Forschung am IAS

bwHPC

High Performance Computing, Data Intensive Computing and Large Scale Scientific Data Management in Baden-Württemberg

bwHPC-S5 (sowie der Vorgänger bwHPC-C5 im Zeitraum 2013 - 2018) bilden die Brücke zwischen den Nutzern wissenschaftlicher Rechner an den Universitäten und HAWs und den HPC-Systemen in Baden-Württemberg.

Das Projekt ermöglicht die Nutzung der zur Verfügung gestellten HPC-Ressourcen für ingenieurwissenschaftliche Fragestellungen im Rahmen von CAE (i.e. numerische Strukturmechanik oder numerische Strömungsmechanik).

Das Projekt findet in Kooperation mit der Fakultät Informationstechnik statt. Projektseite bei IT.

Weitere Informationen sind auf der Projektseite zu finden: bwHPC-S5

Projektleiter
Prof. Dr.-Ing. Rainer Keller (IT)
Prof. Dr.-Ing. Rainer Stauch (MB)

Mitarbeiter
Michael Vögtle, M.Sc.


Dimension lab3

Simulation, Virtual- und Augmented Reality im MINT-Unterricht

Ziel des Verbundvorhabens „Dimension Lab 3“ ist es, vorhandene Berechnungs- und Simulationsmethoden für Bereiche, in denen die Anwendenden ein hohes plastisches, räumliches Vorstellungsvermögen sowie das richtige Einordnen von Dimensionen benötigen, durch innovative Visualisierungsmethoden besser darstellbar zu machen. Diese Bereiche betreffen insbesondere hochkomplexe, mehrdimen-sionale Problemstellungen aus z. B. der Aero- und Gasdynamik, Thermo-dynamik, Statik, u. ä.

Eine Interaktion mit den Anwendungsfällen soll durch Augmented Reality (AR) oder Virtual Reality (VR) ermöglicht werden, wobei geeignete Methoden für ein intuitives Handling zu entwickeln sind. Diese Methoden kommen exemplarisch direkt verschiedenen Forschungsvorhaben in der Windenergieforschung zugute und werden dort prototypisch erprobt. Im Gegenzug liefern die Berechnungsergeb-nisse aus den laufenden Forschungsvorhaben wichtigen Input und damit die Basis für das Dimension Lab 3. Zudem werden digitale Prozesse im Bereich Building Information Technology entwickelt, da auch gebäude-technische Anwendungen betrachtet werden sollen.

Da es sich bei DimensionLab3 um ein Lehrprojekt handelt, geht es zunächst darum, Schülerinnen und Schüler für MINT-Fächer zu motivieren und den Weg zwischen Universität und Schule zu überbrücken. Die Visualisierung komplexer Themen kann eine Quelle der Immersion sein und hat somit die Fähigkeit, Motivation und Neugier bei den Studierenden zu wecken. Wir besuchen verschiedene Schulen mit vielfältigen Angeboten, um Schülern die Möglichkeiten der Digitalisierung und Simulation in den Natur- und Ingenieurwissenschaften näher zu bringen.

Das Projekt wurde zwar als Lehrprojekt beantragt, hat aber im Kern einen starken Forschungscharakter. Dies zeigt sich z. B. auch durch die Beteiligung des HLRS der Universität Stuttgart. Weitere Informationen finden Sie hier.

Kooperationspartner/Projektpartner 
Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (HTW Saar)
Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) 

Förderung öffentlich 
Stiftung Innovation in der Hochschullehre

Wissenschaftliche Leitung
Prof. Dr.-Ing. Hermann Knaus

Mitarbeiter
Yusra Tehreem, M.Sc.

Modellierung von Windverhältnissen

In der Dissertation hat sich Asmae El Bahlouli mit der Modellierung der Windverhältnisse in urbanen Räumen und vor allem im komplexen, also hügeligen, bewaldeten Gelände beschäftigt. Die Methoden werden dazu verwendet, nach geeigneten Standorten für Windkraftanlagen in solchen Gebieten zu suchen, die vor allem in Süddeutschland zu finden sind.

Die Tätigkeiten waren zentraler Bestandteil des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekts WINSENT ("Wind Science and Engineering Test Site in Complex Terrain"). Im Rahmen von WINSENT wird ein Windforschungsstandort in Stötten bei Geislingen a. d. Steige mit zwei Windkraftanlagen und vier meteorologischen Windmessmasten errichtet.

2023 | Development of an airfoil-based passive volumetric air sampling and flow control system for fixed-wing UAS
H. Mashni / H. Knaus / A. Platis / J. Bange, Bulletin of Atmospheric Science and Technology 4, DOI: 10.1007/s42865-023-00057-4

2022 | Analysis of two different nozzle systems f or hot gas welding using CFD simulations and measurement results.
J. Schmid / D. F. Weißer / D. Mayer / L. Kroll / S. Müller / R. Stauch / M. H. Deckert, Zeitschrift Kunststofftechnik / Journal of Plastics Technology 1, DOI: 10.3139/O999.01032022

2022 | Seasonal Changes in Boundary Layer Flow over a Forested Escarpment Measured by an Uncrewed Aircraft System
K. zum Berge, / A. Gaiser / A. Platis / H. Knaus / J. Bange, Boundary-Layer Meteorology 186, DOI: 10.1007/s10546-022-00743-4

