Forschungsbereich | Simulation energetischer und technischer Systeme
Forschungs- & Entwicklungsschwerpunkte
Methodik
➤ Entwicklung und Nutzung von Simulationsmodellen für strukturmechanische und fluiddynamische Prozesse(Digital Twins)
➤ Simulationen von materialinternen Prozessen im Festkörper mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) | Verformung, Bruch, Versagen
➤ Simulationen von strömenden Fluiden mit Hilfe der Finite-Volumen-Methode (FVM) | Gasströmung in Prozessen, Raumluftströmung
Auswahl von Anwendungsbereichen
➤ Simulation von Fertigungsprozessen: Drahtsägen, Schleifen, Additive Fertigung, etc.
➤ Bewertung von Bruch- und Versagen spröder Materialien (Halbleiter, Glas, etc.)
➤ Simulation von Raumluftströmungen/CO2-Konzentration in der Gebäudetechnik
➤ Biomechanik: Entwicklung von Lebensdauermodellen für Implantat-Knochen-Verbünde
Prof. Dr.-Ing. Stephan Schönfelder
Professur Simulation energetischer und technischer Systeme
Institut
EMB | Institut für Entwicklungsorientierten Maschinenbau
Telefon: +49 (0)341 3076 4157
E-Mail: stephan(dot)schoenfelder(at)htwk-leipzig.de
Projekte
SoKoRoMed
Soft- und Kontinuums-Robotik für medizinische Anwendungen
Das Vorhaben zielt auf die Etablierung definierter Prozessketten für die Herstellung patienten- bzw. anwendungsspezifischer weicher Endeffektoren ab. Dazu werden neue Werkstoffe, geeignete Berechnungsverfahren und eine angepasste 3D-Drucktechnik entwickelt. Die Soft- und Kontinuums-Roboter (SKR) werden im Projekt konzipiert und in Kombination mit konventioneller Medizin- und Robotertechnik in einem klinischen Gesamtdemonstrator für spezifische Interventionen zur Anwendung gebracht. Über die Definition von Standards zur System- und Funktionsbeschreibung soll die klinische Translation erleichtert werden.
Förderung: Sächsische Aufbaubank - Förderbank (SAB), kofinanziert von der Europäischen Union
Projektpartner: Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS) der Universität Leipzig
Projektlaufzeit: 09/2024-06/2026
REFRAME
Ressourceneffiziente und sicherere Fahrräder für erhöhte Belastungsanforderungen durch präzise digitale Modelle und Evaluierung durch reale Belastungsmessungen
Ziel des Projekts REFRAME ist es, mit Hilfe messdatenverifizierter digitaler Modelle die Digitalisierung der Fahrradentwicklung voran zu treiben und somit zukunftsfähig zu machen.
Förderung: Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft, Kunst und Tourismus (SMWK)
Projektlaufzeit: 10/2023 - 12/2024
BeCoLe
Präventive Hygienemaßnahmen: Luftentkeimung mittels UVC-Technologie
Im Rahmen der SARS-CoV-2-Pandemie müssen insbesondere Einrichtungen des Gesundheitswesens auch während strenger Schutzmaßnahmen geöffnet bleiben. Um zu verhindern, dass diese Orte für eine weitere Zunahme des Infektionsgeschehens verantwortlich sind, werden innovative Hygienekonzepte benötigt.
Förderung: BMBF
Projektlaufzeit: 07/2022 - 06/2025
EASyQuart
Energieeffiziente Auslegung und Planung dezentraler Versorgungsnetze zum Heizen und Kühlen von Stadtquartieren unter Nutzung des oberflächennahen geologischen Raumes
Ziel ist die Entwicklung eines standortbasierten Entscheidungshilfesystems zum Heizen und Kühlen von Stadtgebieten mit oberflächennahen geothermischen Ressourcen. Basierend auf den erwarteten Ergebnissen sollen Entwurfsverfahren, rechtliche Rahmenbedingungen und Geschäftsmodelle in Form von Handlungsempfehlungen flexibler gestaltet werden können.
Förderung: BMWi
Projektpartner: geoENERGIE Konzept GmbH Freiberg, UFZ | Helmholtz Zentrum für Umweltforschung
Projektlaufzeit: 10/2019 – 03/2023
HTWK-Projekt | Simulation von Raumluftströmungen und Luftqualität
Infektionsrisiko in Innenräumen punktgenau berechnen
Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr.-Ing. Stephan Schönfelder hat ein Simulationsmodell zur örtlich und zeitlich aufgelösten Viruskonzentration durch Luftströmungen in geschlossenen Räumen entwickelt. Mit diesen neuen Berechnungsansätzen kann das Infektionsrisiko jeder Einzelperson in Innenräumen besser nachvollzogen werden und so ein wichtiger Beitrag zur Bekämpfung von Pandemien geleistet werden.
SmartKMU | Smarte Simulationswerkzeuge für die Prozessdigitalisierung in klein- und mittelständischen Unternehmen der verarbeitenden Industrie
Nachwuchsforschungsgruppe | Start: Januar 2020
Die interdisziplinäre Nachwuchsforschungsgruppe SmartKMU entwickelt für die verarbeitende Industrie Simulationswerkzeuge, die auf konventionellen Rechnern anwendbar sein sollen. Als Anwendungsbeispiel dient ihnen der für die Verpackungsindustrie wichtige Prägeprozess von Karton.
Förderung: Sächsische Wissenschaftsministerium, aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF)
NextTec
Teilvorhaben: Numerische Simulation und Bewertung von Bewegungsabläufen bei Handhabungsprozessen
Im BMWi-Projekt NextTec „Identifikation, Evaluation und Selektion von Produktionstechnologien der nächsten Generation mit dem Potential für eine signifikante Steigerung der Durchsatzraten in der PV-Produktion" sollen neue, evolutionäre und disruptive Technologieansätze zur Erreichung einer signifikanten Steigerung der Durchsatzraten für ihren Einsatz in der Silizium-Solarzellen-Produktion untersucht werden.
Förderung: BMWi
Projektträger: Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Projektlaufzeit: 05/2019 – 04/2022
MagPV
Magnetfeldbasierte Prüfung von PV-Anlagen | Simulation des Magnetfeldes
Im Projekt MagPV soll ein neuartiges magnetfeldbasiertes Verfahren, inklusive entsprechender Messtechnik und Auswertung, für die Prüfung von installierten Photovoltaikanlagen entwickelt werden. Dafür wird ein leichtes portables Messgerät konstruiert, welches der Prüfer manuell über die Moduloberfläche streicht.
Förderung: ZIM/BMWi