Das Fachgebiet widmet sich der Modellierung und Simulation moderner Fahrzeugantreibsstränge. Zum Einsatz kommen physikalische und phänomenologische Modellierungsansätze sowohl auf Komponenten- als auch auf Systembasis. Im Fokus stehen nachhaltige Mobilitätslösungen wie alternative Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren (insbesondere Wasserstoff), batterieelektrische Antriebe sowie die Brennstoffzelle. Darüber hinaus werden die thermodynamischen Modelle ebenfalls für die Abbildung der Speicherung und Verdichtung von Wasserstoff verwendet. Weitere Schwerpunkte bilden hybride Antriebsstränge, Verkehrssimulation sowie gesellschaftliche Aspekte der Mobilitätswende.

Im zukünftigen Transportsektor können Wasserstoff-Verbrennungsmotoren eine wesentlich Rolle spielen, da im Betrieb kein CO₂ emittiert wird. Bei Anpassung von bestehenden Motoren sind passende Simulationsmodelle unerlässlich, um beispielsweise Parameterstudien durchführen zu können. In diesem Forschungsvorhaben wird ein prädiktives Verbrennungsmodell für eine fremdgezündete magere Wasserstoffverbrennung entwickelt.

Dazu wird zunächst ein quasidimensionales Mehr-Zonen-Zylindermodell in Python aufgesetzt, das anschließend mithilfe des Entrainment-Ansatzes um eine Verbrennung erweitert wird. Im zweiten Schritt wird das so entstandene Modell mit experimentellen Daten abgeglichen, um es anschließend bei Bedarf entsprechend erweitern zu können.

Der Wirkungsgrad von Abgasturboladern ist stark von Wärmeströmen abhängig. Bei konventionellen Untersuchungen wird meist ein adiabates Verhalten angenommen, wodurch diese Wärmeströme gänzlich unberücksichtigt bleiben.

In diesem Forschungsvorhaben wird das nicht-adiabate Verhalten von Abgasturboladern mithilfe von experimentellen Untersuchungen analysiert. Dabei wird neben der Energie auch die Exergie mit einem neuartigen Verfahren bewertet, um so ein besseres Verständnis des Einflusses der Wärmeströme zu erhalten.