TUHH · 2020. 5. 2. · 2 4 6 6 7 10 11 13 15 19 22 25 27 29 32 34 36 38 40 42 44 47 49 51 53 55 57 59 62 64 64 67 70 72 75 77 80 84 85 87 90 92 92 95 98 102 106 108 112 113 115 118

Modulhandbuch

Master of Science (M.Sc.)Theoretischer Maschinenbau

Kohorte: Wintersemester 2019Stand: 30. April 2020

24667

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Inhaltsverzeichnis

InhaltsverzeichnisStudiengangsbeschreibungFachmodule der Kernqualifikation

Modul M0523: Betrieb & ManagementModul M0524: Nichttechnische Angebote im MasterModul M1259: Technischer Ergänzungskurs Kernfächer für TMBMS (laut FSPO)Modul M0751: Technische SchwingungslehreModul M0808: Finite Elements MethodsModul M0846: Control Systems Theory and DesignModul M1204: Modellierung und Optimierung in der DynamikModul M0939: Control Lab AModul M1306: Control Lab CModul M1150: KontinuumsmechanikModul M0714: Numerik gewöhnlicher DifferentialgleichungenModul M0807: Boundary Element MethodsModul M1203: Technische Dynamik: Numerische und experimentelle MethodenModul M0752: Nichtlineare DynamikModul M0835: Humanoide RobotikModul M0838: Linear and Nonlinear System IdentifikationModul M0657: Numerische Methoden der Thermofluiddynamik IIModul M0840: Optimal and Robust ControlModul M0605: Numerische StrukturdynamikModul M1339: Entwurfsoptimierung und probabilistische Verfahren in der StrukturmechanikModul M0604: High-Order FEMModul M1398: Ausgewählte Themen der Mehrkörperdynamik und RobotikModul M1181: Studienarbeit Theoretischer MaschinenbauModul M0603: Nichtlineare StrukturanalyseModul M0832: Advanced Topics in ControlModul M1614: Optics for Engineers

Fachmodule der Vertiefung Bio- und MedizintechnikModul M1173: Angewandte Statistik für IngenieureModul M1334: BIO II: BiomaterialsModul M1302: Angewandte Humanoide RobotikModul M0811: Bildgebende Systeme in der MedizinModul M1335: BIO II: GelenkersatzModul M0630: Robotics and Navigation in MedicineModul M0548: Bioelektromagnetik: Prinzipien und AnwendungenModul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)Modul M1249: Medizinische BildgebungModul M0746: Microsystem EngineeringModul M0623: Intelligent Systems in Medicine

Fachmodule der Vertiefung EnergietechnikModul M1235: Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrische EnergiesystemeModul M0742: WärmetechnikModul M1037: Dampfturbinen in Energie-, Umwelt- und AntriebstechnikModul M0512: SolarenergienutzungModul M1161: StrömungsmaschinenModul M1000: Kraft-Wärme-Kopplung und VerbrennungstechnikModul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)Modul M0721: KlimaanlagenModul M0906: Numerical Simulation and Lagrangian TransportModul M0641: DampferzeugerModul M0511: Stromerzeugung aus Wind- und WasserkraftModul M0508: Strömungsmechanik und MeeresenergieModul M0658: Innovative Methoden der Numerischen ThermofluiddynamikModul M0515: Energieinformationssysteme und ElektromobilitätModul M1149: Energietechnik auf Schiffen

Fachmodule der Vertiefung Flugzeug-SystemtechnikModul M0763: Flugzeugsysteme IModul M0812: Methoden des FlugzeugentwurfsModul M0771: FlugphysikModul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)Modul M1156: Systems EngineeringModul M0764: Flugzeugsysteme IIModul M1155: Flugzeug-KabinensystemeModul M1213: Avionik sicherheitskritischer SystemeModul M1043: Ausgewählte Themen der Flugzeug-SystemtechnikModul M1193: Entwurf von Kabinensystemen

Fachmodule der Vertiefung Maritime TechnikModul M1157: SchiffshilfsanlagenModul M1177: Maritime Technik und meerestechnische Systeme

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Modul M1240: Fatigue Strength of Ships and Offshore StructuresModul M0663: Marine Geotechnik und NumerikModul M1132: Maritimer TransportModul M1133: HafenlogistikModul M1021: SchiffsmotorenanlagenModul M1175: Spezielle Gebiete der Schiffspropulsion und Hydrodynamik schneller WasserfahrzeugeModul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)Modul M1233: Numerische Methoden im SchiffsentwurfModul M1146: Ship VibrationModul M1268: Lineare und Nichtlineare WellenModul M1148: Ausgewählte Themen der Schiffs- und MeerestechnikModul M1232: EistechnikModul M1165: SchiffssicherheitModul M1178: Manövrierfähigkeit und Schiffshydrodynamik beschränkter Gewässer

Fachmodule der Vertiefung MaterialwissenschaftenModul M1342: KunststoffeModul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)Modul M1170: Phänomene und Methoden der MaterialwissenschaftenModul M1226: Mechanische EigenschaftenModul M1343: Fibre-polymer-compositesModul M1239: Experimentelle Mikro- und NanomechanikModul M1237: Methoden der theoretischen MaterialphysikModul M1238: Quantenmechanik von FestkörpernModul M1152: Skalenübergreifende ModellierungModul M1199: Moderne FunktionsmaterialienModul M1198: Materialphysik und atomare MaterialmodellierungModul M1151: Werkstoffmodellierung

Fachmodule der Vertiefung Numerik und InformatikModul M0633: Industrial Process AutomationModul M1222: Design and Implementation of Software SystemsModul M0551: Pattern Recognition and Data CompressionModul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)Modul M0627: Machine Learning and Data MiningModul M0653: HochleistungsrechnenModul M0692: Approximation und StabilitätModul M0711: Numerische Mathematik IIModul M0606: Numerische Algorithmen in der StrukturmechanikModul M1248: Compiler für Eingebettete SystemeModul M0716: Hierarchische AlgorithmenModul M1020: Numerik partieller DifferentialgleichungenModul M0720: MatrixalgorithmenModul M0881: Mathematische BildverarbeitungModul M0552: 3D Computer VisionModul M1336: Soft-Computing - Einführung in MaschinenlernenModul M0550: Digital Image AnalysisModul M0677: Digital Signal Processing and Digital FiltersModul M0586: Effiziente AlgorithmenModul M0629: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics

Fachmodule der Vertiefung Produktentwicklung und ProduktionModul M0815: Product PlanningModul M0867: Produktionsplanung und -steuerung und Digitales UnternehmenModul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)Modul M1024: Methoden der integrierten ProduktentwicklungModul M1143: Methodisches KonstruierenModul M1281: Ausgewählte Themen der SchwingungslehreModul M0805: Technical Acoustics I (Acoustic Waves, Noise Protection, Psycho Acoustics )Modul M1174: Automatisierungstechnik und -systemeModul M1183: Lasersysteme und Methoden der Fertigungsprozessauslegung und -analyseModul M0806: Technical Acoustics II (Room Acoustics, Computational Methods)Modul M0739: Fabrikplanung & ProduktionslogistikModul M0563: RoboticsModul M1025: Fluidtechnik

ThesisModul M-002: Masterarbeit

Studiengangsbeschreibung

InhaltDer über 4 Semester laufende forschungsorientierte Master-Studiengang (MSc) „TheoretischerMaschinenbau” baut auf forschungsorientierten maschinenbaulich orientierte Bachelor-Studiengängen (BSc) auf. Vorausgesetzt werden entsprechend vertiefte Kenntnisse in denmathematisch-naturwissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen. Inhaltlicherwerben die Absolventen grundlagen- und methodenorientiertes, dabei interdisziplinärausgerichtetes, maschinenbauliches Wissen und zugeordnete maschinenbauliche Kompetenzen,um durch mathematische Beschreibung, Analyse und Synthese komplexer technischer SystemeMethoden, Produkte oder Prozesse zu entwickeln. Dabei vereinigt der Studiengang die beidenwichtigsten theoretisch-methodischen Gebiete, nämlich die Simulationstechnik und dieSystemtheorie. Hierzu werden mathematischen Grundlagen und vertiefte Kenntnisse in Gebietenwie der Technischen Dynamik, der Regelungstechnik, Numerik und der Strukturmechanik erlernt.

Berufliche PerspektivenDer Master-Studiengang Theoretischer Maschinenbau bereitet seine Absolventinnen undAbsolventen auf Fach- und Führungspositionen in Forschung und Entwicklung vor. Durch einenFokussierung des Studiengangs auf theoretisch-methodenorientierte Inhalte und Grundlagen sowieintensive wissenschaftliche Denkschulung steht den Absolventinnen und Absolventen ein breitesArbeitsfeld offen, speziell in den Bereich Maschinen- und Fahrzeugbau, Bio- und Medizintechnik,Energietechnik, Luft- und Raumfahrttechnik, Schiffbau, Automatisierungstechnik,Werkstoffwissenschaften und angrenzender Gebiete.

LernzieleDie Absolventinnen und Absolventen können:

Probleme wissenschaftlich analysieren und lösen, auch wenn sie unüblich oder unvollständig definiert sind und konkurrierende Spezifikationen aufweisenkomplexe Problemstellungen aus einem neuen oder in der Entwicklung begriffenen Bereich ihrer Disziplin abstrahieren und formuliereninnovative Methoden bei der grundlagenorientierten Problemlösung anwenden und neue wissenschaftliche Methoden entwickelnInformationsbedarf erkennen, Informationen finden und beschaffentheoretische und experimentelle Untersuchungen planen und durchführenDaten kritisch bewerten und daraus Schlüsse ziehendie 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 entwickelnneue Produkte, Prozesse und Methoden zu kreieren und zu entwickelnihr ingenieurwissenschaftliches Urteilsvermögen anzuwenden, um mit komplexen, möglicherweise unvollständigen Informationen zu arbeiten, Widersprüche zu erkennen und mit ihnen umzugehenWissen aus verschiedenen Bereichen methodisch zu klassifizieren und systematisch zu

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Modulhandbuch M.Sc. "Theoretischer Maschinenbau"

kombinieren sowie mit Komplexität umzugehen; sich systematisch und in kurzer Zeit in neue Aufgaben einzuarbeitenauch nicht technische Auswirkungen der Ingenieurtätigkeit systematisch zu reflektieren undin ihr Handeln verantwortungsbewusst einzubeziehenLösungen, die einer vertieften Methodenkompetenz bedürfen, zu erarbeiteneiner wissenschaftlichen Tätigkeit mit dem Ziel der Promotion erfolgreich nachzugehen.

StudiengangsstrukturDas Studium ist in grundlagenorientierte Kernfächer und ein anwendungsbezogeneVertiefungsfach aufgeteilt. In den Kernfächern werden neben weiterführenden mathematischenGrundlagen vor allem vertiefte Kenntnisse in Gebieten wie der Technischen Dynamik, derRegelungstechnik, Numerik und der Strukturmechanik erlernt. Zur Vertiefung der Grundlagen istanwendungsbezogener Vertiefungsblöcke auszuwählen. Weitere technische und nichttechnischeWahlpflichtfächer 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 MedizintechnikEnergietechnikFlugzeug-SystemtechnikMaritime TechnikNumerik und InformatikProduktentwicklung und ProduktionWerkstofftechnik

Die Wahl einer Vertiefungsrichtung ist obligatorisch, ihre Inhalte sind eng verknüpft mit denForschungsthemen der Institute. Die bereits im Bachelor-Studium für die praktischeIngenieurtätigkeit erworbenen Schlüsselqualifikationen werden innerhalb des Master Studiengangsausgebaut.

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Fachmodule der Kernqualifikation

In den Kernfächern werden neben weiterführenden mathematischen Grundlagen vor allemvertiefte Kenntnisse in Gebieten wie der Technischen Dynamik, der Regelungstechnik, Numerikund der Strukturmechanik erlernt.

Modul M0523: Betrieb & Management

Modulverantwortlicher Prof. Matthias MeyerZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse KeineModulziele/ angestrebte

LernergebnisseNach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgendenLernergebnisse erreicht

Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden sind in der Lage, ausgewähltebetriebswirtschaftliche Spezialgebiete innerhalb derBetriebswirtschaftslehre zu verorten.Die Studierenden können in ausgewähltenbetriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Theorien,Kategorien und Modelle erklären.Die Studierenden können technisches und betriebswirtschaftlichesWissen miteinander in Beziehung setzen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewähltenbetriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Methodenanwenden.Die Studierenden können für praktische Fragestellungen inbetriebswirtschaftlichen Teilbereichen Entscheidungsvorschlägebegründen.

Personale Kompetenzen

Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, in interdisziplinärenKleingruppen zu kommunizieren und gemeinsam Lösungen fürkomplexe Problemstellungen zu erarbeiten.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, sich notwendiges Wissen durchRecherchen und Aufbereitungen von Material selbstständig zuerschließen.

Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der LehrveranstaltungenLeistungspunkte 6

LehrveranstaltungenDie Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie demseparat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

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Modul M0524: Nichttechnische Angebote im Master

Modulverantwortlicher Dagmar RichterZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse KeineModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Die Nichttechnischen Angebote (NTA)

vermittelt die in Hinblick auf das Ausbildungsprofil der TUHH nötigenKompetenzen, die ingenieurwissenschaftliche Fachlehre fördern abernicht abschließend behandeln kann: Eigenverantwortlichkeit,Selbstführung, Zusammenarbeit und fachliche wie personaleLeitungsbefähigung der zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieure. Ersetzt diese Ausbildungsziele in seiner Lehrarchitektur, den Lehr-Lern-Arrangements, den Lehrbereichen und durch Lehrangebote um, indenen sich Studierende wahlweise für spezifische Kompetenzen unde i n Kompetenzniveau auf Bachelor- oder Masterebene qualifizierenkönnen. Die Lehrangebote sind jeweils in einem ModulkatalogNichttechnische Ergänzungskurse zusammengefasst.

Die Lehrarchitektur

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

Die Lernarchitektur erfordert und übt eigenverantwortlicheBildungsplanung in Hinblick auf den individuellen Kompetenzaufbau einund stellt dazu Orientierungswissen zu thematischen Schwerpunktenvon Veranstaltungen bereit.

Das über den gesamten Studienverlauf begleitend studierbare Angebotkann ggf. in ein-zwei Semestern studiert werden. Angesichts derbekannten, individuellen Anpassungsprobleme beim Übergang vonSchule zu Hochschule in den ersten Semestern und um individuellgeplante Auslandsemester zu fördern, wird jedoch von einerStudienfixierung 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 mitInterdisziplinarität und einer Vielfalt von Lernständen in Veranstaltungenwird eingeübt - und in spezifischen Veranstaltungen gezielt gefördert.

Die Lehrbereiche

basieren auf Forschungsergebnissen aus den wissenschaftlichenDisziplinen Kulturwissenschaften, Gesellschaftswissenschaften, Kunst,Geschichtswissenschaften, Kommunikationswissenschaften,Migrationswissenschaften, Nachhaltigkeitsforschung und aus derFachdidaktik der Ingenieurwissenschaften. Über alle Studiengängehinweg besteht im Bachelorbereich zusätzlich ab Wintersemester2014/15 das Angebot, gezielt Betriebswirtschaftliches undGründungswissen aufzubauen. Das Lehrangebot wird durch soft skill undFremdsprachkurse ergänzt. Hier werden insbesondere kommunikativeKompetenzen z.B. für Outgoing Engineers gezielt gefördert.

Das Kompetenzniveau

der Veranstaltungen in den Modulen der nichttechnischenErgänzungskurse unterscheidet sich in Hinblick auf das zugrunde gelegte

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Ausbildungsziel: Diese Unterschiede spiegeln sich in den verwendetenPraxisbeispielen, in den - auf unterschiedliche beruflicheAnwendungskontexte verweisende - Inhalten und im für M.Sc. stärkerwissenschaftlich-theoretischen Abstraktionsniveau. Die Soft skills fürBachelor- und für Masterabsolventinnen/ Absolventen unterscheidet sichan Hand der im Berufsleben unterschiedlichen Positionen im Team undbei der Anleitung von Gruppen.

Fachkompetenz (Wissen)

Die Studierenden können

ausgewähltes Spezialgebiete des jeweiligen nichttechnischenBereiches erläutern,in den im Lehrbereich vertretenen Disziplinen grundlegendeTheorien, Kategorien, Begrifflichkeiten, Modelle, Konzepte oderkünstlerischen Techniken skizzieren,diese fremden Fachdisziplinen systematisch auf die eigeneDisziplin beziehen, d.h. sowohl abgrenzen als auch Anschlüssebenennen,in Grundzügen skizzieren, inwiefern wissenschaftliche Disziplinen,Paradigmen, Modelle, Instrumente, Verfahrensweisen undRepräsentationsformen der Fachwissenschaften einerindividuellen und soziokulturellen Interpretation und Historizitätunterliegen, können Gegenstandsangemessen in einer Fremdsprachekommunizieren (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).

Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen

grundlegende und teils auch spezielle Methoden der genanntenWissenschaftsdisziplinen anwenden.technische Phänomene, Modelle, Theorien usw. aus derPerspektive einer anderen, oben erwähnten Fachdisziplinbefragen.einfache und teils auch fortgeschrittene Problemstellungen ausden behandelten Wissenschaftsdisziplinen erfolgreich bearbeiten,bei praktischen Fragestellungen in Kontexten, die den technischenSach- und Fachbezug übersteigen, ihre Entscheidungen zuOrganisations- und Anwendungsformen der Technik begründen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden sind fähig ,

in unterschiedlichem Ausmaß kooperativ zu lerneneigene Aufgabenstellungen in den o.g. Bereichen inadressatengerechter Weise in einer Partner- oderGruppensituation zu präsentieren und zu analysieren,nichttechnische Fragestellungen einer Zuhörerschaft mittechnischem Hintergrund verständlich darzustellensich landessprachlich kompetent, kulturell angemessen undgeschlechtersensibel auszudrücken (sofern dies der gewählteSchwerpunkt im NTW-Bereich ist)

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Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in ausgewählten Bereichen in der Lage,

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


LehrveranstaltungenDie Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie demseparat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

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

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LP

Modulverantwortlicher Prof. Robert SeifriedZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Modulziele/ angestrebteLernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgendenLernergebnisse erreicht

Fachkompetenz

Wissen siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten siehe gewähltes Modul laut FSPO


Sozialkompetenz siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit siehe gewähltes Modul laut FSPO

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 180, Präsenzstudium 0Leistungspunkte 6Studienleistung Keine

Prüfung laut FSPOPrüfungsdauer und -umfang siehe gewähltes Modul laut FSPO

Zuordnung zu folgendenCurricula Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

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Modul M0751: Technische Schwingungslehre

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPTechnische Schwingungslehre (L0701) Integrierte Vorlesung 4 6

Modulverantwortlicher Prof. Norbert HoffmannZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseAnalysisLineare AlgebraTechnische Mechanik



Fachkompetenz

Wissen Studierende können Begriffe und Zusammenhänge der TechnischenSchwingungslehre wiedergeben und weiterentwickeln.

Fertigkeiten Studierende können Methoden der Technischen Schwingungslehrebenennen und weiterentwickeln.

Personale KompetenzenSozialkompetenz Studierende können auch in Gruppen zu Arbeitsergebnissen kommen.

Selbstständigkeit Studierende können sich eigenständig Forschungsaufgaben derTechnischen Schwingungslehre erschließen.


Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 2 Stunden

Zuordnung zu folgendenCurricula

Energietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Kernqualifikation: PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: PflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0701: Technische SchwingungslehreTyp Integrierte Vorlesung

SWS 4LP 6

Arbeitsaufwand inStunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56

Dozenten Prof. Norbert HoffmannSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt Lineare und Nichtlineare Ein- und Mehrfreiheitsgradschwingungen und Wellen.

Literatur K. Magnus, K. Popp, W. Sextro: Schwingungen. Physikalische Grundlagen undmathematische Behandlung von Schwingungen. Springer Verlag, 2013.

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Modul M0808: Finite Elements Methods

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFinite-Elemente-Methoden (L0291) Vorlesung 2 3Finite-Elemente-Methoden (L0804) Hörsaalübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Otto von EstorffZulassungsvoraussetzungen None

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



Fachkompetenz

Wissen

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

Fertigkeiten

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


SozialkompetenzStudents can work in small groups on specific problems to arrive at jointsolutions.

Selbstständigkeit

The students are able to independently solve challenging computationalproblems and develop own finite element routines. Problems can beidentified and the results are critically scrutinized.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56Leistungspunkte 6

Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungNein 20 % Midterm

Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 120 min

Zuordnung zu folgenden

Bauingenieurwesen: Kernqualifikation: PflichtEnergietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme undFlugzeugvorentwurf: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMechatronics: Kernqualifikation: Pflicht

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Curricula Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation: PflichtTechnomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht

Lehrveranstaltung L0291: Finite Element MethodsTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Otto von EstorffSprachen ENZeitraum 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 MethodsTyp Hörsaalübung

SWS 2LP 3



Inhalt Siehe korrespondierende VorlesungLiteratur Siehe korrespondierende Vorlesung

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Modul M0846: Control Systems Theory and Design

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPTheorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0656) Vorlesung 2 4Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme (L0657) Gruppenübung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Herbert WernerZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse Introduction to Control SystemsModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Students can explain how linear dynamic systems are representedas state space models; they can interpret the system response toinitial states or external excitation as trajectories in state spaceThey can explain the system properties controllability andobservability, and their relationship to state feedback and stateestimation, respectivelyThey can explain the significance of a minimal realisationThey can explain observer-based state feedback and how it can beused to achieve tracking and disturbance rejectionThey can extend all of the above to multi-input multi-outputsystemsThey can explain the z-transform and its relationship with theLaplace TransformThey can explain state space models and transfer function modelsof discrete-time systemsThey can explain the experimental identification of ARX models ofdynamic systems, and how the identification problem can besolved by solving a normal equationThey can explain how a state space model can be constructedfrom a discrete-time impulse response

Fertigkeiten

Students can transform transfer function models into state spacemodels and vice versaThey can assess controllability and observability and constructminimal realisationsThey can design LQG controllers for multivariable plants They can carry out a controller design both in continuous-timeand discrete-time domain, and decide which is appropriate for agiven sampling rateThey can identify transfer function models and state space modelsof dynamic systems from experimental dataThey can carry out all these tasks using standard softwaretools (Matlab Control Toolbox, System Identification Toolbox,Simulink)



Selbstständigkeit

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

They can assess their knowledge in weekly on-line tests and thereby

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control their learning progress.




Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Kernqualifikation: PflichtEnergietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: PflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Avionik und Eingebettete Systeme:WahlpflichtInformatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Ingenieurwissenschaften:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Kernqualifikation: PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht

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Lehrveranstaltung L0656: Control Systems Theory and DesignTyp Vorlesung

SWS 2LP 4


Dozenten Prof. Herbert WernerSprachen ENZeitraum 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, Gilbertrealization • 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 andSimulink Software tools• Matlab/Simulink

Literatur

Werner, H., Lecture Notes „Control Systems Theory and Design“T. Kailath "Linear Systems", Prentice Hall, 1980K.J. Astrom, B. Wittenmark "Computer Controlled Systems" Prentice Hall,1997L. Ljung "System Identification - Theory for the User", Prentice Hall, 1999

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Lehrveranstaltung L0657: Control Systems Theory and DesignTyp Gruppenübung

SWS 2LP 2




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Modul M1204: Modellierung und Optimierung in der Dynamik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFlexible Mehrkörpersysteme (L1632) Vorlesung 2 3Optimierung dynamischer Systeme (L1633) Vorlesung 2 3


Empfohlene VorkenntnisseMathematik I, II, IIIMechanik I, II, III, IVSimulation dynamischer Systeme



Fachkompetenz

Wissen

Studierenden besitzen nach erfolgreichem Besuch des Modulsgrundlegende Kenntnis und Verständnis der Modellierung, Simulationund Analyse komplexer starrer und flexibler Mehrkörpersysteme undMethoden zur Optimierung dynamischer Systeme.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage

+ ganzheitlich zu Denken

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

+ dynamische Problem mathematisch zu beschreiben

+ dynamische Probleme zu optimieren


Sozialkompetenz

Studierende können

+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und dieArbeitsergebnisse dokumentieren.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig

+ ihren Kenntnisstand mit Hilfe von Übungsaufgaben einzuschätzen.

+ sich zur Lösung von forschungsorientierten Aufgaben notwendigesWissen eigenständig zu erschließen.


Prüfung Mündliche Prüfung

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Prüfungsdauer und -umfang 30 min


Energietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1632: Flexible MehrkörpersystemeTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Robert Seifried, Dr. Alexander HeldSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

1. Grundlagen von Mehrkörpersystemen2. Kontinuumsmechanische Grundlagen3. Lineare finite Elemente Modelle und Modellreduktion4. Nichtlineare finite Elemente Modelle: Absolute Nodal Coordinate Formulation5. Kinematik eines elastischen Körpers6. Kinetik eines elastischen Körpers7. 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.

[20]


Lehrveranstaltung L1633: Optimierung dynamischer SystemeTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Robert SeifriedSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

1. Formulierung des Optimierungsproblems und Klassifikation2. Skalare Optimierung3. Sensitivitätsanalyse4. Parameteroptimierung ohne Nebenbedingungen5. Parameteroptimierung mit Nebenbedingungen6. Stochastische Optimierungsverfahren7. Mehrkriterienoptimierung8. Topologieoptimierung

Literatur

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

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

[21]


Modul M0939: Control Lab A

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPPraktikum Regelungstechnik I (L1093) Laborpraktikum 1 1Praktikum Regelungstechnik II (L1291) Laborpraktikum 1 1Praktikum Regelungstechnik III (L1665) Laborpraktikum 1 1Praktikum Regelungstechnik IV (L1666) Laborpraktikum 1 1


Empfohlene Vorkenntnisse

State space methodsLQG controlH2 and H-infinity optimal controluncertain plant models and robust control LPV control



Fachkompetenz

WissenStudents can explain the difference between validation of acontrol lop in simulation and experimental validation

Fertigkeiten

Students are capable of applying basic system identification tools(Matlab System Identification Toolbox) to identify a dynamicmodel that can be used for controller synthesisThey are capable of using standard software tools (Matlab ControlToolbox) for the design and implementation of LQG controllersThey are capable of using standard software tools (Matlab RobustControl Toolbox) for the mixed-sensitivity design and theimplementation of H-infinity optimal controllersThey are capable of representing model uncertainty, and ofdesigning and implementing a robust controllerThey are capable of using standard software tools (Matlab RobustControl Toolbox) for the design and the implementation of LPVgain-scheduled controllers


Sozialkompetenz Students can work in teams to conduct experiments anddocument the results

Selbstständigkeit Students can independently carry out simulation studies to designand validate control loops


Prüfung Schriftliche AusarbeitungPrüfungsdauer und -umfang 1


Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1093: Control Lab ITyp Laborpraktikum

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Herbert Werner, Patrick Göttsch, Adwait DatarSprachen ENZeitraum WiSe/SoSe

Inhalt One of the offered experiments in control theory.

LiteraturExperiment Guides

Lehrveranstaltung L1291: Control Lab IITyp Laborpraktikum

SWS 1LP 1




Literatur Experiment Guides

Lehrveranstaltung L1665: Control Lab IIITyp Laborpraktikum

SWS 1LP 1





[23]


Lehrveranstaltung L1666: Control Lab IVTyp Laborpraktikum

SWS 1LP 1





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Modul M1306: Control Lab C

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPPraktikum Regelungstechnik IX (L1836) Laborpraktikum 1 1Praktikum Regelungstechnik VII (L1834) Laborpraktikum 1 1Praktikum Regelungstechnik VIII (L1835) Laborpraktikum 1 1



State space methodsLQG controlH2 and H-infinity optimal controluncertain plant models and robust control LPV control



Fachkompetenz

Wissen Students can explain the difference between validation of acontrol lop in simulation and experimental validation

Fertigkeiten

Students are capable of applying basic system identification tools(Matlab System Identification Toolbox) to identify a dynamicmodel that can be used for controller synthesisThey are capable of using standard software tools (Matlab ControlToolbox) for the design and implementation of LQG controllersThey are capable of using standard software tools (Matlab RobustControl Toolbox) for the mixed-sensitivity design and theimplementation of H-infinity optimal controllersThey are capable of representing model uncertainty, and ofdesigning and implementing a robust controllerThey are capable of using standard software tools (Matlab RobustControl Toolbox) for the design and the implementation of LPVgain-scheduled controllers


Sozialkompetenz Students can work in teams to conduct experiments anddocument the results

Selbstständigkeit Students can independently carry out simulation studies to designand validate control loops


Prüfung Schriftliche AusarbeitungPrüfungsdauer und -umfang 1


Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1836: Control Lab IXTyp Laborpraktikum

SWS 1LP 1





Lehrveranstaltung L1834: Control Lab VIITyp Laborpraktikum

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Herbert Werner, Patrick GöttschSprachen ENZeitraum WiSe/SoSe



Lehrveranstaltung L1835: Control Lab VIIITyp Laborpraktikum

SWS 1LP 1





[26]


Modul M1150: Kontinuumsmechanik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPKontinuumsmechanik (L1533) Vorlesung 2 3Kontinuumsmechanik Übung (L1534) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Christian CyronZulassungsvoraussetzungen Keine


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



Fachkompetenz

WissenDie Studierenden können grundlegende Konzepte zur Berechnung vonmechanischem Materialverhalten erklären. Sie können Methoden derKontinuumsmechanik im größeren Kontext erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können Bilanzgleichungen aufstellen und Grundlagender Deformationstheorie elastischer Körper anwenden und auf diesemGebiet spezifische Aufgabenstellungen sowohl anwendungsorientiert alsauch forschungsorientiert bearbeiten


Sozialkompetenz

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

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächenermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Problemeim Bereich der Kontinuumsmechanik identifizieren und lösen und sichdafür benötigtes Wissen aneignen.




Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:Wahlpflicht

[27]


Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1533: KontinuumsmechanikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Christian CyronSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Kinematik deformierbarer KörperBilanzgleichungen (Massenbilanz, Energiegleichung, …)SpannungszustandMaterialmodellierung

Literatur

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

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer

Lehrveranstaltung L1534: Kontinuumsmechanik ÜbungTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3



Inhalt

Kinematik deformierbarer KörperBilanzgleichungen (Massenbilanz, Energiegleichung, …)SpannungszustandMaterialmodellierung

Literatur

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

I-S. Liu: Continuum Mechanics, Springer

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Modul M0714: Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNumerik gewöhnlicher Differentialgleichungen (L0576) Vorlesung 2 3Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen (L0582) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Sabine Le BorneZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseMathematik I, II, III für Ingenieurstudierende (deutsch oderenglisch) oder Analysis & Lineare Algebra I + II sowie Analysis IIIfür TechnomathematikerMATLAB Grundkenntnisse



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können

numerische Verfahren zur Lösung gewöhnlicherDifferentialgleichungen benennen und deren Kernideen erläutern,Konvergenzaussagen (inklusive der an das zugrundeliegendeProblem gestellten Voraussetzungen) zu den behandeltennumerischen Verfahren wiedergeben,

Aspekte der praktischen Durchführung numerischer Verfahrenerklären.Wählen Sie die entsprechende numerische Methode für konkreteProbleme, implementieren die numerischen Algorithmen effizientund interpretieren die numerischen Ergebnisse

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage,

numerische Methoden zur Lösung gewöhnlicherDifferentialgleichungen in MATLAB zu implementieren,anzuwenden und zu vergleichen,das Konvergenzverhalten numerischen Methoden in Abhängigkeitvom gestellten Problem und des verwendeten Lösungsalgorithmuszu begründen,z u gegebener Problemstellung einen geeigneten Lösungsansatzzu entwickeln, gegebenenfalls durch Zusammensetzen mehrererAlgorithmen, diesen durchzuführen und die Ergebnisse kritischauszuwerten.


Sozialkompetenz

Studierende können

in heterogen zusammengesetzten Teams (d.h. ausunterschiedlichen Studiengängen und mit unterschiedlichemHintergrundwissen) zusammenarbeiten, sich theoretischeG r u n d l a g e n erklären sowie bei praktischenImplementierungsaspekten der Algorithmen unterstützen.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

selbst einzuschätzen, ob sie die begleitenden theoretischen undpraktischen Übungsaufgaben besser allein oder im Team lösen,ihren Lernstand konkret zu beurteilen und gegebenenfalls gezieltFragen zu stellen und Hilfe zu suchen.

[29]





Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik:WahlpflichtChemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung ChemischeVerfahrenstechnik: WahlpflichtChemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung AllgemeineVerfahrenstechnik: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtEnergietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtMathematical Modelling in Engineering: Theory, Numerics, Applications:Vertiefung l. Numerics (TUHH): PflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung I. Mathematik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: PflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0576: Numerik gewöhnlicher DifferentialgleichungenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Sabine Le Borne, Dr. Christian SeifertSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Numerische Verfahren für Anfangswertprobleme

EinschrittverfahrenMehrschrittverfahrenSteife ProblemeDifferentiell-algebraische Gleichungen vom Index 1

Numerische Verfahren für Randwertaufgaben

MehrzielmethodeDifferenzenverfahrenVariationsmethoden

LiteraturE. Hairer, S. Noersett, G. Wanner: Solving Ordinary Differential Equations I:Nonstiff ProblemsE. Hairer, G. Wanner: Solving Ordinary Differential Equations II: Stiff andDifferential-Algebraic Problems

[30]


Lehrveranstaltung L0582: Numerik gewöhnlicher DifferentialgleichungenTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Sabine Le Borne, Dr. Christian SeifertSprachen DE/ENZeitraum SoSe


[31]


Modul M0807: Boundary Element Methods

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPBoundary-Elemente-Methoden (L0523) Vorlesung 2 3Boundary-Elemente-Methoden (L0524) Hörsaalübung 2 3


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



Fachkompetenz

Wissen

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

Fertigkeiten

The students are capable to handle engineering problems by formulatingsuitable boundary elements, assembling the corresponding systemmatrices, and solving the resulting system of equations.



Selbstständigkeit

The students are able to independently solve challenging computationalproblems and develop own boundary element routines. Problems can beidentified and the results are critically scrutinized.


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungNein 20 % Midterm



Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: WahlpflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: WahlpflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: WahlpflichtEnergietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtMechanical Engineering and Management: VertiefungProduktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: Wahlpflicht

[32]


Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0523: Boundary Element MethodsTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Otto von EstorffSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

- Boundary value problems - Integral equations- Fundamental Solutions- Element formulations- Numerical integration- Solving systems of equations (statics, dynamics)- Special BEM formulations- Coupling of FEM and BEM

- Hands-on Sessions (programming of BE routines)- Applications

LiteraturGaul, L.; Fiedler, Ch. (1997): Methode der Randelemente in Statik und Dynamik.Vieweg, Braunschweig, WiesbadenBathe, K.-J. (2000): Finite-Elemente-Methoden. Springer Verlag, Berlin

Lehrveranstaltung L0524: Boundary Element MethodsTyp Hörsaalübung

SWS 2LP 3




[33]


Modul M1203: Technische Dynamik: Numerische und experimentelleMethoden

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPLaborpraktium Technische Dynamik (L1631) Laborpraktikum 3 3Technische Dynamik (L1630) Vorlesung 2 3



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

Numerik gewöhnlicher Differntialgleichungen



Fachkompetenz

Wissen

Studierenden besitzen nach erfolgreichem Besuch des ModulsTechnische Dynamik grundlegende Kenntnisse über die wichtigstenMethoden der Dynamik und haben ein gutes Verständnis der wichtigstenZusammenhänge in der Technischen Dynamik.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage


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


+ dynmsiche Probleme numerisch und experimentell zu untersuchen


Sozialkompetenz

Studierende können

+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und dieArbeitsergebnisse dokumentieren.

Selbstständigkeit


+ ihren Kenntnisstand mit Hilfe von Übungsaufgaben und Versucheneinzuschätzen.



StudienleistungVerpflichtendBonus Art der Studienleistung Beschreibung

Ja KeinerFachtheoretisch-fachpraktischeStudienleistung

Versuche Fachlabor

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Zuordnung zu folgendenCurricula Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht

Lehrveranstaltung L1631: Laborpraktium Technische DynamikTyp Laborpraktikum

SWS 3LP 3


Dozenten Dr. Marc-André PickSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

In Gruppen werden praktische Übungen aus unterschiedlichen Bereichen derTechnischen Dynamik mit Schwerpunkt numerischer Simulation, experimentellerValidierung und experimenteller Schwingungsanalyse selbständig durchgeführt. Diein der Vorlesung Technischer Dynamik erarbeiteten numerischenSimulationsmethoden werden für Beispielsysteme selbständig in Matlabimplementiert und simuliert. Anhand der experimentellen Versuche wird neben demWissen über die aktuelle Problemstellung Erfahrungen im Umgang mit Meßgeräten,Sensoren, Signalverarbeitungsgeräten und mit der Meßdatenverarbeitung am PCgesammelt.

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

Lehrveranstaltung L1630: Technische DynamikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Robert SeifriedSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

1. Modellierung von Mehrkörpersystemen2. Kinematische und kinetische Grundlagen3. Bindungen4. Mehrkörpersysteme in Minimalkoordinaten5. Zustandsraum, Linearisierung und Modalanalyse6. Mehrkörpersysteme mit kinematischen Schleifen7. Mehrkörpersysteme in DAE-Form8. Nichtholonome Mehrkörpersysteme9. 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.

[35]


Modul M0752: Nichtlineare Dynamik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNichtlineare Dynamik (L0702) Integrierte Vorlesung 4 6


Empfohlene VorkenntnisseAnalysisLineare AlgebraTechnische Mechanik



Fachkompetenz

WissenStudierende sind in der Lage bestehende Begriffe und Konzepte derNichtlinearen Dynamik wiederzugeben und neue Begriffe und Konzeptezu entwickeln.

FertigkeitenStudierende sind in der Lage bestehende Verfahren und Methoden derNichtlinearen Dynamik anzuwenden und neue Verfahren und Methodenzu entwickeln.

Personale KompetenzenSozialkompetenz Studierende können Arbeitsergebnisse auch in Gruppen erzielen.

SelbstständigkeitStudierende können eigenständig vorgegebene Forschungsaufgabenangehen und selbständig neue Forschungsaufgaben identifizieren undbearbeiten.




Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0702: Nichtlineare DynamikTyp Integrierte Vorlesung

SWS 4LP 6


Dozenten Prof. Norbert HoffmannSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt Grundlagen der Nichtlinearen Dynamik.Literatur S. Strogatz: Nonlinear Dynamics and Chaos. Perseus, 2013.

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Modul M0835: Humanoide Robotik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPHumanoide Robotik (L0663) Seminar 2 2

Modulverantwortlicher Patrick GöttschZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der RegelungstechnikControl systems theory and design



Fachkompetenz

WissenDie Studierenden können Eigenschaften der humanoiden Robotiknennen und erläutern.Die Studierenden können Regelkonzepte für verschiedeneAufgaben der Humanoiden Robotik anwenden.

Fertigkeiten

Die Studierenden erarbeiten sich neues Wissen zu ausgewähltenAspekten der humanoiden Robotik aus ausgewähltenLiteraturquellen.Die Studierenden abstrahieren und fassen die Inhalte zusammen,um sie den anderen Teilnehmern zu präsentieren.Die Studierenden üben gemeinsam Erstellung und Halten einerPräsentation


Sozialkompetenz

Die Studierenden können in fachlich gemischten Teamsgemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderenvertreten.Sie sind in der Lage angemessenes Feedback zu geben und mitRückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktivumzugehen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden bewerten selbständig Vor- und Nachteile vonPräsentationsformen für bestimmte Aufgaben und sie wähleneigenverantwortlich die jeweils beste Lösung aus.Die Studierenden erarbeiten sich selbständig einwissenschaftliches Teilgebiet, können dieses in einer Präsentationvorstellen und verfolgen aktiv die Präsentationen andererStudierender, so dass ein interaktiver Diskurs über einwissenschaftliches Thema entsteht.


[38]


Prüfung ReferatPrüfungsdauer und -umfang 30 min


Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0663: Humanoide RobotikTyp Seminar

SWS 2LP 2


Dozenten Patrick GöttschSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt Grundlagen der RegelungstechnikControl systems theory and design

Literatur

- B. Siciliano, O. Khatib. "Handbook of Robotics. Part A: Robotics Foundations",

Springer (2008).

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Modul M0838: Linear and Nonlinear System Identifikation

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPLineare und Nichtlineare Systemidentifikation (L0660) Vorlesung 2 3



Classical control (frequency response, root locus)State space methodsDiscrete-time systemsLinear algebra, singular value decompositionBasic knowledge about stochastic processes



Fachkompetenz

Wissen

Students can explain the general framework of the prediction errormethod and its application to a variety of linear and nonlinearmodel structuresThey can explain how multilayer perceptron networks are used tomodel nonlinear dynamicsThey can explain how an approximate predictive control schemecan be based on neural network modelsThey can explain the idea of subspace identification and itsrelation to Kalman realisation theory

Fertigkeiten

Students are capable of applying the predicition error method tothe experimental identification of linear and nonlinear models fordynamic systemsThey are capable of implementing a nonlinear predictive controlscheme based on a neural network modelThey are capable of applying subspace algorithms to theexperimental identification of linear models for dynamic systemsThey can do the above using standard software tools (includingthe Matlab System Identification Toolbox)


SozialkompetenzStudents can work in mixed groups on specific problems to arrive at jointsolutions.

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


Prüfung Mündliche PrüfungPrüfungsdauer und -umfang 30 min


Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:

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Curricula WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0660: Linear and Nonlinear System IdentificationTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Herbert WernerSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

Prediction error methodLinear and nonlinear model structuresNonlinear model structure based on multilayer perceptron networkApproximate predictive control based on multilayer perceptron networkmodelSubspace identification

LiteraturLennart Ljung, System Identification - Theory for the User, Prentice Hall 1999M. Norgaard, O. Ravn, N.K. Poulsen and L.K. Hansen, Neural Networks forModeling and Control of Dynamic Systems, Springer Verlag, London 2003T. Kailath, A.H. Sayed and B. Hassibi, Linear Estimation, Prentice Hall 2000

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Modul M0657: Numerische Methoden der Thermofluiddynamik II

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNumerische Methoden der Thermofluiddynamik II (L0237) Vorlesung 2 3Numerische Methoden der Thermofluiddynamik II (L0421) Hörsaalübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Thomas RungZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundkenntnisse in numerischer und allgemeiner ThermofluiddynamikModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Aufbau von vertieften methodischen Kenntnissen in numerischerThermofluiddynamik, insbesondere Finite-VolumenTechniken. Detailliertes Verständnis der theoretischen Hintergründekomplexer CFD-Simulationssoftware.

Fertigkeiten

Erwerb von Schnittstellenverständnis und Ausbau derProgrammierkompetenzen. Fähigkeit zur Analyse und Bewertungunterschiedlicher Lösungsansätze.


Sozialkompetenz Verbesserte Teamfähigkeit durch Gruppenübungen.

Selbstständigkeit Selbstständige Analyse von problemspezifischen Lösungsansätzen.Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56

Leistungspunkte 6Studienleistung Keine

Prüfung Mündliche PrüfungPrüfungsdauer und -umfang 0.5h-0.75h


Energietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0237: Numerische Methoden der Thermofluiddynamik IITyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Thomas RungSprachen DE/ENZeitraum SoSe

InhaltNumerische Modellierung komplexer turbulenter Ein- und Mehrphasenströmungenmit höherwertigen Ansätzen für unstrukturierte und netzfreieApproximationstechniken

Literatur

1) Vorlesungsmanuskript und Übungsunterlagen

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

Lehrveranstaltung L0421: Numerische Methoden der Thermofluiddynamik IITyp Hörsaalübung

SWS 2LP 3




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Modul M0840: Optimal and Robust Control

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPOptimale und robuste Regelung (L0658) Vorlesung 2 3Optimale und robuste Regelung (L0659) Gruppenübung 2 3


Empfohlene VorkenntnisseClassical control (frequency response, root locus)State space methodsLinear algebra, singular value decomposition



Fachkompetenz

Wissen

Students can explain the significance of the matrix Riccatiequation for the solution of LQ problems.They can explain the duality between optimal state feedback andoptimal state estimation.They can explain how the H2 and H-infinity norms are used torepresent stability and performance constraints.They can explain how an LQG design problem can be formulatedas special case of an H2 design problem.They can explain how model uncertainty can be represented in away that lends itself to robust controller designThey can explain how - based on the small gain theorem - a robustcontroller can guarantee stability and performance for anuncertain plant.They understand how analysis and synthesis conditions onfeedback loops can be represented as linear matrix inequalities.

