Themen für Abschluss- und Projektarbeiten

In folgenden Bereichen werden kontinuierlich diverse Aufgabenstellungen für Projekt- und Abschlussarbeiten vergeben. Darüber hinaus sind auch die am Institut für Automation und Kommunikation (ifak e.V. Magdeburg) angebotenen Themen nachfolgend zu finden.

1) Mensch-Technik-Interaktion

Im Zentrum dieser Forschungstätigkeit steht die Entwicklung haptischer (taktiler) Aktorik auf Basis von Strukturschwingungen in Platten. Hierbei steht die Analyse und Synthese von zeitlich und örtlich definierte Auslenkungen unter Anwendung der Zeitumkehr von elastischen Wellen im Vordergrund. Durch die Erarbeitung eines umfangreichen Verständnisses der komplexen transienten Schallfelder in homogenen und heterogenen Medien, des Schallwandler-Verhaltens und Bewertung von Reflexions- und Streueffekte soll eine Nutzbarmachung für Multi-Touch Interaktionssysteme ermöglicht werden.

2) Ultraschallfokussierung und Energy Harvesting

Mittels unterschiedlicher Anordnung und Ansteuerung einer definierten Anzahl an Ultraschallsendern erfolgt eine Bündelung (Fokussierung) der Energie in einem vorgesehenen Punkt. Dies kann für die Schwebung (Levitation) von Teilchen in Luft, aber auch für eine Energiebereitstellung für schwer zugängliche Sensoren genutzt werden, indem die Schallenergie durch Energy Harvesting Verfahren nutzbar gemacht wird. Weitere Aufgaben in diesem Bereich beziehen sich auf Fokussierungsmethoden, die als Grundlage vordefinierte geometrische Oberflächen nutzen. Die Bandbreite an Themen umfasst diverse Simulationsaufgaben, experimentelles Arbeiten, Programmierung unterschiedlicher Systeme und Hardwareentwicklung.

3) 3D-Druck mikrofluidischer Systeme

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Herstellung neuartiger mikrofluidischer und mikromechanischer 3D-Strukturen aus Nicht-Standard-Filament-Materialien. Unter anderem sind erste Parameterstudien zur Findung und Optimierung der Fertigung kleinster Strukturen und hochpräziser 3D-Elemente sowie die Glättung der Oberflächenstrukturen mittels geeigneter Verfahren durchzuführen. Aktuell steht dafür ein Ultimaker 3 Extended zur Verfügung. (Kontakt: Prof. Ulrike Steinmann)

4) FEM-Simulation von mikrofluidischen Separationssystemen

Die FEM-Untersuchung des mikrofluidischen Verhaltens von einphasigen und mehrphasigen Medien (flüssig bzw. fest/flüssig) in Separationssystemen stellt den Hauptschwerpunkt dies Themengebietes dar. Dazu sind vorab erstellte zwei- und dreidimensionale Modelldesigns in FEM-Modelle zu überführen und anschließend mit entsprechenden Modellparameterstudien zu untersuchen, um Aussage über das Verhalten der mikrofluidischen Separationssysteme treffen zu können. Die FEM-Simulationstools ANSYS oder COMSOL können dabei zum Einsatz kommen. Vorkenntnisse im Um-gang mit einem der beiden Tools sind wünschenswert. (Kontakt: Prof. Ulrike Steinmann)

5) Entwicklung von Partikelseparationssystemen

Ziel ist die Entwicklung von neuartigen Systemen zur Abtrennung von Nanopartikel aus der Flüssigphase oder die Trennung von Nanopartikeln nach ihren physikalischen Eigenschaften. Zum Einsatz sollen dabei passive und aktive Separationsverfahren wie die Feldflussfraktionierung oder die Dielektrophorese kommen. Die zu entwickelnden Trennsysteme sind vorab theoretisch zu untersuchen und anschließend in praktischen Versuchen zu testen. (Kontakt: Prof. Ulrike Steinmann)

6) Am ifak e.V. verfügbare Themen:

Phased-Array-System zur Messung und Darstellung der Dispersion entlang (beliebiger) Ausbreitungsstrecken (Platten, Rohre, Schläuche)
Untersuchung von Verfahren der mathematischen Optimierung zur Bestimmung von akustischen Parametern von Schichten: Parameterschätzung akustischer Größen (modellbasierte Charakterisierung von Mehrphasenschichten)
Das Handy als Sensor App-basierte Datenerfassung und visualisierung
Mobile Kommunikationsschnitstelle zur Ferninbetriebnahme von Sensorsystemen (am Bsp. Ultraschall-Durchfluss)
Durchflussmessung auf Basis chaotischer Kavitäten und Zeitumkehr
Untersuchung der Beeinflussung / Manipulation kleinster Partikel und Mikroblasen in dünnen Fluidkanälen durch akustische Felder unter Nutzung des Zeitumkehrverfahrens in a) Kavitäten und b) Wellenleitern entlang der Ausbreitungsrichtung
Akustische Charakterisierung von Blasenreaktoren (Aufbau, Modellierung und Schallmessung an Blasensäulen, Thema: Mikroblasen in Flüssigkeiten)
Optimierung eines akustischen Wellenleiters (für die Fluid-Analyse)
Matlab-Toolbox zur Zeit-Frequenz-Analyse und Orts-Zeit-Filterung
Messplatz zur akustischen Materialcharakterisierung
Drahtloser akustischer Sensor (Sonar zur Dichtemessung) (Kontakt: Sebastian Wöckel)