in Podded Propulsion, Newcastle, 2004 

Modul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Modul M1233: Numerische Methoden im Schiffsentwurf

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Numerische Methoden im Schiffsentwurf (L1271) Vorlesung 2 4
Numerische Methoden im Schiffsentwurf (L1709) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Stefan Krüger
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
Fertigkeiten
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1271: Numerische Methoden im Schiffsentwurf
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Krüger
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Zunächst wird eine generelle Einführung über die Bedeutung numerischer Verfahren im Entwurfsprozess gegeben.
Dabei werden die wesentlichen Randbedingungen wie Produktqualität und Projektierungszeit diskutiert.
Nacheinander werden numerische Verfahren für die verschiedenen Entwurfsschritte algorithmisch entwickelt und es
werden Konsequenzen für die Umgestaltung des Enwurfsprozesses gegeben. Im einzelnen werden folgende Aspekte
des Schiffsentwurfs behandelt:
- Numerische Darstellung der Aussenhaut mit Interpolations-
und Straktechniken
- Generierung von Rumpfformen durch Verzerrtechniken
- Modellierung der inneren Unterteilung
- Volumetrische Berechnungen und hydrostatische Probleme
- Massen und Laengsfestigkeit
- Rumpfformentwicklung mit Hilfe von CFD- Methoden
- Propulsor- und Ruderentwurf mir direkten Lastberechnungen
- Einfluss von Manövrier- und Seegangssimulationen auf die
Rumpfformentwicklung

Literatur Skript zur Vorlesung.
Lehrveranstaltung L1709: Numerische Methoden im Schiffsentwurf
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Krüger
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1146: Ship Vibration

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Schiffsvibrationen (L1528) Vorlesung 2 3
Schiffsvibrationen (L1529) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und Polach
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Mechanis I - III
Structural Analysis of Ships I
Fundamentals of Ship Structural Design

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can reproduce the acceptance criteria for vibrations on ships; they can explain the methods for the calculation of natural frequencies and forced vibrations of sructural components and the entire hull girder; they understand the effect of exciting forces of the propeller and main engine and methods for their determination

Fertigkeiten

Students are capable to apply methods for the calculation of natural frequencies and exciting forces and resulting vibrations of ship structures including their assessment; they can model structures for the vibration analysis

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students are able to communicate and cooperate in a professional environment in the shipbuilding and component supply industry. 

Selbstständigkeit

Students are able to detect vibration-prone components on ships, to model the structure, to select suitable calculation methods and to assess the results

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 3 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: Wahlpflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Ship and Offshore Technology: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1528: Ship Vibration
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und Polach
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Introduction; assessment of vibrations
2. Basic equations
3. Beams with discrete / distributed masses
4. Complex beam systems
5. Vibration of plates and Grillages
6. Deformation method / practical hints / measurements
7. Hydrodynamic masses
8. Spectral method
9. Hydrodynamic masses acc. to Lewis
10. Damping
11. Shaft systems
12. Propeller excitation
13. Engines

Literatur Siehe Vorlesungsskript
Lehrveranstaltung L1529: Ship Vibration
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und Polach
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Introduction; assessment of vibrations
2. Basic equations
3. Beams with discrete / distributed masses
4. Complex beam systems
5. Vibration of plates and Grillages
6. Deformation method / practical hints / measurements
7. Hydrodynamic masses
8. Spectral method
9. Hydrodynamic masses acc. to Lewis
10. Damping
11. Shaft systems
12. Propeller excitation
13. Engines

Literatur Siehe Vorlesungsskript

Modul M1268: Lineare und Nichtlineare Wellen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Lineare und Nichtlineare Wellen (L1737) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Norbert Hoffmann
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Gute Kenntnisse in Mathematik, Mechanik und Dynamik.
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende sind in der Lage, bestehende Begriffe und Konzepte der Wellenmechanik wiederzugeben und neue Begriffe und Konzepte zu entwickeln.
Fertigkeiten Studierende sind in der Lage bestehende Verfahren und Methoden der Wellenmechanik anzuwenden und neue Verfahren und Methoden zu entwickeln.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können Arbeitsergebnisse auch in Gruppen erzielen.
Selbstständigkeit Studierende können eigenständig vorgegebene Forschungsaufgaben angehen und selbständig neue Forschungsaufgaben identifizieren und bearbeiten.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 2 Stunden
Zuordnung zu folgenden Curricula Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1737: Lineare und Nichtlineare Wellen
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Norbert Hoffmann, Dr. Antonio Papangelo
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Einführung in die Dynamik Linearer und Nichtlinearer Wellen.
Literatur

G.B. Witham, Linear and Nonlinear Waves. Wiley 1999.

C.C. Mei, Theory and Applications of Ocean Surface Waves. World Scientific 2004.

Modul M1148: Ausgewählte Themen der Schiffs- und Meerestechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Ausrüstung und Betrieb von Offshore-Spezialschiffen (L1896) Vorlesung 2 3
Entwerfen von Unterwasserfahrzeugen (L0670) Vorlesung 2 3
Lattice-Boltzmann-Methoden für die Simulation von Strömungen mit freien Oberflächen (L2066) Vorlesung 2 3
Modellierung und Simulation maritimer Systeme (L2013) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 3
Offshore-Windkraftparks (L0072) Vorlesung 2 3
Schiffsakustik (L1605) Vorlesung 2 3
Schiffsdynamik (L0352) Vorlesung 2 3
Spezielle Gebiete der Experimentellen und Theoretischen Fluiddynamik (L0240) Vorlesung 2 3
Technik und Strömungsmechanik von Segelschiffen (L0873) Vorlesung 2 3
Technik von Überwassermarinefahrzeugen (L0765) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Sören Ehlers
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte Spezialgebiete des Schiffbaus und der Meerestechnik zu verorten.
  • Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen grundlegende Modelle und Verfahren erklären.
  • Die Studierenden können forschungsbezogenes und technologisches Wissen miteinander in Beziehung setzen.
Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten ingenieurtechnischen Teilbereichen grundlegende Methoden anwenden.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich des Schiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialen Umfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.

Selbstständigkeit

Studierende können selbstständig auswählen, welche Kenntnisse und Fähigkeiten sie durch die Wahl der geeigneten Fächer vertiefen.

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1896: Ausrüstung und Betrieb von Offshore-Spezialschiffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Hendrik Vorhölter
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Vorlesung soll vom Aufbau her zweigeteilt werden. Im ersten Teil sollen not-wendige Grundlagen zum Entwurf der Ausrüstung von Offshore-Spezialschiffen noch einmal aufgegriffen und wenn nötig vertieft werden. Des Weiteren soll die speziellen Charakteristika aller Offshore-Schiffe und ihrer Ausrüstung eingegangen werden: Regulatorische Anforderungen, Bestimmung von Betriebsgrenzen, Veran-kerungen, dynamisches Positionieren. Dies sind die Voraussetzungen um die An-forderungen an den Entwurf der Ausrüstung sowie an den Betrieb erarbeiten zu können.

Im zweiten Teil der Veranstaltung werden einzelne Typen von Offshore-Spezial-schiffen detaillierter behandelt. Hierbei wird auf die spezifischen Entwurfs- als auch Betriebsanforderungen eingegangen. In diesem Teil sollen die Studenten verstärkt eingebunden werden durch die Vorbereitung von Kurzreferaten, die während der Veranstaltungen als Impulsvorträge zu den jeweiligen Schiffstypen genutzt werden sollen. Folgende Schiffstypen mit ihrer spezialisierten Ausrüstung sollen nach der jetzigen Planung behandelt werden:
- Ankerziehschlepper und Plattformversorgungsschiffe
- Kabel- und Rohrverlegeschiffe
- Jack-Up Schiffe
- Kranschiffe und „Offshore Construction“ Schiffe
- Schwimmbagger und „Rock-Dumping“Schiffe
- Taucherbasisschiffe
- FPSO und Halbtaucher

Literatur

Chakrabarti, S. (2005): Handbook of Offshore Engineering. Elsevier. Amsterdam, London

Volker Patzold (2008): Der Nassabbau. Springer. Berlin

Milwee, W. (1996): Modern Marine Salvage. Md Cornell Maritime Press. Centreville.

DNVGL-ST-N001 „Marine Operations and Marin Warranty“

IMCA M 103 “The Design and Operation of Dynamically Positioned Vessels” 2007-12

IMCA M 182 “The Safe Operation of Dynamically Positioned Offshore Supply Vessels” 2006-03

IMCA M 187 “Lifting Operations” 2007-10

IMCA SEL 185 “Transfer of Personnel to and from Offshore Vessels” 2010-03

Lehrveranstaltung L0670: Entwerfen von Unterwasserfahrzeugen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Peter Hauschildt
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Die Wahlpflichvorlesung führt in das Entwerfen von Unterwasserfahrzeugen ein, die Themen sind:

1.Besondere Anforderungen an den Entwurf von modernen, konventionell angetriebenen Ubooten

2.Entwicklungsgeschichte

3.Typenmerkmale und allgemeine Beschreibung eines Unterseebootes

4.Zivile Tauchfahrzeuge

5.Tauchen, Trimm und Stabilität

6.Ruderanordnungen und Propulsionssysteme

7.Außenluftunabhängige Antriebe

8.Signaturen

9.Hydrodynamik, CFD

10.Waffen- und Führungssysteme

11.Sicherheit und Rettung

12.Festigkeit und Ansprengsicherheit

13.Schiffstechnische Systeme

14.Fahranlage, Bordnetz und Automation

15.Logistische Anforderungen

16.Einrichtung und Ausrüstung

Die Vorlesung findet teilweise als Blockvorlesung mit Exkursion bei ThyssenKrupp Marine Systems in Kiel statt.

