Erweiterung der EDEM-Verschleißmodellierung über API/EDEMpy für eine fortgeschrittene Mehrmechanismen-Verschleiß-Analyse

Institut
Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (TUM-ED)
Typ
Semesterarbeit / Masterarbeit /
Inhalt
 
Beschreibung

Motivation

Der Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) widmet sich der ganzheitlichen Erforschung von Materialflusssystemen, der Massengutlogistik sowie der Entwicklung analytischer und simulativer Methoden. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der modellbasierten Beschreibung partikelbasierter Fördervorgänge. In dieser Forschungstradition haben wir ein umfassendes Verschleißmodell entwickelt, das das Archard-Gesetz mit Mehrskalen-Dynamik und periodischen Effekten kombiniert und dadurch die Genauigkeit bei der Vorhersage von Verschleiß durch Partikel-Geometrie-Interaktion erhöht [1]. Die Discrete Element Method (DEM) ist eine numerische Technik, die zur Verfolgung der Bewegung und Wechselwirkung einzelner Partikel eingesetzt wird, die in industriellen Prozessen eine zentrale Rolle spielen. Unter den verfügbaren Implementierungen sticht EDEM als führende DEM-Software hervor, die effiziente groß angelegte Partikelsimulationen ermöglicht und C++/Python-APIs für die Modellanpassung bietet.

Mit diesem IDP soll das intern entwickelte Verschleißmodell mithilfe der EDEM-API (C++) und EDEMpy (Python) in die EDEM-Umgebung eingebettet werden. Auf dieser Grundlage soll ein Konzept für eine DEM-simulationsgetriebene Analyse vorgestellt werden. Dieses stellt einen Fortschritt in der modellbasierten Nachbildung und Vorhersage von komplexem Verschleiß auf Partikelebene dar.

[1] W. Yang, Y. Zhang, Y. Tan, A surface-profile-based framework validated through experiment and DEM simulation, Advanced Powder Technology. 36 (11) (2028) 105067. https://doi.org/10.1016/j.apt.2025.105067.

Objectives

  • Integration eines neuartigen Mehrmechanismen-Verschleißmodells mit periodischen Effekten in die Architektur von EDEM
  • Ermöglichung modularer, API-basierter Erweiterungen der Verschleißvorhersage über C++- und Python-Schnittstellen
  • Bereitstellung automatisierter Analyse und Visualisierungspipelines für Verschleißsimulationsergebnisse.

Work packages

- siehe PDF zur Ausschreibung

 

Voraussetzungen
  • Solide Kenntnisse in C++ und Python, mit gewisser Vertrautheit in API -basierter Softwareerweiterung.
  • Grundlegendes Verständnis von Verschleißmechanismen und der Diskreten-Elemente-Methode (DEM)
  • Interesse an simulationsbasierter Prozessmodellierung im ingenieurwissenschaftlichen Kontext.
  • (Wünschenswert) Erfahrung mit EDEM oder wissenschaftlichen Berechnungs-Workflows

Kontakt

Yuan Tan (Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik) – 081 / 61 71-5172 – yuan.tan@tum.de

Minggong Yu (Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik - minggong.yu@tum.de

Möglicher Beginn
sofort
Kontakt
Minggong Yu, M.Sc.
Raum: 5505.01.590D
Tel.: 089 / 289 15947
minggong.yutum.de
Ausschreibung