Masterarbeiten und Masterprojekte

Das Institut für Baustatik bietet interessante und vielfältige Masterarbeiten und –projekte in Bereich der Mechanik und Simulation an. Der Fokus kann dabei auf Anwendungen, Simulationsverfahren, App-Entwicklung, Literaturrecherchen oder die Unterstützung unserer Forschungsaktivitäten gelegt werden. Alle Themen sind dazu geeignet, sich für weiterführende Tätigkeiten sowohl in der Praxis als auch an Universitäten zu qualifizieren. Für die Bearbeitungsdauer und weitere Regeln wird auf das Curriculum verwiesen. Anpassungen der Aufgabenstellungen sind auf Wunsch möglich.

Auf dieser Seite wird nur ein Überblick über mögliche Themen gegeben, weiterführende Beschreibungen finden sich hier.

Anwendungsorientierte Simulationen

Die Nutzung von kommerziellen oder Open Source FEM-Programmen sowie das Verständnis für die mechanischen Grundlagen und Modelle der jeweiligen Anwendung sind im Fokus der folgenden Masterprojekte und –arbeiten.

  • Bögen und Schalen
  • Biomechanik
  • Interaktion eines Zuges mit einer Brücke
  • Fluid-Struktur-Interaktion
  • Inkompressible Strömungen und freie Oberflächen
  • Topologie- und Formoptimierung
  • Rissfortschritt in komplexen Bauteilen

Implementierungen im Kontext von Simulationen

Bei den folgenden Masterprojekten und –arbeiten werden üblicherweise inhouse FEM-Programme des Instituts für Baustatik eingesetzt und erweitert. Implementierungen und Verifizierungen sind wesentlicher Bestandteil der Aufgaben. Alle Aufgaben sind von einem allgemeinen und grundlegenden Interesse im Bereich Numerik und Simulation, so dass hier keinesfalls rein akademische oder allzu forschungsnahe Detailthemen behandelt werden.

  • Nichtlineare Materialmodelle: Plastizität und Viskosität
  • Große Verformungen
  • Simulation zeitabhängiger Probleme in der Strukturdynamik
  • Implementierung von Netzgeneratoren
  • Adaptivität in der FEM
  • Iteratives Lösen von Gleichungssystemen
  • Implementierung hierarchischer Elemente
  • Fortgeschrittene Verfahren für Randbedingungen
  • Simulationen auf Hochleistungsrechnern
  • Implementierung eines Strömungslösers

Entwickeln von Smartphone-Apps und GUIs

Die Entwicklung von Apps und Berechnungs-Programmen hat am Institut für Baustatik eine lange Tradition, die mit den erfolgreichen Programmen RuckZuck und Schnittkraftmeister begonnen hat. Matlab-GUIs für die Verwendung der inhouse-FEM-Software sind vor einiger Zeit hinzugekommen. In diesem Bereich Apps, graphical user interfaces (GUIs), Statikprogramme etc. gibt es eine fortlaufende Notwendigkeit der Weiterentwicklung und Verbesserung.

  • Weiterentwicklung des Schnittkraftmeisters
  • Entwickeln einer Fachwerk-App
  • Entwickeln einer App für allgemeine Stabtragwerke
  • Matlab-GUIs zur Netzgenerierung oder Visualisierung

Literaturrecherchen

Die Ausarbeitung von Literaturrecherchen im Rahmen von Masterprojekten und –arbeiten dient dazu, in einem ausgewählten Themenbereich Grundlagen, Methoden und Modelle zu erarbeiten, den Stand der Technik zu identifizieren und offene Probleme bzw. aktuelle Forschungsfragen herauszuarbeiten. Dies ist schriftlich so festzuhalten, dass eine Einarbeitung in den entsprechenden Themenkomplex einfach fällt oder ein Einsatz in der Lehre möglich ist.

  • Historische und grafische Rechenmethoden in der Baustatik
  • Locking-Verhalten in der FEM
  • Topologie- und Formoptimierung im Kontext von 3D-Drucken

Unterstützung unserer Forschungstätigkeiten

Masterprojekte und –arbeiten können auch aktuelle Forschungstätigkeiten am Institut für Baustatik unterstützen. Dies kann vor allem für Studierende sinnvoll sein, die nach dem Studium eine Promotion anstreben und Spaß an Programmiertätigkeiten haben.

  • Innovative Simulationsverfahren wie Isogeometrische Analyse, Extended Finite Element Methods (XFEM), Fictitious Domain Methods (FDMs), higher-order FEM, Randelemente (BEM) etc.
  • Anwendungen in der Bruchmechanik, Biomechanik und der Fluid-Struktur-Interaktion
  • PDEs auf gekrümmten Oberflächen mit Anwendungen in Strömungen und Strukturen
  • Experimentelle Arbeiten in Kooperation mit dem Labor für Konstruktiven Ingenieurbau