Literatur Gabler, Ubootsbau
Lehrveranstaltung L2066: Lattice-Boltzmann-Methoden für die Simulation von Strömungen mit freien Oberflächen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Christian F. Janßen
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Diese Lehrveranstaltung befasst sich mit Lattice-Boltzmann-Methoden zur Simulation von Strömungen mit freien Oberflächen. Zunächst werden grundlegende Konzepte der kinetischen Modellierung eingeführt (LGCAs, LBM, …). Im Anschluss werden gängige Erweiterungen der Methoden zur Simulation von Strömungen mit freien Oberflächen diskutiert. Vorlesungsbegleitend sind ausgewählte Strömungsszenarien aus der Schiffs- und Meerestechnik mit Hilfe eines Lattice-Boltzmann Verfahrens zu simulieren. 

Literatur

Krüger et al., “The Lattice Boltzmann Method - Principles and Practice”, Springer

Zhou, “Lattice Boltzmann Methods for Shallow Water Flows”, Springer

Janßen, “Kinetic approaches for the simulation of non-linear free surface flow problems in civil and environmental engineering”, PhD thesis, TU Braunschweig, 2010.

Lehrveranstaltung L2013: Modellierung und Simulation maritimer Systeme
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Christian F. Janßen
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung lernen die Studierenden, ausgewählte Problemstellungen aus dem maritimen Umfeld zu modellieren und mit Hilfe eigener Programme und Skripte numerisch zu lösen.

Einleitend werden zunächst grundlegende Konzepte der rechnergestützten Modellierung erläutert. Dabei werden insbesondere die vier Themenfelder Modellierung, Diskretisierung, Implementierung und Berechnung sowie ihre Wechselwirkungen erörtert. Im Anschluss erfolgt eine Einführung in gängige für die Implementierung und anschließende Berechnung zur Verfügung stehenden Werkzeuge, insbesondere kompilierende und interpretierende höhere Programmiersprachen sowie Computeralgebrasysteme (z.B. Python; Matlab, Maple). In der zweiten Veranstaltungshälfte werden mit den Studierenden geeignete Problemstellungen aus der maritimen Praxis ausgewählt, die im Anschluss in betreuter Eigenarbeit entlang der Modellierungspyramide zu bearbeiten und zu lösen sind.

Literatur

“Introduction to Computational Modeling Using C and Open-Source Tools” (J.M. Garrido, Chapman and Hall); “Introduction to Computational Models with Python” (J.M. Garrido, Chapman and Hall); “Programming Fundamentals” (MATLAB Handbook, MathWorks); 

Lehrveranstaltung L0072: Offshore-Windkraftparks
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Dozenten Dr. Alexander Mitzlaff
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Nichtlineare Wellen: Stabilität, Strukturbildung, solitäre Zustände
  • Bodengrenzschicht: Wellengrenzschichten, Scour, Hangstabilität
  • Wechselwirkung zwischen Meereis und Offshore-Strukturen
  • Wellen- und Strömungsenergiekonversion


Literatur
  • Chakrabarti, S., Handbook of Offshore Engineering, vol. I&II, Elsevier 2005.
  • Mc Cormick, M.E., Ocean Wave Energy Conversion, Dover 2007.
  • Infeld, E., Rowlands, G., Nonlinear Waves, Solitons and Chaos, Cambridge 2000.
  • Johnson, R.S., A Modern Introduction to the Mathematical Theory of Water Waves, Cambridge 1997.
  • Lykousis, V. et al., Submarine Mass Movements and Their Consequences, Springer 2007.
  • Nielsen, P., Coastal Bottom Boundary Layers and Sediment Transport, World Scientific 2005.
  • Research Articles.


Lehrveranstaltung L1605: Schiffsakustik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Dietrich Wittekind
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur
Lehrveranstaltung L0352: Schiffsdynamik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt

Manövrierfähigkeit von Schiffen

  • Bewegungsgleichungen
  • Hydrodynamische Kräfte und Momente
  • Lineare Bewegungsgleichungen und ihre Lösungen
  • Manövrierversuche mit naturgroßen Schiffen
  • Vorschriften zur Manövrierfähigkeit
  • Ruder

Schiffe im Seegang

  • Darstellung harmonischer Vorgänge
  • Bewegungen eines starren Schiffes in regelmäßigen Wellen
  • Strömungskräfte auf Schiffsquerschnitte
  • Streifenmethode
  • Folgerungen aus den Schiffsbewegungen in regelmäßigen Wellen
  • Verhalten von Schiffen in stationärem Seegang
  • Langzeitverteilung von Seegangswirkungen



Literatur
  • Abdel-Maksoud, M., Schiffsdynamik, Vorlesungsskript, Institut für Fluiddynamik und Schiffstheorie,  Technische Universität Hamburg-Harburg, 2014
  • Abdel-Maksoud, M., Ship Dynamics, Lecture notes, Institute for Fluid Dynamic and Ship Theory, Hamburg University of  Technology, 2014
  • Bertram, V., Practical Ship Design Hydrodynamics, Butterworth-Heinemann, Linacre House - Jordan Hill, Oxford, United Kingdom, 2000
  • Bhattacharyya, R., Dynamics of Marine Vehicles, John Wiley & Sons, Canada,1978
  • Brix, J. (ed.), Manoeuvring Technical Manual, Seehafen-Verlag, Hamburg, 1993
  • Claus, G., Lehmann, E., Östergaard, C). Offshore Structures, I+II, Springer-Verlag. Berlin Heidelberg, Deutschland, 1992
  • Faltinsen, O. M., Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge University Press, United Kingdom, 1990
  • Handbuch der Werften, Deutschland, 1986
  • Jensen, J. J., Load and Global Response of Ships, Elsevier Science, Oxford, United Kingdom, 2001
  • Lewis, Edward V. (ed.), Principles of Naval Architecture - Motion in Waves and Controllability, Society of Naval Architects and Marine Engineers, Jersey City, NJ, 1989
  • Lewandowski, E. M., The Dynamics of Marine Craft: Maneuvering and Seakeeping, World Scientific, USA, 2004
  • Lloyd, A., Ship Behaviour in Rough Weather, Gosport, Chichester, Sussex, United Kingdom, 1998


Lehrveranstaltung L0240: Spezielle Gebiete der Experimentellen und Theoretischen Fluiddynamik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Thomas Rung
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben. Mögliche Inhalte sind

  1. Methoden und Verfahren der Strömungsmesstechnik 
  2. Rationale Methoden der strömungstechnischen Modellierung
  3. Spezielle Gebiete der theoretischen Numerischen Thermofluiddynamik
  4. Turbulente Strömungen
Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben. To be announced during the lecture.

Lehrveranstaltung L0873: Technik und Strömungsmechanik von Segelschiffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Prof. Thomas Rung, Peter Schenzle
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Grundlagen der Segelmechanik:

- Segeln: Vortrieb aus Relativbewegung

- Quertriebsflächen: Segel, Flügel, Ruder, Flossen, Kiele

- Windklima: global, saisonal, meteorologisch, lokal

- Aerodynamik von Segeln und Segelriggs

- Hydrodynamik von Rumpf und Flossen

Elemente der Segelschiffs-Technik:

- Traditionelle und Moderne Segelformen

- Moderne und Unkonventionelle Windvortriebs-Organe

- Rumpfformen und Kiel-Ruder-Konfigurationen

- Segel-Fahrtleistungs-Abschätzungen

- Wind-Hilfsvortrieb: Motorsegeln

Konfiguration von Segelschiffen:

- Abstimmung von Rumpf und Segelrigg

- Segel-Boote und -Yachten

- Traditionelle Großsegler

- Moderne Großsegler

Literatur

- Vorlesungs-Manuskript mit Literatur-Liste: Verteilt zur Vorlesung
- B. Wagner: Fahrtgeschwindigkeitsberechnung für Segelschiffe, IfS-Rep. 132, 1967
- B. Wagner: Sailing Ship Research at the Hamburg University, IfS-Script 2249, 1976
- A.R. Claughton et al.: Sailing Yacht Design 1&2, University of Southampton, 1998
- L. Larsson, R.E. Eliasson: Principles of Yacht Design, Adlard Coles Nautical, London, 2000
- K. Hochkirch: Entwicklung einer Messyacht, Diss. TU Berlin, 2000

