Weiterentwicklung eines gaskinetischen Fokker-Planck-Verfahrens
DLR
Göttingen
vor 3 Tg.

In der Abteilung Raumfahrzeuge wird die Aerothermodynamik von existierenden und zukünftigen Raumtransportsystemen und deren Komponenten untersucht.

Die Arbeiten reichen von der Auslegung bzw. der Charakterisierung der betrachteten Konfigurationen im gesamten Flugbereich vom Start bis hin zum Wiedereintritt und der Landung.

Forschungsschwerpunkte liegen hierbei auf der Aerothermodynamik von Trägersystemen und deren Antrieben, des Wiedereintritts, dem Hyperschallflug sowie chemischen, elektrischen und hybriden Klein- und Mikrotriebwerken.

Zum Hintergrund der Promotionsstelle :

Jüngst vorgeschlagene gaskinetische Fokker-Planck-Verfahren weisen mathematische und numerische Eigenschaften auf, die sie für die Berechnung komplexer raumfahrtrelevanter Strömungen, besonders in Verbindung mit dem etablierten Direct Simulation Monte-Carlo (DSMC) Verfahren, sehr geeignet erscheinen lassen.

Das in kontinuumsnahen Strömungsbereichen numerisch aufwendige DSMC-Verfahren kann dort durch die Fokker-Planck-Approximation der Boltzmann-Gleichung ersetzt werden.

Kürzlich wurden in der Abteilung Raumfahrzeuge dazu erfolgreich Modelle entwickelt, mit denen das ursprünglich für einfache Gase abgeleitete gaskinetische Lösungsverfahren für die Fokker-Planck-Gleichung so erweitert wurde, dass nun auch eine Berechnung von Gasgemischen und Energieaustausch innerer molekularer Freiheitsgrade zweiatomiger Moleküle numerisch effizient möglich ist.

Beschreibung des Promotionsprojekts :

Im Rahmen Ihrer Promotionsstelle sollen diese Entwicklungen nun von Ihnen auf die Modellierung mehratomiger Moleküle, sowie auf die Behandlung von chemischen Reaktionen im Gas ausgeweitet werden.

Besonderes Augenmerk legen Sie dabei auf eine mit der DSMC-Methode verträglichen Modellierung mit dem Ziel eines konsistenten hybriden Simulationsverfahrens.

Die Entwicklungen überprüfen Sie anhand auszuwählender, geeigneter Testfälle hinsichtlich einer korrekten Implementierung.

Abschließend demonstrieren Sie die praktische Nutzbarkeit der entwickelten Modelle durch Anwendung auf ein komplexeres Hyperschall-Strömungsproblem.

  • abgeschlossenes Hochschulstudium (Master oder Diplom) mit Fachrichtung Physik, Mathematik, Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Verfahrenstechnik o.ä.
  • gute Kenntnisse in numerischen Verfahren
  • Programmiererfahrung in C / C++ auf Linux-Systemen
  • Kenntnisse in kinetischer Gastheorie
  • gute Kenntnisse der englischen und der deutschen Sprache
  • Erfahrung mit Direct Simulation Monte-Carlo (DSMC), bevorzugt dem SPARTA-Code, von Vorteil
  • Vorkenntnisse zur mathematischen Behandlung stochastischer Prozesse wünschenswert
  • Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert.

    Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können.

    Vereinbarkeit von Privatleben, Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Personen aller Geschlechter (m / w / d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik.

    Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

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