Phononische Metamaterialien (PMM) ermöglichen es, Schall zum Beispiel durch gezielte Erzeugung akustischer Frequenzbandlücken zu kontrollieren. Im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickeln wir ein neuartiges numerisches Berechnungsverfahren auf Basis der Spektral-Elemente-Methode (SEM), um die akustischen Eigenschaften solcher Strukturen effizient und hochgenau zu berechnen. Ein langfristiges Ziel ist die Integration der SEM in bestehende FEM-Modelle, die unter anderem Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt finden.
Themenfeld
Einarbeitung in die Theorie der SEM sowie PMM im Kontext der Vibroakustik
Herleitung und Formulierung der zugrunde liegenden partiellen Differentialgleichungen
Implementierung SEM unter Verwendung von Formfunktionen höherer Ordnung (z. B. Legendre- oder Chebyshev-Polynome)
Validierung der Ergebnisse durch Vergleich mit analytischen Lösungen und klassischen FEM-Modellen
Der genaue Schwerpunkt und Umfang der Arbeit wird individuell abgestimmt.
Ihr Profil
Studium im Bereich Maschinenbau, Physik, Computational Engineering, Mathematik oder einem verwandten Fach
Starkes Interesse und fundierte Kenntnisse in Numerik und Differentialgleichungen (insbesondere partielle DGL)
Erfahrung in objektorientierter Programmierung (Python von Vorteil)
Idealerweise Vorkenntnisse in Finite-Elemente-Methoden oder Akustik
Eigenständige, strukturierte Arbeitsweise und Freude an mathematisch anspruchsvollen Fragestellungen
Interesse?
Für weitere Fragen stehe ich Ihnen gern zur Verfügung!
