Mit dem Ziel eines innovativen, klimaneutralen und damit umweltfreundlichen Mehrzweck-Feuerlöschboots für Berliner Gewässer ergibt sich eine Vielzahl spannender, praxisnaher Themen für Bachelor- und Masterarbeiten verschiedenster Fachrichtungen. Basis des Boots wird ein hybrides Energiekonzept aus wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen sowie Akkumulatoren sein. Folgende Themengebiete sind aktuell von Interesse:

• Schiffsentwurf
• Einsatzszenarien
  • Beschreibung möglicher Einsatzszenarien, Ableitung resultierender Anforderungen ans Feuerlöschboot
• Energietechnik
  • Hybride Energiesysteme, Wasserstoffspeicherung und -versorgung

Weitere Themen sind möglich.

Interesse, Fragen: Philipp Ruhmöller

Auf Basis numerisch ermittelter hydrodynamischer Parameter eines Segelschiffes soll eine Simulink-Simulation zur Ermittlung der Geschwindigkeiten und Bewegungen abhängig von Wind und Seegang erstellt werden. Hierfür kann bspw. die MSS-Toolbox (Marine Systems Simulator) genutzt und erweitert werden.

Interesse, Fragen: Sebastian Ritz

Der Begriff ConRo steht für Container und Roll on, Roll off. Folglich ist ein Leichter gesucht, der zum Transport von Containern und rollender Ladung geeignet ist. Hier soll eine erste praxisnahe Entwurfsstudie erstellt werden.

Interesse, Fragen: Philipp Ruhmöller

Dieses Thema für eine Bachelorarbeit befasst sich mit den verschiedenen Materialien, die im Innenausbau von Schiffen Einsatz finden und deren Nachhaltigkeit. Es sollen Grenzen für die Anwendungen aufgezeigt und eine umfassende Ökobilanz gezogen werden. Die Ergebnisse für die unterschiedlichen Materialien sind dann zu untersuchen und miteinander zu vergleichen. 

Interesse, Fragen: Max Votteler

Ab etwa 10 Jahren Nutzung nähern sich Batterien in Schiffen ihrer Nutzbarkeit für die Energieversorgung an Bord. Danach sind die Batterien im zweiten Leben aber noch gut für andere Zwecke nutzbar. Die Einsatzmöglichkeiten hierfür sollen im Rahmen dieser Arbeit näher betrachtet und untersucht werden.

Interesse, Fragen: Philipp Ruhmöller

Simulation des Bewegungsverhaltens eines unbemannten Unterwasserfahrzeuges (UUV) im Zeitbereich. Implementierung einfacher Regler zur Einstellung von Zwangslagen im Raum und zur Trajektorien-Verfolgung.

Interesse, Fragen: Sebastian Ritz

Simulation eines überaktuierten geschleppten unbemannten Unterwasserfahrzeuges (UUV) im Zeitbereich. Das Fahrzeug soll für Messaufgaben möglichst von den Bewegungen des Schleppfahrzeugen im Seegang entkoppelt werden. Die, zu erarbeitenden, Regelungsalgorithmen sollen genutzt werden, um die effektivsten Aktuatoren zu identifizieren.

Interesse, Fragen: Sebastian Ritz

In eine bestehende Schiffsbewegungssimulation sollen aktuelle Wetter-, Seegangs- und Klimadaten und ggf. Vorhersagen integriert werden, um den Einfluss auf das Bewegungsverhalten zu untersuchen.

Interesse, Fragen: Sebastian Ritz

Je stärker die Strömung ist desto größer sind die notwendigen Verankerungskräfte einer Messstation, um nicht abgetrieben zu werden. Ziel ist es die Strömung zur Erzeugung der Verankerungskräfte zu nutzen.