Lehrveranstaltung L0765: Technik von Überwassermarinefahrzeugen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Prüfungsart Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Dozenten Dr. Martin Schöttelndreyer
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Einsatzszenarien, Aufgaben, Fähigkeiten, Anforderungen
  • Produkt- und Prozessmodelle, Vorschriften
  • Überlebensfähigkeit: Bedrohungen, Signaturen, Abwehrmaßnahmen
  • Entwurfs- und Konstruktionsmerkmale
  • Energie- und Antriebssysteme
  • Führungs- und Einsatzsysteme
  • Verwundbarkeit: Restfestigkeit, Restfunktionalität


Literatur

Th. Christensen, H.-D. Ehrenberg, H. Götte, J. Wessel: Entwurf von Fregatten und Korvetten, in: H. Keil (Hrsg.), Handbuch der Werften, Bd. XXV, Schiffahrts-Verlag "Hansa" C. Schroedter & Co., Hamburg (2000)

16th International Ship and Offshore Structures Congress: Committee V.5 - Naval Ship Design (2006)

P. G. Gates: Surface Warships - An Introduction to Design Principles, Brassey’s Defence Publishers, London (1987)

Modul M1232: Eistechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Eistechnik (L1607) Vorlesung 2 2
Eistechnik (L1615) Gruppenübung 1 2
Schiffskonstruktionen für die Polarregionen (L1575) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Sören Ehlers
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Heraus- und Anforderungen, die durch Eis hervorgerufen werden, können erläutert werden. Eiskräfte können erklärt werden und Eisverstärkungen werden verstanden.

Fertigkeiten

Die Heraus- und Anforderungen, die durch Eis hervorgerufen werden, können abgeschätzt werden, und die Genauigkeit dieser Abschätzung kann evaluiert werden. Rechenmodelle zur Eislastabschätzung können angewandt werden und eine Struktur kann entsprechend Eislasten ausgelegt werden.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können ihre Konstruktion vortragen und ihre Entscheidungen konstruktiv in der Gruppe diskutieren.

Selbstständigkeit

Die eigenständige Bearbeitung eines individuellen Themas wird erlernt und die durch die abschliessende Presentation wird die Vortragsfähigkeit verbessert und die erlernten Fähigkeiten können verteidigt werden.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Ship and Offshore Technology: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1607: Eistechnik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Walter Kuehnlein
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  1. Eis, Eiseigenschaften, Versagensmechanismen und Heraus- und Anforderungen durch Eis
    • Einführung -was bedeutet Eistechnik.
    • Beschreibung der verschiedenen Eisarten, Eisparameter und verschiedenen Eis-Versagensmechanismen
    • Warum ist Eis so anders verglichen mit offenem Wasser
    • Vorstellung der Designanforderungen und der Anforderungen an Struktur und Systeme in eisbedeckten Gebieten
  2. Eiskraftbestimmung und Eismodellversuche
    • Vorstellung verschiedener empirischer Formeln für eine einfache Abschätzung der Eiskräfte
    • Diskussion und Interpretation der verschiedenen Ansätze zur Eiskraftberechnung
    • Einführung in die Eisversuchstechnik
    • Welche Anforderung gibt es für Eismodellversuche und welche physikalischen Parameter müssen modelliert bzw. skaliert werden
    • Was kann mit Eismodellversuchen simuliert werden und wie sind die Ergebnisse zu interpretieren
  3. Computermodelle für Eis-Struktur-Interaktionen
    • Dynamische Bruch- und Kontinuumsmechanik für die Modellierung der Eis-Struktur-Interaktion
    • Alternative numerische Bruchverlaufsmodellierung am Beispiel eines kohäsiven Elementmodells für echte Strukturen im Eis
    • Diskussion der Einflüsse von Eisparameter, -hydrodynamik und Eisaufhäufungen
  4. Eis-Design-Philosophien und Konzepte für Eis
    • Was muss beachtet werden, um Strukturen oder System für eisbedeckte Gebiete zu entwerfen
    • Was sind die Hauptunterschiede zu einem Offen-Wasser-Design
    • Eismanagement
    • Was sind die wichtigsten Eis-Design-Philosophien und warum ist ein gesamtheitliches Konzept für Strukturen und Systeme im Eis so wichtig
Literatur
  • Proceedings OMAE
  • Proceedings POAC
  • Proceedings ATC
Lehrveranstaltung L1615: Eistechnik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Walter Kuehnlein
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1575: Schiffskonstruktionen für die Polarregionen
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Sören Ehlers, Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und Polach
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Die Strukturauslegung unter Eislasten wird mit einer individuellen Aufgabe erarbeitet
Literatur FSICR, IACS PC and assorted publications

Modul M1165: Schiffssicherheit

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Schiffssicherheit (L1267) Vorlesung 2 4
Schiffssicherheit (L1268) Hörsaalübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Stefan Krüger
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Schiffsentwurf, Hydrostatik, Statistik und Stochastik

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Der Student soll lernen, den Sicherhsitsaspekt beim Schiffsentwurf zu beachten. Dabei geht es einmal unm die
Anwendung der geltenden Vorschriften an sich, als auch im Besonderen um die Bewertung der durch die
Vorschriftenen gegebenen Sicherheitsaspekte sowie durchführen von Einzel- Aequivalenznachweisen.

Fertigkeiten

Zunächst wird ein allgemeiner Überblick über generelle Sicherheitskonzepte in der Technik gegeben. Für die maritime
Welt relevante Sicherheitsorgane werden eingeführt, sowie deren Zuständigkeiten und Aufgaben. Dann wird der
generelle Unterschied zwischen beschreibenden and anfordernden Sicherheitskonzepten aufgezeigt. Am Beispiel der
für den Schiffgsentwurf wichtigsten Sicherheitsvorschriften wird fallweise erläutert, welchen Einfluss diese Vorschrift
auf den Schiffsentwurf haben hann, wo physikalische Grenzen dieser Vorschrift liegen und welche Möglichkeiten
existieren, vergleichbare Sicherheitsniveaus mit Aquivalenzkonzepten erreichen zu können. Im einzelnen werden
folgende Themengebiete exemplarisch behandelt:

- Freibord, wetterdichte Aufbauten, Flutpunkte
- alle Aspekte der Intaktstabilität einschl. Sonderprobleme
wie Getreidestabilität
- Leckrechnung für Passagierschiffe einschl. Stockholmer
Abkommen
- Leckrechnung für Trockenfrachter
- Stabilitätsnachweise und Stabilitätsbuch
- Manövrieren

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Der Student lernt, Sicherheitsverantworung für seinen Entwurf zu übernehmen.
Selbstständigkeit Übernehmen von Verantworung für das Zertifizieren von Konstruktionen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1267: Schiffssicherheit
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Krüger
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Zunächst wird ein allgemeiner Überblick über generelle Sicherheitskonzepte in der Technik gegeben. Für die maritime
Welt relevante Sicherheitsorgane werden eingeführt, sowie deren Zuständigkeiten und Aufgaben. Dann wird der
generelle Unterschied zwischen beschreibenden and anfordernden Sicherheitskonzepten aufgezeigt. Am Beispiel der
für den Schiffgsentwurf wichtigsten Sicherheitsvorschriften wird fallweise erläutert, welchen Einfluss diese Vorschrift
auf den Schiffsentwurf haben hann, wo physikalische Grenzen dieser Vorschrift liegen und welche Möglichkeiten
existieren, vergleichbare Sicherheitsniveaus mit Aquivalenzkonzepten erreichen zu können. Im einzelnen werden
folgende Themengebiete exemplarisch behandelt:

- Freibord, wetterdichte Aufbauten, Flutpunkte
- alle Aspekte der Intaktstabilität einschl. Sonderprobleme
wie Getreidestabilität
- Leckrechnung für Passagierschiffe einschl. Stockholmer
Abkommen
- Leckrechnung für Trockenfrachter
- Stabilitätsnachweise und Stabilitätsbuch
- Manövrieren

Literatur SOLAS, LOAD LINES, CODE ON INTACT STABILITY. Alle IMO, London.
Lehrveranstaltung L1268: Schiffssicherheit
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Krüger
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1178: Manövrierfähigkeit und Schiffshydrodynamik beschränkter Gewässer

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Manövrierfähigkeit von Schiffen (L1597) Vorlesung 2 3
Schiffshydrodynamik beschränkter Gewässer (L1598) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

B.Sc. Schiffbau

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden werden befähigt die Bewegungsgleichungen und die Beschreibung von hydrodynamischen Kräften zu erläutern. Sie sind in der Lage die Nomotogleichung zu erklären und die gängigsten Modellversuche aufzuzählen sowie ihre Vor- und Nachteile zu benennen. Sie können Einflüsse, wie beispielsweise durch Effekte am Ruder, beschreiben.