Fertigkeiten

Students are capable of designing and tuning LQG controllers formultivariable plant models.They are capable of representing a H2 or H-infinity design problemin the form of a generalized plant, and of using standard softwaretools for solving it.They are capable of translating time and frequency domainspecifications for control loops into constraints on closed-loopsensitivity functions, and of carrying out a mixed-sensitivitydesign.They are capable of constructing an LFT uncertainty model for anuncertain system, and of designing a mixed-objective robustcontroller.They are capable of formulating analysis and synthesis conditionsas 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).


Sozialkompetenz Students can work in small groups on specific problems to arrive at jointsolutions.

Selbstständigkeit

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

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Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtEnergietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

[45]


Lehrveranstaltung L0658: Optimal and Robust ControlTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

Optimal regulator problem with finite time horizon, Riccati differentialequationTime-varying and steady state solutions, algebraic Riccati equation,Hamiltonian systemKalman’s identity, phase margin of LQR controllers, spectral factorizationOptimal state estimation, Kalman filter, LQG controlGeneralized plant, review of LQG controlSignal and system norms, computing H2 and H∞ normsSingular value plots, input and output directionsMixed sensitivity design, H∞ loop shaping, choice of weighting filters

Case study: design example flight controlLinear matrix inequalities, design specifications as LMI constraints (H2, H∞and pole region)Controller synthesis by solving LMI problems, multi-objective designRobust control of uncertain systems, small gain theorem, representation ofparameter uncertainty

Literatur

Werner, H., Lecture Notes: "Optimale und Robuste Regelung"Boyd, S., L. El Ghaoui, E. Feron and V. Balakrishnan "Linear MatrixInequalities in Systems and Control", SIAM, Philadelphia, PA, 1994Skogestad, S. and I. Postlewhaite "Multivariable Feedback Control", JohnWiley, Chichester, England, 1996Strang, G. "Linear Algebra and its Applications", Harcourt Brace Jovanovic,Orlando, FA, 1988Zhou, K. and J. Doyle "Essentials of Robust Control", Prentice HallInternational, Upper Saddle River, NJ, 1998

Lehrveranstaltung L0659: Optimal and Robust ControlTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3




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Modul M0605: Numerische Strukturdynamik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNumerische Strukturdynamik (L0282) Vorlesung 3 4Numerische Strukturdynamik (L0283) Gruppenübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Alexander DüsterZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseVorkenntnisse bzgl. partieller Differentialgleichungen sindempfehlenswert.



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können+ einen Überblick über die Verfahren zur numerischen Lösung vonstrukturdynamischen Problemen geben.+ den Einsatz von Finite-Elemente-Programmen zur Lösung vonProblemen der Strukturdynamik erläutern.+ mögliche Probleme strukturdynamischer Berechnungen aufzählen, imkonkreten Fall erkennen und die entsprechenden mathematischen undmechanischen Hintergründe erläutern.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage + strukturdynamische Probleme zu modellieren.+ für Probleme der Strukturdynamik geeignete Lösungsverfahrenauszuwählen.+ Berechnungsverfahren zur Lösung von Problemen derStrukturdynamik anzuwenden. + Ergebnisse von numerischen Berechnungen zur Strukturdynamik zuverifizieren und kritisch zu beurteilen.


SozialkompetenzStudierende können+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und dieArbeitsergebnisse dokumentieren.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig+ für die Lösung von komplexen Aufgaben eigenständig Wissenerwerben.


Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 2h


Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtMaterialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0282: Numerische StrukturdynamikTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Alexander DüsterSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

1. Motivation2. Grundlagen der Dynamik3. Zeitintegrationsverfahren4. Modalanalyse5. Fourier-Transformation6. Ausgewählte Beispiele

Literatur[1] K.-J. Bathe, Finite-Elemente-Methoden, Springer, 2002.[2] J.L. Humar, Dynamics of Structures, Taylor & Francis, 2012.

Lehrveranstaltung L0283: Numerische StrukturdynamikTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2




[48]


Modul M1339: Entwurfsoptimierung und probabilistische Verfahren inder Strukturmechanik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPEntwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in derStrukturmechanik (L1873) Vorlesung 2 3Entwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in derStrukturmechanik (L1874) Hörsaalübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Benedikt KriegesmannZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Technische MechanikHöhere Mathematik



Fachkompetenz

Wissen

EntwurfsoptimierungGradientenbasierte VerfahrenGenetische AlgorithmenOptimierung unter NebenbedingungenTopologieoptimierung

ZuverlässigkeitsanalyseGrundlagen der StochastikMonte-Carlo-MethodenSemi-analytische Verfahren

Robustheitsoptimierung EntwurfsoptimierungRobustheitsmaßeVerknüpfung von EntwurfsoptimierungZuverlässigkeitsanalyse

Fertigkeiten

Anwendung von Optimierungsalgorithmen und probabilistischenMethoden im StrukturentwurfProgrammieren mit MatlabImplementieren von AlgorithmenFehlersuche


Sozialkompetenz Arbeiten im Team (Hausarbeit)Mündliche Verteidigung der eigenen Arbeit

SelbstständigkeitAnwenden der erlernten Methoden im Rahmen einer HausarbeitEinarbeitung in vorgegebenen QuellcodeDarstellen der Lösungswege und Ergebnisse


Prüfung Schriftliche AusarbeitungPrüfungsdauer und -umfang 10 Seiten


Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme undFlugzeugvorentwurf: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:Wahlpflicht

[49]


Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1873: Entwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in derStrukturmechanik

Typ VorlesungSWS 2

LP 3Arbeitsaufwand in

Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28

Dozenten Prof. Benedikt KriegesmannSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Im Kurs werden theoretischen Grundlagen der Entwurfsoptimierung undZuverlässigkeitsanalyse vermittelt, der Fokus liegt jedoch auf demAnwendungsbezug dieser Verfahren. Die Inhalte werden in Veranstaltungenvermittelt, 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:

EntwurfsoptimierungGradientenbasierte VerfahrenGenetische AlgorithmenOptimierung unter NebenbedingungenTopologieoptimierung

ZuverlässigkeitsanalyseGrundlagen der StochastikMonte-Carlo-MethodenSemi-analytische Verfahren

Robustheitsoptimierung EntwurfsoptimierungRobustheitsmaßeVerknüpfung von Entwurfsoptimierung Zuverlässigkeitsanalyse

Literatur

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

Lehrveranstaltung L1874: Entwurfsoptimierung und Probabilistische Verfahren in derStrukturmechanik

Typ HörsaalübungSWS 2



Dozenten Prof. Benedikt KriegesmannSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt Matlab-Übungen zur VorlesungLiteratur siehe Vorlesung

[50]


Modul M0604: High-Order FEM

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPHigh-Order FEM (L0280) Vorlesung 3 4High-Order FEM (L0281) Hörsaalübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Alexander DüsterZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse Knowledge of partial differential equations is recommended.



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 agiven situation and to explain their mathematical and mechanicalbackground.

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 finiteelement procedure.+ critically judge results of high-order finite elements.+ transfer their knowledge of high-order finite elements to newproblems.


SozialkompetenzStudents are able to+ solve problems in heterogeneous groups and to document thecorresponding results.

Selbstständigkeit

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


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungNein 10 % Referat Forschendes Lernen



Energietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMaterialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtMechanical Engineering and Management: VertiefungProduktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

[51]


Lehrveranstaltung L0280: High-Order FEMTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Alexander DüsterSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

1. Introduction2. Motivation3. Hierarchic shape functions4. Mapping functions5. Computation of element matrices, assembly, constraint enforcement and solution6. Convergence characteristics7. Mechanical models and finite elements for thin-walled structures8. Computation of thin-walled structures9. Error estimation and hp-adaptivity10. High-order fictitious domain methods

Literatur

[1] Alexander Düster, High-Order FEM, Lecture Notes, Technische UniversitätHamburg-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 FEMTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Alexander DüsterSprachen ENZeitraum SoSe


[52]


Modul M1398: Ausgewählte Themen der Mehrkörperdynamik undRobotik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFormulas and Vehicles - Die Mathematik und Mechanik desautonomen Fahrens (L1981)

Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 6



Mechanik IV, Technische Dynamik oder Robotik

Theorie und Entwurf regelungstechnischer Systeme

Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen



Fachkompetenz

Wissen

Studierenden besitzen nach erfolgreichem Besuch des Modulsweiterführende Kenntnis und Verständnis in ausgewähltenAnwendungsbereichen der Mehrkörperdynamik und Robotik

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage


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


+ dynamische Probleme auf Hardware zu implementieren


Sozialkompetenz

Studierende können

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

Selbstständigkeit


+ ihren Kenntnisstand mit Hilfe von Übungsaufgaben und Projekteneinzuschätzen.



Prüfung ReferatPrüfungsdauer und -umfang TBA


Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

[53]


Lehrveranstaltung L1981: Formulas and Vehicles - Die Mathematik und Mechanik desautonomen Fahrens

Typ Projekt-/problembasierte LehrveranstaltungSWS 2



Dozenten Prof. Robert SeifriedSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

•Interdisziplinär zwischen angewandter Mathematik (Systemtheorie) undIngenieurwesen (Maschinenbau) angesiedelt

•Bearbeitung von Fragestellungen des autonomen Fahrens in interdisziplinärenKleingruppen

•Entwicklung theoretischer Regelungsverfahren sowie deren Implementation anVersuchsfahrzeugen

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

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

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

[54]


Modul M1181: Studienarbeit Theoretischer Maschinenbau


Modulverantwortlicher Dozenten des SD MZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseFinite-Elemente-MethodenTheorie und Entwurf regelungstechnischer SystemeTechnische DynamikNumerik gewöhnlicher Differentialgleichungen



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können ihre Detailkenntnisse im Gebiet desTheoretischen Maschinenbaus demonstrieren. Sie können zum Stand vonEntwicklung und Anwendung Beispiele geben und diese kritisch unterBerücksichtigung aktueller Probleme und Rahmenbedingungen inWissenschaft und Gesellschaft diskutieren.

Die Studierenden sind in der Lage, für eine grundlagenorientierte,praktische Fragestellung aus dem Bereich des TheoretischenMaschinenbaus eigenständig eine Lösungsstrategie zu definieren undeinzelne Lösungsansätze zu skizzieren. Dabei können sietheorieorientiert vorgehen und aktuelle sicherheitstechnische,ökologische, ethische und wirtschaftliche Gesichtspunkte nach demStand der Wissenschaft und zugehöriger gesellschaftlicher Diskussioneneinbeziehen.

Wissenschaftliche Arbeitstechniken, die sie zur eigenenProjektbearbeitung gewählt haben, können sie detailliert darlegen undkritisch erörtern.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, zur Projektbearbeitung selbständigMethoden auszuwählen und diese Auswahl zu begründen. Sie könnendarlegen, wie sie die Methoden auf das spezifische Anwendungsfeldbeziehen und hierfür an den Anwendungskontext anpassen. Über dasProjekt hinaus weisende Ergebnisse sowie Weiterentwicklungen könnensie in Grundzügen skizzieren.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können die Relevanz und den Zuschnitt ihrerProjektaufgabe, die Arbeitsschritte und Teilprobleme für die Diskussionund Erörterung in größeren Gruppen aufbereiten, die Diskussionenanleiten und Kolleginnen und Kollegen Rückmeldung zu ihren Projektengeben.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind fähig, die zur Bearbeitung der Projektarbeitnotwendigen Arbeitsschritte und Abläufe selbständig unterBerücksichtigung vorgegebener Fristen zu planen und zudokumentieren. Hierzu gehört, dass sie sich aktuelle wissenschaftlicheInformationen zielorientiert beschaffen können. Ferner sind sie in derLage, bei Fachexperten Rückmeldungen zum Arbeitsfortschritteinzuholen, um hochwertige, auf den Stand von Wissenschaft undTechnik bezogene Arbeitsergebnisse zu erreichen.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 360, Präsenzstudium 0[55]



Prüfung StudienarbeitPrüfungsdauer und -umfang laut FSPO

Zuordnung zu folgendenCurricula Theoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Pflicht

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Modul M0603: Nichtlineare Strukturanalyse

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNichtlineare Strukturanalyse (L0277) Vorlesung 3 4Nichtlineare Strukturanalyse (L0279) Gruppenübung 1 2





Fachkompetenz

Wissen

Studierende können+ einen Überblick über die verschiedenen nichtlinearenstrukturmechanischen Phänomene geben.+ den mechanischen Hintergrund von nichtlinearen Phänomenen in derStrukturmechanik erläutern.+ mögliche Probleme bei der nichtlinearen Strukturanalyse aufzählen, imkonkreten Fall erkennen und die entsprechenden mathematischen undmechanischen Hintergründe erläutern.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage + nichtlineare strukturmechanische Probleme zu modellieren.+ für gegebene nichtlineare strukturmechanische Probleme dasgeeignete Berechnungsverfahren auszuwählen.+ Finite-Elemente-Verfahren auf nichtlineare strukturmechanischeProbleme anzuwenden. + Ergebnisse von nichtlinearen finiten Elemente Berechnungen zuverifizieren und kritisch zu beurteilen.+ die Vorgehensweise zur Lösung von nichtlinearen Problemen auf neueProblemstellungen zu übertragen.


Sozialkompetenz

Studierende können+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und dieArbeitsergebnisse dokumentieren.+ erlerntes Wissen innerhalb der Gruppe weitergeben.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig+ für die Lösung von komplexen Aufgaben eigenständig Wissenerwerben.




Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Bauingenieurwesen: WahlpflichtMaterialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:

[57]


Curricula WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtShip and Offshore Technology: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0277: Nichtlineare StrukturanalyseTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Alexander DüsterSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

1. Einleitung2. Nichtlineare Phänomene3. Mathematische Grundlagen4. Kontinuumsmechanische Grundlagen5. Räumliche Diskretisierung mit Finiten Elementen6. Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme7. Lösung elastoplastischer Probleme8. Stabilitätsprobleme9. Kontaktprobleme

Literatur

[1] Alexander Düster, Nonlinear Structrual Analysis, Lecture Notes, TechnischeUniversität Hamburg-Harburg, 2014.[2] Peter Wriggers, Nonlinear Finite Element Methods, Springer 2008.[3] Peter Wriggers, Nichtlineare Finite-Elemente-Methoden, Springer 2001.[4] Javier Bonet and Richard D. Wood, Nonlinear Continuum Mechanics for FiniteElement Analysis, Cambridge University Press, 2008.

Lehrveranstaltung L0279: Nichtlineare StrukturanalyseTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Alexander DüsterSprachen DE/ENZeitraum WiSe


[58]


Modul M0832: Advanced Topics in Control

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAusgewählte Themen der Regelungstechnik (L0661) Vorlesung 2 3Ausgewählte Themen der Regelungstechnik (L0662) Gruppenübung 2 3


Empfohlene Vorkenntnisse H-infinity optimal control, mixed-sensitivity design, linear matrixinequalities



Fachkompetenz

Wissen

Students can explain the advantages and shortcomings of theclassical gain scheduling approachThey can explain the representation of nonlinear systems in theform of quasi-LPV systemsThey can explain how stability and performance conditions for LPVsystems can be formulated as LMI conditionsThey can explain how gridding techniques can be used to solveanalysis and synthesis problems for LPV systemsThey are familiar with polytopic and LFT representations of LPVsystems and some of the basic synthesis techniques associatedwith each of these model structures

Students can explain how graph theoretic concepts are used torepresent the communication topology of multiagent systemsThey can explain the convergence properties of first orderconsensus protocolsThey can explain analysis and synthesis conditions for formationcontrol loops involving either LTI or LPV agent models

Students can explain the state space representation of spatiallyinvariant distributed systems that are discretized according to anactuator/sensor arrayThey can explain (in outline) the extension of the bounded reallemma to such distributed systems and the associated synthesisconditions for distributed controllers

Fertigkeiten

Students are capable of constructing LPV models of nonlinearplants and carry out a mixed-sensitivity design of gain-scheduledcontrollers; they can do this using polytopic, LFT or general LPVmodels They are able to use standard software tools (Matlab robustcontrol toolbox) for these tasks

Students are able to design distributed formation controllers forgroups of agents with either LTI or LPV dynamics, using Matlabtools provided

Students are able to design distributed controllers for spatially

[59]


interconnected systems, using the Matlab MD-toolbox

Personale KompetenzenSozialkompetenz Students can work in small groups and arrive at joint results.

Selbstständigkeit

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

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56




Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Avionik und eingebettete Systeme:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:Wahlpflicht

[60]


Lehrveranstaltung L0661: Advanced Topics in ControlTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

Linear Parameter-Varying (LPV) Gain Scheduling

- Linearizing gain scheduling, hidden coupling- Jacobian linearization vs. quasi-LPV models- Stability and induced L2 norm of LPV systems- Synthesis of LPV controllers based on the two-sided projection lemma- Simplifications: controller synthesis for polytopic and LFT models- Experimental identification of LPV models- Controller synthesis based on input/output models- Applications: LPV torque vectoring for electric vehicles, LPV control of arobotic manipulator

Control of Multi-Agent Systems

- Communication graphs- Spectral properties of the graph Laplacian- First and second order consensus protocols- Formation control, stability and performance- LPV models for agents subject to nonholonomic constraints- Application: formation control for a team of quadrotor helicopters

Control of Spatially Interconnected Systems

- Multidimensional signals, l2 and L2 signal norm- Multidimensional systems in Roesser state space form- Extension of real-bounded lemma to spatially interconnected systems- LMI-based synthesis of distributed controllers- Spatial LPV control of spatially varying systems- Applications: control of temperature profiles, vibration damping for anactuated beam

LiteraturWerner, H., Lecture Notes "Advanced Topics in Control"Selection of relevant research papers made available as pdf documents viaStudIP

Lehrveranstaltung L0662: Advanced Topics in ControlTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3




[61]


Modul M1614: Optics for Engineers

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPOptik für Ingenieure (L2437) Vorlesung 2 2

Optik für Ingenieure (L2438)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 2

Modulverantwortlicher Prof. Thorsten KernZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse - Basics of physicsModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Teaching subject ist the design of simple optical systems for illuminationand imaging optics

Basic values for optical systems and lighting technologySpectrum, black-bodies, color-perceptionLight-Sources und their characterizationPhotometricsRay-OpticsMatrix-OpticsStops, Pupils and WindowsLight-field TechnologyIntroduction to Wave-OpticsIntroduction to Holography

FertigkeitenUnderstandings of optics as part of light and electromagnetic spectrum.Design rules, approach to designing optics

Personale KompetenzenSozialkompetenzSelbstständigkeit




Elektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und ElektromagnetischeVerträglichkeit: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Kernqualifikation: Wahlpflicht

[62]


Lehrveranstaltung L2437: Optics for EngineersTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Thorsten KernSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Basic values for optical systems and lighting technologySpectrum, black-bodies, color-perceptionLight-Sources und their characterizationPhotometricsRay-OpticsMatrix-OpticsStops, Pupils and WindowsLight-field TechnologyIntroduction to Wave-OpticsIntroduction to Holography

Literatur

Lehrveranstaltung L2438: Optics for EngineersTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Thorsten KernSprachen ENZeitraum WiSe


[63]


Fachmodule der Vertiefung Bio- und Medizintechnik

Die Vertiefung Bio- und Medizintechnik setzt sich zusammen aus Modulen zu IntelligentenSystemen, Robotik und Navigation in der Medizin, ergänzt durch Endoprothesen und Materialiensowie Regenerative Medizin, und abgerundet durch die Module Bildgebende Systeme in derMedizin sowie Industrielle Bildtransformationen im Wahlpflichtbereich. Somit steht der Erwerbenvon Wissen und Kompetenzen ingenieurspezifischer Aspekte in der Bio- und Medizintechnik imMittelpunkt dieser Vertiefung. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs fürTMBMS (laut FSPO) frei wählbar.

Modul M1173: Angewandte Statistik für Ingenieure

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAngewandte Statistik für Ingenieure (L1584) Vorlesung 2 3

Angewandte Statistik für Ingenieure (L1586)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 2

Angewandte Statistik für Ingenieure (L1585) Gruppenübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Michael MorlockZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlegende Kenntnisse statistischen Vorgehens



Fachkompetenz

WissenDie Studenten können die Einsatzgebiete der statistischen Verfahren, diein der Veranstaltung besprochen werden und die Voraussetzungen fürden Einsatz des entsprechenden Verfahrens erläutern.

FertigkeitenDie Studenten können das verwendete Statistikprogramm zur Lösungvon statistischen Fragestellungen einsetzen und die Ergebnissefachgerecht darstellen und interpretieren.


Sozialkompetenz Gruppenarbeit, gemeinsam Ergebnisse präsentieren

Selbstständigkeit Fragestellung verstehen und selbständig lösen


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungJa Keiner Schriftliche Ausarbeitung

Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 90 minuten, 28 Fragen


Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Management:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Kernqualifikation: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

[64]


Lehrveranstaltung L1584: Angewandte Statistik für IngenieureTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Michael MorlockSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Inhalt (deutsch)

Lösung statistischer Fragestellungen unter Anwendung eines gebräuchlichenStatistikprogrammes. Die vermittelten statistischen Tests und Vorgehensweisenbeinhalten:

• 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 atChapel Hill, Keith E. Muller University of North Carolina at Chapel Hill, Azhar NizamEmory University, Published by Duxbury Press, CB © 1998, ISBN/ISSN: 0-534-20910-6

[65]


Lehrveranstaltung L1586: Angewandte Statistik für IngenieureTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 2



Inhalt

Die Studenten bekommen in Kleingruppen (n=5) eine Fragestellung, zu derenBeantwortung sie sowohl die Datenerhebung als auch die Analyse durchführen unddie Ergebnisse in Form eines executive summaries in der letzten Vorlesungvorstellen müssen.

LiteraturSelbst zu finden

Lehrveranstaltung L1585: Angewandte Statistik für IngenieureTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1



InhaltAnhand von praktischen Fragestellungen werden die wichtigsten statistischenVerfahren angewendet und gleichzeitig in die Benutzung der kommerziell amhäufigsten eingesetzten Software eingeführt und deren Benutzung geübt.

Literatur

Student Solutions Manual for Kleinbaum/Kupper/Muller/Nizam's Applied RegressionAnalysis and Multivariable Methods, 3rd Edition, David G. Kleinbaum EmoryUniversity 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

[66]


Modul M1334: BIO II: Biomaterials

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPBiomaterialien (L0593) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Michael MorlockZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse Basic knowledge of orthopedic and surgical techniques is recommended.



Fachkompetenz

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

FertigkeitenThe students can explain the advantages and disadvantages of differentkinds of biomaterials.


SozialkompetenzThe students are able to discuss issues related to materials beingpresent or being used for replacements with student mates and theteachers.

SelbstständigkeitThe students are able to acquire information on their own. They can alsojudge the information with respect to its credibility.




Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Verfahrenstechnik und Biotechnologie: WahlpflichtMaterialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0593: BiomaterialsTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Michael MorlockSprachen EN

[67]


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/adaptationsof 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: CRCPress, 1984.

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

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

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

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

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

[68]


Modul M1302: Angewandte Humanoide Robotik


Angewandte Humanoide Robotik (L1794)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

6 6

Modulverantwortlicher Patrick GöttschZulassungsvoraussetzungen Keine


Objektorientierte Programmierung, Algorithmen undDatenstrukturenGrundlagen der RegelungstechnikControl systems theory and designMechanik



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können Eigenschaften der humanoiden Robotiknennen und erläutern.Die Studierenden können die grundlegenden Theorien,Zusammenhänge und Methoden der Vorwärts- &Rückwärtskinematik von humanoiden Robotersystemen erklären.Die Studierenden können Regelkonzepte für verschiedeneAufgaben der Humanoiden Robotik anwenden.

Fertigkeiten

Die Studierenden können die Modelle der Systeme derhumanoiden Robotik in Matlab und C++ implementieren unddiese Modelle für Bewegungen des Roboters oder andereAufgaben nutzen.Sie sind in der Lage die Modelle in Matlab für Simulationen zunutzen und dann ggf. auch mit C++ Code auf dem realenRobotersystem zu testen.Sie sind darüber hinaus in der Lage, für eine abstrakteAufgabenstellung, für die es keine standardisierte Lösung gibt,Methoden auszuwählen, die zu gewünschten Ergebnissen führen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können in fachlich gemischten Teamsgemeinsame Lösungen entwickeln und diese vor anderenvertreten.Sie sind in der Lage angemessenes Feedback zu geben und mitRückmeldungen zu ihren eigenen Leistungen konstruktivumzugehen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, die notwendigen Informationenaus den angegebenen Literaturquellen zu beschaffen und in denKontext der Lehrveranstaltung zu setzen.Sie können sich eigenständig Aufgaben definieren und geeigneteMittel zur Umsetzung einsetzen.


Prüfung Schriftliche Ausarbeitung[69]


Prüfungsdauer und -umfang 5-10 Seiten


Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1794: Angewandte Humanoide RobotikTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 6LP 6


Dozenten Patrick GöttschSprachen DE/ENZeitraum WiSe/SoSe

Inhalt

Grundlagen der KinematikGrundlagen der statischen und dynamischen Stabilität humanoiderRobotersystemeVerknüpfung verschiedener Entwicklungsumgebungen (Matlab, C++, etc.)Einarbeitung in die notwendigen FrameworksBearbeitung einer Projektaufgabe im TeamPräsentation und Demonstration von Zwischen- und Endergebnissen

Literatur B. Siciliano, O. Khatib. "Handbook of Robotics. Part A: Robotics Foundations",Springer (2008)

[70]


Modul M0811: Bildgebende Systeme in der Medizin

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPBildgebende Systeme in der Medizin (L0819) Vorlesung 4 6

Modulverantwortlicher Dr. Michael GrassZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse keineModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Studierende können

den Systemaufbau sowie die Systemkomponenten derwesentlichen klinischen bildgebenden Systeme beschreiben;die Funktionsweise der Systemkomponenten und desGesamtsystems der bildgebenden Systeme erklären;die physikalischen Prozesse, die eine Bildgebung ermöglichen,erklären sowie die grundlegenden physikalischen Gleichungenanwenden; die physikalischen Effekte, die für die Erzeugung vonBildkontrasten notwendig sind, benennen und beschreiben; erklären, wie man räumliche und zeitliche Auflösung beeinflussenkann und wie man die erzeugten Bilder charakterisiert;erklären, welche Bildrekonstruktionsverfahren für die Erzeugungvon Bildern verwendet werden;die wesentlichen klinischen Anwendungen der verschiedenenSysteme darstellen und begründen.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage:

die physikalischen Prozesse der Bildgebung zu erklären und diebenötigten mathematischen bzw. physikalischenGrundgleichungen den Systemen zuzuordnen.durch Anwendung der mathematischen bzw. physikalischenGrundgleichungen Kenngrößen bildgebender Systeme zuberechnen;den Einfluss von verschiedenen Systemkomponenten auf dieräumliche und zeitliche Auflösung bildgebender Systeme zubestimmen;die Bedeutung verschiedener bildgebender Systeme für einigeklinische Applikationen zu erläutern;ein geeignetes bildgebendes System für eine Applikationauszuwählen.


Sozialkompetenz keine

Selbstständigkeit

Studierende können:

verstehen, welche physikalischen Effekte in der medizinischenBildgebung verwendet werden;selbstständig entscheiden, für welche klinische Fragestellung einMesssystem eingesetzt werden kann.

[71]





Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Kernqualifikation: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0819: Bildgebende Systeme in der MedizinTyp Vorlesung

SWS 4LP 6


Dozenten Dr. Michael Grass, Dr. Tim Nielsen, Dr. Sven Prevrhal, Frank Michael WeberSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Im Rahmen der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen, die Grundlagender Bildgebung und die Hauptapplikationsgebiete der MagnetresonanzTomographie (MR), der Bildgebung mittels Röntgenstrahlung (X-ray und CT), dernuklearen Bildgebung (SPECT und PET) und des Ultraschalls (US) vermittelt. AmEnde der Vorlesung sollte jeder Student ein Basisverständniss der verschiedenenModalitäten, ihrer Hauptanwendungsgebiete in der Medizin und ihre Stärken undSchwächen erworben haben.

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

In jedem Block werden die physikalischen Grundlagen der Modalität erklärt. Daraufaufbauend werden die Prinzipien der Signalerzeugung und ihrer Detektiondiskutiert. Im folgenden, werden die resultierenden Bildkontraste veranschaulichtund die Basis der zweidimensionalen und dreidimensionalen Bildgebung vermittelt.Abschließend werden die prinzipiellen Limitierungen jeder Modalität und erwartetezukünftige Entwicklungen vorgestellt.

0: Einführungsvorlesung 1: medizinische Bildgebung mittels Ultraschalls 2: Projektionsröntgenbildgebung3: Röntgen-Computertomographie4: Magentresonanztomographie5: Bildgebung mittels nuklearer Verfahren

Ultraschall: Physikalische Grundlagen, Aufbau und technische Realisierungeines Ultraschallsystems, Bildgebungsverfahren, Flußmessverfahren,medizinische Anwendungen.Röntgen: Physikalische Grundlagen der Röntgenbildgebung, Aufbau vonRöntgenröhren, Detektion von Röntgenstrahlung, Techniken derBildaufnahme, Bildkontrast, Projektionsröntgen, Dosisquantifizierung.Computer Tomographie (CT): Aufbau eines Computer-Tomographen,Datenakquisition, Bildrekonstruktion und Bildkontrast, ausgewähltemedizinische Anwendungen.Magnetresonanz Tomographie (MRT): Physikalische Grundlagen, Aufbaueines MR-Tomographen, Grundlagen der MR-Bildgebung, Relaxation und

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Bildkontrast, ausgewählte medizinische Anwendungen.Nuklearmedizin: Kernphysikalische Grundlagen, Herstellung vonRadionukleiden, Nuklearmedinische Meßtechnik, Szintigraphie, Single PhotonEmission 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.

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Modul M1335: BIO II: Gelenkersatz

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPGelenkersatz (L1306) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Michael MorlockZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseGrundlegende Kenntnisse über orthopädische und chirurgischeVerfahren.



Fachkompetenz

WissenStudierende können die Krankheiten, die einen Gelenkersatz notwendigmachen können, aufzählen.

FertigkeitenStudierende können die Vor- und Nachteile unterschiedlicherEndoprothesentypen darstellen und erklären.


SozialkompetenzStudierende können mit ihren Kommilitoninnen und Kommilitonen sowieden Lehrenden eine Diskussion zu Fragestellungen bezüglichEndoprothesen führen.

SelbstständigkeitStudierende können sich benötigte Informationen selber erarbeiten unddiese hinsichtlich der Belastbarkeit einschätzen.




Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Verfahrenstechnik und Biotechnologie: WahlpflichtMaterialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtOrientierungsstudium: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1306: GelenkersatzTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Michael MorlockSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Inhalt (deutsch)

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

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

3. DAS HÜFTGELENK (Anatomie, Biomechanik, Gelenkersatz Schaftseite undPfannenseite, 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, JohnWiley&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

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Modul M0630: Robotics and Navigation in Medicine

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPRobotik und Navigation in der Medizin (L0335) Vorlesung 2 3Robotik und Navigation in der Medizin (L0338) Projektseminar 2 2Robotik und Navigation in der Medizin (L0336) Gruppenübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Alexander SchlaeferZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisseprinciples of math (algebra, analysis/calculus)principles of programming, e.g., in Java or C++solid R or Matlab skills



Fachkompetenz

Wissen

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

Fertigkeiten

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


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

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


StudienleistungVerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungJa 10 % Schriftliche AusarbeitungJa 10 % Referat

Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 90 Minuten


Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:

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WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0335: Robotics and Navigation in MedicineTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Alexander SchlaeferSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

- kinematics- calibration- tracking systems- navigation and image guidance- motion compensationThe seminar extends and complements the contents of the lecture with respect torecent research results.

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

Lehrveranstaltung L0338: Robotics and Navigation in MedicineTyp Projektseminar

SWS 2LP 2




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Lehrveranstaltung L0336: Robotics and Navigation in MedicineTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1




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Modul M0548: Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPBioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0371) Vorlesung 3 5Bioelektromagnetik: Prinzipien und Anwendungen (L0373) Gruppenübung 2 1

Modulverantwortlicher Prof. Christian SchusterZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der Physik



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten,Zusammenhänge und Methoden der Bioelektromagnetik, d.h. derBeschreibung und Anwendung des Verhaltens elektromagnetischerFelder in biologischer Materie, erklären. Sie können die wesentlichenphysikalischen Abläufe erläutern und nach Wellenlänge bzw. Frequenzder Felder einordnen. Sie können einen Überblick über messtechnischeund numerische Methoden zur Charakterisierung elektromagnetischerFelder in der Praxis geben. Sie können therapeutische und diagnostischeAnwendungen elektromagnetischer Felder in der Medizintechnikbenennen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eine Reihe von Verfahren zur Beschreibungdes Verhaltens elektromagnetischer Felder in biologischer Materieanwenden. Dafür können Sie auf elementare Lösungen derMaxwellschen Gleichungen Bezug nehmen und diese sinnvoll einsetzen.Sie können einschätzen, welche prinzipiellen Effekte diese Modelle inBezug auf biologische Materie vorhersagen, können diese nachWellenlänge bzw. Frequenz klassifizieren und quantitativ analysieren. Siekönnen Validierungsstrategien für ihre Vorhersagen entwickeln. Siekönnen Effekte elektromagnetischer Felder für therapeutische unddiagnostische Anwendungen gegeneinander abwägen und auswählen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können in kleinen Gruppen fachspezifische Aufgabengemeinsam bearbeiten und Ergebnisse in geeigneter Weise auf Englischpräsentieren (z.B. während Kleingruppenübungen).

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, Informationen aus einschlägigenFachpublikationen zu gewinnen und in den Kontext der Vorlesung zusetzen. Sie können ihr erlangtes Wissen mit den Inhalten andererLehrveranstaltungen (z.B. Theoretischer Elektrotechnik, Grundlagen derElektrotechnik oder Physik) zu verknüpfen. Sie können Probleme undEffekte im Bereich der Bioelektromagnetik auf Englisch kommunizieren.


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung Beschreibung[79]


Ja 10 % ReferatPrüfung Mündliche Prüfung



Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und ElektromagnetischeVerträglichkeit: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0371: Bioelektromagnetik: Prinzipien und AnwendungenTyp Vorlesung

SWS 3LP 5


Dozenten Prof. Christian SchusterSprachen DE/ENZeitraum SoSe

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", AcademicPress (2008)

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

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Lehrveranstaltung L0373: Bioelektromagnetik: Prinzipien und AnwendungenTyp Gruppenübung

SWS 2LP 1


Dozenten Prof. Christian SchusterSprachen DE/ENZeitraum SoSe


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Modul M1182: Technischer Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO)






Fachkompetenz

Wissen Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Fertigkeiten Siehe gewähltes Modul laut FSPO


Sozialkompetenz Siehe gewähltes Modul laut FSPO

Selbstständigkeit Siehe gewähltes Modul laut FSPO



Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

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Modul M1249: Medizinische Bildgebung

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMedizinische Bildgebung (L1694) Vorlesung 2 3Medizinische Bildgebung (L1695) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Tobias KnoppZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundkenntnisse in Linear Algebra, Numerik und Signalverarbeitung



Fachkompetenz

Wissen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in derLage, für verschiedene tomographische BildgebungsmodalitätenRekonstruktionsverfahren zu beschreiben. Insbesondere können die inder Computertomographie verwendeten Methoden, wie die gefilterteRückprojektion, erläutert werden. Die Studierenden sind in der Lage dieinversen Probleme hinter den verschiedenen Bildgebungsverfahren zuformulieren und Lösungsansätze zu beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind dazu in der Lage, Rekonstruktionsverfahren zuimplementieren und diese anhand von tomographischen Messdaten zutesten. Sie können die rekonstruierten Bilder visualisieren unddie Qualität ihrer Daten und Resultate und beurteilen.





Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtComputer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1694: Medizinische BildgebungTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Tobias KnoppSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

In der Vorlesung werden numerische Verfahren in der medizinischen Bildgebungvorgestellt. Dies beinhaltet sowohl die physikalischen Grundprinzipien dertomographischen Verfahren als auch Algorithmen für die Bildrekonstruktion. NebenRadonbasierten Verfahren wie die Computertomographie werden magnetischeVerfahren wie die Magnetresonanztomographie und das Magnetic-Particle-Imagingbehandelt.

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 andFrancis, Boca Raton, 2006

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

Lehrveranstaltung L1695: Medizinische BildgebungTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Tobias KnoppSprachen DEZeitraum WiSe


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Modul M0746: Microsystem Engineering

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMikrosystemtechnik (L0680) Vorlesung 2 4

Mikrosystemtechnik (L0682)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 2

Modulverantwortlicher Prof. Manfred KasperZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse Basic courses in physics, mathematics and electric engineeringModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

WissenThe students know about the most important technologies and materialsof MEMS as well as their applications in sensors and actuators.

FertigkeitenStudents are able to analyze and describe the functional behaviour ofMEMS components and to evaluate the potential of microsystems.


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

SelbstständigkeitStudents are able to acquire particular knowledge using specializedliterature and to integrate and associate this knowledge with otherfields.


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungNein 10 % Referat

Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang zweistündig


Elektrotechnik: Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtMicroelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0680: Microsystem EngineeringTyp Vorlesung

SWS 2LP 4


Dozenten Prof. Manfred KasperSprachen ENZeitraum 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

LiteraturM. Kasper: Mikrosystementwurf, Springer (2000)

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

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Lehrveranstaltung L0682: Microsystem EngineeringTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Manfred KasperSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Examples of MEMS components

Layout consideration

Electric, thermal and mechanical behaviour

Design aspects

Literatur Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

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Modul M0623: Intelligent Systems in Medicine

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPIntelligente Systeme in der Medizin (L0331) Vorlesung 2 3Intelligente Systeme in der Medizin (L0334) Projektseminar 2 2Intelligente Systeme in der Medizin (L0333) Gruppenübung 1 1


Empfohlene Vorkenntnisseprinciples of math (algebra, analysis/calculus)principles of stochasticsprinciples of programming, Java/C++ and R/Matlabadvanced programming skills



Fachkompetenz

Wissen

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

FertigkeitenThe students can give reasons for selecting and adapting methods forclassification, regression, and prediction. They can assess the methodsbased on actual patient data and evaluate the implemented methods.


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

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


StudienleistungVerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungJa 10 % Schriftliche AusarbeitungJa 10 % Referat



Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:

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Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0331: Intelligent Systems in MedicineTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Alexander SchlaeferSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

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

Literatur

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

Lehrveranstaltung L0334: Intelligent Systems in MedicineTyp Projektseminar

SWS 2LP 2




Lehrveranstaltung L0333: Intelligent Systems in MedicineTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1




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Fachmodule der Vertiefung Energietechnik

Im Vordergrund der Vertiefung Energietechnik steht der Erwerb von Kenntnissen undKompetenzen zur ökonomisch und ökologisch sinnvollen Bereitstellung von Strom, Wärme undKälte auf der Basis von konventionellen und regenerativen Energiesystemen. Dieses wirdermöglicht durch Module in den Bereichen Strömungsmechanik und Meeresenergie,Solarenergienutzung, Elektrische Energietechnik, Wärmetechnik, Klimaanlangen, Kraftwerke undDampfturbinen 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 elektrischeEnergiesysteme

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPElektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrischeEnergiesysteme (L1670) Vorlesung 3 4Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrischeEnergiesysteme (L1671) Hörsaalübung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Christian BeckerZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können einen Überblick über die konventionelle undmoderne elektrische Energietechnik geben. Technologien derelektrischen Energieerzeugung, -übertragung, -speicherung und -verteilung sowie Integration von Betriebsmitteln können detaillierterläutert und kritisch bewertet werden.

Fertigkeiten

Mit Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, daserlernte Fachwissen in Aufgabenstellungen zur Auslegung, Integrationoder Entwicklung elektrischer Energiesysteme angemessen anzuwendenund die Ergebnisse einzuschätzen und zu beurteilen.


SozialkompetenzDie Studierenden können fachspezifische und fachübergreifendeDiskussionen führen, Ideen weiterentwicklen und ihre eigenenArbeitsergebnissen vor anderen vertreten.

SelbstständigkeitDie Studierenden können sich selbstständig Quellen über dieSchwerpunkte der Vorlesung erschließen und das darin enthalteneWissen aneignen.


Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 90 - 150 Minuten

Allgemeine Ingenieurwissenschaften (7 Semester): VertiefungElektrotechnik: WahlpflichtElektrotechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtEnergie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht

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Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtGeneral Engineering Science (7 Semester): Vertiefung Elektrotechnik:WahlpflichtInformatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Mathematik &Ingenieurwissenschaften: WahlpflichtInformatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Ingenieurwissenschaften:WahlpflichtRegenerative Energien: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1670: Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrischeEnergiesysteme

Typ VorlesungSWS 3



Dozenten Prof. Christian BeckerSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung Aufgaben und historische Entwicklungsymmetrische DrehstromsystemeGrundlagen und Modellierung von Netzen

LeitungenTransformatorenSynchronmaschinenAsynchronmaschinenLasten und KompensationNetzaufbau und Schaltanlagen

Grundlagen der EnergieumwandlungElektromechanische EnergiewandlungThermodynamische GrundlagenKraftwerkstechnikRegenerative Energieumwandlung

NetzberechnungNetzmodellierungLastflussrechnungAusfallkriterium

Symmetrische Kurzschlussberechnung, KurzschlussleistungNetz- und KraftwerksregelungNetzschutzGrundlagen der NetzplanungGrundlagen 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

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Lehrveranstaltung L1671: Elektrische Energiesysteme I: Einführung in elektrischeEnergiesysteme





Inhalt

Aufbau und Entwicklungstendenzen der elektrischen Energieversorgung Aufgaben und historische Entwicklungsymmetrische DrehstromsystemeGrundlagen und Modellierung von Netzen

LeitungenTransformatorenSynchronmaschinenAsynchronmaschinenLasten und KompensationNetzaufbau und Schaltanlagen

Grundlagen der EnergieumwandlungElektromechanische EnergiewandlungThermodynamische GrundlagenKraftwerkstechnikRegenerative Energieumwandlung

NetzberechnungNetzmodellierungLastflussrechnungAusfallkriterium

Symmetrische Kurzschlussberechnung, KurzschlussleistungNetz- und KraftwerksregelungNetzschutzGrundlagen der NetzplanungGrundlagen 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

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Modul M0742: Wärmetechnik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPWärmetechnik (L0023) Vorlesung 3 5Wärmetechnik (L0024) Hörsaalübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Gerhard SchmitzZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Technische Thermodynamik I, II, Strömungsmechanik,Wärmeübertragung



Fachkompetenz

Wissen

Studierende kennen die verschiedenen Energiewandlungsstufen und denUnterschied zwischen einem Wirkungsgrad und einem Nutzungsgrad. Sieverfügen über vertiefte Grundkenntnisse in der Wärme- undStoffübertragung, insbesondere hinsichtlich der Anwendung imGebäude- und Fahrzeugbau. Sie sind mit dem Aufbau und dem Inhalt derEnergiesparverordnung und weiterer Technischer Regeln vertraut. Siewissen verschiedene Beheizsysteme in den Bereichen Haushalt undKleinverbraucher, Gewerbe und Industrie zu unterscheiden und wie einBeheizungssystem geregelt wird. Sie können für einen Feuerraum einModell mit den entsprechenden Wärmeströmen aufstellen und damitzeitliche Temperaturverläufe ermitteln. Sie beherrschen die Grundlagender Schadstoffbildung bei Brennern von Kleinfeuerungen und wissen, wieAbgase gefahrlos abgeführt werden. Darüber hinaus sind sie mitobjektorientierten Modellierungsarten von thermodynamischenSystemen vertraut.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, den Wärmebedarf für unterschiedlicheBeheizungsaufgaben zu ermitteln und die entsprechenden Komponenteneines Heizungssystems auszulegen. Sie können eineRohrnetzberechnung durchführen und sind befähigt, einfachePlanungsaufgaben unter Einbeziehung von Solarenergie selbstständigdurchzuführen. Sie schreiben zur Lösung dynamischer Probleme selbsteinfache Modelica-Programme und sind in der Lage, aktuelleForschungsergebnisse in die Praxis zu übertragen bzw. wissenschaftlicheArbeiten auf dem Gebiet der Wärmetechnik selbstständig durchzuführen.


