Die Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technology (SMT) GmbH ist ein weltweit führendes deutsches Unternehmen, welches hochpräzise optische Systeme und Technologien für die Halbleiterindustrie entwickelt. Insbesondere die eigens entwickelten Lithographiesysteme sind für die Produktion neuster Mikrochips und anderer elektronischer Bauteile unerlässlich. Durch Forschung und Entwicklung an vorderster Front der optischen Halbleiterindustrie trägt Carl Zeiss dazu bei, die Effizienz und Leistungsfähigkeit moderner mikroelektronischer Komponenten zu steigern und neuartige Technologien wie z. B. Künstliche Intelligenz voranzutreiben. Innerhalb der hierzu nötigen, umfangreichen Forschung und Entwicklung sind computergestützte Untersuchungen entscheidend. In diesem Kontext gewinnt die numerische Strömungssimulation zunehmend an Bedeutung, da sie als wertvolles Werkzeug dient, um komplexe fluidseitige Phänomene zu analysieren und tiefergehend zu verstehen, ohne auf kostenintensive Messkampagnen angewiesen zu sein.

Das Ziel dieser Masterarbeit besteht darin, die Eignung verschiedener RANS-Modelle zur strömungsmechanischen Vorhersage einer generischen 87°-Umlenkung im niedrigen Reynoldszahl Bereich zu untersuchen. Im Mittelpunkt steht hierbei die Identifikation geeigneter RANS-Modelle für die Vorhersage der Strömungseigenschaften, insbesondere durch den Vergleich herkömmlicher RANS-Modelle wie dem k-ω SST Modell und komplexeren Reynolds-Stress-Modellen.

Darüber hinaus soll die Arbeit klären, inwieweit eine Large Eddy Simulation (LES) für diese Strömungsszenarien anwendbar ist und welche Gitterparameter sowie Konvergenzkriterien erforderlich sind, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen.

Literaturrecherche: Eine umfassende Literaturrecherche zu den Grundlagen der LES und RANS-Modellierung sowie deren Anwendungen in der Strömungsmechanik

Geometrieaufbau: Aufbau des Simulationsgebiets mithilfe klassischer oder automatischer Vernetzungsmethoden

Simulation: Durchführung der LES/RANS Simulationskampagne für eine generische  87°-Rohrumlenkung in OpenFOAM oder StarCCM+

Analyse: Vergleich der Ergebnisse der beiden Methoden hinsichtlich Genauigkeit, Rechen- und Modellierungsaufwand sowie praktische Anwendbarkeit in modernen Entwicklungsumgebungen

Dokumentation: Erstellung eines ausführlichen Berichts in Form einer Abschlussarbeit, der die Methodik, Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Untersuchung zusammenfasst

Fortgeschrittenes Master-Studium im Bereich Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Mechanik oder einem verwandten Fachgebiet

Grundkenntnisse in numerischer Strömungsmechanik und Erfahrung mit OpenFOAM/StarCCM+ als auch Matlab/Python sind von Vorteil

Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise sowie analytisches Denken

Die Masterarbeit wird von Louis Krüger (SLA-TU Darmstadt) & Dr.-Ing. Maximilian Bopp (Carl Zeiss SMT GmbH) betreut

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