Des Weiteren erlernen sie die  Grundlagen für die Beurteilung und Vorhersage der Manövrierfähigkeit von Schiffen und Fähigkeiten zur Entwicklung von Methoden zur Analyse des Manövrierverhaltens. Grundlegende Kenntnisse über die Eigenschaften der Schiffsumströmung unter Flachwasserbedingungen hinsichtlich Propulsion und Manövrieren von Schiffen werden erworben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage das Manövrierverhalten von Schiffen mithilfe der Bewegungsgleichungen und den hydrodynamischen Kraftkoeffizienten zu berechnen. Sie sind des Weiteren fähig ein numerisches Programm zu entwickeln, dass Manövriersimulationen auf Basis der gelernten Theorie durchzuführen. Sie können die berechneten Resultate auf ihre Plausibilität prüfen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Gruppen zusammenarbeiten, zu Arbeitsergebnissen kommen und diese dokumentieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden werden befähigt mithilfe von Hinweisen eigenständig Aufgaben zu berarbeiten und ihren eigenen Lernstand konkret zu beurteilen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Ship and Offshore Technology: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1597: Manövrierfähigkeit von Schiffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Freiheitsgrade, Koordinatensysteme
  • Bewegungsgleichungen
  • Hydrodynamische Kräfte und Momente am Schiff
  • Ruderkräfte
  • Linearisierte Steuergleichungen (Lösung für Grenzfälle, Gierstabilität)
  • Manövrierversuche (frei fahrend, gefesselt)
  • Theorie Schlanker Körper

Qualifikationsziele:

Erlernung der Grundlagen für die Beurteilung und Vorhersage der Manövrierfähigkeit von Schiffen Fähigkeiten zur Entwicklung von Methoden zur Analyse des Manövrierverhaltens.

Literatur
  • Crane, C. L. H., Eda, A. L., Principles of Naval Architecture, Chapter 9, Controllability, SNAME, New York, 1989
  • Brix, J., Manoeuvring Technical Manual, Seehafen Verlag GmbH, Hamburg 1993 
  • Söding, H., Manövrieren , Vorlesungsmanuskript, Institut für Fluiddynamik und Schiffstheorie, TUHH, Hamburg, 1995
Lehrveranstaltung L1598: Schiffshydrodynamik beschränkter Gewässer
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud, Dr. Norbert Stuntz
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Spezielle Aspekte der Flachwasserhydrodynamik, Vertikale und horizontale Beschränkung, Unebenheiten der Gewässersohle
  • Grundgleichungen der Schiffshydrodynamik im flachen Wasser
  • Approximation von Flachwasserwellen, Boussinesq’s Approximation
  • Schiffswellen in tiefem Wasser  und bei unterkritischen, kritischen und überkritischen Geschwindigkeiten
  • Solitary Wellen, kritischer Geschwindigkeitsbereich, Auslöschen von Wellen
  • Aspekte der Schiffsbewegung im Kanal bei beschränkter Wassertiefe
Qualifikationsziele:

Erwerb grundlegender Kenntnisse über die Eigenschaften der Schiffsumströmung unter Flachwasserbedingungen. Durchdringung der Flachwassereffektre hinsichtlich Propulsion und Manövrieren von Schiffen.

Literatur
  • PNA (1988): Principle of Naval Architecture, Vol. II, ISBN 0-939773-01-5
  • Schneekluth (1988): Hydromechanik zum Schiffsentwurf
  • Jiang, T. (2001): Ship Waves in Shallow Water, Fortschritt-Berichte VDI, Series 12, No 466, ISBN 3-18-346612-0

Fachmodule der Vertiefung Materialwissenschaften

Im Vordergrund der Vertiefung Werkstofftechnik steht der Erwerb von vertiefenden Kenntnissen und Fähigkeiten in der Materialtechnologie. Ein Schwerpunkt liegt hier auf der Erstellung moderner Materialmodelle. Module im Wahlpflichtbereich sind die Werkstoffmodellierung und Skalenübergreifende Modellierung, Phänomene und Methoden der Materialwissenschaften, Kunststoffverarbeitung, sowie Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO) frei wählbar.


Modul M1342: Kunststoffe

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Aufbau und Eigenschaften der Kunststoffe (L0389) Vorlesung 2 3
Verarbeitung und Konstruieren mit Kunststoffen (L1892) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Hans Wittich
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen aus der Chemie / Physik / Werkstoffkunde 
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

- die Grundlagen der Kunststoffe wiedergeben und kennen die entsprechenden Prüf- und Analysemethoden.

- die komplexen Zusammenhänge  Struktur-Eigenschaftsbeziehung erklären.

- die Wechselwirkungen von chemischen Aufbau der Polymere unter Einbeziehung fachangrenzender Kontexte erläutern (z.B. Nachhaltigkeit, Umweltschutz).

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage standardisierte Berechnungsmethoden in einem angegebenen Kontext einzusetzen, um

- mechanische Eigenschaften (Modul, Festigkeit) zu berechnen und die unterschiedlichen Materialien zu bewerten.

- für werkstoffliche Probleme geeignete Lösungen auszuwählen und zu dimensionieren, z.B. Steifigkeit, Korrosion, Festigkeit.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

- in heterogen Gruppen zu fundierten Arbeitsergebnissen kommen und diese dokumentieren.

- angemessen Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umgehen.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

- eigene Stärken und Schwächen einzuschätzen

- ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Arbeitsschritte zu definieren.

- mögliche Konsequenzen ihres beruflichen Handelns einzuschätzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Konstruktionswerkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0389: Aufbau und Eigenschaften der Kunststoffe
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Hans Wittich
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt - Struktur und Eigenschaften der Kunststoffe
- Aufbau des Makromoleküls
  Konstitution, Kofiguration, Konformation, Bindungen,
  Polyreaktionen, Molekulargewichtsverteilung
- Morphologie
  Amorph, Kristallisation, Mischungen
- Eigenschaften
  Elastizität, Plastizität, Wechselbelastungen,
- Thermische Eigenschaften,
- Elektrische Eigenschaften
- Theoretische Modelle zur Vorhersage der Eigenschaften
- Anwendungsbeispiele
Literatur Ehrenstein: Polymer-Werkstoffe, Carl Hanser Verlag
Lehrveranstaltung L1892: Verarbeitung und Konstruieren mit Kunststoffen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Bodo Fiedler, Dr. Hans Wittich
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Verarbeitung der Kunststoffe: Eigenschaften; Kalandrieren; Extrusion; Spritzgießen; Thermoformen; Schäumen; Fügen

Designing with Polymers: Materials Selection; Structural Design; Dimensioning

Literatur

Osswald, Menges: Materials Science of Polymers for Engineers, Hanser Verlag
Crawford: Plastics engineering, Pergamon Press
Michaeli: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, Hanser Verlag

Konstruieren mit Kunststoffen, Gunter Erhard , Hanser Verlag

Modul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Modul M1343: Aufbau und Eigenschaften der Faser-Kunststoff-Verbunde

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Aufbau und Eigenschaften der Faser-Kunststoff-Verbunde (L1894) Vorlesung 2 3
Aufbau und Eigenschaften der Faser-Kunststoff-Verbunde (L2614) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 2
Aufbau und Eigenschaften der Faser-Kunststoff-Verbunde (L2613) Hörsaalübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Bodo Fiedler
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen aus der Chemie / Physik / Werkstoffkunde 
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können

- die Grundlagen  der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) und ihrer Konstituenten (Faser / Matrix) wiedergeben und kennen die entsprechenden Prüf- und Analysemethoden.

- die komplexen Zusammenhänge  Struktur-Eigenschaftsbeziehung erklären.

- die Wechselwirkungen von chemischen Aufbau der Polymere, deren Verarbeitung mit den unterschiedlichen  Fasertypen unter Einbeziehung fachangrenzender Kontexte erläutern (z.B. Nachhaltigkeit, Umweltschutz).


Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage standardisierte Berechnungsmethoden in einem angegebenen Kontext einzusetzen, um

  • mechanische Eigenschaften (Modul, Festigkeit) zu berechnen und die unterschiedlichen Materialien zu bewerten.
  • überschlägige Dimensionierung mit Hilfe der Netztheorie der Konstruktionselemente durchführen und bewerten.
  • für werkstoffliche Probleme geeignete Lösungen auszuwählen und zu Dimensionieren z.B. Steifigkeit, Korrosion, Festigkeit.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

  • in heterogen Gruppen zu fundierten Arbeitsergebnissen kommen und diese dokumentieren.
  • angemessen Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umgehen.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

- eigene Stärken und Schwächen einzuschätzen.

- ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Arbeitsschritte zu definieren.