SozialkompetenzDie Studierenden können in Kleingruppen diskutieren und einenLösungsweg erarbeiten.

Selbstständigkeit

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


Prüfung Klausur

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Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik:WahlpflichtEnergie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: PflichtEnergietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- undUmwelttechnik: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtRegenerative Energien: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0023: WärmetechnikTyp Vorlesung

SWS 3LP 5


Dozenten Prof. Gerhard SchmitzSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

1. Einleitung

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

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

4. Wärme- und Wärmebehandlungssysteme 4.1 Industrieöfen 4.2 Schmelzanlagen4.3 Trocknungsanlagen 4.4 Schadstoffemissionen 4.5Schornsteinberechnungsverfahren 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 2013Herwig, H.; Moschallski, A.: Wärmeübertragung, Vieweg+Teubner Verlag,Wiesbaden 2009Recknagel, H.; Sprenger, E.; Schrammek, E.-R.: Taschenbuch für Heizung-und Klimatechnik 2013/2014, 76. Auflage, Deutscher Industrieverlag, 2013

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Lehrveranstaltung L0024: WärmetechnikTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Gerhard SchmitzSprachen DEZeitraum WiSe


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M o d u l M1037: Dampfturbinen in Energie-, Umwelt- undAntriebstechnik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPDampfturbinen in Energie, Umwelt- und Antriebstechnik (L1286) Vorlesung 3 5Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und Antriebstechnik (L1287) Gruppenübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Alfons KatherZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse"Wärmekraftwerke""Technische Thermodynamik I & II""Strömungsmechanik"



Fachkompetenz

Wissen

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

die wesentlichen Bauteile und Baugruppen von Dampfturbinen zubenennen und zu unterscheidendie wesentlichen Randbedingungen für den Einsatz vonDampfturbinen zu beschreiben und zu erläuternverschiedene Bauarten zu klassifizieren und zwischen Turbinenentsprechend der Baugrößen und deren Einsatzbereichen zudifferenzierendie thermodynamischen Vorgänge zu beschreiben und darauskonstruktive Merkmale sowie Charakteristika beim Einsatzabzuleiteneine Turbinenstufe sowie eine Stufengruppe thermodynamisch zuberechnenweitere Teilsysteme der Turbine zu berechnen bzw. abzuschätzenund zu beurteilenDiagramme zum Beschreiben der Einsatzbereiche undkonstruktive Merkmale zu skizzierenden konstruktiven Aufbau zu untersuchen sowie austhermodynamischen Anforderungen auf konstruktive MerkmalerückzuschließenEinsatzbereiche unterschiedlicher Maschinentypen zu diskutierenund begründen grundlegend thermodynamische Auslegungen hinsichtlich derEinbindung in Wärmekreisläufe zu beurteilen.

Fertigkeiten

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

e rw e rb e n die Fähigkeit zur Beurteilung der Potenzialeverschiedener Energiequellen, die thermisch nutzbar sind, ausenergiewirtschaftlicher und technischer Sichtkönnen die Leistungsfähigkeit und technischen Grenzen desEinsatzes der unterschiedlichen Energiequellen zur Versorgungdes Netzes mit Grundlast und Regelenergie bewertenkönnen auf der Grundlage von Kenntnissen über die Auswirkungend e s Kraftwerksbetriebes auf die Komponentenintegrität

[97]


Anforderungen zur Vorsorge an die Vermeidung von Schädenbenennen

können anhand der übergeordneten Anforderungenunterschiedlicher Regelwerke wesentliche Anforderungen an dasManagement und die Auslegung von Thermischen Kraftwerkenbenennen.


Sozialkompetenz

Durch das Modul erlernen die Studierenden:

das gemeinsame Erarbeiten von LösungswegenHilfsbereitschaft gegenüber anderen Studierendendas Führen von DiskussionenVertreten von Arbeitsergebnissendas respektvolle Zusammenarbeiten im Team.

Selbstständigkeit

Durch das Modul erlernen die Studierenden das selbstständigeErarbeiten eines Themenkomplexes unter Berücksichtigungunterschiedlicher Aspekte sowie das eigenständige Übertragen vonEinzelfunktionen in einen Systemzusammenhang.

Die Studierenden bekommen die Fähigkeit Wissen selbständig zuerschließen und das erworbene Wissen auch auf neue Fragestellungentransferieren zu können.




Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- undUmwelttechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1286: Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und AntriebstechnikTyp Vorlesung

SWS 3LP 5


Dozenten Dr. Christian ScharfetterSprachen DEZeitraum WiSe

Einführung Bauelemente einer DampfturbineEnergieumsetzung in einer DampfturbineDampfturbinen-BauartenVerhalten von DampfturbinenStopfbuchssysteme bei DampfturbinenAxialschubRegelung von Dampfturbinen

[98]


Inhalt

Festigkeitsberechnung der BeschaufelungSchaufel- und RotorschwingungenGrundlagen für den sicheren DampfturbinenbetriebAnwendungen in konventionellen und regenerativen Kraftwerken Anbindung an thermische und elektrische Energienetze,Schnittstellenkonventionelle und regenerative Kraftwerkskonzepte,AntriebstechnikAnalyse des globalen EnergieversorgungsmarktesAnwendungen in konventionellen und regenerativenKraftwerkenUnterschiedliche Kraftwerkskonzepte und deren Einflussauf die Dampfturbine (Motor- und Gasturbinenkraftwerkem i t Abwärmenutzung, Geothermie, Solarthermie,nukleare Energie, Biomasse, Biogas, Müllverbrennung)dafür erforderliche Grundlagen von Motoren undGasturbinen sowie Anlagentechnik aus den verschiedenenBereichen.klassische Kraftwärmekopplung sowie Stromerzeugungals Kombinationsprodukt der produzierenden IndustrieEinfluss der Veränderung im Energie Markt,BetriebsprofileAnwendungen in der AntriebstechnikBetriebs- und WartungskonzepteDie Vertiefung des Vorlesungsstoffes erfolgt anhand vonBeispielaufgaben 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- undArbeitsmaschinen. Ausgabe: 5. Wiesbaden, Teubner, 2006 (TUB HH: SignaturMSI-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)

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Lehrveranstaltung L1287: Dampfturbinen in Energie, Umwelt- und AntriebstechnikTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1


Dozenten Dr. Christian ScharfetterSprachen DEZeitraum WiSe


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Modul M0512: Solarenergienutzung

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPEnergiemeteorologie (L0016) Vorlesung 1 1Energiemeteorologie (L0017) Gruppenübung 1 1Kollektortechnik (L0018) Vorlesung 2 2Solare Stromerzeugung (L0015) Vorlesung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Martin KaltschmittZulassungsvoraussetzungen Keine



Fachkompetenz

Wissen

Mit Abschluss dieses Moduls können die Studierenden sich fachliche mitGrundlagen und mit aktuellen Fragen und Problemen aus dem Gebietder Solarenergienutzung auseinandersetzen und diese unterEinbeziehung vorheriger Lehrinhalte und aktueller Problematikenerläutern und kritisch Stellung dazu beziehen. Sie können insbesonderedie Prozesse innerhalb einer Solarzelle fachlich beschreiben und dieBesonderheiten bei der Anwendung von Solarmodulen erläutern. DesWeiteren können sie einen Überblick über die Kollektortechnik insolarthermischen Anlagen geben.

Fertigkeiten

Die Studierenden können mit Abschluss dieses Moduls die erlerntenGrundlagen auf beispielhafte solarstrahlungnutzende Energiesystemeanwenden und in diesem Zusammenhang unter anderem Potenziale undGrenzen solarer Energieerzeugungsanlagen für verschiedenegeografische Bedingungen einschätzen und beurteilen. Sie sind in derLage unter gegebenen Randbedingungen solareEnergieerzeugungsanlagen technische effizient zu dimensionieren undmit der Nutzung modulübergreifendes Wissens ökonomisch undökologisch zu beurteilen. Dafür notwendige Berechnungsmethodeninnerhalb der Strahlungslehre können sie auswählen undaufgabenspezifisch anwenden.


SozialkompetenzDie Studierenden können Problemstellungen in den angrenzendenThemengebieten im Bereich erneuerbarer Energien, die innerhalb desModuls vertieft wurden, diskutieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig Quellen auf Basis derVorlesungsschwerpunkte über das Fachgebiet erschließen und Wissenaneignen. Des Weiteren können die Studierenden angeleitet durchLehrende eigenständig Berechnungsmethoden zur Potenzialanalyse undtechnischen Auslegung von solaren Energiesystemen durchführen undauf dieser Basis Ihren jeweiligen Lernstand einschätzen und eventuellweitere Arbeitsschritte definieren.



[101]



Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik:WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. RegenerativeEnergien: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- undUmwelttechnik: WahlpflichtRegenerative Energien: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0016: EnergiemeteorologieTyp Vorlesung

SWS 1LP 1


Dozenten Dr. Volker Matthias, Dr. Beate GeyerSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Einführung: Strahlungsquelle Sonne, Astronomische Grundlagen, Grundlagender StrahlungAufbau der AtmosphäreEigenschaften und Gesetze von Strahlung

PolarisationStrahlungsgrößenPlancksches StrahlungsgesetzWiensches VerschiebungsgesetzStefan-Boltzmann GesetzDas Kirchhoffsche GesetzHelligkeitstemperaturAbsorption, Reflexion, Transmission

Strahlungsbilanz, Globalstrahlung, EnergiebilanzAtmosphärische ExtinktionMie- und Rayleigh-StreuungStrahlungstransferOptische Effekte in der AtmosphäreBerechnung Sonnenstand und Berechnung Strahlung auf geneigte Flächen

Literatur

Helmut Kraus: Die Atmosphäre der ErdeHans Häckel: MeteorologieGrant W. Petty: A First Course in Atmosheric RadiationMartin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese: Renewable EnergyAlexander Löw, Volker Matthias: Skript Optik Strahlung Fernerkundung

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Lehrveranstaltung L0017: EnergiemeteorologieTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1


Dozenten Dr. Beate GeyerSprachen DEZeitraum SoSe


Lehrveranstaltung L0018: KollektortechnikTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Agis PapadopoulosSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Einführung: Energiebedarf und Anwendung der Sonnenenergie.Wärmeübertragung in der Solarthermie: Wärmeleitung, Konvektion,Wärmestrahlung.Kollektoren: Arten, Aufbau, Wirkungsgrad, Dimensionierung, konzentrierendeSysteme.Energiespeicher: Anforderungen, Arten.Passive Sonnenenergienutzung: Komponenten und Systeme.Solarthermische Niedertemperatursysteme: Kollektorvarianten, Aufbau,Berechnung.Solarthermische Hochtemperatursysteme: Klassifizierung vonSolarkraftwerke, 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.

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Lehrveranstaltung L0015: Solare StromerzeugungTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Alf Mews, Martin Schlecht, Roman FritschesSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

1. Einführung2. Primärenergien und Verbrauch, verfügbare Sonnenenergie3. Physik der idealen Solarzelle4. Lichtabsorption, PN-Übergang, charakteristische Größen der Solarzelle,

Wirkungsgrad5. Physik der realen Solarzelle6. Ladungsträgerrekombination, Kennlinien, Sperrschichtrekombination,

Ersatzschaltbild7. Erhöhung der Effizienz8. Methoden zur Erhöhung der Quantenausbeute und Verringerung der

Rekombination9. Hetero- und Tandemstrukturen

10. Hetero-Übergang, Schottky-, elektrochemische, MIS- und SIS-Zelle, Tandem-Zelle

11. Konzentratorzellen12. Konzentrator-Optiken und Nachführsysteme, Konzentratorzellen13. Technologie und Eigenschaften: Solarzellentypen, Herstellung, einkristallines

Silizium und Galliumarsenid, polykristalline Silizium- und Silizium-Dünnschichtzellen, Dünnschichtzellen auf Trägern (amorphes Silizium, CIS,elektrochemische Zellen)

14. Module15. Schaltungen

Literatur

A. Götzberger, B. Voß, J. Knobloch: Sonnenenergie: Photovoltaik, TeubnerStudienskripten, Stuttgart, 1995A. Götzberger: Sonnenenergie: Photovoltaik : Physik und Technologie derSolarzelle, Teubner Stuttgart, 1994H.-J. Lewerenz, H. Jungblut: Photovoltaik, Springer, Berlin, Heidelberg, NewYork, 1995A. Götzberger: Photovoltaic solar energy generation, Springer, Berlin, 2005C. Hu, R. M. White: Solar CelIs, Mc Graw HilI, New York, 1983H.-G. Wagemann: Grundlagen der photovoltaischen Energiewandlung:Solarstrahlung, Halbleitereigenschaften und Solarzellenkonzepte, Teubner,Stuttgart, 1994R. J. van Overstraeten, R.P. Mertens: Physics, technology and use ofphotovoltaics, Adam Hilger Ltd, Bristol and Boston, 1986B. O. Seraphin: Solar energy conversion Topics of applied physics V 01 31,Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1995P. Würfel: Physics of Solar cells, Principles and new concepts, Wiley-VCH,Weinheim 2005U. Rindelhardt: Photovoltaische Stromversorgung, Teubner-Reihe Umwelt,Stuttgart 2001V. Quaschning: Regenerative Energiesysteme, Hanser, München, 2003G. Schmitz: Regenerative Energien, Ringvorlesung TU Hamburg-Harburg1994/95, Institut für Energietechnik

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Modul M1161: Strömungsmaschinen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPStrömungsmaschinen (L1562) Vorlesung 3 4Strömungsmaschinen (L1563) Hörsaalübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Franz JoosZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseTechnische Thermodynamik I, II, Strömungsmechanik,Wärmeübertragung



Fachkompetenz

Wissen


- die physikalischen Phänomene der Energiewandlung unterscheiden,

- die verschiedenen mathematischen Modellierungen vonStrömungsmaschinen verstehen,

- Strömungsmaschinen berechnen und bewerten.

Fertigkeiten


- die Physik der Strömungsmaschinen verstehen,

- Übungsaufgaben selbstständig lösen.


SozialkompetenzDie Studierenden können

in Kleingruppen diskutieren und einen Lösungsweg erarbeiten.

Selbstständigkeit


eine komplexe Aufgabenstellung eigenständig bearbeiten,die Ergebnisse kritisch analysieren.,sich mit anderen Studierenden qualifiziert austauschen.




Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1562: StrömungsmaschinenTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Markus Schatz, Prof. Dr. Karsten MeierSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Strömungsmaschinen der AntriebstechnikHauptgleichungenEinführung in die Theorie der StufeTheorie der SchaufelprofileGrenzenDichtelementeDampfturbinenGasturbinen

Literatur

Traupel: Thermische Turbomaschinen, Springer. Berlin, Heidelberg, New YorkBräunling: Flugzeuggasturbinen, Springer., Berlin, Heidelberg, New YorkSeume: Stationäre Gasturbinen, Springer., Berlin, Heidelberg, New YorkMenny: Strömungsmaschinen, Teubner., Stuttgart

Lehrveranstaltung L1563: StrömungsmaschinenTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Markus Schatz, Prof. Dr. Karsten MeierSprachen DEZeitraum SoSe


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Modul M1000: Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPKraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik (L0216) Vorlesung 3 5Kraft-Wärme-Kopplung und Verbrennungstechnik (L0220) Hörsaalübung 1 1


Empfohlene Vorkenntnisse"Wärmekraftwerke""Technische Thermodynamik I und II""Wärmeübertragung""Strömungsmechanik"



Fachkompetenz

Wissen

Studierende kennen die thermodynamischen und chemischenGrundlagen von Verbrennungsprozessen. Anhand von Kenntnissen überdie Eigenschaften unterschiedlicher Brennstoffe und derReaktionskinetik können sie Merkmale über das Verhalten vonVormischflammen und nicht-vorgemischten Flammen ableiten, um dieGrundlagen der Feuerraumauslegung bei Gas-, Öl- und Kohlefeuerungenzu beschreiben. Studierende sind ferner in der Lage die NOx-Bildung unddie NOx-Reduktion durch primäre Maßnahmen zu skizzieren sowiegesetzliche Vorschriften und Grenzwerte zu evaluieren.

Studierende stellen den Aufbau, die Auslegung und die Wirkungsweisevon Kraftwerken mit Wärmeauskopplung dar und könnenDampfturbinenheizkraftwerke mit Gegendruckturbinen,Entnahmegegendruckturbinen oder Entnahmekondensationsturbinen,Gasturbinenheizkraftwerke, kombinierte Gas- undDampfturbinenheizkraftwerke sowie Motorenheizkraftwerkekategorisieren und gegenüberstellen. Studierende erläutern undanalysieren ferner Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung Lösungen undbeschreiben den Aufbau der dafür benötigten Hauptkomponenten desKraftwerks. Durch dieses Fachwissen sind sie in der Lage die ökologischeBedeutung der Kraft-Wärme-Kopplung sowie ihre Wirtschaftlichkeit zubeurteilen.

Fertigkeiten

Studierende werden in der Lage sein, anhand von thermodynamischenBerechnungen und der Betrachtung der Reaktionskinetikinterdisziplinäre Zusammenhänge in thermodynamischen undchemischen Prozessen bei Verbrennungsvorgängen zu erkennen. Damitsind grundlegende Berechnungen der Verbrennung von gasförmigen,flüssigen und festen Brennstoffen möglich, womit die emittierten Abgasein Mengen und Konzentrationen ermittelt werden.

Darüber hinaus werden in diesem Modul der erste Schritt zur Nutzungeines Energieträgers (Verbrennung) sowie Möglichkeiten derNutzenergiebereitstellung (Strom und Wärme) behandelt. EinVerständnis beider Vorgänge ermöglicht es den Studierenden,ganzheitliche Betrachtungen der Energienutzung vorzunehmen.Beispiele aus der Praxis, wie die eigene Energieversorgung der TUHHund das Fernwärmenetz in Hamburg, werden verwendet, um diemöglichen Potenziale von Kraftanlagen mit ausgekoppelter Wärme zuveranschaulichen.

Im Rahmen der Übungen wird den Studierenden zunächst die Fähigkeitvermittelt, Verbrennungsprozesse energetisch und stofflich zubilanzieren. Zudem erlangen die Studierenden ein tieferes Verständnis

[107]


der Verbrennungsvorgänge durch die Berechnung vonReaktionskinetiken.


Sozialkompetenz

Insbesondere im Rahmen der Übungen wird auf Kommunikation mit derLehrperson Wert gelegt. Die Studierenden werden somit angeregt überihr vorhandenes Fachwissen zu reflektieren sowie gezielte Fragen zustellen, um den eigenen Wissensstand zu verbessern.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig mit Hilfe von Hinweisen eigenständigüberschlägige Berechnungen durchzuführen. Dabei werden dietheoretischen und praktischen Kenntnisse aus den Vorlesungen gefestigtund mögliche Auswirkungen von unterschiedlichenGestaltungszusammensätzen und Randbedingungen veranschaulicht.


Studienleistung

VerpflichtendBonus Art der Studienleistung Beschreibung

Nein 10 % Schriftliche Ausarbeitung

Am Ende jederVorlesung wirdschriftlich eine zuauswertendeKurzfrage (5-10min) zu derVorlesung derVorwoche gestellt.In den Kurzfragenwerden kleineRechenaufgaben,Skizzen oder auchkleine Freitexte zurBeantwortunggestellt.



Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- undUmwelttechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0216: Kraft-Wärme-Kopplung und VerbrennungstechnikTyp Vorlesung

SWS 3LP 5


Dozenten Prof. Alfons KatherSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

In dem Themenbereich von "Kraft-Wärme-Kopplung" werden die folgenden Themenbehandelt:

Aufbau, Auslegung und Wirkungsweise von Kraftwerken mitWärmeauskopplungDampfturbinenheizkraftwerke mit Gegendruckturbinen,Entnahmegegendruckturbinen und EntnahmekondensationsturbinenGasturbinenheizkraftwerkeKombinierte Gas- und DampfturbinenheizkraftwerkeMotorenheizkraftwerkeKraft-Wärme-Kälte-KopplungAufbau der HauptkomponentenGesetzliche Vorschriften und GrenzwerteÖkonomische Bedeutung der KWK und Wirtschaftlichkeitsberechnungen

während der Themenbereich "Verbrennungstechnik" beinhaltet:

Thermodynamische und chemische GrundlagenBrennstoffeReaktionen, GleichgewichteReaktionskinetikVormischflammenNicht-vorgemischte FlammenFeuerungen für gasförmige BrennstoffeFeuerungen für flüssige BrennstoffeFeuerungen für feste BrennstoffeFeuerraumauslegungNOx-Minderung

Literatur

Bezüglich des Themenbereichs "Kraft-Wärme-Kopplung":

W. Piller, M. Rudolph: Kraft-Wärme-Kopplung, VWEW VerlagKehlhofer, Kunze, Lehmann, Schüller: Handbuch Energie, Band 7, TechnischerVerlag ReschW. Suttor: Praxis Kraft-Wärme-Kopplung, C.F. Müller VerlagK.W. Schmitz, G. Koch: Kraft-Wärme-Kopplung, VDI VerlagK.-H. Suttor, W. Suttor: Die KWK Fibel, Resch Verlag

und für die Grundlagen der "Verbrennungstechnik":

J. Warnatz, U. Maas, R.W. Dibble; Technische Verbrennung: physikalisch-chemische Grundlagen, Modellbildung, Schadstoffentstehung. Springer,Berlin [u. a.], 2001

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Lehrveranstaltung L0220: Kraft-Wärme-Kopplung und VerbrennungstechnikTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1




[110]








Fachkompetenz








Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:Wahlpflicht

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Modul M0721: Klimaanlagen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPKlimaanlagen (L0594) Vorlesung 3 5Klimaanlagen (L0595) Hörsaalübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Gerhard SchmitzZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Technische Thermodynamik I, II, Strömungsmechanik,Wärmeübertragung



Fachkompetenz

Wissen

Studierende kennen die verschiedenen Arten von Klimaanlagen und diedazugehörenden Regelungskonzepte für stationäre und mobileAnwendungen. Sie beherrschen die Zustandsänderungen feuchter Luftim h1+x,x-Diagramm. Sie sind in der Lage die aus hygienischen Gründennotwendigen Luftvolumenströme für Aufenthaltsräume von Personen zubestimmen und können dazu die geeigneten Filterverfahren auswählen.Ihnen sind grundlegende Raumströmungszustände bekannt und siekönnen einfache Verfahren zur Berechnung einer Strömung in Räumenanwenden. Sie wissen, wie ein Kanalnetz ausgelegt und berechnet wird.Sie sind mit verschiedenen Verfahren zur Erzeugung von Kälte vertrautund können die entsprechenden Prozesse in den geeignetenthermodynamischen Diagrammen darstellen. Sie kennen dieverschiedenen Umweltbewertungskriterien für Kältemittel.

Fertigkeiten

Studierende beherrschen die Berechnung von Klimaanlagen fürstationäre und mobile Anwendungen. Sie können eineKanalnetzberechnung durchführen und sind befähigt, einfachePlanungsaufgaben selbstständig unter Berücksichtigung der Einbindungnatürlicher Wärmequellen und –senken durchzuführen. Sie sind in derLage aktuelle Forschungsergebnisse in die Praxis zu übertragen undwissenschaftliche Arbeiten auf dem Gebiet der Klimatechnikselbstständig durchzuführen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können in Kleingruppen diskutieren und einenLösungsweg erarbeiten.

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



Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik:Wahlpflicht

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Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- undUmwelttechnik: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0594: KlimaanlagenTyp Vorlesung

SWS 3LP 5


Dozenten Prof. Gerhard SchmitzSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

1. Überblick über Klimaanlagen 1.1 Einteilung von Klimaanlagen1.2 Lüftung1.3Aufbau und Funktion von Klimaanlagen2. Thermodynamische Prozesse inKlimaanlagen2.1 Das h,x-Diagramm für feuchte Luft2.2 Mischkammer, Vorwärmer,Nachwärmer2.3 Luftkühler2.4 Luftbefeuchter2.5 Darstellung des konventionellenKlimaanlagenprozesses im h,x-Diagramm2.6 Sorptionsgestützte Klimatisierung3.Berechnung der Heiz- und Kühlleistung3.1 Heizlast und Heizleistung3.2 Kühllastenund Kühlleistung3.3 Berechnung der inneren Kühllast3.4 Berechnung der äußerenKühllast4. Lufttechnische Anlagen4.1 Frischluftbedarf4.2 Raumluftströmung4.3Kanalnetzberechnung4.4 Ventilatoren4.5 Filter5. Kälteanlagen5.1.Kaltdampfkompressionskälteanlagen5.2Absorptionskälteanlagen

Literatur

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

Lehrveranstaltung L0595: KlimaanlagenTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Gerhard SchmitzSprachen DEZeitraum SoSe


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Modul M0906: Numerical Simulation and Lagrangian Transport

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPLagrangescher Transport in turbulenten Strömungen (L2301) Vorlesung 2 3Numerische Strömungssimulation - Übung mit OpenFoam (L1375) Gruppenübung 1 1Numerische Strömungssimulation in der Verfahrenstechnik (L1052) Vorlesung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Michael SchlüterZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene VorkenntnisseMathematics I-IVBasic knowledge in Fluid MechanicsBasic knowledge in chemical thermodynamics



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 ensemblesdiscuss examples of computer programs in detail,evaluate the application of numerical simulations,list the possible start and boundary conditions for a numericalsimulation.

Fertigkeiten

The students are able to:

set up computer programs for solving simple problems by MonteCarlo 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.


Sozialkompetenz

The students are able to

develop joint solutions in mixed teams and present them in frontof the other students,to collaborate in a team and to reflect their own contributiontoward it.

Selbstständigkeit

The students are able to:

evaluate their learning progress and to define the following stepsof learning on that basis,evaluate possible consequences for their profession.


Prüfung Mündliche Prüfung[114]




Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik:WahlpflichtBioverfahrenstechnik: Vertiefung B - Industrielle Bioverfahrenstechnik:WahlpflichtChemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung ChemischeVerfahrenstechnik: WahlpflichtChemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung AllgemeineVerfahrenstechnik: WahlpflichtEnergie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L2301: Lagrangian transport in turbulent flowsTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Alexandra von KamekeSprachen ENZeitraum SoSe

InhaltLiteratur

Lehrveranstaltung L1375: Computational Fluid Dynamics - Exercises in OpenFoamTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Michael SchlüterSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

generation of numerical grids with a common grid generatorselection of models and boundary conditionsbasic numerical simulation with OpenFoam within the TUHH CIP-Pool

Literatur OpenFoam Tutorials (StudIP)

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Lehrveranstaltung L1052: Computational Fluid Dynamics in Process EngineeringTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Michael SchlüterSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

Introduction into partial differential equationsBasic equationsBoundary conditions and gridsNumerical methodsFinite difference methodFinite volume methodTime discretisation and stabilityPopulation balanceMultiphase SystemsModeling of Turbulent FlowsExercises: Stability Analysis Exercises: Example on CFD - analytically/numerically

Literatur

Paschedag A.R.: CFD in der Verfahrenstechnik: Allgemeine Grundlagen undmehrphasige 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

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Modul M0641: Dampferzeuger

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPDampferzeuger (L0213) Vorlesung 3 5Dampferzeuger (L0214) Hörsaalübung 1 1


Empfohlene Vorkenntnisse"Technische Thermodynamik I und II""Wärmeübertragung""Strömungsmechanik""Wärmekraftwerke"



Fachkompetenz

Wissen

Studierende kennen die thermodynamischen Grundlagen für und dieBauarten von Dampferzeugern. Sie können die technischen Grundlagendes Dampferzeugers wiedergeben und die Feuerungen sowie dieBrennstoffaufbereitung für fossil befeuerte Kraftwerke skizzieren. Siekönnen wärmetechnische Berechnungen und die Auslegung der Wasser-Dampf-Seite durchführen und die konstruktive Gestaltung desDampferzeugers definieren. Studierende können das Betriebsverhaltenvon Dampferzeugern beschreiben und evaluieren, und diese unterEinbeziehung fachangrenzender Kontexte erläutern.

Fertigkeiten

Studierende werden in der Lage sein, anhand von vertieften Kenntnissenin der Berechnung, Auslegung und Konstruktion von Dampferzeugern,verknüpft mit einem breiten theoretischen und methodischenFundament, die Auslegungs- und Konstruktionsmerkmale vonDampferzeugern zu erkennen. Durch das Erkennen und Formalisierenvon Problemen, Prozessmodellierung und Beherrschen derLösungsmethodik von Teilproblemen wird eine Übersicht über diesenKernbestandteil des Kraftwerks gewonnen.

Im Rahmen der Übung gewinnen die Studierenden Fähigkeiten für dieBilanzierung und Dimensionierung des Dampferzeugers sowie dessenKomponenten. Dabei werden kleine realitätsannähernde Aufgabengelöst, um Aspekte der Auslegung von Dampferzeugern zuveranschaulichen.


Sozialkompetenz

Insbesondere im Rahmen der Übungen wird auf Kommunikation mit derLehrperson Wert gelegt. Die Studierenden werden somit angeregt überihr vorhandenes Fachwissen zu reflektieren sowie gezielte Fragen zustellen, um den eigenen Wissensstand zu verbessern.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig mit Hilfe von Hinweisen eigenständigGrundberechnungen für Teilaspekte des Dampferzeugers durchzuführen.Dabei werden die theoretischen und praktischen Kenntnisse aus derVorlesung fundiert und mögliche Auswirkungen von unterschiedlichenGestaltungszusammensätzen und Randbedingungen veranschaulicht.



[117]


Studienleistung Nein 5 % Übungsaufgaben

Den Studierendenwird eine kleineAufgabe (in ca. 5min lösbar) zurVorlesung derVorwoche gestellt.Die Antwortenmüssenüblicherweise alsFreitext gegebenwerden, aber auchZeichnungen,Stichpunkte oder, inseltenen Fällen,Multiple Choice sindmöglich.



Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- undUmwelttechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0213: DampferzeugerTyp Vorlesung

SWS 3LP 5



Inhalt

Thermodynamische GrundlagenTechnische Grundlagen des DampferzeugersDampferzeugerbauartenBrennstoffe und FeuerungenMahltrocknungBetriebsweisenWärmetechnische BerechnungenStrömungstechnik für DampferzeugerAuslegung der Wasser-Dampf-SeiteKonstruktive GestaltungFestigkeitsrechnungenSpeisewasser für DampferzeugerBetriebsverhalten von Dampferzeugern

Literatur

Dolezal, R.: Dampferzeugung. Springer-Verlag, 1985Thomas, H.J.: Thermische Kraftanlagen. Springer-Verlag, 1985Steinmüller-Taschenbuch: Dampferzeuger-Technik. Vulkan-Verlag, Essen,1992Kakaç, Sadık: Boilers, Evaporators and Condensers. John Wiley & Sons, NewYork, 1991Stultz, S.C. and Kitto, J.B. (Ed.): Steam - its generation and use. 40th edition,The Babcock & Wilcox Company, Barberton, Ohio, USA, 1992

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Lehrveranstaltung L0214: DampferzeugerTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1




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Modul M0511: Stromerzeugung aus Wind- und Wasserkraft

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPRegenerative Energieprojekte in neuen Märkten (L0014) Projektseminar 1 1Wasserkraftnutzung (L0013) Vorlesung 1 1Windenergieanlagen (L0011) Vorlesung 2 3Windenergienutzung - Schwerpunkt Offshore (L0012) Vorlesung 1 1

Modulverantwortlicher Dr. Joachim GerthZulassungsvoraussetzungen Keine


Modul: Thermodynamik I,

Modul: Thermodynamik II,

Modul: Grundlagen der Strömungsmechanik



Fachkompetenz

Wissen

Mit Abschluss dieses Moduls können die Studierenden vertieftesKenntnisse über Windenergieanlagen mit besonderem Fokus derWindenergienutzung unter den Offshore-Bedingungen detailliert erklärenund unter Einbeziehung aktueller Problemstellung kritisch dazu Stellungbeziehen. Des Weiteren sind sie in der Lage die Nutzung der Wasserkraftzur Stromerzeugung grundlegend zu beschreiben. Die Studierendenkönnen das grundsätzliche Vorgehen bei der Umsetzung regenerativerEnergieprojekte im außereuropäischen Ausland wiedergeben underklären.

Durch aktive Diskussionen der verschiedenen Themenschwerpunkteinnerhalb des Seminars des Moduls verbessern die Studierenden dasVerständnis und die Anwendung der theoretischen Grundlagen und sindso in der Lage das Gelernte auf die Praxis zu übertragen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können mit Abschluss dieses Moduls die erlerntentheoretischen Grundlagen auf beispielhafte Wasser- oderWindkraftsysteme anwenden und die sich ergebenden Zusammenhängebezüglich der Auslegung und des Betriebs dieser Anlagen fachlicheinschätzen und beurteilen. Die besondere Verfahrensweise zurUmsetzung erneuerbarer Energieprojekte im außereuropäischen Auslandkönnen sie grundsätzliche mit der in Europa angewendetenVorgehensweise kritisch vergleichen und auf beispielhafte Projektetheoretisch anwenden.


SozialkompetenzDie Studierenden können wissenschaftliche Aufgabenstellungeninnerhalb eines Seminars fachspezifisch und fachübergreifenddiskutieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können sich selbstständig auf Basis der Schwerpunktedes Vorlesungsmaterials Quellen über das Fachgebiet erschließen,dieses zur Nachbereitung der Vorlesung nutzen und sich Wissenaneignen.


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Bauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: WahlpflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: WahlpflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: WahlpflichtEnergie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. RegenerativeEnergien: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Energie- undUmwelttechnik: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtRegenerative Energien: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Umweltverfahrenstechnik: WahlpflichtWasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: PflichtWasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0014: Regenerative Energieprojekte in neuen MärktenTyp Projektseminar

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Andreas WieseSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

1. EinführungEntwicklung der erneuerbaren Energien weltweit

HistorieZukünftige Märkte

Besondere Herausforderungen in neuen Märkten - Übersicht2. Beispielprojekt Windpark Korea

ÜbersichtTechnische BeschreibungProjektphasen und Besonderheiten

3. Förder- und Finanzierungsinstrumente für EE Projekten in neuen MärktenÜbersicht FördermöglichkeitenÜbersicht Länder mit EinspeisegesetzenWichtige Finanzierungsprogramme

4. CDM Projekte - Warum, wie, BeispieleÜbersicht CDM ProzessBeispieleÜbungsaufgabe CDM

5. Ländliche Elektrifizierung und Hybridsysteme - ein wichtiger Zukunftsmarktfür EE

Ländliche Elektrifizierung - EinführungTypen von ElektrizifierungsprojektenDie Rolle der EEAuslegung von HybridsystemenProjektbeispiel: Hybridsystem Galapagos Inseln

6. Ausschreibungsverfahren für EE Projekte - BeispieleSüdafrikaBrasilien

7. Ausgewählte Projektbeispiele aus der Sicht einer Entwicklungsbank - WesleyUrena Vargas, KfW Entwicklungsbank

GeothermieWind oder CSP

Innerhalb des Seminars werden die verschiedenen Themenschwerpunkte aktivdiskutiert und auf verschiedene Anwendungsfälle angewandt.

Literatur Folien der Vorlesung

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Lehrveranstaltung L0013: WasserkraftnutzungTyp Vorlesung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Stephan HeimerlSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Einführung; Bedeutung der Wasserkraft im nationalen und globalen KontextPhysikalische Grundlagen: Bernoulli-Gleichung, nutzbare Fallhöhe,hydrologische Grundlagen, Verlustmechanismen, WirkungsgradeEinteilung der Wasserkraft: Lauf- und Speicherwasserkraft, Nieder- undHochdruckanlagenAufbau von Wasserkraftanlagen: Darstellung der einzelnen Komponentenund ihres systemtechnischen Zusammenspiels

Bautechnische Komponenten; Darstellung von Dämmen, Wehren,Staumauern, Krafthäusern, Rechenanlagen etc.Energietechnische Komponenten: Darstellung der unterschiedlichenArten der hydraulischen Strömungsmaschinen, der Generatoren undder Netzanbindung

Wasserkraft und UmweltBeispiele aus der Praxis

Literatur

Schröder, W.; Euler, G.; Schneider, K.: Grundlagen des Wasserbaus; Werner,Düsseldorf, 1999, 4. AuflageQuaschning, V.: Regenerative Energiesysteme: Technologie - Berechnung -Simulation; Carl Hanser, München, 2011, 7. AuflageGiesecke, J.; Heimerl, S.; Mosony, E.: Wasserkraftanlagen ‑ Planung, Bau undBetrieb; Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, 5. Auflagevon König, F.; Jehle, C.: Bau von Wasserkraftanlagen - PraxisbezogenePlanungsunterlagen; C. F. Müller, Heidelberg, 2005, 4. AuflageStrobl, T.; Zunic, F.: Wasserbau: Aktuelle Grundlagen - Neue Entwicklungen;Springer, Berlin, Heidelberg, 2006

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Lehrveranstaltung L0011: WindenergieanlagenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Rudolf Zellermann, Dr. Jochen OexmannSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Historische EntwicklungWind: Entstehung, geographische und zeitliche Verteilung, StandorteLeistungsbeiwert, RotorschubAerodynamik des RotorsBetriebsverhaltenLeistungsbegrenzung, Teillast, Pitch und Stall, RegelungAnlagenauswahl, Ertragsprognose, WirtschaftlichkeitExkursion

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

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Lehrveranstaltung L0012: Windenergienutzung - Schwerpunkt OffshoreTyp Vorlesung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Martin SkibaSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Einführung , Bedeutung der Offshore-Windstromerzeugung, BesondereAnforderungen an die Offshore-TechnikPhysikalische Grundlagen zur Nutzung der WindenergieAufbau und Funktionsweise von Offshore-Windenergieanlagen, Vorstellungunterschiedlicher Konzepte von Offshore-Windenergieanlagen, Darstellungder einzelnen Systemkomponenten und deren systemtechnischesZusammenspielGründungstechnik, Offshore-Baugrunderkundung, Vorstellungunterschiedlicher Konzepte von Offshore-Gründungsstrukturen, Planung undFabrikation von GründungsstrukturenElektrische Infrastruktur eines Offshore-Windparks, Innerpark-Verkabelung,Offshore-Umspannwerk, NetzanbindungInstallation von Offshore-Windparks, Installationstechniken und Hilfsgeräte,ErrichtungslogistikEntwicklung und Planung eines Offshore-WindparksBetrieb und Optimierung von Offshore-WindparksTagesexkursion

Literatur

Gasch, R.; Twele, J.: Windkraftanlagen - Grundlagen, Entwurf, Planung undBetrieb; Vieweg + Teubner, Stuttgart, 2007, 7. AuflageMolly, J. P.: Windenergie - Theorie, Anwendung, Messung; C. F. Müller, Heidel-berg, 1997, 3. AuflageHau, E.: Windkraftanalagen; Springer, Berlin, Heidelberg, 2008, 4.AuflageHeier, S.: Windkraftanlagen - Systemauslegung, Integration und Regelung;Vieweg + Teubner, Stuttgart, 2009, 5. AuflageJarass, L.; Obermair, G.M.; Voigt, W.: Windenergie: Zuverlässige Integration indie Energieversorgung; Springer, Berlin, Heidelberg, 2009, 2. Auflage

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Modul M0508: Strömungsmechanik und Meeresenergie

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPEnergie aus dem Meer (L0002) Vorlesung 2 2Strömungsmechanik II (L0001) Vorlesung 2 4

Modulverantwortlicher Prof. Michael SchlüterZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseMathematik I-IIIGrundlagen der Strömungsmechanik



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können verschiedene Anwendungen derStrömungsmechanik in der Vertiefungsrichtungsrichtung RegenerativeEnergien beschreiben. Sie können die Grundlagen derStrömungsmechanik der Anwendung in der Meeresenergie zuordnen undfür konkrete Berechnungen abwandeln. Die Studierenden könneneinschätzen, welche strömungsmechanischen Probleme mit analytischenLösungen berechnet werden können und welche alternativenMöglichkeiten (z.B. Selbstähnlichkeit, empirische Lösungen, numerischeMethoden) zur Verfügung stehen.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage, die Grundlagen der Strömungsmechanikauf technische Prozesse anzuwenden. Insbesondere können sie Impuls-und Massenbilanzen aufstellen, um damit technische Prozessehydrodynamisch zu optimieren. Sie sind in der Lage, einen verbalgeschilderten Zusammenhang in einen abstrakten Formalismusumzusetzen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können die vorgegebene Aufgabenstellungen inKleingruppen diskutieren und einen gemeinsamen Lösungswegerarbeiten. Sie sind in der Lage, eine Aufgabenstellung aus demFachgebiet im Team zu bearbeiten, die Ergebnisse in Form eines Postersdarzustellen und im Rahmen einer Posterpräsentation zu präsentieren.

Selbstständigkeit

Studierende sind in der Lage, eigenständig Aufgaben fürströmungsmechanische Problemstellungen zu definieren und sich daszur Lösung dieser Aufgaben notwendige Wissen, aufbauend auf demvermittelten Wissen, selbst zu erarbeiten.


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungJa 10 % Gruppendiskussion



Energietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. RegenerativeEnergien: WahlpflichtRegenerative Energien: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0002: Energie aus dem MeerTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Moustafa Abdel-MaksoudSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

1. Einführung in die Umwandlung von Energie aus dem Meer2. Welleneigenschaften

Lineare WellentheorieNichtlineare WellentheorieIrreguläre WellenWellenenergieRefraktion, Reflexion und Diffraktion von Wellen

3. WellenkraftwerkeÜbersicht der verschiedenen TechnologienAuslegungs- und Berechnungsverfahren

4. Meeresströmungskraftwerke

Literatur

Cruz, J., Ocean wave energy, Springer Series in Green Energy andTechnology, 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 UniversityPress,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

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Lehrveranstaltung L0001: Strömungsmechanik IITyp Vorlesung

SWS 2LP 4


Dozenten Prof. Michael SchlüterSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Differenzialgleichungen zum Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch Beispiele für Vereinfachungen der Navier-Stokes Gleichungen Instationärer ImpulsaustauschFreie Scherschichten, Turbulenz und Freistrahl Partikelumströmungen – FeststoffverfahrenstechnikKopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VTKopplung Impuls- und Wärmetransport - Thermische VTRheologie – BioverfahrenstechnikKopplung Impuls- und Stofftransport – Reaktives Mischen, Chemische VTStrömung in porösen Medien – heterogene KatalysePumpen und Turbinen - Energie- und Umwelttechnik Wind- und Wellenkraftanlagen - Regenerative EnergienEinführung in die numerische Strömungssimulation

Literatur

1. Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. VerlagSauerländer, 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 technischenStrömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden,2008.

8. Kuhlmann, H.C.: Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 20079. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen,

Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner / GWV FachverlageGmbH, Wiesbaden, 2009.

10. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York,2007.

11. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementareStrömungsvorgänge 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.

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M o d u l M0658: Innovative Methoden der NumerischenThermofluiddynamik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAnwendung innovativer Methoden der NumerischenThermofluiddynamik in Forschung und Praxis (L0239) Vorlesung 2 3Anwendung innovativer Methoden der NumerischenThermofluiddynamik in Forschung und Praxis (L1685) Gruppenübung 2 3



Teilnahme an einer der Lehrveranstaltungen in NumerischerThermofluiddynamik (CFD1/CFD2)

Gute Kenntnisse der numerischen Mathematik sowie der numerischenund allgemeinen Strömungsmechanik



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können aufgrund ihrer vertieften Kenntnisse dertheoretischen Hintergründen unterschiedliche CFD-Methoden (z.B.Gitter-Boltzmann Verfahren, Partikelverfahren, Finite-Volumen-Verfahren) erläutern sowie einen Überblick über simulationsbasierterOptimierung geben.

FertigkeitenStudierende sind in der Lage, aufgrund ihres Problemverständnisses undihrer Problemlösungskompetenz im Bereich praxisnaher CFD-Anwendungen eine angemessene Methodik zu wählen.


SozialkompetenzStudierende sind in der Lage, sich im Team zu organisieren, ihreArbeitsergbnisse in Gruppenarbeit zu erstellen und zu dokumentierensowie sich im Team zu organisieren.

Selbstständigkeit Hörer üben sich in der im selbständigen Projektorganisation und -Durchführung von simulationsbasierten Projektaufgaben.