• Erarbeitung der Randbedingungen für die mobile Meeresbodenstation
• Methodischer Entwurf verschiedener Konzepte für eine hydrodynamische Verankerung bei Strömung
• CFD- Untersuchung der Konzepte und Auswahl
• Quantitative Bewertung und Auswertung

Interesse, Fragen: Matthias Golz

Drop-Stich-Materialien sind aus dem Bereich der Stand-Up- Boards bekannt. In der Arbeit soll der Einsatz für Support- Plattformen, bspw. Ponton zum Transport von UUV, untersucht werden. Hierzu sollen versch. Verbindungs-, Aussteifungs- und Formgebungsmöglichkeiten ermittelt und eine exemplarische Umsetzung einer Supportplattform entworfen werden.

Interesse, Fragen: Sebastian Ritz

• Definition der zu bestimmenden Parameter
• Recherche vorhandener Messvorrichtungen
• Pro / Contra der vorhandenen Messvorrichtungen für die Zielanwendung
• Adaption und/oder Kombination vorhandener Messvorrichtungen zur optimalen Messung der Zielparameter, unter Berücksichtigung verschiedener möglicher Messobjekte
• Darstellung des finalen Konzepts
• Für MA eventuell noch Konstruktion und Umsetzung

Interesse, Fragen: Matthias Golz, Sebastian Ritz

• Einrichtung der Entwicklungs- und Echtzeitcomputer: Test von Echtzeitanwendungen mit Simulink Real-Time und Speedgoat-Hardware
• Implementierung der klassischen Regelungsalgorithmen (z.B. PID, LQR) in das HiL-Testsystem
• Ausführung von Closed-Loop-Echtzeitsimulationen mit angeschlossener Hardware
• Optimierung des HiL-Testsystems und Auswertung der Simulationsergebnisse

Wünschenswerte Vorkenntnisse:

• Interesse am Entwurf von innovativen, zukunftsorientierten Unterwassersystemen
• Grundkenntnisse in der Regelungstechnik
• Grundkenntnisse in Matlab&Simulink

Interesse, Fragen: Maksim Trifonov

• Entwicklung des Konzepts zur Ermittlung der Unterwasserfahrzeug-Einsatzgrenzen
• Überarbeitung eines Gesamtmodells der bestehenden Systemsimulation in Matlab&Simulink
• Simulation von Missionsszenarien
• Erstellung eines Tools zur Auswertung der Simulationsergebnisse

Wünschenswerte Vorkenntnisse:

• Interesse am Entwurf von innovativen, zukunftsorientierten Unterwassersystemen
• Grundkenntnisse in Modellbildung&Simulation dynamischer Systeme
• Grundkenntnisse in Matlab&Simulink

Interesse, Fragen: Maksim Trifonov

• Aufbau eines gestörten Bewegungsmodells für flachgetauchte Fahrt unter Berücksichtigung des Wellengangs sowie der Interaktion zwischen geschlepptem Fahrzeug, Verbindungskabel und Begleitschiff
• Berechnung der vom Verbindungskabel auf das geschleppte Fahrzeug wirkenden Störkraft im gekoppelten System
• Simulation der gestörten Bewegung und Analyse des Bewegungsverhaltens in Matlab&Simulink

Wünschenswerte Vorkenntnisse:

• Interesse am Entwurf von innovativen, zukunftsorientierten Unterwassersystemen
• Grundkenntnisse in der Technischen Mechanik und Regelungstechnik
• Grundkenntnisse in Matlab&Simulink

Interesse, Fragen: Maksim Trifonov

Üblicherweise werden CTD-Sonden für Umweltmessungen (Conductivity, Temperature, Depth) von der Oberfläche aus in der Wassersäule herabgelassen. Das Einsatzszenario im Projekt DeepSea Protection sieht dagegen vor, die Sonde von einer auf dem Meeresboden platzierten Station aufsteigen zu lassen. Die Messsonde soll für diesen Zweck mit einem Auftriebskörper versehen werden.