- mögliche Konsequenzen ihres beruflichen Handelns einzuschätzen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Konstruktionswerkstoffe: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Kernqualifikation: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Pflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Bioenergiesysteme: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Solare Energiesysteme: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1894: Structure and properties of fibre-polymer-composites
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Bodo Fiedler
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

- Microstructure and properties of the matrix and reinforcing materials and their interaction
- Development of composite materials
- Mechanical and physical properties
- Mechanics of Composite Materials
- Laminate theory
- Test methods
- Non destructive testing
- Failure mechanisms
- Theoretical models for the prediction of properties
- Application

Literatur Hall, Clyne: Introduction to Composite materials, Cambridge University Press
Daniel, Ishai: Engineering Mechanics of Composites Materials, Oxford University Press
Mallick: Fibre-Reinforced Composites, Marcel Deckker, New York
Lehrveranstaltung L2614: Aufbau und Eigenschaften der Faser-Kunststoff-Verbunde
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Bodo Fiedler
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur
Lehrveranstaltung L2613: Structure and properties of fibre-polymer-composites
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Bodo Fiedler
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur

Modul M1226: Mechanische Eigenschaften

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mechanisches Verhalten spröder Materialien (L1661) Vorlesung 2 3
Theorie der Versetzungsplastizität (L1662) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Erica Lilleodden
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Werkstoffwissenschaften I/II

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können in der Kristallographie, Statik (Freikörperbilder, Traktionen) Grundlagen der Thermodynamik (Energieminimierung, Energiebarrieren, Entropie) grundlegende Konzepte erklären.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, standardisierte Berechnungsmethoden durchzuführen: Tensor Berechnungen, Ableitungen, Integrale, Tensor-Transformationen

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:

- angemessen Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umgehen.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig:

- eigene Stärken und Schwächen allgemein einzuschätzen

- angeleitet durch Lehrende ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Arbeitsschritte zu definieren.

- selbständig auf Basis von Vorträgen zu arbeiten um Probleme zu lösen, und, wenn nötig, um Hilfe oder Klarstellungen zu bitten

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Kernqualifikation: Pflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1661: Mechanisches Verhalten spröder Materialien
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Gerold Schneider
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Theoretische Festigkeit
eines perfekten Materials, theoretische kritische Schubspannung

Tatsächliche Festigkeit von spröden Materialien
Energiefreisetzungsrate, Spannungsintensitätsfaktor, Bruchkriterium

Streuung der Festigkeit
Fehlerverteilung, Festigkeitsverteilung, Weibullverteilung

Heterogene Materialien I
Innere Spannungen, Mikrorisse, Stoffgesetze (E-Modul parallel, senkrecht)

Heterogene Materialien II
Verstärkungsmechanismen: Rissbrücken, Faser

Heterogene Materialien III
Verstärkungsmechanismen: Prozesszone

Messmethoden der zur Bestimmung der Bruchzähigkeit spröder Materialien

R-Kurve, stabiles/ instabile Risswachstum, Fraktographie

Thermoschock

Unterkritisches Risswachstum
v-K-Kurve, Lebensdauerberechnung

Kriechen

Mechanische Eigenschaften von biologischen Materialien

Anwendungsbeispiele zur mechanischen zuverlässigen Auslegung keramischer Bauteile

Literatur

D R H Jones, Michael F. Ashby, Engineering Materials 1, An Introduction to Properties, Applications and Design, Elesevier

D.J. Green, An introduction to the mechanical properties of ceramics”, Cambridge University Press, 1998

B.R. Lawn, Fracture of Brittle Solids“, Cambridge University Press, 1993

D. Munz, T. Fett, Ceramics, Springer, 2001

D.W. Richerson, Modern Ceramic Engineering, Marcel Decker, New York, 1992

Lehrveranstaltung L1662: Theorie der Versetzungsplastizität
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Erica Lilleodden
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Dieser Kurs deckt die Grundsätze der Versetzungstheorie aus einer metallkundlichen Perspektive ab und bietet ein grundlegendes Verständnis der Beziehungen zwischen mechanischen Eigenschaften und Defektverteilungen.

Wir werden das Konzept von Versetzungen betrachten und einen Überblick über wichtige Konzepte (z.B. lineare Elastizität, Spannungs-Dehnungs-Beziehungen, und Stressverformung) für Theorieentwicklung erhalten. Wir werden die Theorie der Versetzungsplastizität durch abgeleitete Spannungs- und Dehnungs-Felder, dazugehörende Energien, und der induzierten Kräfte auf Versetzungen aufgrund interner und externer Spannungen entwickeln. Versetzungsstrukturen werden diskutiert, inkl. Kernstrukturmodelle, Stapelfehlern und Versetzungs-Arrays (inkl. einer Beschreibung der Grenzfläche). Mechanismen von Versetzungsmultiplikation und -Verfestigung werden abgedeckt, genau so wie generelle Prinzipien von Kriechverhalten und Dehngeschwindigkeitsempfindlichkeit. Weitere Themen beinhalten nicht-FCC Versetzungen mit einem Fokus auf dem Unterschied in Struktur und korrespondierenden Implikationen auf Versetzungsmobilität und makroskopischem mechanischen Verhalten; und Versetzungen in finiten Volumen.

Literatur

Vorlesungsskript

Aktuelle Publikationen

Bücher:

Introduction to Dislocations, by D. Hull and D.J. Bacon

Theory of Dislocations, by J.P.  Hirth and J. Lothe

Physical Metallurgy, by Peter Hassen

Modul M1239: Experimentelle Mikro- und Nanomechanik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Experimentelle Mikro- und Nanomechanik (L1673) Vorlesung 2 4
Experimentelle Mikro- und Nanomechanik (L1674) Gruppenübung 1 2
Modulverantwortlicher Dr. Erica Lilleodden
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der Werkstoffwissenschaften I/II,        

Mechanische Eigenschaften, Phänomene und Methoden der Materialwissenschaften

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Studierende können die Prinzipien von mechanische Verhalten (z.B. Spannung, Dehnung, E-Modul, Festigkeit, Verfestigung, Versage, Bruch) beschreiben.

Studierende können Mikrostrukturen auf unterschiedliche Arten (z.B., REM, XRD) charakterisieren.

Studierende können die komplexen Zusammenhänge der Struktur-Eigenschaftsbeziehung erklären.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, standardisierte Berechnungsmethoden in einem angegebenen Kontext einzusetzen, um unter wechselnden Belastungszuständen die mechanischen Eigenschaften (E-Modul, Stärke) aus verschiedenen Materialien zu berechnen und bewerten.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können:

- angemessen Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktiv umgehen.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig

- eigene Stärken und Schwächen allgemein einzuschätzen

- angeleitet durch Lehrende ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basis weitere Arbeitsschritte zu definieren.

- selbständig auf Basis von Vorträgen zu arbeiten um Probleme zu lösen, und, wenn nötig, um Hilfe oder Klarstellungen zu bitten

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 138, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1673: Experimentelle Mikro- und Nanomechanik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Erica Lilleodden
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Hier werden die Prinzipien der mechanischen Prüfverfahren auf der Mikro- und Nanoskala präsentiert. Wir werden uns dabei auf metallische Materialien konzentrieren, obwohl Fragestellungen im Zusammenhang mit Keramiken und Polymeren ebenfalls diskutiert werden. Moderne Methoden werden behandelt. Dazu werden die wissenschaftliche Fragestellungen diskutiert, die mit eben diesen Methoden bearbeitet werden.

  • Prinzipien der Mikromechanik
    • Motivation für kleinskalige Prüfverfahren
    • Methoden den Probevorbereitung
    • Experimentelle Artifakten und Auflösungen
  • Komplementäre Strukturanalyseverfahren
    • Electron back scattered diffraction
    • Transmissions-Elektronenmikroskopie
    • Mikro-Laue Diffraktion
  • Nanoindentation-basierte Testing
    • Prinzipien der Kontaktmechanik
    • Berkovich Indentation
      • Konfiguration der Belastung
      • Grundgleichungen der Spannungs-Dehnungsanalyse                    Anwendungsbeispel:
        • Indentation Grossen Effekten
    • Mikrodruckversuchen
      • Konfiguration der Belastung
      • Grundgleichungen der Spannungs-Dehnungsanalyse                    Anwendungsbeispel:
        • Grossen Effekten der Fliessspangung
    • Mikrobiegebalkenversuchen
      • Konfiguration der Belastung
      • Grundgleichungen der Spannungs-Dehnungsanalyse                    Anwendungsbeispel:
        • Bruchverhalten
Literatur

Vorlesungsskript

Aktuelle Publikationen

Lehrveranstaltung L1674: Experimentelle Mikro- und Nanomechanik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Erica Lilleodden
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1237: Methoden der theoretischen Materialphysik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Methoden der theoretischen Materialphysik (L1677) Vorlesung 2 4
Methoden der theoretischen Materialphysik (L1678) Gruppenübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Stefan Müller
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse in höherer Mathematik wie Analysis, Lineare Algebra, Differentialgleichungen und Komplexe Funktionen, z.B. Mathematik I-IV
Kenntnisse in Physik, insbesondere Festkörperphysik, z.B. Materialphysik


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können…

…die Funktionsweise unterschiedlicher Modellierungsmethoden erklären.

…das Anwendungsfeld individueller methodischer Zugänge erfassen.

…die Stärken und Schwächen verschiedener Methoden beurteilen.