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungJa 20 % Schriftliche Ausarbeitung



Energietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtShip and Offshore Technology: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0239: Anwendung innovativer Methoden der NumerischenThermofluiddynamik in Forschung und Praxis

Typ VorlesungSWS 2



Dozenten Prof. Thomas RungSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Einsatz von CFD zur (Form-) Optimierung, Parallelerechnen aufHochleistungscomputern, Effiziente CFD-Verfahren für Grafikkarten &Echtzeitsimulation, Alternative Approximationen (Lattice-Boltzmann Verfahren,Partikelsimulationen), Struktur-Strömungskopplung, Modellierung hybrider Kontinua

Literatur Vorlesungsmaterialien /lecture notes

Lehrveranstaltung L1685: Anwendung innovativer Methoden der NumerischenThermofluiddynamik in Forschung und Praxis

Typ GruppenübungSWS 2



Dozenten Prof. Thomas RungSprachen DE/ENZeitraum WiSe


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Modul M0515: Energieinformationssysteme und Elektromobilität

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPElektrische Energiesysteme II: Betrieb und Informationssystemeelektrischer Energienetze (L1696) Vorlesung 2 4Elektromobilität (L1833) Vorlesung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Martin KaltschmittZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der ElektrotechnikModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können über die elektrische Energietechnik im BereichErneuerbarer Energien einen Überblick geben. Möglichkeiten derIntegration von erneuerbaren Energieanlagen in das bestehende Netz,der elektrischen Speichermöglichkeiten und der elektrischenEnergieübertragung und- verteilung können sie detailliert erläutern undkritisch dazu Stellung beziehen.

Fertigkeiten

Mit Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage daserlernte Fachwissen in Aufgabenstellungen zur Auslegung, Integrationoder Entwicklung erneuerbarer Energiesysteme angemessenanzuwenden und die Ergebnisse einzuschätzen und zu beurteilen.


SozialkompetenzDie Studierenden können fachspezifische und fachübergreifendeDiskussionen führen, Ideen weiterentwickeln und ihre eigenenArbeitsergebnissen vor anderen vertreten.

SelbstständigkeitDie Studierenden können sich selbstständig Quellen über dieSchwerpunkte der Vorlesung erschließen und das darin enthalteneWissen aneignen.




Energie- und Umwelttechnik: Vertiefung Energie- und Umwelttechnik:WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtRegenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: WahlpflichtRegenerative Energien: Vertiefung Solare Energiesysteme: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1696: Elektrische Energiesysteme II: Betrieb und Informationssystemeelektrischer Energienetze

Typ VorlesungSWS 2




Inhalt

Stationäre Modellierung elektrischer Energiesystemekonventionelle Komponentenleistungselektronische Netzregler (FACTS) und HGÜNetzmodellierung

NetzbetriebProzess der elektrischen EnergieversorgungNetz-/SystemführungNetzbereitstellung

Netzleittechnik und NetzleitsystemeInformations- und Kommunikationstechnik elektrischerEnergiesystemeIT-Architekturen der Stations-, Feld- und NetzleitebeneIT-Integration (Energiemarkt / Engpassmanagement / AssetManagement)Entwicklungstrends in der LeittechnikSmart Grids

Funktionen und stationäre Berechnungen für den NetzbetriebLastflussberechnungsmethodenSensitivitätsanalyse und LastflusssteuerungSensitivitätsanalyseBetriebsoptimierungSymmetrische KurzschlussberechnungUnsymmetrische Fehlerstromberechnung

symmetrische KomponentenBerechnung 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

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Lehrveranstaltung L1833: ElektromobilitätTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Dr. Klaus BonhoffSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Einführung und UmfeldDefinition von ElektrofahrzeugenExkurs: Elektrofahrzeuge mit BrennstoffzelleMarkthochlauf von ElektroautosPolitischer / Regulativer RahmenHistorischer RückblickPortfolio der Elektrofahrzeuge / EinsatzbeispieleMild-Hybrids mit 48 Volt-TechnologieLithium-Ionen Batterie inkl. Kosten, Roadmap, Produktion, RohstoffeFahrzeugintegrationEnergieverbrauch von ElektroautosBatterielebensdauerLadeinfrastrukturElektrischer StraßengüterverkehrElektrischer ÖPNV / SPNVBatteriesicherheit

Literatur Vorlesungsunterlagen/ lecture material

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Modul M1149: Energietechnik auf Schiffen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPElektrische Anlagen auf Schiffen (L1531) Vorlesung 2 2Elektrische Anlagen auf Schiffen (L1532) Hörsaalübung 1 1Schiffsmaschinenbau (L1569) Vorlesung 2 2Schiffsmaschinenbau (L1570) Hörsaalübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Christopher Friedrich WirzZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können den Stand der Technik bezüglich dervielfältigen antriebstechnischen Komponenten an Bord von Schiffenwiedergeben und die Kenntnisse anwenden. Sie sind ferner in der Lage,das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten im Gesamtsystem zuanalysieren und zu optimieren. Die Studierenden können außerdem dasBetriebsverhalten der Verbraucher nennen, spezielle Anforderungen andie Auslegung von Versorgungsnetzen und an die elektrischenBetriebsmittel in Inselnetzen, z. B. an Bord von Schiffen, von Offshore-Geräten, Fabrikanlagen und Notstrom-Versorgungseinrichtungenbeschreiben, Energieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen,Wellengeneratoranlagen auf Schiffen erläutern, sowie Anforderungen anNetzschutz, Selektivität und Betriebsüberwachung benennen.

Fertigkeiten

Die Studierenden haben die Fähigkeit, grundlegende sowie detaillierteKenntnisse über Kolbenmaschinen anzuwenden in Bezug auf die Auswahlund den zweckdienlichen Einsatz in Schiffsantrieben und Hilfssystemen.Des Weiteren können sie komplexe technische Zusammenhänge vonSchiffs-Antriebsanlagen bewerten und Probleme ggf. analysieren undlösen. Außerdem haben sie Fertigkeiten, die für die Auslegung undKonstruktion von Antriebskomponenten erforderlich sind und können dasgelernte Wissen in einen Kontext zu den weiteren schiffbaulichenDisziplinen bringen. Die Studierenden sind außerdem in der Lage,Kurzschlussstrom, Schaltgeräte und Schaltanlagen zu berechnen, sowieElektrische Propulsionsantriebe für Schiffe auszulegen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich desSchiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialenUmfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.

Selbstständigkeit

Durch den umfassenden Überblick über die Konstruktion und dieAnwendung können die Studierenden sicher, selbstständig undselbstbewusst Situationen bei Einsatz und Problemen bewerten undbearbeiten.


Prüfung Klausur[134]


Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten plus 20 Minuten mündliche Prüfung


Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1531: Elektrische Anlagen auf SchiffenTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Günter AckermannSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Betriebsverhalten der VerbraucherSpezielle Anforderungen an die Auslegung von Versorgungsnetzen und andie elektrischen Betriebsmittel in Inselnetzen, z. B. an Bord von Schiffen, vonOffshore-Geräten, Fabrikanlagen und Notstrom-VersorgungseinrichtungenEnergieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen, Wellengeneratoranlagenauf SchiffenKurzschlussstrom-Berechnung, Schaltgeräte und SchaltanlagenNetzschutz, Selektivität und BetriebsüberwachungElektrische Propulsionsantriebe für Schiffe

Literatur

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

(engl. Version: "Compendium Marine Engineering")

Gleß, Thamm: Schiffselektrotechnik, VEB Verlag Technik Berlin

Lehrveranstaltung L1532: Elektrische Anlagen auf SchiffenTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1




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Lehrveranstaltung L1569: SchiffsmaschinenbauTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Christopher Friedrich WirzSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Literatur Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L1570: SchiffsmaschinenbauTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Christopher Friedrich WirzSprachen DEZeitraum WiSe


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Fachmodule der Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik

Im Zentrum der Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik steht das Erlernen der Fähigkeit zumsystemtechnischen und -übergreifenden Denken und Lösen von Fragestellungen derLuftfahrttechnik. Dieses wird ermöglicht durch Module im Bereich Flugphysik, Flugzeugsystemeund Kabinensysteme, Flugzeugentwurf, Sowie Flughafenplanung und Betrieb imWahlpflichtbereich. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs für TMBMS (lautFSPO) frei wählbar.

Modul M0763: Flugzeugsysteme I

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFlugzeugsysteme I (L0735) Vorlesung 3 4Flugzeugsysteme I (L0739) Hörsaalübung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Frank ThieleckeZulassungsvoraussetzungen Keine


Grundlegende Kenntnisse in:

MathematikMechanikThermodynamikElektrotechnikHydraulikRegelungstechnik



Fachkompetenz

Wissen


die wichtigsten Komponenten und Auslegungspunkte vonhydraulischen und elektrischen Systemen undHochauftriebssystemen beschreibeneinen Überblick über Wirkprinzipien von Klimaanlagen gebendie Notwendigkeit von Hochauftriebssystemen sowie derenFunktionsweise und Wirkung erklärendie Schwierigkeiten bei der Auslegung vonVersorgungssystemen von Flugzeugen richtig einschätzen

Fertigkeiten


Hydraulische und elektrische Versorgungssysteme an Bord vonFlugzeugen auslegenHochauftriebssysteme von Flugzeugen auslegenThermodynamische Analyse von Klimaanlagen durchführen


Sozialkompetenz


Systemauslegungen in Gruppen durchführen und Ergebnissediskutieren

SelbstständigkeitStudierende können:

Lehrinhalte eigenständig aufbereiten

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Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0735: Flugzeugsysteme ITyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Frank ThieleckeSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Hydraulische Energiesysteme (Flüssigkeiten; Druckverluste in Ventilen undRohrleitungen; Komponenten hydraulischer Systeme wie Pumpen, Ventile,etc.; Druck/Durchflusscharakteristika; Aktuatoren; Behälter; Leistungs- undWärmebilanzen; Notenergie)Elektrisches Energiesystem (Generatoren; Konstantdrehzahlgetriebe; DC undAC Konverter; elektrische Energieverteilung; Bus-Systeme; Überwachung;Lastanalyse)Hochauftriebssysteme (Prinzipien; Ermittlung von Lasten undSystemantriebsleistungen; Prinzipien und Auslegung von Antriebs- undStellsystemen; Sicherheitsforderungen und -einrichtungen)Klimaanlagen (Thermodynamische Analyse; Expansions- und Kompressions-Kältemaschinen; Kontrollmechanismen; Kabinendruck-Kontrollsysteme)

Literatur

Moir, Seabridge: Aircraft SystemsGreen: Aircraft Hydraulic SystemsTorenbek: Synthesis of Subsonic Airplane DesignSAE1991: ARP; Air Conditioning Systems for Subsonic Airplanes

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Lehrveranstaltung L0739: Flugzeugsysteme ITyp Hörsaalübung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Frank ThieleckeSprachen DEZeitraum WiSe


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Modul M0812: Methoden des Flugzeugentwurfs

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMethoden des Flugzeugentwurfs I (L0820) Vorlesung 2 2Methoden des Flugzeugentwurfs I (L0834) Hörsaalübung 1 1Methoden des Flugzeugentwurfs II (Drehflügler, Sonderflugzeuge,UAV)) (L0844) Vorlesung 2 2Methoden des Flugzeugentwurfs II (Drehflügler, Sonderflugzeuge,UAV)) (L0847) Hörsaalübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Volker GollnickZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseBachelor Mech. Eng.Vordiplom MaschinenbauModul Luftfahrtsysteme



Fachkompetenz

Wissen

1. Grundlegendes Verständnis der Vorgehensweise für denganzheitlichen Flugzeugentwurf

2. Verständnis der Wechselwirkungen und Beiträge derverschiedenen Disziplinen

3. Einfluß der relevanten Entwurfparameter auf die Auslegung desFlugzeugs

4. Kennenlernen der grundlegenden Berechnungsmethoden

Fertigkeiten

Verstehen und Anwenden von Auslegungsmethoden undBerechnungsverfahren

Verstehen interdisziplinärer und integrativer Wechselwirkungen


SozialkompetenzArbeiten in interdisziplinären Teams

Kommunikation

Selbstständigkeit Organisation von Arbeitsabläufen und -strategienArbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84




Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0820: Methoden des Flugzeugentwurfs ITyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Volker GollnickSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Einführung in den Flugzeugentwurfsprozeß

1. Einführung/Ablauf der Flugzeugentwicklung/VerschiedeneFlugzeugkonfigurationen

2. Anforderungen und Auslegungsziele, wesentliche Auslegungsparameter (u.a.Nutzlast-Reichweiten-Diagramm)

3. Statistische Methoden im Gesamtentwurf/Datenbankmethoden4. Grundlagen der Flugleistungsauslegung (Gleichgewicht, Stabilität, V-n-

Diagramm)5. Grundlagen des aerodynamischen Entwurfs (Polare, Geometrie,

2D/3DAerodynamik)6. Grundlagen der Strukturauslegung (Massenberechnung, Balken/Röhren-

Modelle, Geometrien)7. Grundlagen der Triebwerksdimensionsierung und -integration8. Auslegung des Reiseflugs9. Auslegung Start u. Landung (Streckenberechnung)

10. Kabinenauslegung (Rumpfdimensionierung, Ausstattung, Ladesysteme)11. System-/Ausrüstungsaspekte12. Variationen im Entwurf

Literatur

J. Roskam: "Airplane Design"

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

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

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

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Lehrveranstaltung L0834: Methoden des Flugzeugentwurfs ITyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Volker GollnickSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Grundlagen zur Anwendung von MatLab erlernen.

Erlernen und Anwenden der Methoden zur Vorauslegung und Bewertung vonVerkehrsflugzeugen:

Rumpf und Kabinen auslegen

Flugzeugmassen ermitteln

Flügel aerodynamisch auslegen und Geometrie festlegen

Start-, Lande-, Streckenflugleistungen ermitteln

Manöver- und Böenlasten ermitteln

Literatur

J. Roskam: "Airplane Design"

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

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

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

[142]


Lehrveranstaltung L0844: Methoden des Flugzeugentwurfs II (Drehflügler, Sonderflugzeuge,UAV))

Typ VorlesungSWS 2



Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Bernd LiebhardtSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Start- und Landung von Flugzeugen

Lasten am Flugzeug

Betriebskosten und Flugzeugentwurf

Grundlagen für den Entwurf von Drehflüglern

Grundlagen für die Auslegung von Hochleistungsflugzeugen

Grundlagen für die Auslegung von Sonderflugzeugen

Grundlagen für die Auslegung von unbemannten Flugsystemen

Literatur

Gareth Padfield: Helicopter Flight Dynamics

Raymond Prouty: Helicopter Performance Stability and Control

Klaus Hünecke: Das Kampfflugzeug von Heute

Lehrveranstaltung L0847: Methoden des Flugzeugentwurfs II (Drehflügler, Sonderflugzeuge,UAV))




Dozenten Prof. Volker Gollnick, Dr. Bernd LiebhardtSprachen DE/ENZeitraum SoSe


[143]


Modul M0771: Flugphysik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAerodynamik und Flugmechanik I (L0727) Vorlesung 3 3Flugmechanik II (L0730) Vorlesung 2 2Flugmechanik II (L0731) Hörsaalübung 1 1




MathematikMechanikThemodynamikLuftfahrtechnik



Fachkompetenz

Wissen


Die Fundamentalgleichungen der Aerodynamik für kompressible,inkompressible und reibungsbehaftete Strömungen beschreiben Wirkprinzipien von Flügelprofilen und Tragflächen erläuternDie Bewegungsgleichungen des Flugzeugs erklärenDie Flugleistung sowie Stabilität des Flugzeugs einschätzen Die Dynamik der Längs-und Seitenbewegung beschreibenMethoden der Flugsimulation und Flugmesstechnik erläutern

Fertigkeiten


Flugmechanische Simulationen durchführenFlugmechanische Zusammenhänge aus virtuellen wie realenFlugversuchsdaten herleiten


SozialkompetenzStudierende können:

Simulationen in Gruppen durchführen und Ergebnisse diskutieren

SelbstständigkeitStudierende können:

Lehrinhalte eigenständig aufbereiten


Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 120 Minuten im WS + 90 Minuten im SS


Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:

[144]


WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0727: Aerodynamik und Flugmechanik ITyp Vorlesung

SWS 3LP 3


Dozenten Prof. Frank Thielecke, Dr. Ralf Heinrich, Mike MontelSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Aerodynamik (Fundamentalgleichungen; kompressible und inkompressibleStrömungen; 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 IIEtkin, B.: Dynamics of Atmospheric FlightSachs/Hafer: FlugmechanikBrockhaus: FlugregelungJ.D. Anderson: Introduction to flight

[145]


Lehrveranstaltung L0730: Flugmechanik IITyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Frank Thielecke, Mike MontelSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Inhalt:

Dynamik der Längsbewegungstationärer unsymmetrischer FlugFlugmanöver der SeitenbewegungDynamik der SeitenbewegungMethoden der FlugsimulationExperimentelle Methoden der FlugmechanikModellvalidierung mit Parameteridentifikation

Literatur

Schlichting, H.; Truckenbrodt, E.: Aerodynamik des Flugzeuges I und IIEtkin, B.: Dynamics of Atmospheric FlightSachs/Hafer: FlugmechanikBrockhaus: FlugregelungJ.D. Anderson: Introduction to flight

Lehrveranstaltung L0731: Flugmechanik IITyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Frank Thielecke, Mike MontelSprachen DEZeitraum SoSe


[146]








Fachkompetenz









[147]


Modul M1156: Systems Engineering

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPSystems Engineering (L1547) Vorlesung 3 4Systems Engineering (L1548) Hörsaalübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Ralf GodZulassungsvoraussetzungen Keine


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

Vorkenntnisse in:• Flugzeug-Kabinensysteme



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können:• Vorgehensmodelle, Methoden und Werkzeuge für das SystemsEngineering zur Entwicklung komplexer Systeme verstehen• Innovationsprozesse und die Notwendigkeit desTechnologiemanagements beschreiben• den Flugzeug-Entwicklungsprozess und den Vorgang derMusterzulassung bei Flugzeugen erläutern• den System-Entwicklungsprozess inklusive der Anforderungen an dieZuverlässigkeit von Systemen erklären• die Umgebungs- und Einsatzbedingungen von Luftfahrtausrüstung mitden entsprechenden Testanforderungen benennen• die Methodik des Requirements-Based Engineering (RBE) und desModel-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


SozialkompetenzStudierende können:• ihre Aufgaben innerhalb eines Entwicklungsteams verstehen und sichmit ihrer Rolle in den Gesamtprozess einordnen

SelbstständigkeitStudierende können:• in einem Entwicklungsteam mit Aufgabenteilung interagieren undkommunizieren



Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: Wahlpflicht

[148]



Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1547: Systems EngineeringTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Ralf GodSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

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

Schwerpunkte der Vorlesung bilden die Prozesse beim Innovations- undTechnologiemanagement, der Systementwicklung, Systemintegration und derZulassung 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 SpaceAdministration, 2007- Hinsch, M.: Industrielles Luftfahrtmanagement: Technik und Organisationluftfahrttechnischer 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

[149]


Lehrveranstaltung L1548: Systems EngineeringTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 2




[150]


Modul M0764: Flugzeugsysteme II

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFlugzeugsysteme II (L0736) Vorlesung 3 4Flugzeugsysteme II (L0740) Hörsaalübung 2 2







Fachkompetenz

Wissen


den generellen Aufbau der primären Flugsteuerung sowie vonAktuator-, Avionik-, Kraftstoff- und Fahrwerksystemen vonFlugzeugen inklusive deren spezifischen Eigenschaften undAnwendungsfelder beschreiben,unterschiedlicher Konfigurationen erläutern,entsprechende Ausgestaltungen erklären.atmosphärische Vereisungsbedingungen und Wirkprinzipien vonEnteisungssystemen erläutern.

Fertigkeiten


Aktuatorsysteme der primären Flugsteuerung auslegeneinen Reglerentwurfsprozess für Aktuatoren der Flugsteuerung durchführenHochauftriebskinematiken entwerfenBerechnung und Analyse von FahrwerkskomponentenEnteisungssysteme nach SAE Standardverfahren auslegen


SozialkompetenzStudierende können:

In gemischten Teams gemeinschaftlich Lösungen erarbeiten

Selbstständigkeit


Selbstständig aus komplexen Fragestellungen Anforderungen anFlugzeugsysteme ableiten und entsprechende, vereinfachteEntwurfsprozesse einleiten und durchführen



Flugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.

[151]



Luftfahrtsysteme: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0736: Flugzeugsysteme IITyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Frank ThieleckeSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Aktuatorik (Grundkonzepte von Aktuatoren; elektro-mechanische Aktuatoren;Modellierung, Analyse und Auslegung von Positionsregelsystemen;hydromotorische Stellsysteme)Flugsteuerungssysteme (Steuerflächen, Scharniermomente; Stabilitäts- undSteuerbarkeitsanforderungen, Stellkräfte; reversible und irreversibleFlugsteuerung; Servo-Stellsysteme)Fahrwerksysteme (Konfigurationen und Geometrien; Analyse vonFahrwerkssystemen mit Hinblick auf Stoßdämpferdynamiken, Dynamik desabbremsenden Flugzeuges und Leistungsbedarf; Aufbau und Analyse vonBremssystemen im Hinblick auf Energie und Wärme; ABS)Kraftstoffsysteme (Architekturen; Flugkraftstoffe; Systemkomponenten;Betankungsanlage; Tankinertisierung; Kraftstoffmanagement; Trimmtank)Enteisungssysteme (Atmosphärische Vereisungsbedingungen; physikalischePrinzipien von Enteisungssystemen)

Literatur

Moir, Seabridge: Aircraft SystemsTorenbek: Synthesis of Subsonic Airplane DesignCurry: Aircraft Landing Gear Design: Principles and Practices

Lehrveranstaltung L0740: Flugzeugsysteme IITyp Hörsaalübung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Frank ThieleckeSprachen DEZeitraum SoSe


[152]


Modul M1155: Flugzeug-Kabinensysteme

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFlugzeug-Kabinensysteme (L1545) Vorlesung 3 4Flugzeug-Kabinensysteme (L1546) Hörsaalübung 1 2






Fachkompetenz

Wissen

Studierende können:• die Betriebsabläufe in der Flugzeugkabine, deren Ausrüstung undSysteme beschreiben• die funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen anKabinensysteme erläutern• die Notwendigkeit der Kabinenbetriebs- und Notfallsysteme erklären• die Herausforderungen der Mensch-Technik-Interaktion in der Kabineeinschätzen

Fertigkeiten

Studierende können:• das Kabinenlayout für ein vorgegebenes Geschäftsmodell einerFluggesellschaft erstellen• Kabinensysteme für den sicheren Kabinenbetrieb auslegen• Notfallsysteme für eine zuverlässige Mensch-Systeminteraktiongestalten• Lösungen für Komfortanforderungen und Unterhaltungssysteme in derKabine entwerfen


SozialkompetenzStudierende können:• bestehende Systemlösungen nachvollziehen und eigene Ideen mitExperten diskutieren

SelbstständigkeitStudierende können:• Vorlesungsinhalte und Expertenvorträge eigenständig reflektieren




Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:

[153]


WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1545: Flugzeug-KabinensystemeTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Ralf GodSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zuFlugzeug-Kabinensystemen und zu Betriebsabläufen in der Kabine. Es soll eingrundlegendes Verständnis für den systemtechnischen Aufwand zurAufrechterhaltung eines bei Reiseflughöhe künstlichen, aber angenehmen undsicheren Arbeits- und Aufenthaltsraumes erreicht werden. Weiterhin sollenKenntnisse zum Betrieb und zur Wartung des Arbeitssystems Kabine erworbenwerden.

Die Vorlesung vermittelt einen umfassenden Überblick über aktuelle Kabinentechnikund Kabinensysteme in modernen Verkehrsflugzeugen. Die Erfüllung vonAnforderungen an das zentrale Arbeitssystem Kabine werden anhand derThemengebiete Komfort, Ergonomie, Faktor Mensch, Betriebsprozesse, Wartungund 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. CarlHanser Verlag, 2014- Moir, I., Seabridge, A.: Aircraft Systems: Mechanical, Electrical and AvionicsSubsystems Integration, Wiley 2008- Davies, M.: The standard handbook for aeronautical and astronautical engineers.McGraw-Hill, 2003- Kompendium der Flugmedizin. Verbesserte und ergänzte Neuauflage, NachdruckApril 2006. Fürstenfeldbruck, 2006- Campbell, F.C.: Manufacturing Technology for Aerospace StructuralMaterials. Elsevier Ltd., 2006

[154]


Lehrveranstaltung L1546: Flugzeug-KabinensystemeTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 2




[155]


Modul M1213: Avionik sicherheitskritischer Systeme

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAvionik sicherheitskritischer Systeme (L1640) Vorlesung 2 3Avionik sicherheitskritischer Systeme (L1641) Gruppenübung 1 1Avionik sicherheitskritischer Systeme (L1652) Laborpraktikum 1 2

Modulverantwortlicher Dr. Martin HalleZulassungsvoraussetzungen Keine



MathematikElektrotechnikInformatik



Fachkompetenz

Wissen


die wichtigsten Komponenten und Konzepte sicherheitskritischerAvionik beschreibendie Prozesse und Standards der sicherheitskritischen Softwareentwicklung benennendas Prinzip der Integrierten Modularen Avionik darstellenAvionik-relevante Hardware und Bussysteme vergleichen die Schwierigkeiten bei der Entwicklung einessicherheitskritischen Avionikssystems richtig einschätzen

Fertigkeiten


Echtzeithardware und -simulationen bedienenA653-Applikationen programmierenAvionikarchitekturen im begrenzten Maße planenTestskripte entwickeln und Testergebnisse beurteilen


Sozialkompetenz


in gemischten Teams gemeinschaftlich Lösungen erarbeitensich formal mit andern Teams austauschenEntwicklungsergebnisse geeignet vorstellen

Selbstständigkeit


Systemanforderungen an avionische Systeme verstehenselbständig System-Lösungen für sicherheitskritische Avionikkonzipieren



[156]


Studienleistung Ja Keiner Fachtheoretisch-fachpraktischeStudienleistung



Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Avionik und eingebettete Systeme:PflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1640: Avionik sicherheitskritischer SystemeTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Martin HalleSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Avionik als Flugelektronik ist die Grundlage für alle Flugzeugfunktionen und eine Hauptquelle für Innovationen. Da es sich bei Flugsteuerung und anderenSystemkontrollern um hochgradig sicherheitskritische Funktionen handelt,unterliegen die Entwicklung von Hardware und Software besonderenEinschränkungen, Techniken und Prozessen. Diese zu verstehen und anzuwendenist unabdingbar für jeden Systementwickler oder Informationstechniken in derLuftfahrt. Praxisnah werden Risiken und Techniken von sicherheitskritischer Hard-und Softwareentwicklung, Avionikkomponenten, sowie Integration und Testvermittelt. Ein Schwerpunkt ist die Integrierten Modularen Avionik (IMA). DieVorlesung wird begleitet von einer Pflichtübung mit Laborversuchen.

Inhalt:

1. Überblick und Grundlagen2. Geschichte und Flugsteuerung3. Konzepte und Redundanz4. Digitale Rechner5. Schnittstellen und Signale6. Busse7. Netzwerke8. Flugzeug-Cockpit9. Softwareentwicklung

10. Modellbasierte Entwicklung11. Integrierte Modulare Avionik 112. Integrierte Modulare Avionik 2

Literatur

Moir, I.; Seabridge, A. & Jukes, M., Civil Avionics Systems Civil AvionicsSystems, John Wiley & Sons, Ltd, 2013Spitzer, C. R. Spitzer, Digital Avionics Handbook, CRC Press, 2007FAA, Advanced Avionics Handbook U.S. Department of Transportation FederalAviation Administration, 2009Moir, I. & Seabridge, A. Aircraft Systems, Wiley, 2008, 3

[157]


Lehrveranstaltung L1641: Avionik sicherheitskritischer SystemeTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1




Lehrveranstaltung L1652: Avionik sicherheitskritischer SystemeTyp Laborpraktikum

SWS 1LP 2




[158]


Modul M1043: Ausgewählte Themen der Flugzeug-Systemtechnik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPErmüdung und Schadenstoleranz (L0310) Vorlesung 2 3

Leichtbaupraktikum (L1258)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

3 3

Luftsicherheit (L1549) Vorlesung 2 2Luftsicherheit (L1550) Gruppenübung 1 1Mechanismen, Systeme und Verfahren der Werkstoffprüfung(L0950) Vorlesung 2 2Strahltriebwerke (L0908) Vorlesung 2 3Strukturmechanik von Faserverbunden (L1514) Vorlesung 2 3Systemsimulation (L1820) Vorlesung 2 2Systemsimulation (L1821) Hörsaalübung 1 2Werkstoffprüfung (L0949) Vorlesung 2 2Zuverlässigkeit in der Maschinendynamik (L0176) Vorlesung 2 2Zuverlässigkeit in der Maschinendynamik (L1303) Gruppenübung 1 2Zuverlässigkeit von Avionik-Baugruppen (L1554) Vorlesung 2 2Zuverlässigkeit von Avionik-Baugruppen (L1555) Gruppenübung 1 1Zuverlässigkeit von Flugzeugsystemen (L0749) Vorlesung 2 3







Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte Spezialgebieteder Systemtechnik, des Lufttransportsystems und derWerkstoffwissenschaften zu verorten.Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichengrundlegende Modelle und Verfahren erklären.Die Studierenden können forschungsbezogenes undtechnologisches Wissen miteinander in Beziehung setzen.

FertigkeitenDie Studierenden können in ausgewählten ingenieurtechnischenTeilbereichen grundlegende Methoden anwenden.

Personale KompetenzenSozialkompetenz

SelbstständigkeitStudierende können selbstständig auswählen, welche Kenntnisse undFähigkeiten sie durch die Wahl der geeigneten Fächer vertiefen.


Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme und

[159]



Flugzeugvorentwurf: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Avionik und eingebettete Systeme:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0310: Fatigue & Damage ToleranceTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Prüfungsart Mündliche PrüfungPrüfungsdauer

und -umfang 45 min

Dozenten Dr. Martin FlammSprachen ENZeitraum WiSe

InhaltDesign principles, fatigue strength, crack initiation and crack growth, damagecalculation, counting methods, methods to improve fatigue strength, environmentalinfluences

LiteraturJaap Schijve, Fatigue of Structures and Materials. Kluver Academic Puplisher,Dordrecht, 2001 E. Haibach. Betriebsfestigkeit Verfahren und Daten zurBauteilberechnung. VDI-Verlag, Düsseldorf, 1989

[160]


Lehrveranstaltung L1258: LeichtbaupraktikumTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 3LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Prof. Dieter KrauseSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Entwicklung eines Faserverbund-Sandwichbauteils

Einarbeiten in die Themengebiete Faserkunststoffverbunde (FKV) undLeichtbauKonstruktion und Auslegung eines FKV-Sandwich-Bauteils unter Anwendungder Finite-Elemente-Methode (FEM)Ermitteln von Werkstoffdaten an MaterialprobenEigenhändiger Bau der FKV-Struktur im LaborTest der entwickelten BauteilePräsentation des KonzeptsSelbstorganisiertes 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.

[161]


Lehrveranstaltung L1549: LuftsicherheitTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Prüfungsart KlausurPrüfungsdauer

und -umfang 90 Minuten


Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zuAufgaben und Maßnahmen zum Schutz vor Angriffen auf die Sicherheit des zivilenLufttransportsystems. Die Aufgaben und Maßnahmen werden im Kontext der dreiSystemteile Mensch, Technik und Organisation herausgearbeitet.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Luftsicherheit. Die Luftsicherheit isteine notwendige Voraussetzung für einen wirtschaftlich erfolgreichen Luftverkehr.Das Risikomanagement für das Gesamtsystem gelingt nur mit einem integriertenAnsatz, 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 TUBerlin, 2011- Thomas, A.R. (Ed.): Aviation Security Management. Praeger Security International,2008

[162]


Lehrveranstaltung L1550: LuftsicherheitTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1





Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zuAufgaben und Maßnahmen zum Schutz vor Angriffen auf die Sicherheit des zivilenLufttransportsystems. Die Aufgaben und Maßnahmen werden im Kontext der dreiSystemteile Mensch, Technik und Organisation herausgearbeitet.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Luftsicherheit. Die Luftsicherheit isteine notwendige Voraussetzung für einen wirtschaftlich erfolgreichen Luftverkehr.Das Risikomanagement für das Gesamtsystem gelingt nur mit einem integriertenAnsatz, 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 TUBerlin, 2011

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

[163]


Lehrveranstaltung L0950: Mechanismen, Systeme und Verfahren der WerkstoffprüfungTyp Vorlesung

SWS 2LP 2




Dozenten Dr. Jan Oke PetersSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

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

Spannungs-Dehnungs-ZusammenhängeDMS-MesstechnikViskoelastisches VerhaltenZugversuch (Verfestigung, Einschnürung, Dehnrate)Druckversuch, Biegeversuch, TorsionsversuchRissausbreitung bei statischer Belastung (J-Integral) Rissausbreitung bei zyklischer Belastung (Mikro- und Makrorissausbreitung)Einfluss von KerbenKriechversuch (Physikalischer Kriechversuch, Spannungs- undTemperatureinfluss, Larson-Miller-Parameter)VerschleißuntersuchungZerstörungsfreie Werkstoffprüfung in der Triebwerksüberholung

LiteraturE. Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde, ViewegG. E. Dieter: Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill R. Bürgel: Lehr- und Übungsbuch Festigkeitslehre, Vieweg R. Bürgel: Werkstoffe sícher beurteilen und richtig einsetzen, Vieweg

[164]


Lehrveranstaltung L0908: StrahltriebwerkeTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 45 min

Dozenten Dr. Burkhard AndrichSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Kreisprozess der GasturbineThermodynamik der KomponentenFlügel-, Gitter-, StufenauslegungBetriebsverhalten der KomponentenKriterien der Auslegung von StrahltriebwerkenEntwicklungstrends von Gasturbinen und StrahltriebwerkenWartung von Strahltriebwerken

Literatur

Bräunling: FlugzeugtriebwerkeEngmann: Technologie des FliegensKerrebrock: Aircraft Engines and Gas Turbines

[165]


Lehrveranstaltung L1514: Structural Mechanics of Fibre Reinforced CompositesTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Prof. Benedikt KriegesmannSprachen ENZeitraum 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”, CRCPublishing, 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 BookCompany, 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”, aktuelleAuflage.

[166]


Lehrveranstaltung L1820: SystemsimulationTyp Vorlesung

SWS 2LP 2



und -umfang 30 min

Dozenten Dr. Stefan WischhusenSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Vorlesung zur gleichungsbasierten, physikalischen Modellierung unter Verwendungder Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien SimulationsplattformOpenModelica.

Einführung in die physikalische ModellierungFrage der Modellierung und der Grenzen der ModellierungFrage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, SchrittweitenwahlBegriffe der objektorientierten ProgrammierungDifferenzialgleichungen einfacher SystemeEinführung in ModelicaEinführung in das SimulationswerkzeugBeispiele: Hydraulische Systeme und WärmeleitungSystembeispiel

Literatur

[1] Modelica Association: "Modelica Language Specification - Version 3.4",Linköping, Sweden, 2 0 1 7 [2] M. Tiller: “Modelica by Example", http://book.xogeny.com, 2014.

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

[4] P. Fritzson: "Principles of Object-Oriented Modeling and Simulation withModelica 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: SystemsimulationTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 2



und -umfang 30 min

Dozenten Dr. Stefan WischhusenSprachen DEZeitraum WiSe


[167]


Lehrveranstaltung L0949: WerkstoffprüfungTyp Vorlesung

SWS 2LP 2




Dozenten Dr. Jan Oke PetersSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

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

Untersuchungsmethodik bei mechanischen WerkstoffproblemenBestimmung elastischer KonstantenZugversuchSchwingversuch (Versuche mit konstanter Spannung, Dehnung oderplastischer Dehnung, Zeitschwingfestigkeit, Dauerschwingfestigkeit,Mittelspannungseinfluss)Rissausbreitung bei statischer Belastung (Spannungsintensitätsfaktor,Bruchzähigkeit)Kriechversuch und ZeitstandfestigkeitHärtemessungKerbschlagbiegeversuchZerstörungsfreie Werkstoffprüfung

LiteraturE. Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde, ViewegG. E. Dieter: Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill

[168]


Lehrveranstaltung L0176: Reliability in Engineering DynamicsTyp Vorlesung

SWS 2LP 2



und -umfang 90 min.

Dozenten Prof. Uwe WeltinSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

Method for calculation and testing of reliability of dynamic machine systems

ModelingSystem identificationSimulationProcessing of measurement dataDamage accumulationTest 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 DynamicsTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2



und -umfang 90 min

Dozenten Prof. Uwe WeltinSprachen ENZeitraum SoSe


[169]


Lehrveranstaltung L1554: Zuverlässigkeit von Avionik-BaugruppenTyp Vorlesung

SWS 2LP 2





Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zurEntwicklung, zur Aufbau- und Verbindungstechnik und zur Herstellung vonelektronischen Baugruppen für sicherheitskritische Anwendungen. Auf Bauteil-,Baugruppen- und Systemebene wird gezeigt, wie bei im Flugzeug einzusetzenderElektronik die spezifizierten Sicherheitsziele erreicht werden können. AktuelleHerausforderungen, wie z.B. Bauteilverfügbarkeit, Bauteilfälschungen und derEinsatz von components off-the-shelf (COTS) werden diskutiert:• Überblick zur Rolle von Elektronik in der Luftfahrt• Systemebenen: Vom Silizium zum mechatronischen Systemen• Halbleiterbauelemente, Baugruppen, Systeme • Aufgaben der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT)• Systemintegration in der Elektronik: Anforderungen an die AVT• Methoden und Techniken der AVT• Fehlerbilder bei Baugruppen und Vermeidung von Fehlern• Zuverlässigkeitsanalyse bei Baugruppen• Zuverlässigkeit von Avionik• COTS, ROTS, MOTS und das F 3I-Konzept• Zukünftige Herausforderungen der Elektronik

Literatur


Hanke, H.-J.: Baugruppentechnologie der Elektronik. Leiterplatten. Verlag Technik,1994

Scheel, W.: Baugruppentechnologie der Elektronik.

Montage. Verlag Technik, 1999

[170]


Lehrveranstaltung L1555: Zuverlässigkeit von Avionik-BaugruppenTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1





Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zurEntwicklung, zur Aufbau- und Verbindungstechnik und zur Herstellung vonelektronischen Baugruppen für sicherheitskritische Anwendungen. Auf Bauteil-,Baugruppen- und Systemebene wird gezeigt, wie bei im Flugzeug einzusetzenderElektronik die spezifizierten Sicherheitsziele erreicht werden können. AktuelleHerausforderungen, wie z.B. Bauteilverfügbarkeit, Bauteilfälschungen und derEinsatz von components off-the-shelf (COTS) werden diskutiert:• Überblick zur Rolle von Elektronik in der Luftfahrt• Systemebenen: Vom Silizium zum mechatronischen Systemen• Halbleiterbauelemente, Baugruppen, Systeme • Aufgaben der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT)• Systemintegration in der Elektronik: Anforderungen an die AVT• Methoden und Techniken der AVT• Fehlerbilder bei Baugruppen und Vermeidung von Fehlern• Zuverlässigkeitsanalyse bei Baugruppen• Zuverlässigkeit von Avionik• COTS, ROTS, MOTS und das F 3I-Konzept• Zukünftige Herausforderungen der Elektronik

Literatur


Hanke, H.-J.: Baugruppentechnologie der Elektronik. Leiterplatten. Verlag Technik,1994

Scheel, W.: Baugruppentechnologie der Elektronik.

Montage. Verlag Technik, 1999

[171]


Lehrveranstaltung L0749: Zuverlässigkeit von FlugzeugsystemenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3




Dozenten Prof. Frank Thielecke, Dr. Andreas Vahl, Dr. Uwe WieczorekSprachen DEZeitraum 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

LiteraturCS 25.1309SAE ARP 4754SAE ARP 4761

[172]


Modul M1193: Entwurf von Kabinensystemen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPComputer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik undAvionik (L1557) Vorlesung 2 2Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik undAvionik (L1558) Gruppenübung 1 1

Model-Based Systems Engineering (MBSE) mit SysML/UML (L1551)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

3 3




Vorkenntnisse in:• Systems Engineering



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können:• den Aufbau und die Funktionsweise von Rechnerarchitekturenbeschreiben• den Aufbau und die Funktionsweise von digitalenKommunikationsnetzwerken erläutern• Architekturen von Kabinenelektronik, integrierter modularer Avionik(IMA) und Aircraft Data Communication Networks (ADCN) erklären• das Vorgehen des Model-Based Systems Engineering (MBSE) beimEntwurf von hardware- und softwarebasierten Kabinensystemenverstehen

Fertigkeiten

Studierende können:• einen Minicomputer verstehen, in Betrieb nehmen und betreiben• eine Netzwerkkommunikation aufbauen und mit einem anderenNetzwerkteilnehmer kommunizieren• einen Minicomputer mit einem Kabinenmanagementsystem (A380CIDS) verbinden und über ein AFDX®-Netzwerk kommunizieren• Systemfunktionen mittels der formalen Sprachen SysML/UMLmodellieren und aus den Modellen Softwarecode generieren• Softwarecode auf einem Minicomputer ausführen


SozialkompetenzStudierende können:• Teilergebnisse praktisch und selbst erarbeiten und mit anderen zueiner Gesamtlösung zusammenführen

SelbstständigkeitStudierende können:• ihre praktischen Aufgaben organisieren und planen


Prüfung Klausur

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Prüfungsdauer und -umfang 120 Minuten


Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme undFlugzeugvorentwurf: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:Wahlpflicht

[174]


Lehrveranstaltung L1557: Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik undAvionik

Typ VorlesungSWS 2




Inhalt

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zuComputer- und Kommunikationstechnik bei elektronischen Systemen in der Kabineund im Flugzeug. Software, mechanische und elektronische Systemkomponentenwirken heute so intensiv zusammen, dass dies für den Systemtechniker eingrundlegendes Verständnis von Kabinenelektronik und Avionik erfordert.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen zum Aufbau und der Funktionsweise vonComputern und Datennetzwerken und fokussiert dann auf aktuelle Prinzipien undAnwendungen bei integrierter modularer Avionik (IMA), Aircraft DataCommunication 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 onDemand; 1. Auflage, 2003- Schnabel, P.: Netzwerktechnik-Fibel: Grundlagen, Übertragungstechnik undProtokolle, Anwendungen und Dienste, Sicherheit. Books on Demand; 1. Auflage,2004- Wüst, K.: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierungvon Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren. Vieweg Verlag; 2.aktualisierte und erweiterte Auflage, 2006

[175]


Lehrveranstaltung L1558: Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik undAvionik

Typ GruppenübungSWS 1




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 onDemand; 1. Auflage, 2003- Schnabel, P.: Netzwerktechnik-Fibel: Grundlagen, Übertragungstechnik undProtokolle, Anwendungen und Dienste, Sicherheit. Books on Demand; 1. Auflage,2004- Wüst, K.: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierungvon Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren. Vieweg Verlag; 2.aktualisierte und erweiterte Auflage, 2006

[176]


Lehrveranstaltung L1551: Model-Based Systems Engineering (MBSE) mit SysML/UMLTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 3LP 3



Inhalt

Ziele der problemorientierten Lehrveranstaltung sind der Erwerb von Kenntnissenzum Vorgehen beim Systementwurf mittels der formalen Sprachen SysML/UML, dasKennenlernen von Werkzeugen zur Modellierung und schließlich die Durchführungeines Projekts mit Methoden und Werkzeugen des Model-Based SystemsEngineering (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

[177]


Fachmodule der Vertiefung Maritime Technik

Im Mittelpunkt der Vertiefung Maritime Technik steht das Erwerben von Wissen und Kompetenzenzum Entwickeln, Berechnen und Bewerten von schiffs- und meerestechnischen Konstruktionen undderen 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 undNumerik im Wahlpflichtbereich. Zusätzlich sind Fächer aus dem Technischen Ergänzungskurs fürTMBMS (laut FSPO) frei wählbar.

