Bachelor- und Masterarbeiten
Wir bieten Bachelor- und Masterarbeiten in den Bereichen numerische Mechanik, wissenschaftliches Rechnen und datengetriebene Modellierung an. Die Arbeiten verbinden mathematische Modellierung, Implementierung und die Auswertung von Simulationsergebnissen.
Aktuelle Themen finden Sie unten. Eigene Themenvorschläge sind ebenfalls willkommen. Bitte wenden Sie sich mit einem kurzen Lebenslauf und einer Notenübersicht an die jeweilige Kontaktperson.
Physikbasierte Modellierung und Simulation von Waldbränden
Masterarbeit (in reduziertem Umfang auch als Bachelorarbeit möglich)
Waldbrände werden größer und häufiger, und die Vorhersage der Ausbreitung einer Feuerfront ist entscheidend für Evakuierungsplanung und Brandbekämpfung. In diesem Projekt implementieren Sie ein physikbasiertes Modell der Waldbrandausbreitung, in dem sich die Temperatur der Vegetation und der verbleibende Brennstoff gemäß eines gekoppelten Systems partieller Differentialgleichungen entwickeln, angetrieben durch Wind und Geländeneigung. Sie diskretisieren das Modell mit Finiten Elementen, simulieren idealisierte Szenarien und untersuchen, wie Wind, Hangneigung und Brennstoffeigenschaften die Ausbreitungsgeschwindigkeit beeinflussen.
Voraussetzungen: Numerische Methoden für partielle Differentialgleichungen; Programmiererfahrung in Python oder MATLAB.
Kontakt: Prof. Dr. Annalisa Quaini (annalisa.quaini@tum.de), Dr. Tim Bürchner (tim.buerchner@tum.de)
Simulation von Ölteppichen im Ozean
Masterarbeit (in reduziertem Umfang auch als Bachelorarbeit möglich)
Vorherzusagen, wohin ein Ölteppich driftet, ist entscheidend für seine Eindämmung und den Schutz der Küsten. Interessant ist das Problem, weil Öl kein passiver Tracer ist, der von der Meeresströmung transportiert wird: Es wirkt an der Meeresoberfläche zudem als Tensid. Gradienten der Oberflächenspannung (Marangoni-Spannungen) dämpfen die Wellen und verändern, wie Impuls vom Wind auf das Wasser übertragen wird. In diesem Projekt koppeln Sie ein Modell der windgetriebenen Ozeanzirkulation mit einer Transportgleichung für das Öl, berücksichtigen die Rückwirkung des Ölfilms auf den Windantrieb und untersuchen, wie sie die Ausbreitung des Ölteppichs verändert.
Voraussetzungen: Numerische Methoden für partielle Differentialgleichungen; Programmiererfahrung in C++ sowie in Python oder MATLAB.
Kontakt: Prof. Dr. Annalisa Quaini (annalisa.quaini@tum.de)