Die Studenten sind damit in der Lage, zu beurteilen, welche Methode zur Lösung eines wissenschaftlichen Problems am besten geeignet ist und welche Genauigkeit man von den Simulationsergebnissen erwarten kann.

Fertigkeiten

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage...

...als Funktion individueller Parameter, wie Längenskala, Zeitskala, Temperatur, Materialtyp, etc. die jeweils bestgeeignetste Untersuchungsmethode auszuwählen.   

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können, etwa bei Konferenzen oder Messen, mit Experten aus verschiedenen Fachbereichen wie Physik und Werkstoffwissenschaften kompetent und auf die entsprechende Zielgruppe angepasst diskutieren. Dies erhöht auch ihre Fähigkeit, in interdisziplinären Gruppen zu arbeiten.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können…

… ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.

…benötigtes Wissen selbstständig aneignen..

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 138, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1677: Methoden der theoretischen Materialphysik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Müller
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

1. Einführung
1.1 Einordnung der Modellierungen und der Materialien

2. Quantenmechanische Zugänge
2.1 Elektronenzustände : Atom, Molekül, Festkörper
2.2 Dichtefunktionaltheorie
2.3 Spin-Dynamik

3. Thermodynamische Zugänge
3.1 Thermodynamische Potenziale
3.2 Legierungssysteme
3.3 Cluster-Entwicklung
3.4 Monte-Carlo-Verfahren

Literatur

Solid State Physics, Ashcroft/Mermin, Saunders College

Computational Physics, Thijsen, Cambridge

Computational Materials Science, Ohno et al.. Springer

Materials Science and Engineering: An Introduction, Callister/Rethwisch, Edition 9, Wiley

Lehrveranstaltung L1678: Methoden der theoretischen Materialphysik
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Stefan Müller
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1238: Quantenmechanik von Festkörpern

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Quantenmechanik von Festkörpern (L1675) Vorlesung 2 4
Quantenmechanik von Festkörpern (L1676) Gruppenübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Stefan Müller
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse in höherer Mathematik wie Analysis, Lineare Algebra, Differentialgleichungen und Komplexe Funktionen, z.B. Mathematik I-IV
Kenntnisse in Mechanik und Physik, insbesondere Festkörperphysik, z.B. Materialphysik


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können…

…die Grundlagen der Quantenmechanik erklären.

…die Bedeutung des Quantenphysik für die Beschreibung von Materialeigenschaften einschätzen.

…Korrelationen zwischen quantenmechanischen Phänomenen und deren Konsequenzen für die makroskopischen Eigenschaften von Materialien analysieren.

Die Studenten sind damit in der Lage, wichtige Fragestellungen der Ingenieur-Wissenschaften mit quantenmechanischen Eigenschaften von Materialien in Verbindung zu bringen und damit zu erklären.

Fertigkeiten

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage...

...Materialdesign auf quantenmechanischer Basis zu betreiben. 

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können mit Experten aus Fachbereichen wie Physik und Werkstoffwissenschaften kompetent über Fragen mit quantenmechanischem Hintergrund diskutieren.


Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage selbstständig Lösungen zu quantenmechanischen Problemen zu erarbeiten. Sie können sich zusätzlich nötiges Wissen zur Behandlung von komplexeren Fragestellungen mit quantenmechanischem Hintergrund aus der Literatur aneignen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 138, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1675: Quantenmechanik von Festkörpern
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Stefan Müller
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

1. Einleitung
1.1 Bedeutung der Quantenmechanik (QM)
1.2 Einteilung von Festkörpern

2. Grundlagen der Quantenmechanik
2.1 Erinnerung : Elemente der Klassischen Mechanik
2.2 Motivation Quantenmechanik
2.3 Teilchen-Welle Dualismus
2.4 QM Formalismus

3. Grundlegende QM Probleme
3.1 Eindimensionale Probleme: Teilchen in einem Potenzial
3.2 System mit 2 Zuständen
3.3 Harmonische Oszillator
3.4 Elektronen in einem magnetischen Feld
3.5 Wasserstoffatom

4. Quanteneffekte in kondensierter Materie
4.1 Einleitung
4.2 Elektronische Zustände
4.3 Magnetismus
4.4 Supraleitung
4.5 Quanten-Hall-Effekt

Literatur

Physik für Ingenieure, Hering/Martin/Stohrer, Springer

Atom- und Quantenphysik, Haken/Wolf, Springer

Grundkurs Theoretische Physik 5|1, Nolting, Springer

Electronic Structure of Materials, Sutton, Oxford

Materials Science and Engineering: An Introduction, Callister/Rethwisch, Edition 9, Wiley

Lehrveranstaltung L1676: Quantenmechanik von Festkörpern
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Stefan Müller
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1199: Moderne Funktionsmaterialien

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Moderne Funktionsmaterialien (L1625) Seminar 2 6
Modulverantwortlicher Prof. Patrick Huber
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den Modulen Werkstoffwissenschaft I/II


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Eigenschaften von modernen Hochleistungswerkstoffen sowie deren Einsatz in der Technik erläutern. Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung und Anwendung von metallischen Werkstoffen, Keramiken, Polymeren, Halbleitern sowie von modernen Kompositmaterialien (insbesondere Biomaterialien) und Nanomaterialien beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach dem Erlernen grundlegender Prinzipien des Materialdesigns in der Lage, selbst neue Materialkonfigurationen mit gewünschten Eigenschaften zusammenzustellen.
Die Studierenden können einen Überblick über moderne Werkstoffe geben und optimale Werkstoffkombinationen für vorgegebene Anwendungen zusammenstellen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

  • ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.
  • benötigtes Wissen aneignen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Kernqualifikation: Pflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1625: Moderne Funktionsmaterialien
Typ Seminar
SWS 2
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 152, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Patrick Huber, Prof. Stefan Müller, Prof. Bodo Fiedler, Prof. Gerold Schneider, Prof. Jörg Weißmüller, Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

1. Poröse Festkörper - Präparation, Charakterisierung und Funktionalitäten
2. Fluidik mit nanoporösen Membranen
3. Thermoplastische Elastomere
4. Eigenschaftsoptimierung von Kunststoffen durch Nanopartikel
5. Faserverbundwerkstoffe
6. Werkstoffmodellierung auf quantenmechanischer Basis
7. Biomaterialien

Literatur

Aktuelle Publikationen aus der Fachliteratur werden während der Veranstaltung bekanntgegeben.

Modul M1198: Materialphysik und atomare Materialmodellierung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Materialphysik (L1624) Vorlesung 2 2
Quantenmechanik und atomare Materialmodellierung (L1672) Vorlesung 2 2
Übungen zur Materialphysik und -modellierung (L2002) Gruppenübung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Patrick Huber
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Höhere Mathematik, Physik und Chemie für Studierende der Ingenieur- oder Naturwissenschaften
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind in der Lage,

- die Grundbegriffe der Physik kondensierter Materie wiederzugeben

- die Grundlagen für die mikroskopische Struktur und Mechanik, Thermodynamik und Optik von Materialsystemen zusammenzufassen und zu beschreiben

- Konzept und Realisierung moderner Methoden der atomaren Modellierung zu verstehen sowie deren Potential und Grenzen bzgl. der gesteckten Modellierungsziele einschätzen zu können.



Fertigkeiten

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,

  • fortgeschrittene Berechnungen zur Thermodynamik, Mechanik, den elektrischen und optischen Eigenschaften von Systemen der kondensierten Materie durchzuführen.
  • ihre Kenntnisse auch auf  artverwandte Fragestellungen zu übertragen, um thermodynamische und mechanische Berechnungen durchzuführen, z.B. um neue Materialien zu designen.
  • Geeignete Modelierungsansätze für materialspezifische Probleme zu benennen und einfache Modelle selbst zu entwickeln.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, ihren Wissenstand durch klausurnahe Aufgaben selbstständig einzuschätzen und kontinuierlich zu überprüfen.