Modul M1157: Schiffshilfsanlagen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPElektrische Anlagen auf Schiffen (L1531) Vorlesung 2 2Elektrische Anlagen auf Schiffen (L1532) Hörsaalübung 1 1Hilfsanlagen auf Schiffen (L1249) Vorlesung 2 2Hilfsanlagen auf Schiffen (L1250) Hörsaalübung 1 1




Fachkompetenz

Wissen


das Betriebsverhalten der Verbraucher nennen,spezielle Anforderungen an die Auslegung von Versorgungsnetzenund an die elektrischen Betriebsmittel in Inselnetzen, z. B. anBord von Schiffen, von Offshore-Geräten, Fabrikanlagen undNotstrom-Versorgungseinrichtungen beschreiben,Energieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen,Wellengeneratoranlagen auf Schiffen erläutern,Anforderungen an Netzschutz, Selektivität undBetriebsüberwachung benennen,die Vorschriftensituation bezüglich Schiffsausrüstung benennenund auf die Produktentwicklung anwenden, sowieBetriebsprozeduren von Ausrüstungskomponenten von Standard-und Spezialschiffen beschreiben, und daraus Anforderungen fürdie Produktentwicklung ableiten.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage,

Kurzschlussstrom, Schaltgeräte und Schaltanlagen zu berechnen,Elektrische Propulsionsantriebe für Schiffe auszulegen,zusätzliche (zur Antriebsanlage) maschinenbauliche Komponentenauszulegen, sowieGrundlagen der Hydraulik anzuwenden und damit hydraulischeSysteme zu entwickeln.


SozialkompetenzDie Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich desSchiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialenUmfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.

[178]


SelbstständigkeitDurch den umfassenden Überblick über die Konstruktion und dieAnwendung können die Studierenden sicher, selbstständig undselbstbewusst Situationen bei Einsatz und Problemen bewerten undbearbeiten.




Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1531: Elektrische Anlagen auf SchiffenTyp Vorlesung

SWS 2LP 2



Inhalt

Betriebsverhalten der VerbraucherSpezielle Anforderungen an die Auslegung von Versorgungsnetzen und andie elektrischen Betriebsmittel in Inselnetzen, z. B. an Bord von Schiffen, vonOffshore-Geräten, Fabrikanlagen und Notstrom-VersorgungseinrichtungenEnergieerzeugung und Verteilung in Inselnetzen, Wellengeneratoranlagenauf SchiffenKurzschlussstrom-Berechnung, Schaltgeräte und SchaltanlagenNetzschutz, Selektivität und BetriebsüberwachungElektrische Propulsionsantriebe für Schiffe

Literatur

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

(engl. Version: "Compendium Marine Engineering")

Gleß, Thamm: Schiffselektrotechnik, VEB Verlag Technik Berlin

Lehrveranstaltung L1532: Elektrische Anlagen auf SchiffenTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1




[179]


Lehrveranstaltung L1249: Hilfsanlagen auf SchiffenTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Christopher Friedrich WirzSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Vorschriften zur SchiffsausrüstungAusrüstungsanlagen auf Standard-SchiffenAusrüstungsanlagen auf Spezial-SchiffenGrundlagen und Systemtechnik der HydraulikAuslegung und Betrieb von Ausrüstungsanlagen

Literatur H. Meyer-Peter, F. Bernhardt: Handbuch der SchiffsbetriebstechnikH. Watter: Hydraulik und Pneumatik

Lehrveranstaltung L1250: Hilfsanlagen auf SchiffenTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1



Inhalt

Siehe korrespondierende Vorlesung

Literatur

Siehe korrespondierende Vorlesung

[180]


Modul M1177: Maritime Technik und meerestechnische Systeme

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAnalyse meerestechnischer Systeme (L0068) Vorlesung 2 2Analyse meerestechnischer Systeme (L0069) Gruppenübung 1 1Einführung in die Maritime Technik (L0070) Vorlesung 2 2Einführung in die Maritime Technik (L1614) Gruppenübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Moustafa Abdel-MaksoudZulassungsvoraussetzungen Keine


S o l i d e Kenntnisse und Fähigkeiten im Bereich Mechanik undStrömungsmechanik sowie mathematische Grundlagen aus Analysis (Reihen, periodische Funktionen, Stetigkeit, Differenzierbarkeit,Integration, gewöhnliche und partielle Differentialgleichung,Anfangswerte, Randwert-, und Eigenwert-Probleme).



Fachkompetenz

Wissen

Nach dem erfolgreichen Absolvieren dieses Moduls sollten dieStudierenden einen Überblick über Phänomene und Methoden derMeerestechnik und Fähigkeit zu Anwendung und Transfer der Methodenauf neuartige Fragestellungen erworben haben.

Im Einzelnen sollten die Studierenden:

die verschiedenen Aspekte und Themenfelder der MaritimenTechnik einordnen können,bestehende Methoden auf Fragestellungen der Maritimen Technikanwenden können,Grenzen des bestehenden Wissens und zukünftige Entwicklungendiskutieren 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 Transferbestehender Methoden und Techniken auf neuartige Fragestellungender Maritimen Technik. Es sollen darüber hinaus die Grenzen desbestehenden Wissens und zukünftige Entwicklungen diskutiert werdenkönnen.


Sozialkompetenz

Die Bearbeitung einer Übung in einer Gruppe bis zu vier Studierendensol l die Kommunikationsfähigkeit und die Teamfähigkeit stärken unddamit eine wichtige Arbeitstechnik des späteren Arbeitsalltags trainieren.Die Zusammenarbeit ist bei einer gemeinschaftlichen Präsentation derErgebnisse zu verdeutlichen.

SelbstständigkeitDie Kursinhalte werden in einer Übungsarbeit in der Gruppe vertieft undi n einer Abschlussklausur einzeln abgeprüft, bei der eine selbständigeReflektion des Erlernten ohne Hilfsmittel erwartet wird.


[181]


Studienleistung KeinePrüfung Klausur



Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0068: Analyse meerestechnischer SystemeTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud, Dr. Alexander MitzlaffSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

1. Hydrostatische AnalyseAuftriebSchwimmfähigkeit und Stabilität

2. Hydrodynamische AnalyseFroude-Krylov-KraftMorison-GleichungRadiation und Diffraktiontransparente/kompakte Strukturen

3. Bewertung meerestechnischer Konstruktionen: Verlässlichkeitstechniken(Sicherheit, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit)

KurzzeitbewertungLangzeitbewertung: Extremereignisse

Literatur

G. Clauss, E. Lehmann, C. Östergaard. Offshore Structures Volume I:Conceptual Design and Hydrodynamics. Springer Verlag Berlin, 1992E. V. Lewis (Editor), Principles of Naval Architecture ,SNAME, 1988Journal of Offshore Mechanics and Arctic EngineeringProceedings of International Conference on Offshore Mechanics and ArcticEngineeringS. Chakrabarti (Ed.), Handbook of Offshore Engineering, Volumes 1-2,Elsevier, 2005S. K. Chakrabarti, Hydrodynamics of Offshore Structures , WIT Press, 2001

Lehrveranstaltung L0069: Analyse meerestechnischer SystemeTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud, Dr. Alexander MitzlaffSprachen DEZeitraum SoSe


[182]


Lehrveranstaltung L0070: Einführung in die Maritime TechnikTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Dr. Sven HoogSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

1. Einführung

Maritime Technik und marine WissenschaftenPotenziale der SeeIndustriestrukturen

2. Küste und Meer: Umweltbedingungen

Physikalische und chemische Eigenschaften von Meerwasser und MeereisStrömungen, Seegang, Wind, EisdynamikBiosphäre

3. Antwortverhalten technischer Strukturen

4. Maritime Systeme und Technologien

Konstruktion und Installation von Offshore-StrukturenGeophysikalische und geotechnische AspekteVerankerte und schwimmende StrukturenVerankerungen, Riser, Pipelines

Literatur

Chakrabarti, S., Handbook of Offshore Engineering, vol. I/II, Elsevier 2005.Gerwick, B.C., Construction of Marine and Offshore Structures, CRC-Press1999.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, Butterworth2006.Faltinsen, O.M., Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge1999.

Lehrveranstaltung L1614: Einführung in die Maritime TechnikTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1


Dozenten Dr. Sven HoogSprachen DEZeitraum WiSe


[183]


Modul M1240: Fatigue Strength of Ships and Offshore Structures

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPBetriebsfestigkeit von Schiffen und meerestechnischenKonstruktionen (L1521) Vorlesung 2 3Betriebsfestigkeit von Schiffen und meerestechnischenKonstruktionen (L1522) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Sören EhlersZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene VorkenntnisseStructural analysis of ships and/or offshore structures and fundamentalknowledge in mechanics and mechanics of materials



Fachkompetenz

Wissen

Students are able to

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

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


SozialkompetenzThe students are able to communicate and cooperate in a professionalenvironment in the shipbuilding and component supply industry.

SelbstständigkeitThe widespread scope of gained knowledge enables the students tohandle situations in their future profession independently andconfidently.




Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtShip and Offshore Technology: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht

[184]


Lehrveranstaltung L1521: Fatigue Strength of Ships and Offshore StructuresTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Wolfgang FrickeSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

1.) Introduction2.) Fatigue loads and stresses3.) 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 loading4.) Life prediction based on the S-N approach- Damage accumulation hypotheses- nominal stress approach- structural stress approach- notch stress approach- notch strain approach- numerical analyses5.) 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 StructuresTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Wolfgang FrickeSprachen ENZeitraum WiSe


[185]


Modul M0663: Marine Geotechnik und Numerik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMarine Geotechnik (L0548) Vorlesung 1 2Marine Geotechnik (L0549) Hörsaalübung 2 1Numerische Methoden in der Geotechnik (L0375) Vorlesung 3 3

Modulverantwortlicher Prof. Jürgen GrabeZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseGesamte Module: Geotechnik I-II, Mathematik I-III

Einzelne Lehrveranstaltungen: Bodenmechanisches Praktikum



Fachkompetenz

Wissen

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

die Geologie und Morphodynamik des Meeresgrundes und derKüsten erläutern,die Funktionsweise von Fangedämmen sowie die Besonderheitvon Gründungen unter Wasser wie beispielsweise vonLeuchttürmen erklären,spezielle Kenntnisse zu technische, planerische und ökonomischeAspekte des Hafenbaus darstellen und diskutieren,Kontinuumsmodelle und die sich daraus ergebendenRandwertprobleme schildernsowie Randwertprobleme aus dem Bereich Geotechnik sodefinieren, dass sie eindeutig lösbar sind.

Fertigkeiten

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

die Belastungen auf marine Bauwerke, z. B. ausStrömungskräften, Wellen oder Eis zu kalkulieren,Deiche, Hochwasserschutzwänden , Schwimm- und Senkkästen,spezielle Offshore-Gründungen sowie Kaianlagen zu entwerfenund nachzuweisen,Maßnahmen zur Bodenverbesserung zu dimensionieren,die Grundlagen der klassischen Kontinuumsmechanik fürEinphasenstoffe auf trockene und wassergesättigte Korngerüsteunter dränierten Bedingungen anzuwenden,numerische Algorithmen zur Lösung von Randwertproblemenrechnerisch umzusetzen,die vom Sättigungsgrad, der Einwirkung und des Stoffverhaltensabhängenden Analysetypen auszuwählen und anzuwendenfür unterschiedliche Möglichkeiten und Einschränkungen vonStoffmodellen für das Korngerüst von Böden entsprechendeModellparameter zu bestimmen.

Personale KompetenzenSozialkompetenz --Selbstständigkeit --


Prüfung Klausur[186]




Bauingenieurwesen: Vertiefung Tiefbau: PflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Tragwerke: WahlpflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtWasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Stadt: WahlpflichtWasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Umwelt: WahlpflichtWasser- und Umweltingenieurwesen: Vertiefung Wasser: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0548: Marine GeotechnikTyp Vorlesung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Jürgen GrabeSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Geotechnische Erkundung und Beschreibung des MeeresbodensGründung von Offshore-KonstruktionenKlifferosionSeedeicheHafenbautenHochwasserschutzbauwerke

Literatur

EAK (2002): Empfehlungen für KüstenschutzbauwerkeEAU (2004): Empfehlungen des Arbeitsausschusses UferbauwerkePoulos H.G. (1988): Marine Geotechnics. Unwin Hyman, LondonWagner P. (1990): Meerestechnik: Eine Einführung für Bauingenieure. Ernst &Sohn, Berlin

Lehrveranstaltung L0549: Marine GeotechnikTyp Hörsaalübung

SWS 2LP 1


Dozenten Prof. Jürgen GrabeSprachen DEZeitraum SoSe


[187]


Lehrveranstaltung L0375: Numerische Methoden in der GeotechnikTyp Vorlesung

SWS 3LP 3


Dozenten Dr. Hans Mathäus StanfordSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Inhalt:

ComputersimulationenNumerische LösungsalgorithmenFinite-Elemente-MethodeAnwendung der FEM in der Geotechnik - Qualitätssicherung, PrüfungStoffmodelle für BödenKontaktmodelle für Grenzflächen Bauwerk/BodenFallstudien

Qualifikationsziele:

Die Studierenden sollen nach erfolgreichem Absolvieren der Lehrveranstaltung inder Lage sein

- Kontinuumsmodelle und die sich daraus ergebenden Randwertprobleme zuerfassen- numerische Algorithmen zur Lösung von Randwertproblemen anzuwenden undderen Eigenschaften zu kennen - Randwertprobleme aus dem Bereich Geotechnik so zu definieren, dass sieeindeutig lösbar sind- die vom Sättigungsgrad, der Einwirkung und des Stoffverhaltens abhängendenAnalysetypen zu unterscheiden und korrekt anzuwenden- die Möglichkeiten und Einschränkungen von Stoffmodellen für das Korngerüstvon Böden zu unterscheiden und entsprechende Modellparameter zu bestimmen- im Rahmen der Finite-Elemente-Methode (FEM) ein reales Problem in einRandwertproblem bzw. in ein diskretes Problem zu überführen (Modellbildung)- entkoppelte Verformungsanalysen, entkoppelte Strömungsanalysen undgekoppelte Verformungs-/Strömungsanalysen mit der FEM durchzuführen- FE-Analysen zu evaluieren und zu validieren- die Ergebnisse aus FE-Analysen ingenieurgerecht und nachprüfbar darzustellen

LiteraturWriggers P. (2001): Nichtlineare Finite-Elemente-Methoden, Springer Verlag,BerlinBathe Klaus-Jürgen (2002): Finite-Elemente-Methoden. Springer Verlag, Berlin

[188]


Modul M1132: Maritimer Transport

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMaritimer Transport (L0063) Vorlesung 2 3Maritimer Transport (L0064) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Carlos JahnZulassungsvoraussetzungen Keine



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können…

die an der maritimen Transportkette beteiligten Akteurehinsichtlich ihrer typischen Aufgaben darstellen;in der Schifffahrt gängige Ladungsarten benennen sowie die zuden Ladungsarten entsprechenden Güter einordnen;Betriebsformen in der Seeschifffahrt, die Transportoptionen unddas Management in Transportnetzwerken erläutern;Vor- und Nachteile der verschiedenen Verkehrsträger imHinterland abwägen und auf die Praxis übertragen;für Standortplanung von Häfen und Seehafenterminals relevanteFaktoren 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 dermaritimen Lieferkette zu bestimmen;mögliche Kostentreiber in einer Transportkette zu identifizierenund entsprechende Vorschläge zur Kostenreduktion zu empfehlen;Material- und Informationsflüsse einer maritimen Logistikkette zuerfassen, abzubilden und systematisch zu analysieren, möglicheProbleme zu identifizieren und Lösungsvorschläge zu empfehlen;Risikoabschätzungen von menschlichen Störungen auf die SupplyChain durchzuführen;Unfälle im Bereich der Maritimen Logistik analysieren undhinsichtlich ihrer Relevanz im Alltag zu bewerten;mit aktuellen Forschungsthemen im Bereich der maritimenLogistik differenziert umzugehen;verschiedene Prozessmodellierungsmethoden in einem bisherunbekannten Betätigungsfeld anzuwenden und die jeweiligenVorteile herauszuarbeiten.


Sozialkompetenz


in Kleingruppen umfangreiche Aufgabenpakete diskutieren undorganisieren;in Kleingruppen Arbeitsergebnisse dokumentieren undpräsentieren.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig…

Fachliteratur, darunter auch Normen und Richtlinien, zurecherchieren und auszuwählen;eigene Anteile an einer umfangreichen schriftlichen Ausarbeitungin Kleingruppen fristgerecht einzureichen.

[189]



Studienleistung


Nein 15 %Fachtheoretisch-fachpraktischeStudienleistung

Teilnahme aneinem Planspiel undanschließendeschriftlicheAusarbeitung



Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: WahlpflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Logistik:WahlpflichtLogistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik:WahlpflichtLogistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Infrastruktur undMobilität: WahlpflichtRegenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[190]


Lehrveranstaltung L0063: Maritimer TransportTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Carlos JahnSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

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

Ziel der Lehrveranstaltung ist es, den Studierenden Kenntnisse des maritimenTransports und der an der maritimen Transportkette beteiligten Akteure zuvermitteln. Hierbei wird, unter Beachtung der wirtschaftlichen Entwicklung, auftypische Problemfelder und Aufgaben eingegangen. Somit sind sowohl klassischeProbleme als auch aktuelle Entwicklungen und Trends im Bereich der MaritimenLogistik berücksichtigt.

In der Vorlesung werden die Bestandteile der maritimen Logistikkette und diebeteiligten Akteure beleuchtet sowie Risikoabschätzungen von menschlichenStörungen auf die Supply Chain erarbeitet. Darüber hinaus lernen Studierenden diePotentiale der Digitalisierung in der Seeschifffahrt, Insbesondere im Hinblick auf dasMonitoring von Schiffen, abzuschätzen. Ein weiterer Inhalt der Vorlesung sind dieverschiedenen Verkehrsträger im Hinterland, welche Studierenden nach Abschlussder 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 vonContainerschiffen in intermodalen Transportketten. Berlin Heidelberg:Springer-Verlag, 2009.Stopford, Martin. Maritime Economics Routledge, 2009

[191]


Lehrveranstaltung L0064: Maritimer TransportTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3



Inhalt

Bei der Gruppenübung im Modul "Maritimer Transport" werden den Studierendendurch das haptische Planspiel MARITIME grundlegende Kenntnisse über Akteure undProzesse in maritimen Transportketten vermittelt. Weiterhin ermöglicht dasPlanspiel und die darauf aufbauende Gruppenarbeit das selbständige Erlernenverschiedener Prozessmodellierungstechniken und fördert die Kompetenzen derStudierenden im Bereich der Präsentation, Moderation und Diskussion.

Literatur

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

[192]


Modul M1133: Hafenlogistik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPHafenlogistik (L0686) Vorlesung 2 3Hafenlogistik (L1473) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Carlos JahnZulassungsvoraussetzungen Keine



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls …

die Entwicklung von Seehäfen (bezüglich der Funktionen derHäfen und der entsprechenden Terminals sowie der betreffendenBetreibermodellen) wiedergeben und diese in den historischenKontext einordnen;unterschiedliche Typen von Seehafenterminals und ihrespezifischen Charakteristika (Ladung, Umschlagstechnologien,logistische Funktionsbereiche) erläutern und diese bewerten;gängige Planungsaufgaben (z. B. Liegeplatzplanung, Stauplanung,Yardplanung) auf Seehafenterminals analysieren sowie geeigneteAnsätze (im Sinne von Methoden und Werkzeuge) zur Lösungdieser Planungsaufgaben erstellen;zukünftige Entwicklungen und Trends hinsichtlich Planung undSteuerung innovativer Seehafenterminals benennen undproblemorientiert diskutieren

Fertigkeiten

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

Funktionsbereiche in Häfen und in Seehafenterminals zuerkennen;für Containerterminals passende Betriebssysteme zu definierenund zu bewerten;statische Berechnungen hinsichtlich gegebener Randbedingungenwie z.B. erforderliche Kapazität (Stellplätze, Gerätebedarf,Kaimauerlänge, Hafenzufahrt) auf ausgewählten Terminaltypendurchzuführen;zuverlässig einzuschätzen, welche Randbedingungen bei derstatischen Planung von ausgewählten Terminaltypen in welchemAusmaß gängige Logistikkennzahlen beeinflussen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls…

das erworbene Wissen auf weitere Fragestellung der Hafenlogistikübertragen;in Kleingruppen umfangreiche Aufgabenpakete diskutieren underfolgreich organisieren;in Kleingruppen Arbeitsergebnisse in verständlicher Formschriftlich dokumentieren und in angemessen Umfangpräsentieren.

Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls fähig…

Fachliteratur, darunter auch Normen, Richtlinien und JournalPapers, zu recherchieren, auszuwählen und sich die Inhalteeigenständig zu erarbeiten;

[193]


Selbstständigkeit eigene Anteile an einer umfangreichen schriftlichen Ausarbeitungin Kleingruppen fristgerecht einzureichen und innerhalb einesfesten Zeitrahmens gemeinschaftlich zu präsentieren.


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungNein 15 % Schriftliche Ausarbeitung



Bauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: WahlpflichtBauingenieurwesen: Vertiefung Hafenbau und Küstenschutz: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Logistik:WahlpflichtLogistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik:WahlpflichtLogistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Infrastruktur undMobilität: WahlpflichtRegenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[194]


Lehrveranstaltung L0686: HafenlogistikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

Hafenlogistik beschäftigt sich mit der Planung, Steuerung, Durchführung undKontrolle von Materialflüssen und den dazugehörigen Informationsflüssen imSystem Hafen und seinen Schnittstellen zu zahlreichen Akteuren innerhalb undaußerhalb des Hafengeländes.

Die außerordentliche Rolle des Seeverkehrs für den internationalen Handel erfordertsehr leistungsfähige Häfen. Diese müssen zahlreichen Anforderungen in PunktenWirtschaftlichkeit, Geschwindigkeit, Sicherheit und Umwelt genügen. Vor diesemHintergrund beschäftigt sich die Vorlesung Hafenlogistik mit der Planung,Steuerung, Durchführung und Kontrolle von Materialflüssen und den dazugehörigenInformationsflüssen im System Hafen und seinen Schnittstellen zu zahlreichenAkteuren innerhalb und außerhalb des Hafengeländes. Die VeranstaltungHafenlogistik zielt darauf ab, Verständnis über Strukturen und Prozesse in Häfen zuvermitteln. Schwerpunktmäßig werden unterschiedliche Typen von Terminals, ihrecharakteristischen Layouts und das eingesetzte technische Equipment und dievoranschreitende Digitalisierung sowie das Zusammenspiel der beteiligten Akteurethematisiert.

Außerdem werden regelmäßig renommierte Gastredner aus der Wissenschaft undPraxis eingeladen, um einige vorlesungsrelevante Themen aus alternativenBlickwinkeln zu beleuchten.

Folgende Inhalte werden in der Veranstaltung vermittelt:

Vermittlung von Strukturen und Prozessen im Hafen Planung, Steuerung, Durchführung und Kontrolle von Material- undInformationsflüssen im Hafen Grundlagen unterschiedlicher Terminals, charakteristischer Layouts und deseingesetzten 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 internationalerHandelsbeziehungen.Gleissner, Harald and Femerling, J. Christian (2012). Logistik: Grundlagen,Übungen, Fallbeispiele.Jahn, Carlos; Saxe, Sebastian (Hg.). Digitalization of Seaports - Visions of theFuture, Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2017.Kummer, Sebastian (2019). Einführung in die VerkehrswirtschaftLun, Y.H.V. and Lai, K.-H. and Cheng, T.C.E. (2010). Shipping and LogisticsManagement.Woitschützke, Claus-Peter (2013). Verkehrsgeografie.

[195]


Lehrveranstaltung L1473: HafenlogistikTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3



Inhalt

Inhalt der Übung ist die selbstständige Erstellung eines wissenschaftlichen Papersund einer dazugehörigen Präsentation zu einem aktuellen Thema der Hafenlogistik.Inhalt des Papers sind aktuelle Themen der Hafenlogistik, beispielsweise diezukünftigen Herausforderungen in Nachhaltigkeit und Produktivität von Häfen, diedigitale Transformation von Terminals und Häfen oder die Einführung von neuenRegularien durch die International Maritime Organisation in Bezug auf dasverifizierte Bruttogewicht von Containern. Aufgrund der internationalen Ausrichtungder 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 internationalerHandelsbeziehungen.Gleissner, Harald and Femerling, J. Christian (2012). Logistik: Grundlagen,Übungen, Fallbeispiele.Jahn, Carlos; Saxe, Sebastian (Hg.) (2017) Digitalization of Seaports - Visionsof the Future, Stuttgart: Fraunhofer Verlag.Kummer, Sebastian (2019). Einführung in die VerkehrswirtschaftLun, Y.H.V. and Lai, K.-H. and Cheng, T.C.E. (2010). Shipping and LogisticsManagement.Woitschützke, Claus-Peter (2013). Verkehrsgeografie.

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Modul M1021: Schiffsmotorenanlagen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPSchiffsmotorenanlagen (L0637) Vorlesung 3 4Schiffsmotorenanlagen (L0638) Hörsaalübung 1 2




Fachkompetenz

Wissen


unterschiedliche Bauarten Vier- / Zweitaktmotoren erläutern undausgeführten Motoren zuordnen,Vergleichsprozesse zuordnen,Definitionen, Kenndaten aufzählen, sowieBesonderheiten des Schwerölbetriebs, der Schmierung und derKühlung wiedergeben.

Fertigkeiten


das Zusammenwirken von Schiff, Motor und Propeller bewerten,Zusammenhänge zwischen Gaswechsel, Spülverfahren,Luftbedarf, Aufladung, Einspritzung und Verbrennung zurAuslegung von Anlagen nutzen,Abwärmeverwertung, Anlasssysteme, Regelungen,Automatisierung, Fundamentierung auslegen sowie Maschinenräume gestalten, sowieBewertungsmethoden für motorerregte Geräusche undSchwingungen anwenden.


SozialkompetenzDie Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich desSchiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialenUmfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.

Selbstständigkeit

Durch den umfassenden Überblick über die Konstruktion und dieAnwendung können die Studierenden sicher, selbstständig undselbstbewusst Situationen bei Einsatz und Problemen bewerten undbearbeiten.




Energietechnik: Vertiefung Energiesysteme: WahlpflichtEnergietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: PflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0637: SchiffsmotorenanlagenTyp Vorlesung

SWS 3LP 4



Inhalt

Historischer ÜberblickBauarten von Vier- und Zweitaktmotoren als SchiffsmotorenVergleichsprozesse, Definitionen, KenndatenZusammenwirken von Schiff, Motor und PropellerAusgeführte SchiffsdieselmotorenGaswechsel, Spülverfahren, LuftbedarfAufladung von SchiffsdieselmotorenEinspritzung und VerbrennungSchwerölbetriebSchmierungKühlungWärmebilanzAbwärmenutzungAnlassen und UmsteuernRegelung, Automatisierung, ÜberwachungMotorerregte Geräusche und SchwingungenFundamentierungGestaltung von Maschinenräumen

Literatur

D. Woodyard: Pounder’s Marine Diesel EnginesH. Meyer-Peter, F. Bernhardt: Handbuch der SchiffsbetriebstechnikK. Kuiken: Diesel EnginesMollenhauer, Tschöke: Handbuch DieselmotorenProjektierungsunterlagen der Motorenhersteller

Lehrveranstaltung L0638: SchiffsmotorenanlagenTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 2




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M o d u l M1175: Spezielle Gebiete der Schiffspropulsion undHydrodynamik schneller Wasserfahrzeuge

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPHydrodynamik schneller Wasserfahrzeuge (L1593) Vorlesung 3 3Spezielle Gebiete der Schiffspropulsion (L1589) Vorlesung 3 3


Empfohlene Vorkenntnisse Grundkenntnisse in Schiffswiderstand, Schiffspropulsion, Propellertheorie



Fachkompetenz

Wissen

Grundverständnis aktueller Forschungsfragestellungen derSchiffspropulsionErklären des derzeitigen Forschungsstandes auf dem Gebiet derSchiffsantriebeAnwenden gegebener Techniken zur Bearbeitung vorgegebenerFragestellungenBewerten der Grenzen aktueller SchiffspropulsionsorganeErkennen von Ansätzen zur Erweiterung bestehender Methodenund TechnikenAbschätzen von weiteren Entwicklungspotenzialen

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage

geeignete Rechen- und Simulationsmethoden zur Bestimmung derhydrodynamischen Eigenschaften von Schiffsantriebenanzuwendendas Verhalten von Schiffsantrieben unter verschiedenenBetriebsbedingungen durch vereinfachte Methoden zumodellieren.Ergebnisse einer experimentellen oder numerischenUntersuchung zu analysieren und kritisch zu beurteilen.


Sozialkompetenz

Studierende können

in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen unddie Arbeitsergebnisse dokumentierenerlerntes Wissen innerhalb der Gruppe weitergeben

SelbstständigkeitStudierende sind fähig, ihren Kenntnisstand mit Hilfe vonÜbungsaufgaben und Fallanalysen einzuschätzen





[199]


Lehrveranstaltung L1593: Hydrodynamik schneller WasserfahrzeugeTyp Vorlesung

SWS 3LP 3


Dozenten Prof. Moustafa Abdel-MaksoudSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

1. Widerstandskomponenten verschiedener schneller Wasserfahrzeuge2. Propulsionseinheiten von schnellen Fahrzeugen 3. Wellenwiderstand in flachen und tiefen Gewässern4. Surface-Effect-Fahrzeuge5. Hydrofoil-gestützte Fahrzeuge6. Halbgleiter7. Gleitfahrzeuge8. Slamming9. Manövrierbarkeit

LiteraturFaltinsen,O. M., Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, CambridgeUniversity Press, UK, 2006

Lehrveranstaltung L1589: Spezielle Gebiete der SchiffspropulsionTyp Vorlesung

SWS 3LP 3


Dozenten Prof. Moustafa Abdel-MaksoudSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

1. Propellergeometrie2. Kavitation3. Modellversuche, Propeller-Rumpf-Wechselwirkung4. Druckschwankung / Vibration5. Potentialtheorie6. Propellerentwurf7. Verstellpropeller8. Düsenpropeller9. Podantriebe

10. Wasserstrahlantriebe11. Voith-Schneider-Propeller

Literatur

Breslin, J., P., Andersen, P., Hydrodynamics of Ship Propellers, CambridgeOcean 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, 2004N. N., 1st International Conference on Technological Advances in PoddedPropulsion, Newcastle, 2004

[200]








Fachkompetenz








Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Flugzeug-Systemtechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Energietechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Bio- und Medizintechnik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

[201]


Modul M1233: Numerische Methoden im Schiffsentwurf

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNumerische Methoden im Schiffsentwurf (L1271) Vorlesung 2 4

Numerische Methoden im Schiffsentwurf (L1709)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 2

Modulverantwortlicher Prof. Stefan KrügerZulassungsvoraussetzungen Keine



FachkompetenzWissen

FertigkeitenPersonale Kompetenzen

SozialkompetenzSelbstständigkeit





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Lehrveranstaltung L1271: Numerische Methoden im SchiffsentwurfTyp Vorlesung

SWS 2LP 4


Dozenten Prof. Stefan KrügerSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Zunächst wird eine generelle Einführung über die Bedeutung numerischer Verfahrenim Entwurfsprozess gegeben. Dabei werden die wesentlichen Randbedingungen wie Produktqualität undProjektierungszeit diskutiert. Nacheinander werden numerische Verfahren für die verschiedenen Entwurfsschrittealgorithmisch entwickelt und es werden Konsequenzen für die Umgestaltung des Enwurfsprozesses gegeben. Imeinzelnen 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 SchiffsentwurfTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Stefan KrügerSprachen DEZeitraum WiSe


[203]


Modul M1146: Ship Vibration

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPSchiffsvibrationen (L1528) Vorlesung 2 3Schiffsvibrationen (L1529) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und PolachZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene VorkenntnisseMechanis I - IIIStructural Analysis of Ships IFundamentals of Ship Structural Design



Fachkompetenz

Wissen

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

Fertigkeiten

Students are capable to apply methods for the calculation of naturalfrequencies and exciting forces and resulting vibrations of shipstructures including their assessment; they can model structures for thevibration analysis


SozialkompetenzThe students are able to communicate and cooperate in a professionalenvironment in the shipbuilding and component supply industry.

SelbstständigkeitStudents are able to detect vibration-prone components on ships, tomodel the structure, to select suitable calculation methods and to assessthe results




Energietechnik: Vertiefung Schiffsmaschinenbau: WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: PflichtShip and Offshore Technology: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[204]


Lehrveranstaltung L1528: Ship VibrationTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und PolachSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

1. Introduction; assessment of vibrations2. Basic equations3. Beams with discrete / distributed masses4. Complex beam systems5. Vibration of plates and Grillages6. Deformation method / practical hints / measurements7. Hydrodynamic masses8. Spectral method9. Hydrodynamic masses acc. to Lewis10. Damping11. Shaft systems12. Propeller excitation13. Engines


Lehrveranstaltung L1529: Ship VibrationTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und PolachSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

1. Introduction; assessment of vibrations2. Basic equations3. Beams with discrete / distributed masses4. Complex beam systems5. Vibration of plates and Grillages6. Deformation method / practical hints / measurements7. Hydrodynamic masses8. Spectral method9. Hydrodynamic masses acc. to Lewis10. Damping11. Shaft systems12. Propeller excitation13. Engines


[205]


Modul M1268: Lineare und Nichtlineare Wellen


Lineare und Nichtlineare Wellen (L1737)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

4 6


Empfohlene Vorkenntnisse Gute Kenntnisse in Mathematik, Mechanik und Dynamik.Modulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen Studierende sind in der Lage, bestehende Begriffe und Konzepte derWellenmechanik wiederzugeben und neue Begriffe und Konzepte zu entwickeln.

FertigkeitenStudierende sind in der Lage bestehende Verfahren und Methodender Wellenmechanik anzuwenden und neue Verfahren und Methoden zuentwickeln.


Selbstständigkeit Studierende können eigenständig vorgegebene Forschungsaufgaben angehenund selbständig neue Forschungsaufgaben identifizieren und bearbeiten.




Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1737: Lineare und Nichtlineare WellenTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 4LP 6


Dozenten Prof. Norbert Hoffmann, Dr. Antonio PapangeloSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt Einführung in die Dynamik Linearer und Nichtlinearer Wellen.

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

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

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Modul M1148: Ausgewählte Themen der Schiffs- und Meerestechnik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAusrüstung und Betrieb von Offshore-Spezialschiffen (L1896) Vorlesung 2 3Entwerfen von Unterwasserfahrzeugen (L0670) Vorlesung 2 3Lattice-Boltzmann-Methoden für die Simulation von Strömungen mitfreien Oberflächen (L2066) Vorlesung 2 3

Modellierung und Simulation maritimer Systeme (L2013)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 3

Offshore-Windkraftparks (L0072) Vorlesung 2 3Schiffsakustik (L1605) Vorlesung 2 3Schiffsdynamik (L0352) Vorlesung 2 3Spezielle Gebiete der Experimentellen und TheoretischenFluiddynamik (L0240) Vorlesung 2 3Technik und Strömungsmechanik von Segelschiffen (L0873) Vorlesung 2 3Technik von Überwassermarinefahrzeugen (L0765) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Sören EhlersZulassungsvoraussetzungen Keine



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte Spezialgebietedes Schiffbaus und der Meerestechnik zu verorten.Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichengrundlegende Modelle und Verfahren erklären.Die Studierenden können forschungsbezogenes undtechnologisches Wissen miteinander in Beziehung setzen.

FertigkeitenDie Studierenden können in ausgewählten ingenieurtechnischenTeilbereichen grundlegende Methoden anwenden.


Sozialkompetenz

Die Studierenden sind in der Lage, im Beruf sowohl im Bereich desSchiffsentwurfes als auch im Bereich der Zulieferindustrie im kollegialenUmfeld effizient fachlich zusammenzuarbeiten.

SelbstständigkeitStudierende können selbstständig auswählen, welche Kenntnisse undFähigkeiten sie durch die Wahl der geeigneten Fächer vertiefen.



Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[207]


Lehrveranstaltung L1896: Ausrüstung und Betrieb von Offshore-SpezialschiffenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Dr. Hendrik VorhölterSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Die Vorlesung soll vom Aufbau her zweigeteilt werden. Im ersten Teil sollen not-wendige Grundlagen zum Entwurf der Ausrüstung von Offshore-Spezialschiffen nocheinmal aufgegriffen und wenn nötig vertieft werden. Des Weiteren soll diespeziellen Charakteristika aller Offshore-Schiffe und ihrer Ausrüstung eingegangenwerden: 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 zukönnen.

Im zweiten Teil der Veranstaltung werden einzelne Typen von Offshore-Spezial-schiffen detaillierter behandelt. Hierbei wird auf die spezifischen Entwurfs- als auchBetriebsanforderungen eingegangen. In diesem Teil sollen die Studenten verstärkteingebunden werden durch die Vorbereitung von Kurzreferaten, die während derVeranstaltungen als Impulsvorträge zu den jeweiligen Schiffstypen genutzt werdensollen. Folgende Schiffstypen mit ihrer spezialisierten Ausrüstung sollen nach derjetzigen 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 SupplyVessels” 2006-03

IMCA M 187 “Lifting Operations” 2007-10

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

[208]


Lehrveranstaltung L0670: Entwerfen von UnterwasserfahrzeugenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Peter HauschildtSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

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

1.Besondere Anforderungen an den Entwurf von modernen, konventionellangetriebenen 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 ThyssenKruppMarine Systems in Kiel statt.

Literatur Gabler, Ubootsbau

[209]


Lehrveranstaltung L2066: Lattice-Boltzmann-Methoden für die Simulation von Strömungenmit freien Oberflächen

Typ VorlesungSWS 2




und -umfang 30 min

Dozenten Dr. Christian F. JanßenSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

D i e s e Lehrveranstaltung befasst sich mit Lattice-Boltzmann-Methoden zurSimulation von Strömungen mit freien Oberflächen. Zunächst werden grundlegendeKonzepte der kinetischen Modellierung eingeführt (LGCAs, LBM, …). Im Anschlusswerden gängige Erweiterungen der Methoden zur Simulation von Strömungen mitfreien Oberflächen diskutiert. Vorlesungsbegleitend sind ausgewählteStrömungsszenarien 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 flowproblems in civil and environmental engineering”, PhD thesis, TU Braunschweig,2010.

[210]


Lehrveranstaltung L2013: Modellierung und Simulation maritimer SystemeTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Dr. Christian F. JanßenSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Im Rahmen dieser Lehrveranstaltung lernen die Studierenden, ausgewählteProblemstellungen aus dem maritimen Umfeld zu modellieren und mit Hilfe eigenerProgramme und Skripte numerisch zu lösen.

Einleitend werden zunächst grundlegende Konzepte der rechnergestütztenModellierung erläutert. Dabei werden insbesondere die vier ThemenfelderModellierung, Diskretisierung, Implementierung und Berechnung sowie ihreWechselwirkungen erörtert. Im Anschluss erfolgt eine Einführung in gängige für dieImplementierung und anschließende Berechnung zur Verfügung stehendenWerkzeuge, insbesondere kompilierende und interpretierende höhereProgrammiersprachen sowie Computeralgebrasysteme (z.B. Python; Matlab, Maple).In der zweiten Veranstaltungshälfte werden mit den Studierenden geeigneteProblemstellungen aus der maritimen Praxis ausgewählt, die im Anschluss inbetreuter Eigenarbeit entlang der Modellierungspyramide zu bearbeiten und zulösen 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” (MATLABHandbook, MathWorks);

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Lehrveranstaltung L0072: Offshore-WindkraftparksTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 45 min

Dozenten Dr. Alexander MitzlaffSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Nichtlineare Wellen: Stabilität, Strukturbildung, solitäre ZuständeBodengrenzschicht: Wellengrenzschichten, Scour, HangstabilitätWechselwirkung zwischen Meereis und Offshore-StrukturenWellen- 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, Cambridge2000.Johnson, R.S., A Modern Introduction to the Mathematical Theory of WaterWaves, Cambridge 1997.Lykousis, V. et al., Submarine Mass Movements and Their Consequences,Springer 2007.Nielsen, P., Coastal Bottom Boundary Layers and Sediment Transport, WorldScientific 2005.Research Articles.

Lehrveranstaltung L1605: SchiffsakustikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Dr. Dietrich WittekindSprachen DEZeitraum SoSe

InhaltLiteratur

Lehrveranstaltung L0352: SchiffsdynamikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3

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Arbeitsaufwand inStunden

Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28


und -umfang 60 min

Dozenten Prof. Moustafa Abdel-MaksoudSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Manövrierfähigkeit von Schiffen

BewegungsgleichungenHydrodynamische Kräfte und MomenteLineare Bewegungsgleichungen und ihre LösungenManövrierversuche mit naturgroßen SchiffenVorschriften zur ManövrierfähigkeitRuder

Schiffe im Seegang

Darstellung harmonischer VorgängeBewegungen eines starren Schiffes in regelmäßigen WellenStrömungskräfte auf SchiffsquerschnitteStreifenmethodeFolgerungen aus den Schiffsbewegungen in regelmäßigen WellenVerhalten von Schiffen in stationärem SeegangLangzeitverteilung von Seegangswirkungen

Literatur

Abdel-Maksoud, M., Schiffsdynamik, Vorlesungsskript, Institut fürFluiddynamik und Schiffstheorie, Technische Universität Hamburg-Harburg,2014

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

[213]


Lehrveranstaltung L0240: Spezielle Gebiete der Experimentellen und TheoretischenFluiddynamik

Typ VorlesungSWS 2




und -umfang 30 min

Dozenten Prof. Thomas RungSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben. Mögliche Inhalte sind

1. Methoden und Verfahren der Strömungsmesstechnik 2. Rationale Methoden der strömungstechnischen Modellierung3. Spezielle Gebiete der theoretischen Numerischen Thermofluiddynamik4. Turbulente Strömungen

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

[214]


Lehrveranstaltung L0873: Technik und Strömungsmechanik von SegelschiffenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Prof. Thomas Rung, Peter SchenzleSprachen DE/ENZeitraum 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

[215]


Lehrveranstaltung L0765: Technik von ÜberwassermarinefahrzeugenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



und -umfang 30 min

Dozenten Dr. Martin SchöttelndreyerSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Einsatzszenarien, Aufgaben, Fähigkeiten, AnforderungenProdukt- und Prozessmodelle, VorschriftenÜberlebensfähigkeit: Bedrohungen, Signaturen, AbwehrmaßnahmenEntwurfs- und KonstruktionsmerkmaleEnergie- und AntriebssystemeFührungs- und EinsatzsystemeVerwundbarkeit: Restfestigkeit, Restfunktionalität

Literatur

Th. Christensen, H.-D. Ehrenberg, H. Götte, J. Wessel: Entwurf von Fregatten undKorvetten, 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 - NavalShip Design (2006)

P. G. Gates: Surface Warships - An Introduction to Design Principles, Brassey’sDefence Publishers, London (1987)

[216]


Modul M1232: Eistechnik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPEistechnik (L1607) Vorlesung 2 2Eistechnik (L1615) Gruppenübung 1 2

Schiffskonstruktionen für die Polarregionen (L1575)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 2

Modulverantwortlicher Prof. Sören EhlersZulassungsvoraussetzungen Keine



Fachkompetenz

WissenDie Heraus- und Anforderungen, die durch Eis hervorgerufen werden,können erläutert werden. Eiskräfte können erklärt werden undEisverstärkungen werden verstanden.

Fertigkeiten

Die Heraus- und Anforderungen, die durch Eis hervorgerufen werden,können abgeschätzt werden, und die Genauigkeit dieser Abschätzungkann evaluiert werden. Rechenmodelle zur Eislastabschätzung könnenangewandt werden und eine Struktur kann entsprechend Eislastenausgelegt werden.


SozialkompetenzStudierende können ihre Konstruktion vortragen und ihreEntscheidungen konstruktiv in der Gruppe diskutieren.

SelbstständigkeitDie eigenständige Bearbeitung eines individuellen Themas wird erlerntund die durch die abschliessende Presentation wird die Vortragsfähigkeitverbessert und die erlernten Fähigkeiten können verteidigt werden.