Es ist davon auszugehen, dass die Strömung im Bereich der Messinstrumente vom Auftriebskörper beeinflusst wird und Messwerte verfälscht werden können. Ziel der Arbeit ist der Entwurf einer Auftriebsboje, die den oben genannten Einfluss minimal hält. Dieser soll mithilfe des CFD-Tools StarCCM+ quantifiziert werden. Gegebenenfalls sind Verbesserungen am Design des Auftriebskörpers vorzunehmen.

Die folgenden Arbeitsschritte sind vorgesehen:

• Erarbeitung der Randbedingungen des Messablaufs und Ableiten relevanter Strömungs- und Entwurfsgrößen
• Design einer Auftriebsboje
• Entwicklung einer geeigneten numerischen Simulationsumgebung
• Simulation der CTD-Sonde mit und ohne Auftriebskörper
• Vergleich der Strömungsgrößen im Bereich der Messinstrumente
• Vorschläge zur Modifikation des vorhandenen Auftriebskörpers und Entwicklung alternativer Konzepte

• Validierung und Vergleich der Ergebnisse mit experimentellen Untersuchungen unter realistischen Umweltbedingungen (See im Umland von Berlin)

Wünschenswerte Kenntnisse:

• Vorwissen in der Konstruktion mit SolidWorks
• Gutes Vorwissen im Bereich der Strömungsmechanik / Hydrodynamik
• Erfahrungen in der Anwendung von Programmen zur Strömungssimulation

Interesse, Fragen: Maximilian Schropp, Matthias Golz

Das im Rahmen des Forschungsprojekts DeepSea Protection entstehende ‚Kalmar‘-AUV (Autonomous, unmanned Vehicle) fungiert als mobile Bodenstation mit integrierter Umweltsensorik in einem Netzwerk mehrerer Fahrzeuge in einer Zieltiefe von 6000 m. Es ist vorgesehen, dass das Fahrzeug nach längerer Standzeit am Tiefseeboden selbstständig einen neuen Standort einnehmen kann. Insbesondere die Take-Off Phase soll betrachtet werden.

Die folgenden Arbeitsschritte sind vorgesehen:

• Entwicklung eines Bewegungsmodells mit Matlab/Simulink zur Beschreibung des Fahrzeugverhaltens in der Take-Off Phase
• Untersuchungen zum Einfluss des Antriebskonzeptes (insb. 3 oder 4 Thruster)
• Reglerentwurf in zwei Schritten:
  • Festlegung einer Reglerstruktur (PD, PID, LQR, etc.)
  • Bestimmung der Reglerparameter
• Aufbauend auf die oberen Punkte: Optimierung des Missionsablaufs

Wünschenswerte Vorkenntnisse:

• Modellbildung und Simulation physikalischer Systeme
• Regelungstechnik, insb. mit Matlab/Simulink
• Hydrodynamisches Grundwissen

Betreuer: Maximilian Schropp

• Erarbeitung der Randbedingungen für die Entwicklung und den Testaufbau
• Methodischer Entwurf verschiedener Konzepte für eine mögliche Klemmapparatur unter Berücksichtigung verschiedener AUV (autonomous underwater vehicles)
• Bewertung der Konzepte und Auswahl
• Entwurf des finalen Konzepts
• Entwicklung eines geeigneten Messaufbaus zur Ermittlung der Klemmkräfte und Homogenisierung der Lasten auf die Struktur des Zielobjekts
• Erprobung des Gesamtaufbaus und Auswertung

Interesse, Fragen: Matthias Golz

Es soll numerisch und ggf. experimentell der Einfluss einer Ölkompensation (Befüllung aller Hohlräume einer Maschine mit Öl, um diese Unterwasser einsetzen zu können) auf den Wirkungsgrad untersucht werden. Hierbei sollen die ausschlaggebenden Einflussgrößen und die Abhängigkeit von Operationsparametern, wie Drehzahl, ermittelt werden. In weiteren Schritt sollen geometrische Einflüsse ermittelt und eine Entwurfsempfehlung daraus erarbeitet werden. Grundlegende CFD- Kenntnisse und ein sehr gutes physikalisches Grundverständnis erforderlich.

Interesse, Fragen: Matthias Golz