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln und sich benötigtes Wissen aneignen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Kernqualifikation: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1624: Materialphysik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Motivation: „Atome im Maschinenbau?“
  • Grundbegriffe: Kraft und Energie
  • Die elektromagnetische Wechselwirkung
  • „Detour“: Mathematische Grundlagen (komplexe e-Funktion etc.)
  • Das Atom: Bohrsches Atommodell
  • Chemische Bindung
  • Das Vielteilchenproblem: Lösungsansätze und Strategien
  • Beschreibung von Nahordnungsphänomene mittels statistischer Thermodynamik
  • Elastizitätstheorie auf atomarer Basis
  • Konsequenzen des atomaren Verhaltens auf makroskopische Eigenschaften: Diskussion von Beispielen (Metalllegierungen, Halbleiter, Hybridsysteme)


Literatur

Für den Elektromagnetismus:

  • Bergmann-Schäfer: „Lehrbuch der Experimentalphysik“, Band 2: „Elektromagnetismus“, de Gruyter

Für die Atomphysik:

  • Haken, Wolf: „Atom- und Quantenphysik“, Springer

Für die Materialphysik und Elastizität:

  • Hornbogen, Warlimont: „Metallkunde“, Springer


Lehrveranstaltung L1672: Quantenmechanik und atomare Materialmodellierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Robert Meißner
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Warum atomare Materialmodellierung
- Newtonsche Bewegungsgleichung und numerisches Lösen
- Ergodizität
- Atommodelle
- Grundlagen der Quantenmechanik
- Atomare & Molekulare Mehrelektronensysteme
- Hartree-Fock Ansatz und Dichtefunktionaltheorie
- Monte-Carlo Verfahren
- Molekulardynamiksimulationen
- Phasenfeldsimulationen

Literatur

Begleitliteratur zur Vorlesung (sortiert nach Relevanz):

  1. Daan Frenkel & Berend Smit „Understanding Molecular Simulations“
  2. Mark E. Tuckerman „Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulations“
  3. Andrew R. Leach „Molecular Modelling: Principles and Applications“

Zur Vorbereitung auf den quantenmechanischen Teil der Klausur empfiehlt sich folgende Literatur

  1. Regine Freudenstein & Wilhelm Kulisch "Wiley Schnellkurs Quantenmechanik"


Lehrveranstaltung L2002: Übungen zur Materialphysik und -modellierung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Robert Meißner, Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Ziel der Veranstaltung:


- Vertiefung des Verständnisses des Vorlesungsstoffes in Materialphysik (mikroskopische Struktur, Gitterschwingungen, Dynamik der Elektronen, thermische und elektrische Eigenschaften von Materialien) anhand von Rechenübungen.

- Erlernen von Fähigkeiten zur atomistischen Simulation von Materialien auf Basis von ab-initio und klassischen Kraftfeldrechnungen durch Hands-on Tutorials.

- Vertiefung des Verständnisses im Umgang mit den Methoden zur atomistischen Simulation durch Rechenübungen in kleinen Gruppen, die die Algorithmen und theoretischen Grundlagen behandeln.
Literatur

- Daan Frenkel & Berend Smit: Understanding Molecular Simulation from Algorithms to Applications

- Rudolf Gross und Achim Marx: Festkörperphysik

- Neil Ashcroft and David Mermin: Solid State Physics

Modul M1151: Werkstoffmodellierung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Werkstoffmodellierung (L1535) Vorlesung 2 3
Werkstoffmodellierung (L1536) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Christian Cyron
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlagen der linearen und nichtlinearen Kontinuumsmechanik wie z.B. in den Modulen Mechanik II und Kontinuumsmechanik unterrichtet (Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare und nichtlineare Verzerrungsmaße, Schnittprinzip, lineare und nichtlineare Konstitutivgesetze, Verzerrungsenergie). 

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Grundlagen von mehrdimensionalen Werkstoffgesetzen erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eigene Materialmodelle in ein Finite Elemente Programm implementieren. Insbesondere können Sie Ihre Kenntnisse auf verschiedene Problemstellung aus der Materialwissenschaft anwenden und Materialmodelle entsprechend bewerten.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.


Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Probleme im Bereich der Werkstoffmodellierung identifizieren und lösen und sich dafür benötigtes Wissen aneignen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1535: Werkstoffmodellierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Eine der wichtigsten Fragen bei der Modellierung mechanischer Systeme in der Praxis ist, wie man das Materialverhalten der einzelnen Bauteile modelliert. Neben einfacher isotroper Elastizität sind dabei von besonderer Bedeutung:

- Anisotropie (richtungsabhängige Materialeigenschaften etwa bei faserverstärkten Kunststoffen)
- Plastizität (dauerhafte Verformung durch einmalige hohe Belastung etwa in der Umformtechnik)
- Viskoelastizität (Absorption von Energie etwa bei Dämpfern)
- Kriechen (schleichende Verformung unter Langzeitbelastung z.B. in Rohrleitungen)

Diese Vorlesung gibt eine kurze Einführung in die theoretischen Grundlagen und mathematische Beschreibung der oben genannten Phänomene. In einer parallelen Übung werden diese anhand einfacher Berechnungsaufgaben vertieft. Dabei wird insbesondere erläutert, wie die oben genannten Phänomene in Computersimulationen modelliert werden können und wie man aus gegebenen Messdaten wichtige Materialparameter bestimmen kann.

Literatur
Lehrveranstaltung L1536: Werkstoffmodellierung
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Christian Cyron
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1170: Phänomene und Methoden der Materialwissenschaften

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (L1580) Vorlesung 2 3
Phasengleichgewichte und Umwandlungen (L1579) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Jörg Weißmüller
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den Modulen Werkstoffwissenschaft I/II


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die Eigenschaften von modernen Hochleistungswerkstoffen sowie deren Einsatz in der Technik erläutern. Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung und Anwendung von metallischen Werkstoffen, Keramiken, Polymeren, Halbleitern sowie von modernen Kompositmaterialien (insbesondere Biomaterialien) und Nanomaterialien beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach dem Erlernen grundlegender Prinzipien des Materialdesigns in der Lage, selbst neue Materialkonfigurationen mit gewünschten Eigenschaften zusammenzustellen.
Die Studierenden können einen Überblick über moderne Werkstoffe geben und optimale Werkstoffkombinationen für vorgegebene Anwendungen zusammenstellen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

  • ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.
  • benötigtes Wissen aneignen.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Kernqualifikation: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1580: Experimentelle Methoden der Materialcharakterisierung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Jürgen Markmann, Prof. Patrick Huber
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen und Elektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung, Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitive Methoden)
  • Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden (Indentermessungen
  • Charakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften und Werkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).

Lehrveranstaltung L1579: Phasengleichgewichte und Umwandlungen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Jörg Weißmüller
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Grundlagen der statistischen Physik, formale Struktur der phänomenologischen Thermodynamik, einfache atomistische Modelle und freie Energiefunktionen für Mischkristalle und Verbindungen. Korrekturen bei nichtlokaler Wechselwirkung (Elastizität, Gradiententerme). Phasengleichgewicht und Legierungsphasendiagramme als Konsequenz daraus. Einfache atomistische Betrachtungen für Wechselwirkungsenergien in metallischen Mischkristallen. Diffusion in realen Systemen. Kinetik von Phasenumwandlungen unter anwendungsrelevanten Randbedingungen. Partitionierung, Stabilität und Morphologie an Erstarrungsfronten. Ordnung von Phasenübergängen, Glasübergang. Phasenübergänge in nano- und mikroskaligen Systemen.

Literatur

D.A. Porter, K.E. Easterling, “Phase transformations in metals and alloys”, New York, CRC Press, Taylor & Francis, 2009, 3. Auflage

Peter Haasen, „Physikalische Metallkunde“ , Springer 1994

Herbert B. Callen, “Thermodynamics and an introduction to thermostatistics”, New York, NY: Wiley, 1985, 2. Auflage.

Robert W. Cahn und Peter Haasen, "Physical Metallurgy", Elsevier 1996

H. Ibach, “Physics of Surfaces and Interfaces” 2006, Berlin: Springer.

Fachmodule der Vertiefung Produktentwicklung und Produktion

Im Mittelpunkt der Vertiefung Produktentwicklung und Produktion steht das Erwerben von Wissen und Kompetenzen zum Entwickeln, Konstruieren und Fertigen maschinenbaulicher Produkte. Dieses umfasst die Produktplanung, die systematische und methodische Entwicklung von Lösungskonzepten, den Entwurf und die Konstruktion von Produkten unter besonderer Berücksichtigung der Bauteilbeanspruchung und der Kostengesichtspunkte, bis hin zur Ableitung und Erstellung von Fertigungsunterlagen und die Umsetzung in der Fertigung.


Modul M0815: Product Planning

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Produktplanung (L0851) Vorlesung 3 3
Produktplanung Seminar (L0853) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Cornelius Herstatt
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Good basic-knowledge of Business Administration

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students will gain  insights into:

  • Product Planning
    • Process
    • Methods
  • Design thinking
    • Process
    • Methods
    • User integration
Fertigkeiten

Students will gain deep insights into:

  • Product Planning
    • Process-related aspects
    • Organisational-related aspects
    • Human-Ressource related aspects
    • Working-tools, methods and instruments

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Interact within a team
  • Raise awareness for globabl issues
Selbstständigkeit
  • Gain access to knowledge sources
  • Interpret complex cases
  • Develop presentation skills
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung
Verpflichtend Bonus Art der Studienleistung Beschreibung
Ja 20 % Fachtheoretisch-fachpraktische Studienleistung
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Global Innovation Management: Kernqualifikation: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung I. Management: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0851: Product Planning
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Cornelius Herstatt
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Product Planning Process

This integrated lecture is designed to understand major issues, activities and tools in the context of systematic product planning, a key activity for managing the front-end of innovation, i.e.:
•    Systematic scanning of markets for innovation opportunities
•    Understanding strengths/weakness and specific core competences of a firm as platforms for innovation
•    Exploring relevant sources for innovation (customers, suppliers, Lead Users, etc.)
•    Developing ideas for radical innovation, relying on the creativeness of employees, using techniques to stimulate creativity and creating a stimulating environment
•    Transferring ideas for innovation into feasible concepts which have a high market attractively

Voluntary presentations in the third hour (articles / case studies)

- Guest lectures by researchers 

- Lecture on Sustainability with frequent reference to current research

- Permanent reference to current research

Examination:

In addition to the written exam at the end of the module, students have to attend the PBL-exercises and prepare presentations in groups in order to pass the module. Additionally, students have the opportunity to present research papers on a voluntary base.  With these presentations it is possible to gain a bonus of max. 20% for the exam. However, the bonus is only valid if the exam is passed without the bonus.