[217]


Lehrveranstaltung L1607: EistechnikTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Dr. Walter KuehnleinSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

1. Eis, Eiseigenschaften, Versagensmechanismen und Heraus- undAnforderungen durch Eis

Einführung -was bedeutet Eistechnik.Beschreibung der verschiedenen Eisarten, Eisparameter undverschiedenen Eis-VersagensmechanismenWarum ist Eis so anders verglichen mit offenem WasserVorstellung der Designanforderungen und der Anforderungen anStruktur und Systeme in eisbedeckten Gebieten

2. Eiskraftbestimmung und EismodellversucheVorstellung verschiedener empirischer Formeln für eine einfacheAbschätzung der EiskräfteDiskussion und Interpretation der verschiedenen Ansätze zurEiskraftberechnungEinführung in die EisversuchstechnikWelche Anforderung gibt es für Eismodellversuche und welchephysikalischen Parameter müssen modelliert bzw. skaliert werdenWas kann mit Eismodellversuchen simuliert werden und wie sind dieErgebnisse zu interpretieren

3. Computermodelle für Eis-Struktur-InteraktionenDynamische Bruch- und Kontinuumsmechanik für die Modellierung derEis-Struktur-InteraktionAlternative numerische Bruchverlaufsmodellierung am Beispiel eineskohäsiven Elementmodells für echte Strukturen im EisDiskussion der Einflüsse von Eisparameter, -hydrodynamik undEisaufhäufungen

4. Eis-Design-Philosophien und Konzepte für EisWas muss beachtet werden, um Strukturen oder System füreisbedeckte Gebiete zu entwerfenWas sind die Hauptunterschiede zu einem Offen-Wasser-DesignEismanagementWas sind die wichtigsten Eis-Design-Philosophien und warum ist eingesamtheitliches Konzept für Strukturen und Systeme im Eis sowichtig

LiteraturProceedings OMAEProceedings POACProceedings ATC

[218]


Lehrveranstaltung L1615: EistechnikTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2


Dozenten Dr. Walter KuehnleinSprachen DE/ENZeitraum WiSe


Lehrveranstaltung L1575: Schiffskonstruktionen für die PolarregionenTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Sören Ehlers, Dr. Rüdiger Ulrich Franz von Bock und PolachSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt Die Strukturauslegung unter Eislasten wird mit einer individuellen Aufgabeerarbeitet

Literatur FSICR, IACS PC and assorted publications

[219]


Modul M1165: Schiffssicherheit

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPSchiffssicherheit (L1267) Vorlesung 2 4Schiffssicherheit (L1268) Hörsaalübung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Stefan KrügerZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Schiffsentwurf, Hydrostatik, Statistik und Stochastik



Fachkompetenz

Wissen

Der Student soll lernen, den Sicherhsitsaspekt beim Schiffsentwurf zubeachten. Dabei geht es einmal unm die Anwendung der geltenden Vorschriften an sich, als auch im Besonderenum die Bewertung der durch die Vorschriftenen gegebenen Sicherheitsaspekte sowie durchführen vonEinzel- Aequivalenznachweisen.

Fertigkeiten

Zunächst wird ein allgemeiner Überblick über generelleSicherheitskonzepte in der Technik gegeben. Für die maritime Welt relevante Sicherheitsorgane werden eingeführt, sowie derenZuständigkeiten und Aufgaben. Dann wird der generelle Unterschied zwischen beschreibenden and anforderndenSicherheitskonzepten aufgezeigt. Am Beispiel der für den Schiffgsentwurf wichtigsten Sicherheitsvorschriften wird fallweiseerläutert, welchen Einfluss diese Vorschrift auf den Schiffsentwurf haben hann, wo physikalische Grenzen dieserVorschrift liegen und welche Möglichkeiten existieren, vergleichbare Sicherheitsniveaus mit Aquivalenzkonzeptenerreichen 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


Sozialkompetenz Der Student lernt, Sicherheitsverantworung für seinen Entwurf zuübernehmen.

Selbstständigkeit Übernehmen von Verantworung für das Zertifizieren von Konstruktionen.Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56




Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Maritime Technik: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1267: SchiffssicherheitTyp Vorlesung

SWS 2LP 4



Inhalt

Zunächst wird ein allgemeiner Überblick über generelle Sicherheitskonzepte in derTechnik gegeben. Für die maritime Welt relevante Sicherheitsorgane werden eingeführt, sowie deren Zuständigkeitenund Aufgaben. Dann wird der generelle Unterschied zwischen beschreibenden and anforderndenSicherheitskonzepten 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 Vorschriftliegen und welche Möglichkeiten existieren, vergleichbare Sicherheitsniveaus mit Aquivalenzkonzepten erreichen zukönnen. 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: SchiffssicherheitTyp Hörsaalübung

SWS 2LP 2




[221]


M o d u l M1178: Manövrierfähigkeit und Schiffshydrodynamikbeschränkter Gewässer

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPManövrierfähigkeit von Schiffen (L1597) Vorlesung 2 3Schiffshydrodynamik beschränkter Gewässer (L1598) Vorlesung 2 3


Empfohlene Vorkenntnisse B.Sc. Schiffbau



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden werden befähigt die Bewegungsgleichungen und dieBeschreibung von hydrodynamischen Kräften zu erläutern. Sie sind inder Lage die Nomotogleichung zu erklären und die gängigstenModellversuche 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 undVorhersage der Manövrierfähigkeit von Schiffen und Fähigkeiten zurEntwicklung von Methoden zur Analyse des Manövrierverhaltens.Grundlegende Kenntnisse über die Eigenschaften der Schiffsumströmungunter Flachwasserbedingungen hinsichtlich Propulsion und Manövrierenvon Schiffen werden erworben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage das Manövrierverhalten von Schiffenmithilfe der Bewegungsgleichungen und den hydrodynamischenKraftkoeffizienten zu berechnen. Sie sind des Weiteren fähig einnumerisches Programm zu entwickeln, dass Manövriersimulationen aufBasis der gelernten Theorie durchzuführen. Sie können die berechnetenResultate auf ihre Plausibilität prüfen.


SozialkompetenzDie Studierenden können in Gruppen zusammenarbeiten, zuArbeitsergebnissen kommen und diese dokumentieren.

SelbstständigkeitDie Studierenden werden befähigt mithilfe von Hinweisen eigenständigAufgaben zu berarbeiten und ihren eigenen Lernstand konkret zubeurteilen.





[222]


Lehrveranstaltung L1597: Manövrierfähigkeit von SchiffenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Moustafa Abdel-MaksoudSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Freiheitsgrade, KoordinatensystemeBewegungsgleichungenHydrodynamische Kräfte und Momente am SchiffRuderkräfteLinearisierte Steuergleichungen (Lösung für Grenzfälle, Gierstabilität)Manövrierversuche (frei fahrend, gefesselt)Theorie Schlanker Körper

Qualifikationsziele:

Erlernung der Grundlagen für die Beurteilung und Vorhersage derManövrierfähigkeit von Schiffen Fähigkeiten zur Entwicklung von Methoden zurAnalyse des Manövrierverhaltens.

Literatur

Crane, C. L. H., Eda, A. L., Principles of Naval Architecture, Chapter 9,Controllability, SNAME, New York, 1989Brix, J., Manoeuvring Technical Manual, Seehafen Verlag GmbH, Hamburg1993 Söding, H., Manövrieren , Vorlesungsmanuskript, Institut für Fluiddynamikund Schiffstheorie, TUHH, Hamburg, 1995

[223]


Lehrveranstaltung L1598: Schiffshydrodynamik beschränkter GewässerTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Moustafa Abdel-Maksoud, Dr. Norbert StuntzSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Spezielle Aspekte der Flachwasserhydrodynamik, Vertikale und horizontaleBeschränkung, Unebenheiten der GewässersohleGrundgleichungen der Schiffshydrodynamik im flachen WasserApproximation von Flachwasserwellen, Boussinesq’s ApproximationSchiffswellen in tiefem Wasser und bei unterkritischen, kritischen undüberkritischen GeschwindigkeitenSolitary Wellen, kritischer Geschwindigkeitsbereich, Auslöschen von WellenAspekte der Schiffsbewegung im Kanal bei beschränkter Wassertiefe

Qualifikationsziele:Erwerb grundlegender Kenntnisse über die Eigenschaften der Schiffsumströmungunter Flachwasserbedingungen. Durchdringung der Flachwassereffektre hinsichtlichPropulsion und Manövrieren von Schiffen.

LiteraturPNA (1988): Principle of Naval Architecture, Vol. II, ISBN 0-939773-01-5Schneekluth (1988): Hydromechanik zum SchiffsentwurfJiang, T. (2001): Ship Waves in Shallow Water, Fortschritt-Berichte VDI, Series12, No 466, ISBN 3-18-346612-0

[224]


Fachmodule der Vertiefung Materialwissenschaften

Im Vordergrund der Vertiefung Werkstofftechnik steht der Erwerb von vertiefenden Kenntnissenund Fähigkeiten in der Materialtechnologie. Ein Schwerpunkt liegt hier auf der Erstellung modernerMaterialmodelle. Module im Wahlpflichtbereich sind die Werkstoffmodellierung undSkalenübergreifende Modellierung, Phänomene und Methoden der Materialwissenschaften,Kunststoffverarbeitung, sowie Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Zusätzlich sind Fächer aus demTechnischen Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO) frei wählbar.

Modul M1342: Kunststoffe

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAufbau und Eigenschaften der Kunststoffe (L0389) Vorlesung 2 3Verarbeitung und Konstruieren mit Kunststoffen (L1892) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Dr. Hans WittichZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen aus der Chemie / Physik / Werkstoffkunde Modulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Studierende können

- die Grundlagen der Kunststoffe wiedergeben und kennen dieentsprechenden Prüf- und Analysemethoden.

- die komplexen Zusammenhänge Struktur-Eigenschaftsbeziehungerklären.

- die Wechselwirkungen von chemischen Aufbau der Polymere unterEinbeziehung fachangrenzender Kontexte erläutern (z.B. Nachhaltigkeit,Umweltschutz).

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage standardisierte Berechnungsmethoden ineinem angegebenen Kontext einzusetzen, um

- mechanische Eigenschaften (Modul, Festigkeit) zu berechnen und dieunterschiedlichen Materialien zu bewerten.

- für werkstoffliche Probleme geeignete Lösungen auszuwählen und zudimensionieren, z.B. Steifigkeit, Korrosion, Festigkeit.


Sozialkompetenz

Studierende können

- in heterogen Gruppen zu fundierten Arbeitsergebnissen kommen unddiese dokumentieren.

- angemessen Feedback geben und mit Rückmeldungen zu ihreneigenen Leistungen konstruktiv umgehen.


- eigene Stärken und Schwächen einzuschätzen

[225]


Selbstständigkeit - ihren jeweiligen Lernstand konkret zu beurteilen und auf dieser Basisweitere Arbeitsschritte zu definieren.

- mögliche Konsequenzen ihres beruflichen Handelns einzuschätzen.




Materialwissenschaft: Vertiefung Konstruktionswerkstoffe: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:PflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0389: Aufbau und Eigenschaften der KunststoffeTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Hans WittichSprachen DEZeitraum 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

[226]


Lehrveranstaltung L1892: Verarbeitung und Konstruieren mit KunststoffenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Bodo Fiedler, Dr. Hans WittichSprachen DE/ENZeitraum 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 VerlagCrawford: Plastics engineering, Pergamon PressMichaeli: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, Hanser Verlag

Konstruieren mit Kunststoffen, Gunter Erhard , Hanser Verlag

[227]








Fachkompetenz









[228]


Modul M1170: Phänomene und Methoden der Materialwissenschaften

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPExperimentelle Methoden der Materialcharakterisierung (L1580) Vorlesung 2 3Phasengleichgewichte und Umwandlungen (L1579) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Patrick HuberZulassungsvoraussetzungen Keine


Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den ModulenWerkstoffwissenschaft I/II



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können die Eigenschaften von modernenHochleistungswerkstoffen sowie deren Einsatz in der Technik erläutern.Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung und Anwendungvon metallischen Werkstoffen, Keramiken, Polymeren, Halbleitern sowievon modernen Kompositmaterialien (insbesondere Biomaterialien) undNanomaterialien beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach dem Erlernen grundlegender Prinzipien desMaterialdesigns in der Lage, selbst neue Materialkonfigurationen mitgewünschten Eigenschaften zusammenzustellen.Die Studierenden können einen Überblick über moderne Werkstoffegeben und optimale Werkstoffkombinationen für vorgegebeneAnwendungen zusammenstellen.


SozialkompetenzDie Studierenden können Lösungen gegenüber Spezialisten präsentierenund Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.benötigtes Wissen aneignen.




Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMaterialwissenschaft: Kernqualifikation: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:PflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: Wahlpflicht

[229]


Lehrveranstaltung L1580: Experimentelle Methoden der MaterialcharakterisierungTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Patrick HuberSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Strukturelle Chrakterisierungsmethoden mit Photonen, Neutronen undElektronen (insbesondere Röntgen- und Neutronenbeugung,Elektronenmikroskopie, Tomographietechniken, grenzflächensensitiveMethoden)Mechanische und thermodynamische Charakterisierungsmethoden(IndentermessungenCharakterisierung von optischen, elektrischen und magnetischenEigenschaften (Spektroskopie, elektrische Leitfähigkeit, Magnetometrie)

Literatur

William D. Callister und David G. Rethwisch, Materialwissenschaften undWerkstofftechnik, Wiley&Sons, Asia (2011).

William D. Callister, Materials Science and Technology, Wiley& Sons, Inc. (2007).

Lehrveranstaltung L1579: Phasengleichgewichte und UmwandlungenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Jörg WeißmüllerSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Grundlagen der statistischen Physik, formale Struktur der phänomenologischenThermodynamik, einfache atomistische Modelle und freie Energiefunktionen fürMischkristalle und Verbindungen. Korrekturen bei nichtlokaler Wechselwirkung(Elastizität, Gradiententerme). Phasengleichgewicht undLegierungsphasendiagramme als Konsequenz daraus. Einfache atomistischeBetrachtungen für Wechselwirkungsenergien in metallischen Mischkristallen.Diffusion in realen Systemen. Kinetik von Phasenumwandlungen unteranwendungsrelevanten Randbedingungen. Partitionierung, Stabilität undMorphologie an Erstarrungsfronten. Ordnung von Phasenübergängen,Glasübergang. Phasenübergänge in nano- und mikroskaligen Systemen.

Literatur Wird im Rahmen der Lehrveranstaltung bekannt gegeben.

[230]


Modul M1226: Mechanische Eigenschaften

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMechanisches Verhalten spröder Materialien (L1661) Vorlesung 2 3Theorie der Versetzungsplastizität (L1662) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Dr. Erica LilleoddenZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der Werkstoffwissenschaften I/II



Fachkompetenz

WissenStudierende können in der Kristallographie, Statik (Freikörperbilder,Traktionen) Grundlagen der Thermodynamik (Energieminimierung,Energiebarrieren, Entropie) grundlegende Konzepte erklären.

FertigkeitenStudierende sind in der Lage, standardisierte Berechnungsmethodendurchzuführen: Tensor Berechnungen, Ableitungen, Integrale, Tensor-Transformationen


Sozialkompetenz



Selbstständigkeit

Studierende sind fähig:

- eigene Stärken und Schwächen allgemein einzuschätzen

- angeleitet durch Lehrende ihren jeweiligen Lernstand konkret zubeurteilen 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




Materialwissenschaft: Kernqualifikation: PflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[231]


Lehrveranstaltung L1661: Mechanisches Verhalten spröder MaterialienTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Gerold SchneiderSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Theoretische Festigkeiteines perfekten Materials, theoretische kritische Schubspannung

Tatsächliche Festigkeit von spröden Materialien Energiefreisetzungsrate, Spannungsintensitätsfaktor, Bruchkriterium

Streuung der FestigkeitFehlerverteilung, Festigkeitsverteilung, Weibullverteilung

Heterogene Materialien I Innere Spannungen, Mikrorisse, Stoffgesetze (E-Modul parallel, senkrecht)

Heterogene Materialien IIVerstärkungsmechanismen: Rissbrücken, Faser

Heterogene Materialien IIIVerstärkungsmechanismen: Prozesszone

Messmethoden der zur Bestimmung der Bruchzähigkeit spröderMaterialien

R-Kurve, stabiles/ instabile Risswachstum, Fraktographie

Thermoschock

Unterkritisches Risswachstumv-K-Kurve, Lebensdauerberechnung

Kriechen

Mechanische Eigenschaften von biologischen Materialien

Anwendungsbeispiele zur mechanischen zuverlässigen Auslegungkeramischer Bauteile

Literatur

D R H Jones, Michael F. Ashby, Engineering Materials 1, An Introduction toProperties, Applications and Design, Elesevier

D.J. Green, An introduction to the mechanical properties of ceramics”, CambridgeUniversity 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

[232]


Lehrveranstaltung L1662: Theorie der VersetzungsplastizitätTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Erica LilleoddenSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Dieser Kurs deckt die Grundsätze der Versetzungstheorie aus einermetallkundlichen Perspektive ab und bietet ein grundlegendes Verständnis derBeziehungen zwischen mechanischen Eigenschaften und Defektverteilungen.

Wir werden das Konzept von Versetzungen betrachten und einen Überblick überwichtige Konzepte (z.B. lineare Elastizität, Spannungs-Dehnungs-Beziehungen, undStressverformung) für Theorieentwicklung erhalten. Wir werden die Theorie derVersetzungsplastizität durch abgeleitete Spannungs- und Dehnungs-Felder,dazugehörende Energien, und der induzierten Kräfte auf Versetzungen aufgrundinterner und externer Spannungen entwickeln. Versetzungsstrukturen werdendiskutiert, inkl. Kernstrukturmodelle, Stapelfehlern und Versetzungs-Arrays (inkl.einer Beschreibung der Grenzfläche). Mechanismen von Versetzungsmultiplikationund -Verfestigung werden abgedeckt, genau so wie generelle Prinzipien vonKriechverhalten und Dehngeschwindigkeitsempfindlichkeit. Weitere Themenbeinhalten nicht-FCC Versetzungen mit einem Fokus auf dem Unterschied inStruktur und korrespondierenden Implikationen auf Versetzungsmobilität undmakroskopischem 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

[233]


Modul M1343: Fibre-polymer-composites

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAufbau und Eigenschaften der Faser-Kunststoff-Verbunde (L1894) Vorlesung 2 3Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden (L1893) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Bodo FiedlerZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse Basics: chemistry / physics / materials scienceModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Students can use the knowledge of fiber-reinforced composites (FRP)and its constituents to play (fiber / matrix) and define the necessarytesting and analysis.

They can explain the complex relationships structure-propertyrelationship and

the interactions of chemical structure of the polymers, their processingwith the different fiber types, including to explain neighboring contexts(e.g. sustainability, environmental protection).

Fertigkeiten

Students are capable of

using standardized calculation methods in a given context tomechanical properties (modulus, strength) to calculate andevaluate the different materials.approximate sizing using the network theory of the structuralelements implement and evaluate.selecting appropriate solutions for mechanical recyclingproblems and sizing example stiffness, corrosion resistance.


Sozialkompetenz

Students can

arrive at funded work results in heterogenius groups anddocument them.provide appropriate feedback and handle feedback on their ownperformance constructively.

Selbstständigkeit


- assess their own strengths and weaknesses.

- assess their own state of learning in specific terms and to define furtherwork steps on this basis.

- assess possible consequences of their professional activity.



Energietechnik: Kernqualifikation: Wahlpflicht[234]



Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme undFlugzeugvorentwurf: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMaterialwissenschaft: Vertiefung Konstruktionswerkstoffe: WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Kernqualifikation: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:PflichtRegenerative Energien: Vertiefung Bioenergiesysteme: WahlpflichtRegenerative Energien: Vertiefung Windenergiesysteme: WahlpflichtRegenerative Energien: Vertiefung Solare Energiesysteme: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1894: Structure and properties of fibre-polymer-compositesTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Bodo FiedlerSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

- Microstructure and properties of the matrix and reinforcing materials and theirinteraction- 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

LiteraturHall, Clyne: Introduction to Composite materials, Cambridge University PressDaniel, Ishai: Engineering Mechanics of Composites Materials, Oxford UniversityPressMallick: Fibre-Reinforced Composites, Marcel Deckker, New York

[235]


Lehrveranstaltung L1893: Design with fibre-polymer-compositesTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Bodo FiedlerSprachen ENZeitraum SoSe

InhaltDesigning with Composites: Laminate Theory; Failure Criteria; Design of Pipes andShafts; Sandwich Structures; Notches; Joining Techniques; Compression Loading;Examples

Literatur Konstruieren mit Kunststoffen, Gunter Erhard , Hanser Verlag

[236]


Modul M1239: Experimentelle Mikro- und Nanomechanik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPExperimentelle Mikro- und Nanomechanik (L1673) Vorlesung 2 4Experimentelle Mikro- und Nanomechanik (L1674) Gruppenübung 1 2

Modulverantwortlicher Dr. Erica LilleoddenZulassungsvoraussetzungen Keine


Grundlagen der Werkstoffwissenschaften I/II,

Mechanische Eigenschaften, Phänomene und Methoden derMaterialwissenschaften



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 ineinem angegebenen Kontext einzusetzen, um unter wechselndenBelastungszuständen die mechanischen Eigenschaften (E-Modul, Stärke)aus verschiedenen Materialien zu berechnen und bewerten.


Sozialkompetenz



Selbstständigkeit


- eigene Stärken und Schwächen allgemein einzuschätzen

- angeleitet durch Lehrende ihren jeweiligen Lernstand konkret zubeurteilen 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




Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[237]


Lehrveranstaltung L1673: Experimentelle Mikro- und NanomechanikTyp Vorlesung

SWS 2LP 4



Inhalt

Hier werden die Prinzipien der mechanischen Prüfverfahren auf der Mikro- undNanoskala präsentiert. Wir werden uns dabei auf metallische Materialienkonzentrieren, obwohl Fragestellungen im Zusammenhang mit Keramiken undPolymeren ebenfalls diskutiert werden. Moderne Methoden werden behandelt. Dazuwerden die wissenschaftliche Fragestellungen diskutiert, die mit eben diesenMethoden bearbeitet werden.

Prinzipien der MikromechanikMotivation für kleinskalige PrüfverfahrenMethoden den ProbevorbereitungExperimentelle Artifakten und Auflösungen

Komplementäre StrukturanalyseverfahrenElectron back scattered diffractionTransmissions-ElektronenmikroskopieMikro-Laue Diffraktion

Nanoindentation-basierte TestingPrinzipien der KontaktmechanikBerkovich Indentation

Konfiguration der BelastungGrundgleichungen der Spannungs-Dehnungsanalyse Anwendungsbeispel:

Indentation Grossen EffektenMikrodruckversuchen


Grossen Effekten der FliessspangungMikrobiegebalkenversuchen


Bruchverhalten

LiteraturVorlesungsskript

Aktuelle Publikationen

Lehrveranstaltung L1674: Experimentelle Mikro- und NanomechanikTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2




[238]


Modul M1237: Methoden der theoretischen Materialphysik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMethoden der theoretischen Materialphysik (L1677) Vorlesung 2 4Methoden der theoretischen Materialphysik (L1678) Gruppenübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Stefan MüllerZulassungsvoraussetzungen Keine


Kenntnisse in höherer Mathematik wie Analysis, Lineare Algebra,Differentialgleichungen und Komplexe Funktionen, z.B. Mathematik I-IVKenntnisse in Physik, insbesondere Festkörperphysik, z.B. Materialphysik



Fachkompetenz

Wissen


…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 zurLösung eines wissenschaftlichen Problems am besten geeignet ist undwelche 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 bestgeeignetsteUntersuchungsmethode auszuwählen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können, etwa bei Konferenzen oder Messen, mitExperten aus verschiedenen Fachbereichen wie Physik undWerkstoffwissenschaften kompetent und auf die entsprechendeZielgruppe angepasst diskutieren. Dies erhöht auch ihre Fähigkeit, ininterdisziplinären Gruppen zu arbeiten.

Selbstständigkeit


… ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.

…benötigtes Wissen selbstständig aneignen..


Prüfung Mündliche PrüfungPrüfungsdauer und -umfang


Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[239]


Lehrveranstaltung L1677: Methoden der theoretischen MaterialphysikTyp Vorlesung

SWS 2LP 4


Dozenten Prof. Stefan MüllerSprachen DE/ENZeitraum 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 MaterialphysikTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2




[240]


Modul M1238: Quantenmechanik von Festkörpern

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPQuantenmechanik von Festkörpern (L1675) Vorlesung 2 4Quantenmechanik von Festkörpern (L1676) Gruppenübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Stefan MüllerZulassungsvoraussetzungen Keine


Kenntnisse in höherer Mathematik wie Analysis, Lineare Algebra,Differentialgleichungen und Komplexe Funktionen, z.B. Mathematik I-IVKenntnisse in Mechanik und Physik, insbesondere Festkörperphysik, z.B.Materialphysik



Fachkompetenz

Wissen


…die Grundlagen der Quantenmechanik erklären.

…die Bedeutung des Quantenphysik für die Beschreibung vonMaterialeigenschaften einschätzen.

…Korrelationen zwischen quantenmechanischen Phänomenen und derenKonsequenzen für die makroskopischen Eigenschaften von Materialienanalysieren.

Die Studenten sind damit in der Lage, wichtige Fragestellungen derIngenieur-Wissenschaften mit quantenmechanischen Eigenschaften vonMaterialien in Verbindung zu bringen und damit zu erklären.

FertigkeitenNach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage...

...Materialdesign auf quantenmechanischer Basis zu betreiben.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können mit Experten aus Fachbereichen wie Physikund Werkstoffwissenschaften kompetent über Fragen mitquantenmechanischem Hintergrund diskutieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage selbstständig Lösungen zuquantenmechanischen Problemen zu erarbeiten. Sie können sichzusätzlich nötiges Wissen zur Behandlung von komplexerenFragestellungen mit quantenmechanischem Hintergrund aus derLiteratur aneignen.




Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien:WahlpflichtMaterialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: Wahlpflicht

[241]


Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1675: Quantenmechanik von FestkörpernTyp Vorlesung

SWS 2LP 4



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 FestkörpernTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2




[242]


Modul M1152: Skalenübergreifende Modellierung

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPSkalenübergreifende Modellierung (L1537) Vorlesung 2 3Skalenübergreifende Modellierung Übung (L1538) Gruppenübung 2 3



Grundlagen der linearen und nichtlinearen Kontinuumsmechanik wie z.B.in den Modulen Mechanik II und Kontinuumsmechanik unterrichtet(Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare und nichtlineareVerzerrungsmaße, Schnittprinzip, lineare und nichtlineareKonstitutivgesetze, Verzerrungsenergie).



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können die Verformungsmechanismen auf deneinzelnen Längenskalen beschreiben und geeigneteModellierungskonzepte für die Beschreibung benennen.

Fertigkeiten

Die Studierende können erste Abschätzungen bzgl. des effektivenMaterialverhaltens ausgehend von der vorliegenden Mikrostrukturtreffen. Sie können das Schädigungsverhalten mit mikromechanischenVorgängen korrelieren und diese beschreiben. Insbesondere können sieihre Kenntnisse auf verschiedene Problemstellungen aus derMaterialwissenschaft anwenden und Materialmodelle bewerten undimplementieren.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialistenpräsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächenermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Problemeim Bereich der skalenübergreifenden Modellierung identifizieren undlösen und sich dafür benötigtes Wissen aneignen.




Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Werkstofftechnik: Wahlpflicht

[243]


Lehrveranstaltung L1537: Skalenübergreifende ModellierungTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Christian CyronSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Modellierung von Verformungsmechanismen in Werkstoffen aufverschiedenen Skalen (z.B. Molekulardynamik, Kristallplastizität,phänomenologische Modelle)Zusammenhang der Mikrostruktur mit dem makroskopischen VerhaltenEshelby ProblemEffektive Materialeigenschaften, RVE KonzeptHomogenisierungsmethoden, Skalenkopplung (Mikro-Meso-Makro)Mikromechanische Konzepte für die Beschreibung des Schädigungs- undVersagensverhaltens

Literatur

D. Gross, T. Seelig, Bruchmechanik: Mit einer Einführung in die Mikromechanik,Springer

T. Zohdi, P. Wriggers: An Introduction to Computational Micromechanics

D. Raabe: Computational Materials Science, The Simulation of Materials,Microstructures and Properties, Wiley-Vch

G. Gottstein., Physical Foundations of Materials Science, Springer

[244]


Lehrveranstaltung L1538: Skalenübergreifende Modellierung ÜbungTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Christian CyronSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Modellierung von Verformungsmechanismen in Werkstoffen aufverschiedenen Skalen (z.B. Molekulardynamik, Kristallplastizität,phänomenologische Modelle)Zusammenhang der Mikrostruktur mit dem makroskopischen VerhaltenEshelby ProblemEffektive Materialeigenschaften, RVE KonzeptHomogenisierungsmethoden, Skalenkopplung (Mikro-Meso-Makro)Mikromechanische Konzepte für die Beschreibung des Schädigungs- undVersagensverhaltens

Literatur

D. Gross, T. Seelig, Bruchmechanik: Mit einer Einführung in die Mikromechanik,Springer

T. Zohdi, P. Wriggers: An Introduction to Computational Micromechanics

D. Raabe: Computational Materials Science, The Simulation of Materials,Microstructures and Properties, Wiley-Vch

G. Gottstein., Physical Foundations of Materials Science, Springer

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Modul M1199: Moderne Funktionsmaterialien

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPModerne Funktionsmaterialien (L1625) Seminar 2 6



Kenntnisse in Werkstoffwissenschaften, z.B. aus den ModulenWerkstoffwissenschaft I/II



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können die Eigenschaften von modernenHochleistungswerkstoffen sowie deren Einsatz in der Technik erläutern.Sie können die werkstoffwissenschaftliche Bedeutung und Anwendungvon metallischen Werkstoffen, Keramiken, Polymeren, Halbleitern sowievon modernen Kompositmaterialien (insbesondere Biomaterialien) undNanomaterialien beschreiben.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind nach dem Erlernen grundlegender Prinzipien desMaterialdesigns in der Lage, selbst neue Materialkonfigurationen mitgewünschten Eigenschaften zusammenzustellen.Die Studierenden können einen Überblick über moderne Werkstoffegeben und optimale Werkstoffkombinationen für vorgegebeneAnwendungen zusammenstellen.



Selbstständigkeit

Die Studierenden können ...

ihre eigenen Stärken und Schwächen ermitteln.benötigtes Wissen aneignen.


Prüfung ReferatPrüfungsdauer und -umfang 30 min


Materialwissenschaft: Kernqualifikation: PflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften:Wahlpflicht

[246]


Lehrveranstaltung L1625: Moderne FunktionsmaterialienTyp Seminar

SWS 2LP 6


Dozenten Prof. Patrick Huber, Prof. Stefan Müller, Prof. Bodo Fiedler, Prof. Gerold Schneider,Prof. Jörg Weißmüller, Prof. Christian Cyron

Sprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

1. Poröse Festkörper - Präparation, Charakterisierung und Funktionalitäten2. Fluidik mit nanoporösen Membranen3. Thermoplastische Elastomere4. Eigenschaftsoptimierung von Kunststoffen durch Nanopartikel5. Faserverbundwerkstoffe6. Werkstoffmodellierung auf quantenmechanischer Basis7. Biomaterialien

LiteraturAktuelle Publikationen aus der Fachliteratur werden während der Veranstaltungbekanntgegeben.

[247]


Modul M1198: Materialphysik und atomare Materialmodellierung

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMaterialphysik (L1624) Vorlesung 2 2Quantenmechanik und atomare Materialmodellierung (L1672) Vorlesung 2 2Übungen zur Materialphysik und -modellierung (L2002) Gruppenübung 2 2


Empfohlene Vorkenntnisse Höhere Mathematik, Physik und Chemie für Studierende der Ingenieur-oder Naturwissenschaften



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 zusammenzufassenund zu beschreiben

- Konzept und Realisierung moderner Methoden der atomarenModellierung zu verstehen sowie deren Potential und Grenzen bzgl. dergesteckten 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 derkondensierten Materie durchzuführen.i h r e Kenntnisse auch auf artverwandte Fragestellungen zuübertragen, um thermodynamische und mechanischeBerechnungen durchzuführen, z.B. um neue Materialien zudesignen.Geeignete Modelierungsansätze für materialspezifische Problemezu benennen und einfache Modelle selbst zu entwickeln.



Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, ihren Wissenstand durch klausurnaheAufgaben selbstständig einzuschätzen und kontinuierlich zu überprüfen.

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächen ermittelnund sich benötigtes Wissen aneignen.



[248]



Materialwissenschaft: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1624: MaterialphysikTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Patrick HuberSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Motivation: „Atome im Maschinenbau?“Grundbegriffe: Kraft und EnergieDie elektromagnetische Wechselwirkung„Detour“: Mathematische Grundlagen (komplexe e-Funktion etc.)Das Atom: Bohrsches AtommodellChemische BindungDas Vielteilchenproblem: Lösungsansätze und StrategienBeschreibung von Nahordnungsphänomene mittels statistischerThermodynamikElastizitätstheorie auf atomarer BasisKonsequenzen 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

[249]


Lehrveranstaltung L1672: Quantenmechanik und atomare MaterialmodellierungTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Robert MeißnerSprachen DEZeitraum 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 sichfolgende Literatur

1. Regine Freudenstein & Wilhelm Kulisch "Wiley Schnellkurs Quantenmechanik"

[250]


Lehrveranstaltung L2002: Übungen zur Materialphysik und -modellierungTyp Gruppenübung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Robert Meißner, Prof. Patrick HuberSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Ziel der Veranstaltung:

- Vertiefung des Verständnisses des Vorlesungsstoffes in Materialphysik(mikroskopische Struktur, Gitterschwingungen, Dynamik der Elektronen, thermischeund elektrische Eigenschaften von Materialien) anhand von Rechenübungen.

- Erlernen von Fähigkeiten zur atomistischen Simulation von Materialien auf Basisvon ab-initio und klassischen Kraftfeldrechnungen durch Hands-on Tutorials.

- Vertiefung des Verständnisses im Umgang mit den Methoden zur atomistischenSimulation durch Rechenübungen in kleinen Gruppen, die die Algorithmen undtheoretischen Grundlagen behandeln.

Literatur

- Daan Frenkel & Berend Smit: Understanding Molecular Simulation from Algorithmsto Applications

- Rudolf Gross und Achim Marx: Festkörperphysik

- Neil Ashcroft and David Mermin: Solid State Physics

[251]


Modul M1151: Werkstoffmodellierung

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPWerkstoffmodellierung (L1535) Vorlesung 2 3Werkstoffmodellierung (L1536) Gruppenübung 2 3



Grundlagen der linearen und nichtlinearen Kontinuumsmechanik wie z.B.in den Modulen Mechanik II und Kontinuumsmechanik unterrichtet(Kräfte und Drehmomente, Spannungen, lineare und nichtlineareVerzerrungsmaße, Schnittprinzip, lineare und nichtlineareKonstitutivgesetze, Verzerrungsenergie).



Fachkompetenz

WissenDie Studierenden können die Grundlagen von mehrdimensionalenWerkstoffgesetzen erläutern.

Fertigkeiten

Die Studierenden können eigene Materialmodelle in ein Finite ElementeProgramm implementieren. Insbesondere können Sie Ihre Kenntnisse aufverschiedene Problemstellung aus der Materialwissenschaft anwendenund Materialmodelle entsprechend bewerten.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können Lösungen entwickeln, gegenüber Spezialistenpräsentieren und Ideen weiterentwickeln.

Selbstständigkeit

Die Studierenden können ihre eigenen Stärken und Schwächenermitteln. Sie können selbstständig und eigenverantwortlich Problemeim Bereich der Werkstoffmodellierung identifizieren und lösen und sichdafür benötigtes Wissen aneignen.




Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Materialwissenschaften:Wahlpflicht

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Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1535: WerkstoffmodellierungTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

Eine der wichtigsten Fragen bei der Modellierung mechanischer Systeme in derPraxis ist, wie man das Materialverhalten der einzelnen Bauteile modelliert. Nebeneinfacher isotroper Elastizität sind dabei von besonderer Bedeutung:

- Anisotropie (richtungsabhängige Materialeigenschaften etwa bei faserverstärktenKunststoffen) - Plastizität (dauerhafte Verformung durch einmalige hohe Belastung etwa in derUmformtechnik) - 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 undmathematische Beschreibung der oben genannten Phänomene. In einer parallelenÜbung werden diese anhand einfacher Berechnungsaufgaben vertieft. Dabei wirdinsbesondere erläutert, wie die oben genannten Phänomene inComputersimulationen modelliert werden können und wie man aus gegebenenMessdaten wichtige Materialparameter bestimmen kann.

Literatur

Lehrveranstaltung L1536: WerkstoffmodellierungTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3




[253]


Fachmodule der Vertiefung Numerik und Informatik

Im Vordergrund der Vertiefung Numerik und Informatik steht der Erwerb von vertiefendenKenntnissen und Fähigkeiten in ingenieursrelevanten Fachgebieten der Informatik und Numerik.Im Wahlpflichtbereich wird dies ermöglicht durch Module zu den Themen verteilte oder effizienteAlgorithmen oder Algorithmen der Strukturmechanik, Prozessautomatisierungstechnik, DigitaleBildanalyse, Mustererkennung und Datenkompression, Approximation und Stabilität, MaschinellesLernen und Data Mining, Matrixalgorithmen, Numerische Mathematik sowie Realzeitsysteme. DieseQuerschnittstechnologien sind heute weitgehend im modernen Forschungs- undEntwicklungsprozess maschinenbaulicher Systeme fest verankert. Zusätzlich sind Fächer aus demTechnischen Ergänzungskurs für TMBMS (laut FSPO) frei wählbar.

Modul M0633: Industrial Process Automation

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPProzessautomatisierungstechnik (L0344) Vorlesung 2 3Prozessautomatisierungstechnik (L0345) Gruppenübung 2 3



mathematics and optimization methodsprinciples of automata principles of algorithms and data structuresprogramming skills



Fachkompetenz

Wissen

The students can evaluate and assess discrete event systems. They canevaluate properties of processes and explain methods for processanalysis. The students can compare methods for process modelling andselect an appropriate method for actual problems. They can discussscheduling methods in the context of actual problems and give a detailedexplanation of advantages and disadvantages of different programmingmethods. The students can relate process automation to methods fromrobotics and sensor systems as well as to recent topics like'cyberphysical systems' and 'industry 4.0'.

FertigkeitenThe students are able to develop and model processes and evaluatethem accordingly. This involves taking into account optimal scheduling,understanding algorithmic complexity, and implementation using PLCs.


SozialkompetenzThe students work in teams to solve problems.

Selbstständigkeit

The students can reflect their knowledge and document the results oftheir work.


[254]


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungNein 10 % Übungsaufgaben



Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik:WahlpflichtChemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung ChemischeVerfahrenstechnik: WahlpflichtChemical and Bioprocess Engineering: Vertiefung AllgemeineVerfahrenstechnik: WahlpflichtComputer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Chemische Verfahrenstechnik: WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0344: Industrial Process AutomationTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

- foundations of problem solving and system modeling, discrete event systems- properties of processes, modeling using automata and Petri-nets- design considerations for processes (mutex, deadlock avoidance, liveness)- optimal scheduling for processes- optimal decisions when planning manufacturing systems, decisions underuncertainty- software design and software architectures for automation, PLCs

Literatur

J. Lunze: „Automatisierungstechnik“, Oldenbourg Verlag, 2012 Reisig: Petrinetze: Modellierungstechnik, Analysemethoden, Fallstudien;Vieweg+Teubner 2010Hrúz, Zhou: Modeling and Control of Discrete-event Dynamic Systems; Springer2007Li, Zhou: Deadlock Resolution in Automated Manufacturing Systems, Springer 2009Pinedo: Planning and Scheduling in Manufacturing and Services, Springer 2009

[255]


Lehrveranstaltung L0345: Industrial Process AutomationTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3




[256]


Modul M1222: Design and Implementation of Software Systems

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPEntwurf und Implementierung von Software-Systemen (L1657) Vorlesung 2 3Entwurf und Implementierung von Software-Systemen (L1658) Laborpraktikum 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Bernd-Christian RennerZulassungsvoraussetzungen None


- Imperativ programming languages (C, Pascal, Fortran or similar)

- Simple data types (integer, double, char, boolean), arrays, if-then-else,for, while, procedure and function calls



Fachkompetenz

WissenStudents are able to describe mechatronic systems and definerequirements.

FertigkeitenStudents are able to design and implement mechatronic systems. Theyare able to argue the combination of Hard- and Software and theinterfaces.


SozialkompetenzStudents are able to work goal-oriented in small mixed groups, learningand broadening teamwork abilities and define task within the team.

SelbstständigkeitStudents are able to solve individually exercises related to this lecturewith instructional direction. Students are able to plan, execute andsummarize a mechatronic experiment.




Mechatronics: Kernqualifikation: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1657: Design and Implementation of Software SystemsTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Bernd-Christian RennerSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

This course covers software design and implementation of mechatronic systems,tools for automation in Java.Content:

Introduction to software techniquesProcedural ProgrammingObject oriented software designJavaEvent based programmingFormal methods

Literatur

“The Pragmatic Programmer: From Journeyman to Master”Andrew Hunt,David Thomas, Ward Cunningham“Core LEGO MINDSTORMS Programming: Unleash the Power of the JavaPlatform” Brian Bagnall Prentice Hall PTR, 1st edition (March, 2002) ISBN0130093645“Objects First with Java: A Practical Introduction using BlueJ” David J. Barnes& Michael Kölling Prentice Hall/ Pearson Education; 2003, ISBN 0-13-044929-6

Lehrveranstaltung L1658: Design and Implementation of Software SystemsTyp Laborpraktikum

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Bernd-Christian RennerSprachen ENZeitraum WiSe


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Modul M0551: Pattern Recognition and Data Compression

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMustererkennung und Datenkompression (L0128) Vorlesung 4 6

Modulverantwortlicher Prof. Rolf-Rainer GrigatZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene VorkenntnisseLinear algebra (including PCA, unitary transforms), stochastics andstatistics, binary arithmetics



Fachkompetenz

Wissen

Students can name the basic concepts of pattern recognition and datacompression.

Students are able to discuss logical connections between the conceptscovered in the course and to explain them by means of examples.

Fertigkeiten

Students can apply statistical methods to classification problems inpattern recognition and to prediction in data compression. On a soundtheoretical and methodical basis they can analyze characteristic valueassignments and classifications and describe data compression andvideo signal coding. They are able to use highly sophisticated methodsand processes of the subject area. Students are capable of assessingdifferent solution approaches in multidimensional decision-making areas.


Sozialkompetenz k.A.

Selbstständigkeit

Students are capable of identifying problems independently and ofsolving them scientifically, using the methods they have learnt.


Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 60 Minuten, Umfang Vorlesung und Materialien im StudIP


Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik:WahlpflichtInformation and Communication Systems: VertiefungKommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: WahlpflichtInformation and Communication Systems: Vertiefung Sichere undzuverlässige IT-Systeme, Schwerpunkt Software und Signalverarbeitung :WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Informationstechnologie: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht

[259]


Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0128: Pattern Recognition and Data CompressionTyp Vorlesung

SWS 4LP 6


Dozenten Prof. Rolf-Rainer GrigatSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

Structure of a pattern recognition system, statistical decision theory, classificationbased on statistical models, polynomial regression, dimension reduction, multilayerperceptron regression, radial basis functions, support vector machines,unsupervised learning and clustering, algorithm-independent machine learning,mixture models and EM, adaptive basis function models and boosting, Markovrandom fields

Information, entropy, redundancy, mutual information, Markov processes, basiccoding schemes (code length, run length coding, prefix-free codes), entropy coding(Huffman, arithmetic coding), dictionary coding (LZ77/Deflate/LZMA2, LZ78/LZW),prediction, DPCM, CALIC, quantization (scalar and vector quantization), transformcoding, prediction, decorrelation (DPCM, DCT, hybrid DCT, JPEG, JPEG-LS), motionestimation, subband coding, wavelets, HEVC (H.265,MPEG-H)

Literatur

Schürmann: Pattern Classification, Wiley 1996Murphy, Machine Learning, MIT Press, 2012Barber, Bayesian Reasoning and Machine Learning, Cambridge, 2012Duda, Hart, Stork: Pattern Classification, Wiley, 2001Bishop: Pattern Recognition and Machine Learning, Springer 2006

Salomon, Data Compression, the Complete Reference, Springer, 2000Sayood, Introduction to Data Compression, Morgan Kaufmann, 2006Ohm, Multimedia Communication Technology, Springer, 2004Solari, Digital video and audio compression, McGraw-Hill, 1997 Tekalp, Digital Video Processing, Prentice Hall, 1995

[260]








Fachkompetenz









[261]


Modul M0627: Machine Learning and Data Mining

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMaschinelles Lernen und Data Mining (L0340) Vorlesung 2 4Maschinelles Lernen und Data Mining (L0510) Gruppenübung 2 2

Modulverantwortlicher NNZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse CalculusStochastics



Fachkompetenz

Wissen

Students can explain the difference between instance-based and model-based learning approaches, and they can enumerate basic machinelearning technique for each of the two basic approaches, either on thebasis of static data, or on the basis of incrementally incoming data . Fordealing with uncertainty, students can describe suitable representationformalisms, and they explain how axioms, features, parameters, orstructures used in these formalisms can be learned automatically withdifferent algorithms. Students are also able to sketch different clusteringtechniques. They depict how the performance of learned classifiers canbe improved by ensemble learning, and they can summarize how thisinfluences computational learning theory. Algorithms for reinforcementlearning can also be explained by students.