2022 | The wide range of factors contributing to wind resource assessment accuracy in complex terrain.
S. Barber / A. Schubiger / S. Koller / D. Eggli / A. Radi / A. Rumpf / H. Knaus, Wind Energy Science 7, DOI: 10.5194/wes-7-1503-2022

2022 | A New Decision Process for Choosing the Wind Resource Assessment Workflow with the Best Compromise between Accuracy and costs for a Given Project in Complex Terrain.
S. Barber / A. Schubiger / S. Koller / D. Eggli / A. Radi / A. Rumpf / H. Knaus, Energies 15, DOI: 10.3390/en15031110

2021 | Integration der MRF Modellierung in das CFD Simulationsmodell eines Formelfahrzeugs.
J. Pangerl / N. Kaiser / R. Stauch, NAFEMS Online Magazin 59, URL: https://www.nafems.org/downloads/magazin/59-nafems-online-magazin.pdf

2021 | Analysis of the Cooling Concept of the Braking System of a Formula Student Racing Car Using CFD Simulation and 1D Simulation.
R. Stauch / J. Bög / S. Grabant / R. König / D. Traub, Defect and Diffusion Forum 412, DOI: 10.4028/www.scientific.net/DDF.412.115

2021 | A Two Day Case Study: Comparison of Turbulence Data from an Unmanned Aircraft System with a Model Chain for Complex Terrain.
K. zum Berge / M. Schoen / M. Mauz / A. Platis / B. van Kesteren / D. Leukauf / A. El Bahlouli / P. Letzgus / H. Knaus / J. Bange, Boundary-Layer Meteorology 180, DOI: 10.1007/s10546-021-00608-2

2020 | Actual Total Cost reduction of commercial CFD modelling tools for Wind Resource Assessment in complex terrain.
S. Barber / A. Schubiger / S. Koller / A. Rumpf / H. Knaus / H. Nordborg, Journal of Physics: Conference Series 1618, DOI: 10.1088/1742-6596/1618/6/062012

2020 | Microscale CFD Simulations of a Wind Energy Test Site in the Swabian Alps with Mesoscale Based Inflow Data.
P. Letzgus / A. El Bahlouli / D. Leukauf / M. Hofsäß / T. Lutz / E. Krämer, Journal of Physics: Conference Series 1618, DOI: 10.1088/1742-6596/1618/6/062021

2020 | Validating CFD predictions of flow over an escarpment using ground based and airborne measurement devices.
A. El Bahlouli / D. Leukauf / A. Platis / K. Z. Berge / J. Bange / H. Knaus, Energies 13, DOI: 10.3390/en13184688

2019 | Comparison of CFD Simulation to UAS Measurements for Wind Flows in Complex Terrain: Application to the WINSENT Test Site.
A. El Bahlouli / A. Rautenberg / M. Schön / K. zum Berge / J. Bange / H. Knaus, Energies 12, DOI: 10.3390/en12101992

2018 | Application of Different Turbulence Models Simulating Wind Flow in Complex Terrain: A Case Study for the WindForS Test Site.
H. Knaus / M. Hofsäß / A. Rautenberg / J. Bange, Computation 6, DOI: 10.3390/computation6030043

2017 | Model comparison of two different non-hydrostatic formulations for the Navier Stokes equations simulating wind flow in complex terrain.
H. Knaus / A. Rautenberg / J. Bange, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 169, DOI: 10.1016/j.jweia.2017.07.017

WindForS

Windenergie Forschungscluster

WindForS ist ein Netzwerk von über 25 Gruppen an sieben Universitäten und Forschungseinrichtungen in Süddeutschland. Gemeinsam bündelt WindForS seine Fähigkeiten in der Forschung, Lehre und Ausbildung zur Windenergie. WindForS forscht im Bereich Windenergie mit dem Ziel die Windenergieerzeugung akzeptabler und billiger zu machen und diese auch im elektrischen Netz besser zu integrieren als je zuvor. Gemeinsam bündelt WindForS seine Fähigkeiten in der Forschung, Lehre und Ausbildung zur Windenergie.


 

bwHPC

High Performance Computing, Data Intensive Computing and Large Scale Scientific Data Management in Baden-Württemberg

bwHPC stellt seit 2013 das Konzept für Hochleistungsrechnen und datenintensive Dienste des Landes Baden-Württemberg dar. Durch eine hochschulübergreifende Koordination wird dabei eine einheitliche landesweite Nutzerunterstützung umgesetzt. Mit der Einführung der HPC-Kompetenzzentren bilden Experten der wissenschaftlichen und der IT-technischen Ebenen effiziente Teams. Die Hochschule Esslingen ist maßgeblich am Kompetenzzentrum Ingenieurswissenschaften beteiligt.


 

KoS

Kompetenzzentrum für Strömungsmaschinen, Simulation und Messtechnik

Der Schwerpunkt von KoS ist die Stärkung der regionalen Kompetenz im Bereich Simulation und Auslegung von Strömungsmaschinen. Insbesondere mit Fokus auf Umstellung zu Wasserstoffchemie, Windenergie und Energierückgewinnung.


 

NAFEMS

is the International Association for the Engineering Modelling, Analysis and Simulation Community.

Die NAFEMS ist eine non-Profit Organisation, die sich auf die praktische Anwendung numerischer technischer Simulationsverfahren wie der Finite-Elemente-Methode für die Strukturanalyse, der numerischen Strömungsmechanik und der Mehrkörpersimulation fokussiert. Prof. Stauch ist Mitglied des NAFEMS Computational Fluid Dynamics Advisory Board (DACH).

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