Literatur Ulrich, K./Eppinger, S.: Product Design and Development, 2nd. Edition, McGraw-Hill 2010
Lehrveranstaltung L0853: Product Planning Seminar
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Cornelius Herstatt
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Seminar is integrative part of the Module Product Planning (for content see lecture) and can not be choosen independantly.
Literatur See lecture information "Product Planning".

Modul M0867: Produktionsplanung und -steuerung und Digitales Unternehmen

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Das digitale Unternehmen (L0932) Vorlesung 2 2
Produktionsplanung und -steuerung (L0929) Vorlesung 2 2
Produktionsplanung und -steuerung (L0930) Gruppenübung 1 1
Übung: Das digitale Unternehmen (L0933) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Hermann Lödding
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen des Produktions- und Qualitätsmanagements
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Studierende können die Inhalte des Moduls detailliert erläutern und dazu Stellung beziehen.
Fertigkeiten Studierende sind in der Lage, Modelle und Methoden des Moduls für industrielle Problemstellungen auszuwählen und anzuwenden.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Studierende können in fachlich gemischten Teams gemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.
Selbstständigkeit -
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 180 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0932: Das digitale Unternehmen
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Axel Friedewald
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Im Kontext von Industrie 4.0 werden die Vernetzung und die Digitalisierung von Unternehmen zu einem strategischen Vorteil im internationalen Wettbewerb. Die Vorlesung thematisiert die relevantesten Bausteine hierfür und befähigt die Teilnehmer, aktuelle Entwicklungen kritisch zu hinterfragen. Insbesondere werden dafür die Themen Wissensmanagement, Simulation, Prozessmodellierung und virtuelle Technologien behandelt. 

Inhalte:

  • Geschäftsprozess- und Datenmodellierung, Simulation
  • Wissens-/Kompetenzmanagement
  • Prozess-Management (PPS, Workflow-Management)
  • Rechnerunterstützte Arbeitsplanung - Computer Aided Planning (CAP) und
  • NC-Programmierung
  • Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR)
  • Computer Aided Quality Management (CAQ) 
  • Industrie 4.0
 


Literatur

Scheer, A.-W.: ARIS - vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem. Springer-Verlag, Berlin 4. Aufl. 2002

Schuh, G. et. al.: Produktionsplanung und -steuerung, Springer-Verlag. Berlin 3. Auflage 2006

Becker, J.; Luczak, H.: Workflowmanagement in der Produktionsplanung und -steuerung. Springer-Verlag, Berlin 2004

Pfeifer, T; Schmitt, R.: Masing Handbuch Qualitätsmanagement. Hanser-Verlag, München 5. Aufl. 2007 

Kühn, W.: Digitale Fabrik. Hanser-Verlag, München 2006

Lehrveranstaltung L0929: Produktionsplanung und -steuerung
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hermann Lödding
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Modelle der Logistik – Produktion und Lager
  • Produktionsprogamm- und Mengenplanung
  • Termin- und Kapazitätsplanung
  • Ausgewählte Verfahren der PPS
  • Fertigungssteuerung
  • Produktionscontrolling
  • Logistikmanagement in der Lieferkette
Literatur
  • Vorlesungsskript
  • Lödding, H: Verfahren der Fertigungssteuerung, Springer 2008
  • Nyhuis, P.; Wiendahl, H.-P.: Logistische Kennlinien, Springer 2002
Lehrveranstaltung L0930: Produktionsplanung und -steuerung
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Hermann Lödding
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0933: Übung: Das digitale Unternehmen
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Axel Friedewald
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Siehe korrespondierende Vorlesung

Literatur

Siehe korrespondierende Vorlesung

See interlocking course

Modul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Prof. Robert Seifried
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit

Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Zuordnung zu folgenden Curricula Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Modul M1024: Methoden der integrierten Produktentwicklung

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Integrierte Produktentwicklung II (L1254) Vorlesung 3 3
Integrierte Produktentwicklung II (L1255) Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Dieter Krause
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse der Integrierten Produktentwicklung und CAE-Anwendung

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen des Moduls in der Lage:

  • Fachbegriffe der Konstruktionsmethodik zu erklären,
  • wesentliche Elemente des Konstruktionsmanagements zu beschreiben,
  • aktuelle Problemstellungen und den gegenwärtigen Forschungsstand der integrierten Produktentwicklung zu beschreiben.


Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen des Moduls in der Lage:

  • für die nicht standardisierte Lösung eines Problems eine geeignete Konstruktionsmethode auszuwählen und anzuwenden sowie an neue Randbedingungen anzupassen,
  • Problemstellungen der Produktentwicklung mit Hilfe einer workshopbasierten Vorgehensweise zu lösen,
  • Moderationstechniken situationsspezifisch auszuwählen und durchzuführen.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen des Moduls in der Lage:

  • Teamsitzungen und Moderationsprozesse vorzubereiten und anzuleiten,
  • in Gruppenarbeitsprozessen komplexe Aufgaben gemeinsam zu bearbeiten,
  • Probleme und Lösungen vor Fachpersonen vertreten und Ideen weiterzuentwickeln.
Selbstständigkeit

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen des Moduls in der Lage:

  • strukturiertes Feedback zu geben und kritisches Feedback anzunehmen,
  • angenommenes Feedback eigenständig umzusetzen.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Studienleistung Keine
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme und Flugzeugvorentwurf: Wahlpflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktentwicklung: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion: Wahlpflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung und Produktion: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L1254: Integrierte Produktentwicklung II
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Dieter Krause
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt

Vorlesung

Die Vorlesung erweitert und vertieft die im Modul „Integrierte Produktentwicklung und Leichtbau“ erlernten Inhalte und baut auf den dort erworbenen Kenntnissen und Fähigkeiten auf.

Themen der Vorlesung sind insbesondere:

  • Methoden der Produktentwicklung,
  • Moderationstechniken,
  • Industrial Design,
  • variantengerechte Produktgestaltung,
  • Modularisierungsmethoden,
  • Konstruktionskataloge,
  • angepasste QFD-Matrix,
  • systematische Werkstoffauswahl,
  • montagegerechtes Konstruieren,

Konstruktionsmanagement

  • CE-Kennzeichnung, Konformitätserklärung inkl. Gefährdungsbeurteilung,
  • Patentwesen, Patentrechte, Patentüberwachung
  • Projektmanagement (Kosten, Zeit, Qualität) und Eskalationsprinzipien,
  • Entwicklungsmanagement Mechatronik,
  • Technisches Supply Chain Management.

Übung (PBL)

In der Übung werden die in der Vorlesung Integrierte Produktentwicklung II vorgestellten Inhalte und Methoden der Produktentwicklung und des Konstruktionsmanagement weiter vertieft.

Die Studierenden erlernen über industrienahe Praxisbeispiele ein selbstständig moderiertes und Workshop basiertes Vorgehen zur Lösung komplexer, aktuell bestehender Sachverhalte in der Produktentwicklung. Sie erlernen die Fähigkeit, selbstständig wichtige Methoden der Produktentwicklung und des Konstruktions­managements anzuwenden, und erwerben so weiterführende Fachkompetenzen auf dem Gebiet der Integrierten Produktentwicklung. Daneben werden personale Kompetenzen, wie Teamfähigkeit, Führen von Diskussionen und Vertreten von Arbeitsergebnissen durch den workshopbasierten Aufbau der Veranstaltung unter eigener Planung und Leitung erworben.



Literatur
  • Andreasen, M.M., Design for Assembly, Berlin, Springer 1985.
  • Ashby, M. F.: Materials Selection in Mechanical Design, München, Spektrum 2007.
  • Beckmann, H.: Supply Chain Management, Berlin, Springer 2004.
  • Hartmann, M., Rieger, M., Funk, R., Rath, U.: Zielgerichtet moderieren. Ein Handbuch für Führungskräfte, Berater und Trainer, Weinheim, Beltz 2007.
  • Pahl, G., Beitz, W.: Konstruktionslehre, Berlin, Springer 2006.
  • Roth, K.H.: Konstruieren mit Konstruktionskatalogen, Band 1-3, Berlin, Springer 2000.
  • Simpson, T.W., Siddique, Z., Jiao, R.J.: Product Platform and Product Family Design. Methods and Applications, New York, Springer 2013.
Lehrveranstaltung L1255: Integrierte Produktentwicklung II
Typ Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Dieter Krause
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1143: Applied Design Methodology in Mechatronics