Fertigkeiten

Student derive decision trees and, in turn, propositional rule sets fromsimple and static data tables and are able to name and explain basicoptimization techniques. They present and apply the basic idea of first-order inductive leaning. Students apply the BME, MAP, ML, and EMalgorithms for learning parameters of Bayesian networks and comparethe different algorithms. They also know how to carry out Gaussianmixture learning. They can contrast kNN classifiers, neural networks, andsupport vector machines, and name their basic application areas andalgorithmic properties. Students can describe basic clustering techniquesand explain the basic components of those techniques. Studentscompare related machine learning techniques, e.g., k-means clusteringand nearest neighbor classification. They can distinguish variousensemble learning techniques and compare the different goals of thosetechniques.





Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Informationstechnologie: Wahlpflicht

[262]


Curricula Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0340: Machine Learning and Data MiningTyp Vorlesung

SWS 2LP 4


Dozenten Rainer MarroneSprachen ENZeitraum SoSe

Inhalt

Decision treesFirst-order inductive learningIncremental learning: Version spacesUncertaintyBayesian networksLearning parameters of Bayesian networksBME, MAP, ML, EM algorithmLearning structures of Bayesian networksGaussian Mixture ModelskNN classifier, neural network classifier, support vector machine (SVM)classifierClusteringDistance measures, k-means clustering, nearest neighbor clusteringKernel Density EstimationEnsemble LearningReinforcement LearningComputational Learning Theory

Literatur1. Artificial Intelligence: A Modern Approach (Third Edition), Stuart Russel, Peter

Norvig, Prentice Hall, 2010, Chapters 13, 14, 18-212. Machine Learning: A Probabilistic Perspective, Kevin Murphy, MIT Press 2012

Lehrveranstaltung L0510: Machine Learning and Data MiningTyp Gruppenübung

SWS 2LP 2


Dozenten Rainer MarroneSprachen ENZeitraum SoSe


[263]


Modul M0653: Hochleistungsrechnen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPGrundlagen des Hochleistungsrechnens (L0242) Vorlesung 2 3

Grundlagen des Hochleistungsrechnens (L1416)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 3


Empfohlene Vorkenntnisse Allgemeine Grundlagen der angewandten InformationstechnikProgrammierkenntnisse in einer höheren Programmiersprache



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können die Grundlagen der Numerik und Algorithmen vonHochleistungsrechnern unter Verwendung von aktuellenHardwarebeispielen erläutern. Studierende sind in der Lage, diealgorithmische Verknüpfung von Hard- und Softwaremerkmalen zuerklären.

FertigkeitenStudierende sind durch ihre Kenntnisse in der Lage, die algorithmischenEffizienz von Simulationsverfahren zu beurteilen.


Sozialkompetenz Studierende sind befähigt im Team Algorithmen zu entwickeln und zukodieren.

SelbstständigkeitArbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56


Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 1.5h


Schiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[264]


Lehrveranstaltung L0242: Grundlagen des HochleistungsrechnensTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

Grundlagen moderner Hardwarearchitektu, kritische Aspekte der rechnerischenbzw. hardwaretechnischen Umsetzung exemplarischer Algorithmen, Konzepte fürShared- und Distributed-Memory-System, Programmierkonzepte fürBeschleunigerhardware (GPGPUs)

Literatur

1) Vortragsmaterialien und Problemanleitungen

2) G. Hager G. Wellein: Introduction to High Performance Computing for Scientists and Engineers CRC Computational Science Series, 2010

Lehrveranstaltung L1416: Grundlagen des HochleistungsrechnensTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 3




[265]


Modul M0692: Approximation und Stabilität

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPApproximation und Stabilität (L0487) Vorlesung 3 4Approximation und Stabilität (L0488) Gruppenübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Marko LindnerZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseLineare Algebra: lin. Gleichungssystem, lin. Ausgleichsproblem,Eigenwerte, SingulärwerteAnalysis: Folgen, Reihen, Differential- und Integralrechnung



Fachkompetenz

Wissen


funktionalanalytische Grundlagen (Hilbertraum, Operatoren)skizzieren und gegenüberstellenApproximationsverfahren benennen und verstehenStabilitätsresultate angebenspektrale Größen, Konditionszahlen, Regularisierungsmethodendiskutieren

Fertigkeiten


funktionalanalytische Grundlagen (Hilbertraum, Operatoren)anwenden,Approximationsverfahren anwenden,Stabilitätsresultate anwenden,spektrale Größen berechnen,Regularisierungsmethoden anwenden


SozialkompetenzDie Studierenden können fachspezifische Aufgaben gemeinsambearbeiten und ihre Ergebnisse in geeigneter Weise vor der Gruppepräsentieren (z.B. als Seminarvortrag).

Selbstständigkeit

Studierende können eigenständig ihr Verständnis mathematischerKonzepte überprüfen, noch offene Fragen auf den Punkt bringenund sich gegebenenfalls gezielt Hilfe holen.Studierende haben eine genügend hohe Ausdauer entwickelt, umauch über längere Zeiträume an schwierigen Problemstellungenzu arbeiten.


Studienleistung VerpflichtendBonus Art der Studienleistung BeschreibungJa Keiner Referat


Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtMathematical Modelling in Engineering: Theory, Numerics, Applications:

[266]



Vertiefung l. Numerics (TUHH): WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung I. Mathematik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0487: Approximation und StabilitätTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Marko LindnerSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Es geht um die Lösung folgender Grundprobleme der linearen Algebra

lineare Gleichungssysteme,lineare Ausgleichsprobleme,Eigenwertprobleme

in Funktionenräumen (d.h. in Vektorräumen mit unendlicher Dimension) durchstabile Approximation des Problems in einem Raum mit endlicher Dimension.

Ablauf:

Crashkurs Hilbertraum: Metrik, Norm, Skalarprodukt, VollständigkeitCrashkurs Operatoren: Beschränktheit, Norm, Kompaktheit, Projektorengleichmäßige vs. starke Konvergenz, ApproximationsverfahrenAnwendbarkeit / Stabilität von Approx.verfahren, Satz von PolskiGalerkinverfahren, Kollokation, Splineinterpolation, AbschneideverfahrenFaltungs- und ToeplitzoperatorenCrashkurs C*-AlgebrenKonvergenz von KonditionszahlenKonvergenz spektraler Größen: Spektrum, Eigenwerte, Singulärwerte,PseudospektrumRegularisierungsverfahren (truncated SVD, Tichonov)

LiteraturR. Hagen, S. Roch, B. Silbermann: C*-Algebras in Numerical AnalysisH. W. Alt: Lineare FunktionalanalysisM. Lindner: Infinite matrices and their finite sections

Lehrveranstaltung L0488: Approximation und StabilitätTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Marko LindnerSprachen DE/ENZeitraum SoSe


[267]


Modul M0711: Numerische Mathematik II

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNumerische Mathematik II (L0568) Vorlesung 2 3Numerische Mathematik II (L0569) Gruppenübung 2 3


Empfohlene Vorkenntnisse Numerische Mathematik IMATLAB Kenntnisse



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können

weiterführende numerische Verfahren zur Interpolation,Integration, Lösung von Ausgleichproblemen, Lösung vonEigenwertproblemen und nichtlinearen Nullstellenproblemenbenennen und deren Kernideen erläutern,Konvergenzaussagen zu den numerischen Methodenwiedergeben,

Konvergenzbeweise skizzieren,Aspekte der praktischen Durchführung numerischer Verfahren imHinblick auf Rechenzeit und Speicherbedarf erklären.

Fertigkeiten


vertiefende numerische Methoden in MATLAB zu implementieren,anzuwenden und zu vergleichen,das Konvergenzverhalten numerischen Methoden in Abhängigkeitvom gestellten Problem und des verwendeten Lösungsalgorithmuszu begründen und auf verwandte Problemstellungen zuübertragenzu gegebener Problemstellung einen geeigneten Lösungsansatzzu entwickeln, gegebenenfalls durch Zusammensetzen mehrererAlgorithmen, diesen durchzuführen und die Ergebnisse kritischauszuwerten.


Sozialkompetenz

Studierende können


Selbstständigkeit


selbst einzuschätzen, ob sie die begleitenden theoretischen undpraktischen Übungsaufgaben besser allein oder im Team lösen,ihren Lernstand konkret zu beurteilen und gegebenenfalls gezieltFragen zu stellen und Hilfe zu suchen.


[268]




Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtComputer Science: Vertiefung Computer- und Software-Engineering:WahlpflichtInformatik-Ingenieurwesen: Vertiefung III. Mathematik: WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung I. Mathematik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0568: Numerische Mathematik IITyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Sabine Le Borne, Dr. Jens-Peter ZemkeSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

1. Fehler und Stabilität: Begriffe und Abschätzungen2. Interpolation: Rationale und trigonometrische Interpolation3. Quadratur: Gauß-Quadratur, Orthogonalpolynome4. Lineare Systeme: Perturbationstheorie von Zerlegungen, strukturierte

Matrizen5. Eigenwertaufgaben: LR-, QD-, QR-Algorithmus6. Krylovraum-Verfahren: Arnoldi-, Lanczos-Verfahren

LiteraturStoer/Bulirsch: Numerische Mathematik 1, SpringerDahmen, Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler,Springer

Lehrveranstaltung L0569: Numerische Mathematik IITyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Sabine Le Borne, Dr. Jens-Peter ZemkeSprachen DE/ENZeitraum SoSe


[269]


Modul M0606: Numerische Algorithmen in der Strukturmechanik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNumerische Algorithmen in der Strukturmechanik (L0284) Vorlesung 2 3Numerische Algorithmen in der Strukturmechanik (L0285) Gruppenübung 2 3





Fachkompetenz

Wissen

Studierende können+ einen Überblick über die gängigen numerischen Algorithmen geben,die in strukturmechanischen Finite-Elemente Programmen zum Einsatzkommen.+ den Aufbau und Ablauf eines Finite-Elemente-Programms erläutern.+ mögliche Probleme von numerischen Algorithmen aufzählen, imkonkreten Fall erkennen und die mathematischen und informatischenHintergründe erläutern.

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage + numerische Verfahren in Algorithmen zu überführen.+ für numerische Probleme der Strukturmechanik geeignete Algorithmenauszuwählen.+ numerische Algorithmen zur Lösung von Problemen derStrukturmechanik anzuwenden. + numerische Algorithmen in einer höheren Programmiersprache (hierC++) zu implementieren.+ Ergebnisse von numerischen Algorithmen kritisch zu beurteilen und zuverifizieren.


SozialkompetenzStudierende können+ in heterogen zusammengesetzten Gruppen Aufgaben lösen und dieArbeitsergebnisse dokumentieren.

SelbstständigkeitStudierende können+ für die Lösung von komplexen Aufgaben eigenständig Wissenerwerben.




Materialwissenschaft: Vertiefung Modellierung: WahlpflichtSchiffbau und Meerestechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:Wahlpflicht

[270]


Lehrveranstaltung L0284: Numerische Algorithmen in der StrukturmechanikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

1. Motivation2. Grundlagen der Programmiersprache C++3. Numerische Integration4. Lösung von nichtlinearen Problemen5. Lösung von linearen Gleichungssystemen6. Verifikation von numerischen Algorithmen.7. Ausgewählte Algorithmen und Datenstrukturen eines Finite-Elemente-Programms

Literatur[1] D. Yang, C++ and object-oriented numeric computing, Springer, 2001.[2] K.-J. Bathe, Finite-Elemente-Methoden, Springer, 2002.

Lehrveranstaltung L0285: Numerische Algorithmen in der StrukturmechanikTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3




[271]


Modul M1248: Compiler für Eingebettete Systeme

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPCompiler für Eingebettete Systeme (L1692) Vorlesung 3 4

Compiler für Eingebettete Systeme (L1693)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

1 2

Modulverantwortlicher Prof. Heiko FalkZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseModul "Eingebettete Systeme"

C/C++ Programmierkenntnisse



Fachkompetenz

Wissen

Die Bedeutung Eingebetteter Systeme steigt von Jahr zu Jahr. InnerhalbEingebetteter Systeme steigt der Software-Anteil, der auf Prozessorenausgeführt wird, aufgrund geringerer Kosten und höherer Flexibilitätebenso kontinuierlich. Wegen der besonderen EinsatzgebieteEingebetteter Systeme kommen hier hochgradig spezialisierteProzessoren zum Einsatz, die applikationsspezifisch auf ihr jeweiligesEinsatzgebiet ausgerichtet sind. Diese hochgradig spezialisiertenProzessoren stellen hohe Anforderungen an einen Compiler, der Codevon hoher Qualität generieren soll. Nach erfolgreichem Besuch derVeranstaltung sind die Studierenden in der Lage,

Struktur und Aufbau derartiger Compiler aufzuzeigen,interne Zwischendarstellungen auf verschiedenenAbstraktionsniveaus zu unterscheiden und zu erklären, undProbleme und Optimierungen in allen Compilerphasen zubeurteilen.

Wegen der hohen Anforderungen an Compiler für Eingebettete Systemesind effektive Optimierungen unerlässlich. Die Studierenden lerneninsbes.,

welche Arten von Optimierungen es auf Quellcode-Niveau gibt,wie die Übersetzung von der Quellsprache nach Assemblerabläuft,welche Arten von Optimierungen auf Assembler-Niveaudurchzuführen sind,wie die Registerallokation vonstatten geht, undwie Speicherhierarchien effizient ausgenutzt werden.

Da Compiler für Eingebettete Systeme oft verschiedene Zielfunktionenoptimieren sollen (z.B. durchschnittliche oder worst-case Laufzeit,Energieverbrauch, Code-Größe), lernen die Studierenden den Einflussvon Optimierungen auf diese verschiedenen Zielfunktionen zubeurteilen.

Fertigkeiten

Studierende werden in die Lage versetzt, hochsprachlichenProgrammcode in Maschinensprache zu übersetzen. Die Studierendenerwerben die Fähigkeit zu beurteilen, welche Art von Code-Optimierunginnerhalb eines Compilers am effektivsten auf welchemAbstraktionsniveau (bspw. Quell- oder Assemblercode) durchzuführenist.

Während der Übungen erwerben die Studierenden die Fähigkeit, einenfunktionierenden Compiler mitsamt Optimierungen zu implementieren.

[272]



SozialkompetenzDie Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, ähnlicheAufgaben alleine oder in einer Gruppe zu bearbeiten und die Resultategeeignet zu präsentieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, sichTeilbereiche des Fachgebietes anhand von Fachliteratur selbständig zuerarbeiten, das erworbene Wissen zusammenzufassen, zu präsentierenund es mit den Inhalten anderer Lehrveranstaltungen zu verknüpfen.




Computer Science: Vertiefung Computer- und Software-Engineering:WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1692: Compiler für Eingebettete SystemeTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Heiko FalkSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt

Einleitung und MotivationCompiler für Eingebettete Systeme - Anforderungen und AbhängigkeitenInterne Struktur von CompilernPre-Pass OptimierungenHIR Optimierungen und TransformationenCode-GenerierungLIR Optimierungen und TransformationenRegister-AllokationWCET-bewusste Code-GenerierungAusblick

Literatur

Peter Marwedel. Embedded System Design - Embedded Systems Foundationsof Cyber-Physical Systems. 2nd Edition, Springer, 2012.Steven S. Muchnick. Advanced Compiler Design and Implementation. MorganKaufmann, 1997.Andrew W. Appel. Modern compiler implementation in C. Oxford UniversityPress, 1998.

[273]


Lehrveranstaltung L1693: Compiler für Eingebettete SystemeTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Heiko FalkSprachen DE/ENZeitraum SoSe


[274]


Modul M0716: Hierarchische Algorithmen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPHierarchische Algorithmen (L0585) Vorlesung 2 3Hierarchische Algorithmen (L0586) Gruppenübung 2 3


Empfohlene VorkenntnisseMathematik I, II, III für Ingenieurstudierende (deutsch oderenglisch) oder Analysis & Lineare Algebra I + II sowie Analysis IIIfür TechnomathematikerProgrammierkenntnisse in C



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können

Vertreter hierarchischer Algorithmen benennen und ihregrundlegenden Merkmale herausstellen,Konstruktionstechniken hierarchischer Algorithmen erklären,Aspekte der effizienten Implementierung von hierarchischenAlgorithmen diskutieren.

Fertigkeiten


die in der Vorlesung behandelten hierarchischen Algorithmen zuimplementieren,den Speicherbedarf und die Rechenzeitkomplexität derAlgorithmen zu analysieren,die Algorithmen an Problemstellungen unterschiedlicherAnwendungen anzupassen und somit problemadaptierteVarianten zu entwickeln.


Sozialkompetenz

Studierende können


Selbstständigkeit


selbst einzuschätzen, ob sie die begleitenden theoretischen undpraktischen Übungsaufgaben besser allein oder im Team lösen,mit ausreichender Ausdauer komplexe Problemstellungen überlängere Zeiträume zu bearbeiten,ihren Lernstand konkret zu beurteilen und gegebenenfalls gezieltFragen zu stellen und Hilfe zu suchen.



Computer Science: Vertiefung III. Mathematik: Wahlpflicht

[275]



Mathematical Modelling in Engineering: Theory, Numerics, Applications:Vertiefung ll. Modelling and Simulation of Complex Systems (TUHH):WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung I. Mathematik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0585: Hierarchische AlgorithmenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Sabine Le BorneSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

NiedrigrangmatrizenSeparable EntwicklungenHierarchische MatrixpartitionenHierarchische MatrizenFormatierte MatrixoperationenAnwendungenweitere Themen (z.B. H2-Matrizen, Matrixfunktionen, Tensorprodukte)

Literatur W. Hackbusch: Hierarchische Matrizen: Algorithmen und Analysis

Lehrveranstaltung L0586: Hierarchische AlgorithmenTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Sabine Le BorneSprachen DE/ENZeitraum WiSe


[276]


Modul M1020: Numerik partieller Differentialgleichungen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPNumerik partieller Differentialgleichungen (L1247) Vorlesung 2 3Numerik partieller Differentialgleichungen (L1248) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Daniel RuprechtZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseMathematik I - IV (für Ingenieurstudierende) oder Analysis &Lineare Algebra I + II für TechnomathematikerNumerische Mathematik 1Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen



Fachkompetenz

WissenDie Studierenden können partielle Differentialgleichungen dendrei Grundtypen zuordnen.Sie kennen für jeden Typ die passenden numerischen Zugänge.Sie kennen das Konvergenzverhalten dieser Verfahren.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, zu gegebenen partiellenDifferentialgleichungsproblemen numerische Lösungansätze zuformulieren, theoretische Konvergenzaussagen zu treffen sowie dieseAnsätze in der Praxis durchzuführen, d.h. zu implementieren und zutesten.


Sozialkompetenz

Studierende können in heterogen zusammengesetzten Teams (d.h. ausunterschiedlichen Studiengängen und mit unterschiedlichemHintergrundwissen) zusammenarbeiten und sich theoretischeGrundlagen erklären.

Selbstständigkeit

Studierende können eigenständig ihr Verständnis mathematischerKonzepte überprüfen, noch offene Fragen auf den Punkt bringenund sich gegebenenfalls gezielt Hilfe holen. Studierende haben eine genügend hohe Ausdauer entwickelt, umauch über längere Zeiträume an schwierigen Problemstellungenzu arbeiten.




Computer Science: Vertiefung III. Mathematik: WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung I. Mathematik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

[277]


Lehrveranstaltung L1247: Numerik partieller DifferentialgleichungenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten NNSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Elementare Theorie und Numerik Partielle Diferentialgleichungen:

Typen partieller Differentialgleichungenwohlgestellte ProblemeFinite DifferenzenFinite ElementeFinite VolumenAnwendungen

Literatur

Dietrich Braess: Finite Elemente: Theorie, schnelle Löser und Anwendungen in derElastizitätstheorie, Berlin u.a., Springer 2007

Susanne Brenner, Ridgway Scott: The Mathematical Theory of Finite ElementMethods, Springer, 2008

Peter Deuflhard, Martin Weiser: Numerische Mathematik 3

Lehrveranstaltung L1248: Numerik partieller DifferentialgleichungenTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten NNSprachen DE/ENZeitraum WiSe


[278]


Modul M0720: Matrixalgorithmen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMatrixalgorithmen (L0984) Vorlesung 2 3Matrixalgorithmen (L0985) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Dr. Jens-Peter ZemkeZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseMathematik I - IIINumerische Mathematik 1/ NumerikGrundkenntnisse der Programmiersprachen Matlab und C



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können

1. Krylov-Raum-Verfahren des neuesten Standes zur Lösung einigerKernprobleme der Ingenieurwissenschaften im Bereich derEigenwertaufgaben, der Lösung linearer Gleichungssysteme undder Modellreduktion benennen, wiedergeben und klassifizieren;

2. Ansätze zur Lösung von Matrixgleichungen (Sylvester, Lyapunov,Riccati) benennen.

Fertigkeiten


1. grundlegende Krylov-Raum-Verfahren zur Lösung desEigenwertproblemes, linearer Gleichungssysteme und zurModellreduktion zu implementieren und zu bewerten;

2. die in moderner Software verwendeten Verfahren bezüglich derRechenzeit, Stabilität und ihrer Grenzen einzuschätzen;

3. die gelernten Verfahren an neue, unbekannte Problemstellungenzu adaptieren.


Sozialkompetenz

Studierende können

in kleinen Gruppen Lösungen erarbeiten und dokumentieren;in Gruppen Ideen weiterentwickeln und auf anderen Kontextübertragen;im Team eine Software-Bibliothek entwickeln, aufbauen undweiterentwickeln.

Selbstständigkeit


den Aufwand und Umfang selbst definierter Aufgaben korrekteinzuschätzen;selbst einzuschätzen, ob sie die begleitenden theoretischen undpraktischen Übungsaufgaben besser allein oder im Team lösen;sich eigenständig Aufgaben zum Test und zum Ausbau derVerfahren auszudenken;ihren Lernstand konkret zu beurteilen und gegebenenfalls gezieltFragen zu stellen und Hilfe zu suchen.


Prüfung Mündliche Prüfung

[279]




Mathematical Modelling in Engineering: Theory, Numerics, Applications:Vertiefung ll. Modelling and Simulation of Complex Systems (TUHH):WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung I. Mathematik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Simulationstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0984: MatrixalgorithmenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Jens-Peter ZemkeSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Teil A: Krylov-Raum-Verfahren:Grundlagen (Herleitung, Basis, Ritz, OR, MR)Arnoldi-basierte Verfahren (Arnoldi, GMRes)Lanczos-basierte Verfahren (Lanczos, CG, BiCG, QMR, SymmLQ, PvL)Sonneveld-basierte Verfahren (IDR, CGS, BiCGStab, TFQMR, IDR(s))

Teil B: Matrixgleichungen:Sylvester-GleichungLyapunov-GleichungAlgebraische Riccati-Gleichung

Literatur Skript

Lehrveranstaltung L0985: MatrixalgorithmenTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Dr. Jens-Peter ZemkeSprachen DE/ENZeitraum WiSe


[280]


Modul M0881: Mathematische Bildverarbeitung

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMathematische Bildverarbeitung (L0991) Vorlesung 3 4Mathematische Bildverarbeitung (L0992) Gruppenübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Marko LindnerZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Analysis: partielle Ableitungen, Gradient, RichtungsableitungLineare Algebra: Eigenwerte, lineares Ausgleichsproblem



Fachkompetenz

Wissen


Klassen von Diffusionsgleichungen charakterisieren undvergleichenelementare Methoden der Bildverarbeitung erklären Methoden zur Segmentierung und Registrierung erläuternfunktionalanalytische Grundlagen skizzieren undgegenüberstellen

Fertigkeiten


elementare Methoden der Bildverarbeitung implementieren undanwenden moderne Methoden der Bildverarbeitung erklären und anwenden


Sozialkompetenz

Studierende können in heterogen zusammengesetzten Teams (d.h. ausunterschiedlichen Studiengängen und mit unterschiedlichemHintergrundwissen) zusammenarbeiten und sich theoretischeGrundlagen erklären.

Selbstständigkeit

Studierende können eigenständig ihr Verständnis mathematischerKonzepte überprüfen, noch offene Fragen auf den Punkt bringenund sich gegebenenfalls gezielt Hilfe holen. Studierende haben eine genügend hohe Ausdauer entwickelt, umauch über längere Zeiträume an schwierigen Problemstellungenzu arbeiten.




Bioverfahrenstechnik: Vertiefung A - Allgemeine Bioverfahrenstechnik:WahlpflichtComputer Science: Vertiefung III. Mathematik: WahlpflichtInformatik-Ingenieurwesen: Vertiefung III. Mathematik: WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung I. Mathematik: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:

[281]


WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:WahlpflichtVerfahrenstechnik: Vertiefung Allgemeine Verfahrenstechnik: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0991: Mathematische BildverarbeitungTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Marko LindnerSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Elementare Methoden der Bildverarbeitung GlättungsfilterGrundlagen der Diffusions- bzw. Wärmeleitgleichung Variationsformulierungen in der BildverarbeitungKantenerkennungEntfaltungInpaintingSegmentierungRegistrierung

Literatur Bredies/Lorenz: Mathematische Bildverarbeitung

Lehrveranstaltung L0992: Mathematische BildverarbeitungTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Marko LindnerSprachen DE/ENZeitraum WiSe


[282]


Modul M0552: 3D Computer Vision

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LP3D Computer Vision (L0129) Vorlesung 2 33D Computer Vision (L0130) Gruppenübung 2 3



Knowlege of the modules Digital Image Analysis and PatternRecognition and Data Compression are used in the practical taskLinear Algebra (including PCA, SVD), nonlinear optimization(Levenberg-Marquardt), basics of stochastics and basics of Matlabare required and cannot be explained in detail during the lecture.



Fachkompetenz

Wissen Students can explain and describe the field of projective geometry.

Fertigkeiten

Students are capable of

Implementing an exemplary 3D or volumetric analysis taskUsing highly sophisticated methods and procedures of the subjectareaIdentifying problems andDeveloping and implementing creative solution suggestions.

With assistance from the teacher students are able to link the contents ofthe three subject areas (modules)

Digital Image Analysis Pattern Recognition and Data Compression and 3D Computer Vision

in practical assignments.


SozialkompetenzStudents can collaborate in a small team on the practical realization andtesting of a system to reconstruct a three-dimensional scene or toevaluate volume data sets.

Selbstständigkeit

Students are able to solve simple tasks independently with reference tothe contents of the lectures and the exercise sets.

Students are able to solve detailed problems independently with the aidof the tutorial’s programming task.



Computer Science: Vertiefung Intelligenz-Engineering: WahlpflichtComputer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: WahlpflichtInformation and Communication Systems: VertiefungKommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: WahlpflichtInformation and Communication Systems: Vertiefung Sichere und

[283]



zuverlässige IT-Systeme, Schwerpunkt Software und Signalverarbeitung :WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMicroelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication andSignal Processing: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0129: 3D Computer VisionTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Rolf-Rainer GrigatSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Projective Geometry and Transformations in 2D und 3D in homogeneouscoordinatesProjection matrix, calibrationEpipolar Geometry, fundamental and essential matrices, weak calibration, 5point algorithmHomographies 2D and 3DTrifocal TensorCorrespondence search

LiteraturSkriptum Grigat/WenzelHartley, Zisserman: Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge2003.

Lehrveranstaltung L0130: 3D Computer VisionTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3




[284]


Modul M1336: Soft-Computing - Einführung in Maschinenlernen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPSoft Computing - Einführung in Maschinenlernen (L1869) Vorlesung 4 6

Modulverantwortlicher Prof. Karl-Heinz ZimmermannZulassungsvoraussetzungen Keine


Bachelor-Informatik.

Grundlagen in Analysis, Linearer Algebra, Graphentheorie undOptimierung.



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden kennen

den Aufbau von Bayesschen Netzen,Inferenz- (Viterbi) und Lernverfahren (EM, Baum-Welch) imHidden-Markov-Model,Inferenz- (Felsenstein) und Parameterschätzung (PAM) im Hidden-Tree-Markov-Model (Abstammungsbäume),Inferenzverfahren (Needleman-Wunsch) und dessenparametrisierte Verallgemeinerung (Polytope-Propagation) imPair-Hidden-Markov-Model (Sequenzen-Alignment),Inferenzverfahren und Lernverfahren für Strukturen undbedingten Wahrscheinlichkeiten in allgemeinen BayesschenNetzen,klassische Regressions- und Clusteringverfahren,Aufbau und Arbeitsweise des Multiplayer-Perceptrons undzugehöriges überwachtes Lernverfahren (Backpropagation),Aufbau von Kolmogorov-Netzwerken,Aufbau und Arbeitsweise von Hopfieldnetzen und demphysikalischen Isingmodel,Aufbau und Arbeitsweise von selbstorganisierenden Netzen,Aufbau und Wirkungsweise von Boltzmann-Maschinen,die Theorie der triangularen Normen,Fuzzysets, Fuzzylogik sowie Aufbau und Konstruktion vonFuzzyreglern.

Fertigkeiten


die einschlägigen Algorithmen anwenden und deren Komplexitätberechnen,die Statistik-Sprache R auf spezifische Aufgaben anwenden.


SozialkompetenzDie Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage,fachspezifische Aufgaben alleine oder in einer Gruppe zu bearbeiten unddie Resultate geeignet zu präsentieren.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind nach Abschluss des Moduls in der Lage, sichTeilbereiche des Fachgebietes anhand von einschlägiger Fachliteraturselbständig zu erarbeiten, das erworbene Wissen zusammenzufassen, zupräsentieren und es mit den Inhalten anderer Lehrveranstaltungen zuverknüpfen.


[285]




Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Informationstechnologie: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:Wahlpflicht

[286]


Lehrveranstaltung L1869: Soft Computing - Einführung in MaschinenlernenTyp Vorlesung

SWS 4LP 6


Dozenten Prof. Karl-Heinz Zimmermann, Dr. Mehwish SaleemiSprachen DE/ENZeitraum WiSe

Inhalt

Die Studierenden kennen

den Aufbau von Bayesschen Netzen,Inferenz- (Viterbi) und Lernverfahren (EM, Baum-Welch) im Hidden-Markov-Models,Inferenz- (Felsenstein) und Parameterschätzung (PAM) im Hidden-Tree-Markov-Model (Abstammungsbäume),I n f e r e n z v e r f a h r e n (Needleman-Wunsch) und parametrisierteVerallgemeinerung (Polytope-Propagation) im Pair-Hidden-Markov-Model(Sequenzenalignment),Inferenz-, Strukturerkennungs- und Lernverfahren in allgemeinenBayesschen Netzen,Aufbau und Arbeitsweise des Multiplayer-Perceptrons und zugehörigesüberwachtes Lernverfahren (Backpropagation),Aufbau von Kolmogorov-Netzwerken,Aufbau und Arbeitsweise von Hopfieldnetzen und das physikalischeIsingmodel,Aufbau und Arbeitsweise von selbstorganisierenden Netzen,Aufbau und Wirkungsweise von Boltzmann-Maschinen,die Theorie der triangularen Normen,Fuzzysets, Fuzzylogik sowie Aufbau und Konstruktion von Fuzzyreglern.


die einschlägigen Algorithmen anwenden und deren Komplexität berechnen,die Statistik-Sprache R auf spezifische Aufgaben anwenden.

Literatur

1. David Barber, Bayes Reasoning and Machine Learning, Cambridge Univ. Press,Cambridge, 2012.2. Volker Claus, Stochastische Automaten, Teubner, Stuttgart, 1971.3. Ernst Klement, Radko Mesiar, Endre Pap, Triangular Norms, Kluwer, Dordrecht,2000.4. Timo Koski, John M. Noble, Bayesian Networks, Wiley, New York, 2009.5. Dimitris Margaritis, Learning Bayesian Network Model Structure from Data, PhDthesis, Carnegie MellonUniversity, Pittsburgh, 2003.6. Hidetoshi Nishimori, Statistical Physics of Spin Glasses and InformationProcessing, Oxford Univ. Press,London, 2001.7. James R. Norris, Markov Chains, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1996.8. Maria Rizzo, Statistical Computing with R, Chapman & Hall/CRC, Boca Raton,2008.9. Peter Sprites, Clark Glymour, Richard Scheines, Causation, Prediction, andSearch, Springer, New York,1993.10. Raul Royas, Neural Networks, Springer, Berlin, 1996.11. Lior Pachter, Bernd Sturmfels, Algebraic Statistics for Computational Biology,Cambridge Univ. Press,Cambridge, 2005.12. David A. Sprecher, From Algebra to Computational Algorithms, Docent Press,Boston, 2017.13. Karl-Heinz Zimmermann, Algebraic Statistics, TubDok, Hamburg, 2016.

[287]


Modul M0550: Digital Image Analysis

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPDigitale Bildanalyse (L0126) Vorlesung 4 6



System theory of one-dimensional signals (convolution and correlation,sampling theory, interpolation and decimation, Fourier transform, lineartime-invariant systems), linear algebra (Eigenvalue decomposition, SVD),basic stochastics and statistics (expectation values, influence of samplesize, correlation and covariance, normal distribution and its parameters),basics of Matlab, basics in optics



Fachkompetenz

Wissen

Students can

Describe imaging processesDepict the physics of sensoricsExplain linear and non-linear filtering of signalsEstablish interdisciplinary connections in the subject area andarrange them in their contextInterpret effects of the most important classes of imaging sensorsand displays using mathematical methods and physical models.

Fertigkeiten


Use highly sophisticated methods and procedures of the subjectareaIdentify problems and develop and implement creative solutions.

Students can solve simple arithmetical problems relating to thespecification and design of image processing and image analysissystems.

Students are able to assess different solution approaches inmultidimensional decision-making areas.

Students can undertake a prototypical analysis of processes in Matlab.


Sozialkompetenzk.A.

Selbstständigkeit

Students can solve image analysis tasks independently using therelevant literature.



[288]



Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik:WahlpflichtElektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: WahlpflichtInformation and Communication Systems: VertiefungKommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: WahlpflichtInformation and Communication Systems: Vertiefung Sichere undzuverlässige IT-Systeme, Schwerpunkt Software und Signalverarbeitung :WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Informationstechnologie: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMicroelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication andSignal Processing: WahlpflichtMicroelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication andSignal Processing: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0126: Digital Image AnalysisTyp Vorlesung

SWS 4LP 6



Inhalt

Image representation, definition of images and volume data sets,illumination, radiometry, multispectral imaging, reflectivities, shape fromshadingPerception of luminance and color, color spaces and transforms, colormatching functions, human visual system, color appearance modelsimaging sensors (CMOS, CCD, HDR, X-ray, IR), sensorcharacterization(EMVA1288), lenses and opticsspatio-temporal sampling (interpolation, decimation, aliasing, leakage, moiré,flicker, apertures)features (filters, edge detection, morphology, invariance, statistical features,texture)optical flow ( variational methods, quadratic optimization, Euler-Lagrangeequations)segmentation (distance, region growing, cluster analysis, active contours,level sets, energy minimization and graph cuts)registration (distance and similarity, variational calculus, iterative closestpoints)

Literatur

Bredies/Lorenz, Mathematische Bildverarbeitung, Vieweg, 2011Wedel/Cremers, Stereo Scene Flow for 3D Motion Analysis, Springer 2011Handels, Medizinische Bildverarbeitung, Vieweg, 2000Pratt, Digital Image Processing, Wiley, 2001Jain, Fundamentals of Digital Image Processing, Prentice Hall, 1989

[289]


Modul M0677: Digital Signal Processing and Digital Filters

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPDigitale Signalverarbeitung und Digitale Filter (L0446) Vorlesung 3 4Digitale Signalverarbeitung und Digitale Filter (L0447) Hörsaalübung 2 2

Modulverantwortlicher Prof. Gerhard BauchZulassungsvoraussetzungen None


Mathematics 1-3Signals and SystemsFundamentals of signal and system theory as well as randomprocesses.Fundamentals of spectral transforms (Fourier series, Fouriertransform, Laplace transform)



Fachkompetenz

Wissen

The students know and understand basic algorithms of digital signalprocessing. They are familiar with the spectral transforms of discrete-time signals and are able to describe and analyse signals and systems intime and image domain. They know basic structures of digital filters andcan identify and assess important properties including stability. They areaware of the effects caused by quantization of filter coefficients andsignals. They are familiar with the basics of adaptive filters. They canperform traditional and parametric methods of spectrum estimation, alsotaking a limited observation window into account.

Fertigkeiten

The students are able to apply methods of digital signal processing tonew problems. They can choose and parameterize suitable filterstriuctures. In particular, the can design adaptive filters according to theminimum mean squared error (MMSE) criterion and develop an efficientimplementation, e.g. based on the LMS or RLS algorithm. Furthermore,the students are able to apply methods of spectrum estimation and totake the effects of a limited observation window into account.


Sozialkompetenz The students can jointly solve specific problems.

Selbstständigkeit

The students are able to acquire relevant information from appropriateliterature sources. They can control their level of knowledge during thelecture period by solving tutorial problems, software tools, clickersystem.




Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energiesystemtechnik:WahlpflichtInformatik-Ingenieurwesen: Vertiefung II. Ingenieurwissenschaften:WahlpflichtInformation and Communication Systems: VertiefungKommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik:WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMicroelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and

[290]


Signal Processing: WahlpflichtMicroelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication andSignal Processing: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:Wahlpflicht

[291]


Lehrveranstaltung L0446: Digital Signal Processing and Digital FiltersTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Gerhard BauchSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Transforms of discrete-time signals:

Discrete-time Fourier Transform (DTFT)

Discrete Fourier-Transform (DFT), Fast Fourier Transform (FFT)

Z-Transform

Correspondence of continuous-time and discrete-time signals, sampling,sampling theorem

Fast convolution, Overlap-Add-Method, Overlap-Save-Method

Fundamental structures and basic types of digital filters

Characterization of digital filters using pole-zero plots, important properties ofdigital filters

Quantization effects

Design of linear-phase filters

Fundamentals of stochastic signal processing and adaptive filters

MMSE criterion

Wiener Filter

LMS- and RLS-algorithm

Traditional and parametric methods of spectrum estimation

Literatur

K.-D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung. Vieweg Teubner.

V. Oppenheim, R. W. Schafer, J. R. Buck: Zeitdiskrete Signalverarbeitung. PearsonStudiumA. V.

W. Hess: Digitale Filter. Teubner.

Oppenheim, R. W. Schafer: Digital signal processing. Prentice Hall.

S. Haykin: Adaptive flter theory.

L. B. Jackson: Digital filters and signal processing. Kluwer.

T.W. Parks, C.S. Burrus: Digital filter design. Wiley.

[292]


Lehrveranstaltung L0447: Digital Signal Processing and Digital FiltersTyp Hörsaalübung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Gerhard BauchSprachen ENZeitraum WiSe


[293]


Modul M0586: Effiziente Algorithmen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPEffiziente Algorithmen (L0120) Vorlesung 2 3Effiziente Algorithmen (L1207) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Siegfried RumpZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseProgrammieren in Matlab und/oder CGrundkenntnisse in diskreter Mathematik



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können die grundlegenden Theorien,Zusammenhänge und Methoden derNetzwerkalgorithmen und insbesondere derenDatenstrukturen erklären. Sie können dasRechenzeitverhalten wesentlicherNetzwerkalgorithmen beschreiben und analysieren.Die Studierenden können insbesondere zwischeneffizient lösbaren und NP-harten Aufgabenstellungendiskriminieren.

Fertigkeiten

Die Studenten können komplexe Problemstellungenanalysieren und die Möglichkeiten der Transformationin Netzwerkalgorithmen bestimmen. Sie könnengrundlegende Algorithmen und Datenstrukturen derlinearen Optimierung und Netzwerktheorie effizientimplementieren und mögliche Schwachstellenidentifizieren. Sie können die Auswirkung der Nutzungverschiedener effizienter Datenstrukturen selbständiganalysieren und jene gegebenenfalls einsetzen.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können in kleinen Gruppenfachspezifische Aufgaben gemeinsam bearbeiten undErgebnisse in geeigneter Weise präsentieren, zumBeispiel während Kleingruppenübungen.

Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in der Lage, die notwendigenInformationen aus den angegebenen Literaturquellenzu beschaffen und in den Kontext der Vorlesung zusetzen. Sie können ihren Wissensstand mit Hilfevorlesungsbegleitender Maßnahmen (Quiz-Fragen inden Vorlesungen, klausurnahe Aufgaben)kontinuierlich überprüfen und auf dieser Basis ihreLernprozesse steuern.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56

[294]





Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L0120: Effiziente AlgorithmenTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Siegfried RumpSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

- Lineare Optimierung- Datenstrukturen- Leftist heaps- Minimum spanning tree- Shortest path- Maximum flow- NP-harte Probleme via max-cut

Literatur

R. E. Tarjan: Data Structures and Network Algorithms. CBMS44, Society for Industrial and Applied Mathematics,Philadelphia, PA, 1983.Wesley, 2011 http://algs4.cs.princeton.edu/home/V. Chvátal, ``Linear Programming'', Freeman, New York, 1983.

Lehrveranstaltung L1207: Effiziente AlgorithmenTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Siegfried RumpSprachen DEZeitraum WiSe


[295]


Modul M0629: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive Robotics

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPIntelligente Autonome Agenten und kognitive Robotik (L0341) Vorlesung 2 4Intelligente Autonome Agenten und kognitive Robotik (L0512) Gruppenübung 2 2

Modulverantwortlicher Rainer MarroneZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse Vectors, matrices, CalculusModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen

Students can explain the agent abstraction, define intelligence in termsof rational behavior, and give details about agent design (goals, utilities,environments). They can describe the main features of environments.The notion of adversarial agent cooperation can be discussed in terms ofdecision problems and algorithms for solving these problems. For dealingwith uncertainty in real-world scenarios, students can summarize howBayesian networks can be employed as a knowledge representation andreasoning formalism in static and dynamic settings. In addition, studentscan define decision making procedures in simple and sequential settings,with and with complete access to the state of the environment. In thiscontext, students can describe techniques for solving (partiallyobservable) Markov decision problems, and they can recall techniquesfor measuring the value of information. Students can identify techniquesfor simultaneous localization and mapping, and can explain planningtechniques for achieving desired states. Students can explaincoordination problems and decision making in a multi-agent setting interm of different types of equilibria, social choice functions, votingprotocol, and mechanism design techniques.

Fertigkeiten

Students can select an appropriate agent architecture for concrete agentapplication scenarios. For simplified agent application students canderive decision trees and apply basic optimization techniques. For thoseapplications they can also create Bayesian networks/dynamic Bayesiannetworks and apply bayesian reasoning for simple queries. Students canalso name and apply different sampling techniques for simplified agentscenarios. For simple and complex decision making students cancompute the best action or policies for concrete settings. In multi-agentsituations students will apply techniques for finding different equilibriastates,e.g., Nash equilibria. For multi-agent decision making students willapply different voting protocols and compare and explain the results.


SozialkompetenzStudents are able to discuss their solutions to problems with others.They communicate in English

SelbstständigkeitStudents are able of checking their understanding of complex conceptsby solving varaints of concrete problems



Computer Science: Vertiefung II. Intelligenz-Engineering: Wahlpflicht

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Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Informationstechnologie: WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik:Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0341: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive RoboticsTyp Vorlesung

SWS 2LP 4


Dozenten Rainer MarroneSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Definition of agents, rational behavior, goals, utilities, environment typesAdversarial agent cooperation: Agents with complete access to the state(s) of the environment, games,Minimax algorithm, alpha-beta pruning, elements of chanceUncertainty: Motivation: agents with no direct access to the state(s) of the environment,probabilities, conditional probabilities, product rule, Bayes rule, full jointprobability distribution, marginalization, summing out, answering queries,complexity, independence assumptions, naive Bayes, conditionalindependence assumptionsBayesian networks: Syntax and semantics of Bayesian networks, answering queries revised(inference by enumeration), typical-case complexity, pragmatics: reasoningfrom effect (that can be perceived by an agent) to cause (that cannot bedirectly perceived).Probabilistic reasoning over time:Environmental state may change even without the agent performing actions,dynamic Bayesian networks, Markov assumption, transition model, sensormodel, inference problems: filtering, prediction, smoothing, most-likelyexplanation, special cases: hidden Markov models, Kalman filters, Exactinferences and approximationsDecision making under uncertainty:Simple decisions: utility theory, multivariate utility functions, dominance,decision networks, value of informatioComplex decisions: sequential decision problems, value iteration, policyiteration, MDPsDecision-theoretic agents: POMDPs, reduction to multidimensional continuousMDPs, dynamic decision networksSimultaneous Localization and MappingPlanningGame theory (Golden Balls: Split or Share) Decisions with multiple agents, Nash equilibrium, Bayes-Nash equilibriumSocial Choice Voting protocols, preferences, paradoxes, Arrow's Theorem,Mechanism Design Fundamentals, dominant strategy implementation, Revelation Principle,Gibbard-Satterthwaite Impossibility Theorem, Direct mechanisms, incentivecompatibility, strategy-proofness, Vickrey-Groves-Clarke mechanisms,expected externality mechanisms, participation constraints, individualrationality, budget balancedness, bilateral trade, Myerson-SatterthwaiteTheorem

Literatur

1. Artificial Intelligence: A Modern Approach (Third Edition), Stuart Russell, PeterNorvig, Prentice Hall, 2010, Chapters 2-5, 10-11, 13-17

2. Probabilistic Robotics, Thrun, S., Burgard, W., Fox, D. MIT Press 2005

3. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations,Yoav Shoham, Kevin Leyton-Brown, Cambridge University Press, 2009

[298]


Lehrveranstaltung L0512: Intelligent Autonomous Agents and Cognitive RoboticsTyp Gruppenübung

SWS 2LP 2


Dozenten Rainer MarroneSprachen ENZeitraum WiSe


[299]


Fachmodule der Vertiefung Produktentwicklung undProduktion

Im Mittelpunkt der Vertiefung Produktentwicklung und Produktion steht das Erwerben von Wissenund Kompetenzen zum Entwickeln, Konstruieren und Fertigen maschinenbaulicher Produkte.Dieses umfasst die Produktplanung, die systematische und methodische Entwicklung vonLösungskonzepten, den Entwurf und die Konstruktion von Produkten unter besondererBerücksichtigung der Bauteilbeanspruchung und der Kostengesichtspunkte, bis hin zur Ableitungund Erstellung von Fertigungsunterlagen und die Umsetzung in der Fertigung.

Modul M0815: Product Planning


Produktplanung (L0851)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

3 3

Produktplanung Seminar (L0853)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 3

Modulverantwortlicher Prof. Cornelius HerstattZulassungsvoraussetzungen None

Empfohlene Vorkenntnisse Good basic-knowledge of Business Administration



Fachkompetenz

Wissen

Students will gain insights into:

Product Planning ProcessMethods

Design thinkingProcessMethodsUser integration

Fertigkeiten

Students will gain deep insights into:

Product Planning Process-related aspectsOrganisational-related aspectsHuman-Ressource related aspectsWorking-tools, methods and instruments


Sozialkompetenz Interact within a teamRaise awareness for globabl issues

SelbstständigkeitGain access to knowledge sourcesInterpret complex casesDevelop presentation skills

[300]




Ja 20 %Fachtheoretisch-fachpraktischeStudienleistung



Global Innovation Management: Kernqualifikation: PflichtGlobal Technology and Innovation Management & Entrepreneurship:Kernqualifikation: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung I. Management:WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Vertiefung Management:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0851: Product PlanningTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 3LP 3


Dozenten Prof. Cornelius HerstattSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Product Planning Process

This integrated lecture is designed to understand major issues, activities and toolsin 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 asplatforms for innovation• Exploring relevant sources for innovation (customers, suppliers, Lead Users,etc.) • Developing ideas for radical innovation, relying on the creativeness ofemployees, using techniques to stimulate creativity and creating a stimulatingenvironment• Transferring ideas for innovation into feasible concepts which have a highmarket 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 attendthe PBL-exercises and prepare presentations in groups in order to pass the module.Additionally, students have the opportunity to present research papers on avoluntary 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 thebonus.

Literatur Ulrich, K./Eppinger, S.: Product Design and Development, 2nd. Edition, McGraw-Hill2010

Lehrveranstaltung L0853: Product Planning SeminarTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Cornelius HerstattSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt Seminar is integrative part of the Module Product Planning (for content see lecture)and can not be choosen independantly

Literatur see/siehe Vorlesung Produktplanung/Product Planning

[302]


Modul M0867: Produktionsplanung und -steuerung und DigitalesUnternehmen

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPDas digitale Unternehmen (L0932) Vorlesung 2 2Produktionsplanung und -steuerung (L0929) Vorlesung 2 2Produktionsplanung und -steuerung (L0930) Gruppenübung 1 1Übung: Das digitale Unternehmen (L0933) Gruppenübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Hermann LöddingZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen des Produktions- und QualitätsmanagementsModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

Wissen Studierende können die Inhalte des Moduls detailliert erläutern und dazuStellung beziehen.

Fertigkeiten Studierende sind in der Lage, Modelle und Methoden des Moduls fürindustrielle Problemstellungen auszuwählen und anzuwenden.


Sozialkompetenz Studierende können in fachlich gemischten Teams gemeinsameLösungen entwickeln und diese vor anderen vertreten.

Selbstständigkeit -Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 96, Präsenzstudium 84




Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtLogistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

[303]


Lehrveranstaltung L0932: Das digitale UnternehmenTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Dr. Axel FriedewaldSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Im Kontext von Industrie 4.0 werden die Vernetzung und die Digitalisierung vonUnternehmen zu einem strategischen Vorteil im internationalen Wettbewerb. DieVorlesung thematisiert die relevantesten Bausteine hierfür und befähigt dieTeilnehmer, aktuelle Entwicklungen kritisch zu hinterfragen. Insbesondere werdendafür die Themen Wissensmanagement, Simulation, Prozessmodellierung undvirtuelle Technologien behandelt.

Inhalte:

Geschäftsprozess- und Datenmodellierung, SimulationWissens-/KompetenzmanagementProzess-Management (PPS, Workflow-Management)Rechnerunterstützte Arbeitsplanung - Computer Aided Planning (CAP) undNC-ProgrammierungVirtual 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

[304]


Lehrveranstaltung L0929: Produktionsplanung und -steuerungTyp Vorlesung

SWS 2LP 2


Dozenten Prof. Hermann LöddingSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Modelle der Logistik – Produktion und LagerProduktionsprogamm- und MengenplanungTermin- und KapazitätsplanungAusgewählte Verfahren der PPSFertigungssteuerungProduktionscontrollingLogistikmanagement in der Lieferkette

LiteraturVorlesungsskriptLödding, H: Verfahren der Fertigungssteuerung, Springer 2008Nyhuis, P.; Wiendahl, H.-P.: Logistische Kennlinien, Springer 2002

Lehrveranstaltung L0930: Produktionsplanung und -steuerungTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1


Dozenten Prof. Hermann LöddingSprachen DEZeitraum WiSe


Lehrveranstaltung L0933: Übung: Das digitale UnternehmenTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1


Dozenten Dr. Axel FriedewaldSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung

LiteraturSiehe korrespondierende Vorlesung

See interlocking course

[305]








Fachkompetenz









[306]


Modul M1024: Methoden der integrierten Produktentwicklung

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPIntegrierte Produktentwicklung II (L1254) Vorlesung 3 3

Integrierte Produktentwicklung II (L1255)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

2 3

Modulverantwortlicher Prof. Dieter KrauseZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseGrundkenntnisse der Integrierten Produktentwicklung und CAE-Anwendung



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen des Moduls in derLage:

Fachbegriffe der Konstruktionsmethodik zu erklären,wesentliche Elemente des Konstruktionsmanagements zubeschreiben,aktuelle Problemstellungen und den gegenwärtigenForschungsstand der integrierten Produktentwicklung zubeschreiben.

Fertigkeiten


für die nicht standardisierte Lösung eines Problems einegeeignete Konstruktionsmethode auszuwählen und anzuwendensowie an neue Randbedingungen anzupassen,Problemstellungen der Produktentwicklung mit Hilfe einerworkshopbasierten Vorgehensweise zu lösen,Moderationstechniken situationsspezifisch auszuwählen unddurchzuführen.


Sozialkompetenz


Teamsitzungen und Moderationsprozesse vorzubereiten undanzuleiten,in Gruppenarbeitsprozessen komplexe Aufgaben gemeinsam zubearbeiten,Probleme und Lösungen vor Fachpersonen vertreten und Ideenweiterzuentwickeln.

Selbstständigkeit


strukturiertes Feedback zu geben und kritisches Feedbackanzunehmen,angenommenes Feedback eigenständig umzusetzen.


[307]


Studienleistung KeinePrüfung Mündliche Prüfung

Prüfungsdauer und -umfang 30 Minuten


Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Lufttransportsysteme undFlugzeugvorentwurf: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1254: Integrierte Produktentwicklung IITyp Vorlesung

SWS 3LP 3


Dozenten Prof. Dieter KrauseSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Vorlesung

Die Vorlesung erweitert und vertieft die im Modul „IntegrierteProduktentwicklung und Leichtbau“ erlernten Inhalte und baut auf dendort 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, PatentüberwachungProjektmanagement (Kosten, Zeit, Qualität) und Eskalationsprinzipien,Entwicklungsmanagement Mechatronik,Technisches Supply Chain Management.

Übung (PBL)

In der Übung werden die in der Vorlesung Integrierte Produktentwicklung IIvorgestellten Inhalte und Methoden der Produktentwicklung und desKonstruktionsmanagement weiter vertieft.

Die Studierenden erlernen über industrienahe Praxisbeispiele ein selbstständigmoderiertes und Workshop basiertes Vorgehen zur Lösung komplexer, aktuell

[308]


bestehender Sachverhalte in der Produktentwicklung. Sie erlernen die Fähigkeit,selbstständig wichtige Methoden der Produktentwicklung und des Konstruktions‐managements anzuwenden, und erwerben so weiterführende Fachkompetenzen aufdem Gebiet der Integrierten Produktentwicklung. Daneben werden personaleKompetenzen, wie Teamfähigkeit, Führen von Diskussionen und Vertreten vonArbeitsergebnissen durch den workshopbasierten Aufbau der Veranstaltung untereigener Planung und Leitung erworben.

Literatur

Andreasen, M.M., Design for Assembly, Berlin, Springer 1985.Ashby, M. F.: Materials Selection in Mechanical Design, München, Spektrum2007.Beckmann, H.: Supply Chain Management, Berlin, Springer 2004.Hartmann, M., Rieger, M., Funk, R., Rath, U.: Zielgerichtet moderieren. EinHandbuch 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 FamilyDesign. Methods and Applications, New York, Springer 2013.

Lehrveranstaltung L1255: Integrierte Produktentwicklung IITyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 2LP 3




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Modul M1143: Methodisches Konstruieren

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPMethodisches Konstruieren (L1523) Vorlesung 3 4Methodisches Konstruieren (L1524) Gruppenübung 1 2

Modulverantwortlicher Prof. Josef SchlattmannZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagenkenntnisse des Konstruierens



Fachkompetenz

WissenDie Studierenden können spezifische Produktentwicklungsmethodenerläutern und kausale Zusammenhänge zwischen Mensch - Technik -Organisation darstellen.

Fertigkeiten

Die Studierenden können- wissenschaftlich fundiert arbeiten in der Produktentwicklung untergezielter Anwendung von Produktentwicklungsmethoden,- Kreativ mit den Prozessen des wissenschaftlichen Aufbereitens undFormalisierens von komplexen Produktentwicklungsaufgaben umgehen,- diverse Produktentwicklungsmethoden theoriegeleitet anwenden,- in Funktionen bzw. Funktionsstrukturen denken und arbeiten- die Theorie des erfinderischen Problemlösens (TRIZ) anwenden.


Sozialkompetenz

Die Studierenden können technisch-wissenschaftlicheAufgabenstellungenaus dem industriellen Bereich in kleinen Übungsteams lösen sowiegemeinschaftlich schöpferisch unter Nutzung von Kreativitätstechnikenhandeln.

SelbstständigkeitDie Studierenden sind zur gezielten Konstruktionsprozessoptimierungfähig.




Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und RegenerativeMedizin: WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik:WahlpflichtMediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1523: Methodisches KonstruierenTyp Vorlesung

SWS 3LP 4


Dozenten Prof. Josef SchlattmannSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Systematische Betrachtung und Analyse des KonstruktionsprozessesStrukturierung des Prozesses nach Abschnitten (Aufgabenstellung,Funktionen, Wirkprinzipien, Konstruktionselemente und Gesamtkonstruktion)sowie Ebenen (Bearbeiten, Steuern und Entscheiden)Kreativitätstechniken (Grundlagen, Methoden, Anwendung am BeispielMechatronik)Diverse Methoden als Werkzeuge (Funktionsstrukturen, GALFMOS, AEIOU-Methode, GAMPFT, Simulationswerkzeuge, TRIZ)Bewertung und Auswahl von Lösungen (technisch-wirtschaftliche Bewertung,Präferenzmatrix)Wertanalyse / NutzwertanalyseEntwickeln von Baureihen und BaukästenLärmarmes Gestalten von ProduktenProjektverfolgung und -führung (Projekte leiten / Führen von Mitarbeitern,Organisation im Bereich Produktentwicklung, Ideen gewinnen /Verantwortung und Kommunikation)Ästhetische Produktgestaltung (Industrial Design, Farbgestaltung, konkreteBeispiele / Übungsaufgaben)

LiteraturPahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre: Grundlageerfolgreicher Produktentwicklung, Methoden und Anwendung, 7. Auflage,Springer Verlag, Berlin 2007VDI-Richtlinien: 2206; 2221ff

[311]


Lehrveranstaltung L1524: Methodisches KonstruierenTyp Gruppenübung

SWS 1LP 2


Dozenten Prof. Josef SchlattmannSprachen DEZeitraum SoSe

Inhalt

Systematische Betrachtung und Analyse des KonstruktionsprozessesStrukturierung des Prozesses nach Abschnitten (Aufgabenstellung,Funktionen, Wirkprinzipien, Konstruktionselemente und Gesamtkonstruktion)sowie Ebenen (Bearbeiten, Steuern und Entscheiden)Kreativitätstechniken (Grundlagen, Methoden, Anwendung am BeispielMechatronik)Diverse Methoden als Werkzeuge (Funktionsstrukturen, GALFMOS, AEIOU-Methode, GAMPFT, Simulationswerkzeuge, TRIZ)Bewertung und Auswahl von Lösungen (technisch-wirtschaftliche Bewertung,Präferenzmatrix)Wertanalyse / NutzwertanalyseEntwickeln von Baureihen und BaukästenLärmarmes Gestalten von ProduktenProjektverfolgung und -führung (Projekte leiten / Führen von Mitarbeitern,Organisation im Bereich Produktentwicklung, Ideen gewinnen /Verantwortung und Kommunikation)Ästhetische Produktgestaltung (Industrial Design, Farbgestaltung, konkreteBeispiele / Übungsaufgaben)

LiteraturPahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre: Grundlageerfolgreicher Produktentwicklung, Methoden und Anwendung, 7. Auflage,Springer Verlag, Berlin 2007VDI-Richtlinien: 2206; 2221ff

[312]


Modul M1281: Ausgewählte Themen der Schwingungslehre


Ausgewählte Themen der Schwingungslehre (L1743)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

4 6


Empfohlene Vorkenntnisse Technische SchwingungslehreModulziele/ angestrebte


Fachkompetenz

WissenStudierende sind in der Lage bestehende Begriffe und Konzepte der HöherenSchwingungslehre wiederzugeben und neue Begriffe und Konzepte zuentwickeln.

FertigkeitenStudierende sind in der Lage bestehende Verfahren und Methoden der HöherenSchwingungslehre anzuwenden und neue Verfahren und Methoden zuentwickeln.


Selbstständigkeit Studierende können eigenständig vorgegebene Forschungsaufgaben angehenund selbständig neue Forschungsaufgaben identifizieren und bearbeiten.




Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: WahlpflichtMechatronics: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1743: Ausgewählte Themen der SchwingungslehreTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 4LP 6


Dozenten Prof. Norbert Hoffmann, Merten Tiedemann, Sebastian KruseSprachen DE/ENZeitraum SoSe

Inhalt Aktuelle Forschungsthemen der Schwingungslehre.Literatur Aktuelle Veröffentlichungen

[313]


M o d u l M0805: Technical Acoustics I (Acoustic Waves, NoiseProtection, Psycho Acoustics )

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPTechnische Akustik I (Akustische Wellen, Lärmschutz,Psychoakustik) (L0516) Vorlesung 2 3Technische Akustik I (Akustische Wellen, Lärmschutz,Psychoakustik) (L0518) Hörsaalübung 2 3



Mechanics I (Statics, Mechanics of Materials) and Mechanics II(Hydrostatics, Kinematics, Dynamics)

Mathematics I, II, III (in particular differential equations)



Fachkompetenz

WissenThe students possess an in-depth knowledge in acoustics regardingacoustic waves, noise protection, and psycho acoustics and are able togive an overview of the corresponding theoretical and methodical basis.

FertigkeitenThe students are capable to handle engineering problems in acousticsby theory-based application of the demanding methodologies andmeasurement procedures treated within the module.



Selbstständigkeit

The students are able to independently solve challenging acousticalproblems in the areas treated within the module. Possible conflictingissues and limitations can be identified and the results are criticallyscrutinized.




Energietechnik: Kernqualifikation: WahlpflichtFlugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Luftfahrtsysteme: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTechnomathematik: Vertiefung III. Ingenieurwissenschaften: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: Wahlpflicht

[314]


Lehrveranstaltung L0516: Technical Acoustics I (Acoustic Waves, Noise Protection, PsychoAcoustics )

Typ VorlesungSWS 2




Inhalt

- Introduction and Motivation- Acoustic quantities- Acoustic waves- Sound sources, sound radiation- Sound engergy and intensity- Sound propagation- Signal processing- Psycho acoustics- Noise- Measurements in acoustics

LiteraturCremer, L.; Heckl, M. (1996): Körperschall. Springer Verlag, BerlinVeit, I. (1988): Technische Akustik. Vogel-Buchverlag, WürzburgVeit, I. (1988): Flüssigkeitsschall. Vogel-Buchverlag, Würzburg

Lehrveranstaltung L0518: Technical Acoustics I (Acoustic Waves, Noise Protection, PsychoAcoustics )






[315]


Modul M1174: Automatisierungstechnik und -systeme

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPAutomatisierungstechnik und -systeme (L2329) Vorlesung 4 4

Automatisierungstechnik und -systeme (L2331)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

1 1

Automatisierungstechnik und -systeme (L2330) Gruppenübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Thorsten SchüppstuhlZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene Vorkenntnisse keine Leistungsnachweise erforderlich



Fachkompetenz

Wissen

Studierende können…

typische Komponenten der Automatisierungstechnik benennenund ihr Zusammenspiel erklären Methoden zur systematischen Analyse vonAutomatisierungsaufgaben erläutern und anwendenindustrieroboterbasierten Automatisierungsysteme erlären

Fertigkeiten

Studierende sind in der Lage …

komplexe Automatisierungsaufgaben zu analysierenanwendungsorientierte Lösungskonzepte zu entwickeln.Teilsysteme auszulegen und zu einem GesamtsystemzusammenzuführenAnlagen hinsichtlich der Grundlagen der Maschinensicherheit zuuntersuchen und zu bewertenEinfache Programme für Roboter und speicherprogrammierbareSteuerungen zu schreibenSchaltpläne für einfache Pneumatikanwendungen zu lesen und zuerstellen


Sozialkompetenz

Studierende können, …

in Gruppen Lösungen für Aufgaben der Prozessautomatisierungund Handhabungstechnik erarbeiten.im Produktionsumfeld mit Fachpersonal auf fachlicher EbeneLösungen entwickeln und Entscheidungen vertreten.

Selbstständigkeit

Studierende sind fähig, …

mit Hilfe von Hinweisen eigenständig Aufgaben derAutomatisierung zu analysieren.eigenständig Programme für Roboter oderspeicherprogrammierbare Steuerungen zu erstellen.mit Hilfe von Hinweisen eigenständig Lösungen für praktischeAufgaben der Automatisierung zu findeneigenständig Sicherheitskonzepte für Automatisierungsanlagen zuentwickeln.mögliche Konsequenzen ihres beruflichen Handelns und ihreVerantwortung einzuschätzen.


[316]


Studienleistung KeinePrüfung Klausur



Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L2329: Automatisierungstechnik und -systemeTyp Vorlesung

SWS 4LP 4


Dozenten Prof. Thorsten SchüppstuhlSprachen DEZeitraum SoSe

InhaltLiteratur

Lehrveranstaltung L2331: Automatisierungstechnik und -systemeTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 1LP 1




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Lehrveranstaltung L2330: Automatisierungstechnik und -systemeTyp Gruppenübung

SWS 1LP 1




[318]


M o d u l M1183: Lasersysteme und Methoden derFertigungsprozessauslegung und -analyse

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPLasersystem- und -prozesstechnik (L1612) Vorlesung 2 3Methoden der Fertigungsprozessanalyse (L0876) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Wolfgang HintzeZulassungsvoraussetzungen Keine


Technische Mechanik, Thermodynamik, Grundlagen der Werkstoffkunde,spanende und umformende Fertigungsverfahren, Grundlagen derWerkzeugmaschinen, Grundlagen der Regelungstechnik, Grundlagen derFEM, Grundlagen der Lasertechnik



Fachkompetenz

Wissen

Vertiefte Kenntnisse theoretischer und experimenteller Methoden zurGestaltung und Analyse von Fertigungsprozessen

Vertiefte Kenntnisse der Lasertechnik:

Laserstrahlquellen: CO2-, Nd:YAG-, Faser- und DiodenlaserLasersystemtechnik: Strahlformung, Strahlführungssysteme,Strahlbewegung und StrahlkontrolleLaserbasierte Fertigungsverfahren: Lasergenerieren, Markieren,Trennen, Fügen, OberflächenbehandlungQualitätssicherung und wirtschaftliche Aspekte derLasermaterialbearbeitungMärkte und Anwendungen der Lasertechnik

Fertigkeiten

Modellhaftes Beschreiben von Fertigungsaufgaben mit ausgewähltenMethoden

Modellhaftes und wissenschaftliches Analysieren vonFertigungsproblemen

Systematisches Auslegen und Analysieren von Laserprozessen und -anlagen


Sozialkompetenz

Führen von DiskussionenVertreten von ArbeitsergebnissenRespektvolles Zusammenarbeiten im Team

SelbstständigkeitWissen selbständig erschließen und das erworbene Wissen auch aufneue Fragestellungen transferieren können



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Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1612: Laser Systems and Process TechnologiesTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Claus EmmelmannSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Fundamentals of laser technologyLaser beam sources: CO2-, Nd:YAG-, Fiber- and DiodelasersLaser system technology: beam forming, beam guidance systems, beammotion and beam controlLaser-based manufacturing technologies: generation, marking, cutting,joining, surface treatmentQuality assurance and economical aspects of laser material processingMarkets and Applications of laser technologyStudent group exercises

Literatur

Hügel, H. , T. Graf: Laser in der Fertigung : Strahlquellen, Systeme,Fertigungsverfahren, 3. Aufl., Vieweg + Teubner Wiesbaden 2014.Eichler, J., Eichler. H. J.: Laser: Bauformen, Strahlführung, Anwendungen, 7.Aufl., Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010.Steen W. M.; Mazumder J.: Laser material processing, 4th Edition, Springer-Verlag London 2010.J.C. Ion: Laser processing of engineering materials: principles, procedure andindustrial applications, Elsevier Butterworth-Heinemann 2005.Gebhardt, A.: Understanding additive manufacturing, München [u.a.] Hanser2011

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Lehrveranstaltung L0876: Methoden der FertigungsprozessanalyseTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Wolfgang HintzeSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Modellbildung und Simulation mechanischer FertigungsprozesseNumerische Simulation von Kräften, Temperaturen, Verformungen inFertigungsprozessenAnalyse von Schwingungsproblemen in der Zerspanung (Rattern,Modalanalyse,..)Wissensgestützte ProzeßplanungStatistische VersuchsplanungZerspanbarkeit nichtmetallischer WerkstoffeAnalyse von Wechselwirkungen zwischen Prozess und Werkzeugmaschine inbezug auf Prozeßstabilität und WerkstückqualitätSimulation von Fertigungsprozessen mittels Virtual Reality Methoden

Literatur

Tönshoff, H.K.; Denkena, B.; Spanen Grundlagen, Springer (2004)

Klocke, F.; König, W.; Fertigungsverfahren Umformen, Springer (2006)

Weck, M.; Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme 3, Springer (2001)

Weck, M.; Werkzeugmaschinen Fertigungssysteme 5, Springer (2001)

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Modul M0806: Technical Acoustics II (Room Acoustics, ComputationalMethods)

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPTechnische Akustik II (Raumakustik, Berechnungsverfahren)(L0519) Vorlesung 2 3Technische Akustik II (Raumakustik, Berechnungsverfahren)(L0521) Hörsaalübung 2 3



Technical Acoustics I (Acoustic Waves, Noise Protection, PsychoAcoustics)

Mechanics I (Statics, Mechanics of Materials) and Mechanics II(Hydrostatics, Kinematics, Dynamics)

Mathematics I, II, III (in particular differential equations)



Fachkompetenz

WissenThe students possess an in-depth knowledge in acoustics regardingroom acoustics and computational methods and are able to give anoverview of the corresponding theoretical and methodical basis.

FertigkeitenThe students are capable to handle engineering problems in acousticsby theory-based application of the demanding computational methodsand procedures treated within the module.



Selbstständigkeit

The students are able to independently solve challenging acousticalproblems in the areas treated within the module. Possible conflictingissues and limitations can be identified and the results are criticallyscrutinized.




Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Kabinensysteme: WahlpflichtMechatronics: Vertiefung Systementwurf: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Kernqualifikation:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0519: Technical Acoustics II (Room Acoustics, Computational Methods)Typ Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

- Room acoustics- Sound absorber

- Standard computations- Statistical Energy Approaches- Finite Element Methods- Boundary Element Methods- Geometrical acoustics- Special formulations

- Practical applications- Hands-on Sessions: Programming of elements (Matlab)

Literatur

Cremer, L.; Heckl, M. (1996): Körperschall. Springer Verlag, BerlinVeit, I. (1988): Technische Akustik. Vogel-Buchverlag, WürzburgVeit, I. (1988): Flüssigkeitsschall. Vogel-Buchverlag, WürzburgGaul, L.; Fiedler, Ch. (1997): Methode der Randelemente in Statik und Dynamik.Vieweg, Braunschweig, WiesbadenBathe, K.-J. (2000): Finite-Elemente-Methoden. Springer Verlag, Berlin

Lehrveranstaltung L0521: Technical Acoustics II (Room Acoustics, Computational Methods)Typ Hörsaalübung

SWS 2LP 3




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Modul M0739: Fabrikplanung & Produktionslogistik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFabrikplanung (L1445) Vorlesung 3 3Produktionslogistik (L1446) Vorlesung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Jochen KreutzfeldtZulassungsvoraussetzungen Keine


Bachelorabschluss in Logistik



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden erwerben folgende Kenntnisse:1. Die Studierenden kennen aktuelle Trends und Entwicklungen in derFabrikplanung.

2. Die Studierenden können grundsätzliche Vorgehensmodelle derFabrikplanung erklären und unter Berücksichtigung unterschiedlicherGegebenheiten einsetzen.

3. Die Studierenden kennen verschiedene Methoden der Fabrikplanungund können sich mit diesen kritisch auseinandersetzen.

Fertigkeiten

Die Studierenden erwerben folgende Fertigkeiten:1. Die Studierenden können Fabriken und andere Materialflusssystemehinsichtlich Neuentwicklungs- und Änderungsbedarf analysieren.

2. Die Studierenden können Fabriken und andere Materialflusssystemeneu planen und umgestalten.

3. Die Studierenden können Vorgehensweisen zur Implementierungneuer und geänderter Materialflusssysteme entwickeln.


Sozialkompetenz

Die Studierenden erwerben folgende Sozialkompetenzen:1. Die Studierenden können in der Gruppe Planungsvorschläge zurEntwicklung neuer und Verbesserung existierender Materialflusssystemeentwickeln.

2. Die entwickelten Planungsvorschläge aus der Gruppenarbeit könnengemeinsam dokumentiert und präsentiert werden.

3. Die Studierenden können aus der Kritik der PlanungsvorschlägeVerbesserungsvorschläge ableiten und selbst konstruktiv Kritik üben.

Selbstständigkeit

Die Studierenden erwerben folgende selbstständige Kompetenzen:1. Die Studierenden sind in der Lage unter Anwendung erlernterVorgehensmodelle die Neu- und Umgestaltung vonMaterialflusssystemen zu planen.

2. Die Studierenden können die Stärken und Schwächen erlernterMethoden der Fabrikplanung selbstständig erarbeiten und in einemKontext geeignete Methoden auswählen.

3. Die Studierenden können selbstständig Neuplanungen und

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Umgestaltungen von Materialflusssystemen durchführen.




Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Logistik:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtLogistik, Infrastruktur und Mobilität: Vertiefung Produktion und Logistik:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L1445: FabrikplanungTyp Vorlesung

SWS 3LP 3


Dozenten Prof. Jochen KreutzfeldtSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Fabrik- und Materialflussplanung. DieStudierenden erlernen dabei Vorgehensmodelle und Methoden, um neue Fabrikenzu planen und bestehende Materialflusssysteme zu verbessern. Die Vorlesungenthält drei grundsätzliche Themenfelder:(1) Analyse von Fabrik- und Materialflusssystemen

(2) Neu- und Umplanung von Fabrik- und Materialflusssystemen

(3) Implementierung und Umsetzung der Fabrikplanung

Die Studierenden arbeiten sich dabei in mehrere verschiedene Methoden undMusterlösungen pro Themenfeld ein. Beispiele aus der Praxis und Planungsübungenvertiefen die besprochenen Methoden und erklären die Anwendung. DieBesonderheiten einer Fabrikplanung im internationalen Kontext werden vermittelt.Aktuelle Trends in der Fabrikplanung runden die Vorlesung ab.

Literatur

Bracht, Uwe; Wenzel, Sigrid; Geckler, Dieter (2018): Digitale Fabrik: Methoden undPraxisbeispiele. 2. Aufl.: Springer, Berlin.

Helbing, Kurt W. (2010): Handbuch Fabrikprojektierung. Berlin, Heidelberg: SpringerBerlin Heidelberg.

Lotter, Bruno; Wiendahl, Hans-Peter (2012): Montage in der industriellenProduktion: Optimierte Abläufe, rationelle Automatisierung. 2. Aufl.: Springer, Berlin.

Müller, Egon; Engelmann, Jörg; Löffler, Thomas; Jörg, Strauch (2009):Energieeffiziente Fabriken planen und betreiben. Berlin, Heidelberg: Springer BerlinHeidelberg.

Schenk, Michael; Müller, Egon; Wirth, Siegfried (2014): Fabrikplanung undFabrikbetrieb. Methoden für die wandlungsfähige, vernetzte undressourceneffiziente Fabrik. 2. Aufl. Berlin [u.a.]: Springer Vieweg.

Wiendahl, Hans-Peter; Reichardt, Jürgen; Nyhuis, Peter (2014): HandbuchFabrikplanung: Konzept, Gestaltung und Umsetzung wandlungsfähigerProduktionsstätten. 2. Aufl. Carl Hanser Verlag.

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Lehrveranstaltung L1446: ProduktionslogistikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3


Dozenten Dipl.-Ing. Arnd SchirrmannSprachen DEZeitraum WiSe

Inhalt

Einführung: Situation, Bedeutung und Innovationsschwerpunkte der Logistikim Produktionsunternehmen, Aspekte der Beschaffungs-, Produktions-,Distributions- und Entsorgungslogistik, Produktions- und TransportnetzwerkeLogistik als Produktionsstrategie: Logistikorientierte Arbeitsweise in derFabrik, Durchlaufzeit, Unternehmensstrategie, strukturierte Vernetzung,Senkung der Komplexität, integrierte Organisation, Integrierte Produkt- undProduktionslogistik (IPPL)Logistikgerechte Produkt- und Prozessstrukturierung: LogistikgerechteProdukt-, Materialfluss-, Informations- und OrganisationsstrukturenLogistikorientierte Produktionssteuerung: Situation undEntwicklungstendenzen, Logistik und Kybernetik, MarktorientierteProduktionsplanung, -steuerung, -überwachung, PPS-Systeme undFertigungssteuerung, kybernetische Produktionsorganisation und -steuerung(KYPOS), Produktionslogistik-Leitsysteme (PLL).Planung der Produktionslogistik: Kennzahlen, Entwicklung einesProduktionslogistik-Konzeptes, EDV-gestützte Hilfsmittel zur Planung derProduktionslogistik, IPPL-Funktionen, Wirtschaftlichkeit von Logistik-ProjektenProduktionslogistik-Controlling: Produktionslogistik und Controlling,materialflussorientierte Kostentransparenz, Kostencontrolling(Prozesskostenrechnung, Kostenmodell im IPPL), Verfahrenscontrolling(Ganzheitliches Produktionssystem, Methoden und Tools, MethodenportalMEPORT.net)

LiteraturPawellek, G.: Produktionslogistik: Planung - Steuerung - Controlling. Carl HanserVerlag 2007

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Modul M0563: Robotics

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPRobotik: Modellierung und Regelung (L0168) Vorlesung 3 3Robotik: Modellierung und Regelung (L1305) Gruppenübung 2 3

Modulverantwortlicher Prof. Uwe WeltinZulassungsvoraussetzungen None


Fundamentals of electrical engineering

Broad knowledge of mechanics

Fundamentals of control theory



Fachkompetenz

Wissen Students are able to describe fundamental properties of robots andsolution approaches for multiple problems in robotics.

Fertigkeiten

Students are able to derive and solve equations of motion for variousmanipulators.

Students can generate trajectories in various coordinate systems.

Students can design linear and partially nonlinear controllers for roboticmanipulators.

Personale KompetenzenSozialkompetenz Students are able to work goal-oriented in small mixed groups.

Selbstständigkeit

Students are able to recognize and improve knowledge deficitsindependently.

With instructor assistance, students are able to evaluate their ownknowledge level and define a further course of study.




Flugzeug-Systemtechnik: Vertiefung Flugzeugsysteme: WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtMechanical Engineering and Management: Kernqualifikation: PflichtMechatronics: Kernqualifikation: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Robotik und Informatik:Wahlpflicht

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Lehrveranstaltung L0168: Robotics: Modelling and ControlTyp Vorlesung

SWS 3LP 3


Dozenten Prof. Uwe WeltinSprachen ENZeitraum WiSe

Inhalt

Fundamental kinematics of rigid body systems

Newton-Euler equations for manipulators

Trajectory generation

Linear and nonlinear control of robots

Literatur

Craig, John J.: Introduction to Robotics Mechanics and Control, Third Edition, PrenticeHall. ISBN 0201-54361-3

Spong, Mark W.; Hutchinson, Seth; Vidyasagar, M. : Robot Modeling and Control.WILEY. ISBN 0-471-64990-2

Lehrveranstaltung L1305: Robotics: Modelling and ControlTyp Gruppenübung

SWS 2LP 3


Dozenten Prof. Uwe WeltinSprachen ENZeitraum WiSe


[329]


Modul M1025: Fluidtechnik

LehrveranstaltungenTitel Typ SWS LPFluidtechnik (L1256) Vorlesung 2 3

Fluidtechnik (L1371)Projekt-/problembasierteLehrveranstaltung

1 2

Fluidtechnik (L1257) Hörsaalübung 1 1

Modulverantwortlicher Prof. Dieter KrauseZulassungsvoraussetzungen Keine

Empfohlene VorkenntnisseGute Kenntnisse in Mechanik (Stereostatik, Elastostatik, Hydrostatik,Kinematik und Kinetik), Strömungsmechanik und Konstruktionslehre



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen in der Lage,

Aufbau und Funktionsweise von Komponenten der Hydrostatik,Pneumatik und Hydrodynamik zu erklären,das Zusammenwirken hydraulischer Komponenten in Systemenzu erläutern,die Steuerung und Regelung hydraulischer Systeme detailliert zuerklären,Funktion und Einsatzbereiche von hydrodynamischen Wandlern,Bremsen und Kupplungen sowie von Kreiselpumpen undAggregaten in der Anlagentechnik zu beschreiben.

Fertigkeiten


hydraulische und pneumatische Komponenten und Systeme zuanalysieren und zu beurteilen,hydraulische Systeme für mechanische Anwendungen zukonzipieren und zu dimensionieren,Numerische Simulationen hydraulischer Systeme anhandabstrakter Problemstellungen durchzuführen,Pumpenkennlinien für hydraulische Anlagen auszuwählen undanzupassen,Wandler und Bremsen für mechanische Aggregate auszulegen.


Sozialkompetenz


in der Vorlesung Funktionszusammenhänge in Gruppen zudiskutieren und vorzustellen,Arbeiten in Teams selbstständig zu organisieren.

Selbstständigkeit


für die Simulation erforderliches Wissen selbständig zuerschließen.



Ja Keiner TestateSimulationhydrostatischerSysteme

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Prüfung KlausurPrüfungsdauer und -umfang 90


Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik:WahlpflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II.Produktentwicklung und Produktion: WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: VertiefungProduktentwicklung: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Produktion:WahlpflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Vertiefung Werkstoffe:WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: WahlpflichtTheoretischer Maschinenbau: Vertiefung Produktentwicklung undProduktion: Wahlpflicht

Lehrveranstaltung L1256: FluidtechnikTyp Vorlesung

SWS 2LP 3



Inhalt

VorlesungHydrostatik

Physikalische GrundlagenDruckflüssigkeitenHydrostatische MaschinenVentileKomponentenHydrostatische GetriebeAnwendungsbeispiele aus der Industrie

Pneumatik

DrucklufterzeugungPneumatische MotorenAnwendungsbeispiele

Hydrodynamik

Physikalische GrundlagenHydraulische StrömungsmaschinenHydrodynamische GetriebeZusammenarbeit von Motor und Getriebe

Hörsaalübung

Hydrostatik

Lesen und Entwerfen von hydraulischen SchaltplänenAuslegung von hydrostatischen Fahr- und ArbeitsantriebenLeistungsberechnung

Hydrodynamik

Berechnung/Auslegung von hydrodynamischen WandlernBerechnung/Auslegung von KreiselpumpenErstellen und Lesen von Pumpen- und Anlagenkennlinien

[331]


Exkursion

Es findet eine Exkursion zu einem regionalen Unternehmen derHydraulikbranche statt.

Übung

Numerische Simulation hydrostatischer Systeme

Kennenlernen einer numerischen Simulationsumgebung für hydraulischeSystemeUmsetzen einer Aufgabenstellung in ein SimulationsmodellSimulation gängiger KomponentenVariation von SimulationsparameternNutzung von Simulation zur Systemauslegung und -optimierungZ.T. selbstorganisiertes Arbeiten in Teams

Literatur

Bücher

Murrenhoff, H.: Grundlagen der Fluidtechnik - Teil 1: Hydraulik, ShakerVerlag, Aachen, 2011Murrenhoff, H.: Grundlagen der Fluidtechnik - Teil 2: Pneumatik, ShakerVerlag, Aachen, 2006Matthies, H.J. Renius, K.Th.: Einführung in die Ölhydraulik, Teubner Verlag,2006Beitz, W., Grote, K.-H.: Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau,Springer-Verlag, Berlin, aktuelle Auflage

Skript zur Vorlesung

Lehrveranstaltung L1371: FluidtechnikTyp Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung

SWS 1LP 2




Lehrveranstaltung L1257: FluidtechnikTyp Hörsaalübung

SWS 1LP 1




[332]


Thesis

Nachweis der selbständigen wissenschaftlichen Arbeit.

Modul M-002: Masterarbeit


Modulverantwortlicher Professoren der TUHH

Zulassungsvoraussetzungen

Laut ASPO § 21 (1):

Es müssen mindestens 60 Leistungspunkte im Studiengangerworben worden sein. Über Ausnahmen entscheidet derPrüfungsausschuss.



Fachkompetenz

Wissen

Die Studierenden können das Spezialwissen (Fakten, Theorien undMethoden) ihres Studienfaches sicher zur Bearbeitung fachlicherFragestellungen einsetzen.Die Studierenden können in einem oder mehrerenSpezialbereichen ihres Faches die relevanten Ansätze undTerminologien in der Tiefe erklären, aktuelle Entwicklungenbeschreiben und kritisch Stellung beziehen.Die Studierenden können eine eigene Forschungsaufgabe in ihremFachgebiet verorten, den Forschungsstand erheben und kritischeinschätzen.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, für die jeweilige fachlicheProblemstellung geeignete Methoden auszuwählen, anzuwendenund ggf. weiterzuentwickeln.Die Studierenden sind in der Lage, im Studium erworbenes Wissenund erlernte Methoden auch auf komplexe und/oder unvollständigdefinierte Problemstellungen lösungsorientiert anzuwenden.Die Studierenden können in ihrem Fachgebiet neuewissenschaftliche Erkenntnisse erarbeiten und diese kritischbeurteilen.


Sozialkompetenz

Studierende können

eine wissenschaftliche Fragestellung für ein Fachpublikum sowohlschriftlich als auch mündlich strukturiert, verständlich undsachlich richtig darstellen.in einer Fachdiskussion Fragen fachkundig und zugleichadressatengerecht beantworten und dabei eigene Einschätzungenüberzeugend vertreten.

[333]


Selbstständigkeit


ein eigenes Projekt in Arbeitspakete zu strukturieren undabzuarbeiten.sich in ein teilweise unbekanntes Arbeitsgebiet des Studiengangsvertieft einzuarbeiten und dafür benötigte Informationen zuerschließen.Techniken des wissenschaftlichen Arbeitens umfassend in einereigenen Forschungsarbeit anzuwenden.


Prüfung AbschlussarbeitPrüfungsdauer und -umfang laut ASPO


Bauingenieurwesen: Abschlussarbeit: PflichtBioverfahrenstechnik: Abschlussarbeit: PflichtChemical and Bioprocess Engineering: Abschlussarbeit: PflichtComputer Science: Abschlussarbeit: PflichtElektrotechnik: Abschlussarbeit: PflichtEnergie- und Umwelttechnik: Abschlussarbeit: PflichtEnergietechnik: Abschlussarbeit: PflichtEnvironmental Engineering: Abschlussarbeit: PflichtFlugzeug-Systemtechnik: Abschlussarbeit: PflichtGlobal Innovation Management: Abschlussarbeit: PflichtInformatik-Ingenieurwesen: Abschlussarbeit: PflichtInformation and Communication Systems: Abschlussarbeit: PflichtInternationales Wirtschaftsingenieurwesen: Abschlussarbeit: PflichtJoint European Master in Environmental Studies - Cities andSustainability: Abschlussarbeit: PflichtLogistik, Infrastruktur und Mobilität: Abschlussarbeit: PflichtMaterialwissenschaft: Abschlussarbeit: PflichtMathematical Modelling in Engineering: Theory, Numerics, Applications:Abschlussarbeit: PflichtMechanical Engineering and Management: Abschlussarbeit: PflichtMechatronics: Abschlussarbeit: PflichtMediziningenieurwesen: Abschlussarbeit: PflichtMicroelectronics and Microsystems: Abschlussarbeit: PflichtProduktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Abschlussarbeit: PflichtRegenerative Energien: Abschlussarbeit: PflichtSchiffbau und Meerestechnik: Abschlussarbeit: PflichtShip and Offshore Technology: Abschlussarbeit: PflichtTeilstudiengang Lehramt Metalltechnik: Abschlussarbeit: PflichtTheoretischer Maschinenbau: Abschlussarbeit: PflichtVerfahrenstechnik: Abschlussarbeit: PflichtWasser- und Umweltingenieurwesen: Abschlussarbeit: PflichtZulassungs- und Sachverständigenwesen in der Luftfahrt:Abschlussarbeit: Pflicht

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Documents

TUHH · 2020. 5. 2. · 2 4 6 6 7 10 11 13 15 19 22 25 27 29 32 34 36 38 40 42 44 47 49 51 53 55 57 59 62 64 64 67 70 72 75 77 80 84 85 87 90 92 92 95 98 102 106 108 112 113 115 118