STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

AACHENER
VERFAHRENS-
TECHNIK 43
Modellgestützte Schätzmethoden
(V2/Ü2,SS) (Marquardt, Reusken)
In der industriellen Praxis und in der Forschung tritt
immer wieder das Problem auf, dass wichtige Größen
(z. B. Eingangsdaten oder Zustände) nicht direkt
gemessen werden können. Sie müssen stattdessen
aus anderen Messungen rekonstruiert werden.
In der Veranstaltung Simulationstechnik IV, die gemeinschaftlich
vom Institut für Geometrie und Praktische
Mathematik (IGPM) und vom Lehrstuhl für
Prozesstechnik (PT) betreut wird, werden dazu die
grundlegenden Methoden vorgestellt.
Einführend werden die benötigten statistischen
Grundlagen vermittelt. Danach werden die grundlegenden
Eigenschaften inverser Probleme vorgestellt;
hier wird besonders die Schlechtgestelltheit diskutiert.
Anschließend werden Regularisierungsmethoden
zur Lösung schlecht gestellter Probleme sowie
die dazugehörigen Methoden zur Wahl der Regularisierungsparameter
vorgestellt.
Diese Methoden werden dann zur Lösung von
Zustands-, Eingangs- und Parameterschätzproblemen
angewandt und erweitert. Dabei wird die Verknüpfung
von bekannten Methoden, wie beispielsweise
dem Luenberger Beobachter, zu inversen Problemen
gezeigt. Abschließend werden Methoden der
optimalen Versuchsplanung behandelt.
Anwendungen aus der Industrie werden in der Vorlesung
eines Gastdozenten aufgezeigt.
Die begleitende Übung besteht zu ca. 2/3 aus
Rechnerübungen, in denen in der mathematischen
Programmierumgebung MATLAB Lösungsstrategien
für inverse Probleme selbst implementiert und
beurteilt werden. Diese werden durch theoretische
Übungen ergänzt, die das Verständnis des Stoffes
vertiefen.
Moderne Aspekte der angewandten
Enzymtechnologie
(V2/Ü0,SS) (Büchs)
Die Anwendung von Enzymen für die Produktion
von Wertstoffen im industriellen Massstab (’Weiße
Biotechnologie’) erfordert die interdisziplinäre Zusammenarbeit
von Biologen, Chemikern und Verfahrensingenieuren.
Die Veranstaltung ’Moderne
Aspekte der Angewandten Enzymtechnologie’ führt
die wesentlichen Grundlagen und ihre Wechselwirkungen
aus dem Bereich der Biologie (Biokatalysatordesign
und -screening), Chemie (Verfügbarkeit
von Reaktanden, Strategien der Reaktionsführung)
und der Reaktionstechnik (Katalyse, Thermodyna-
mik, Enzymkinetik und -stabilität) zusammen. In einer
Fallstudie wird das Gelernte angewandt, um die
Entwicklung eines enzymkatalysierten Prozesses zu
verfolgen.
Neuere Verfahren der thermischen
Verfahrenstechnik
(V2/Ü1,SS) (Pfennig)
In den Vorlesungen Thermische Verfahrenstechnik
I und II wurden die grundlegenden Trennverfahren
vorgestellt und ihre Auslegung behandelt. Die Entwicklung
neuer Verfahren schreitet aber durch neue
Einsichten und konsequente Forschung ständig voran.
Dieser stetigen Weiterentwicklung trägt die Vorlesung
Neuere Verfahren der Thermischen Verfahrenstechnik
Rechnung. Anhand aktueller Veröffentlichungen
in Fachzeitschriften und Tagungsunterlagen
werden die jüngsten Fortschritte im Bereich der
Trennverfahren vorgestellt.
Der Inhalt der Vorlesung umfasst neue Verfahren,
Berechnungsmethoden und Messtechniken. Die Vorlesung
soll in die Lage versetzen, an aktuellen Diskussionen
z.B. auf Fachtagungen und später im Kollegenkreis
aktiv teilzunehmen. Themen sind u. a.
Mikroverfahrenstechnik, Reaktivdestillation und –
extraktion, Trennwandkolonnen und Koaleszenzhilfen.
Die Vorlesung ist seminaristisch gestaltet, wobei
die Teilnehmer die Möglichkeit haben, im kleinen
Kreis ihre Präsentationstechnik zu erproben und
zu verbessern; sie lädt zur Diskussion der neuen Entwicklungen
ein.
Numerische Strömungsmechanik I
(V2/Ü1,SS) (Schröder)
In dieser Vorlesung geht es um die Grundlagen zur
numerischen Simulation von Strömungen. Zunächst
werden die verschiedenen zur Verfügung stehenden
mathematischen Modelle diskutiert. Danach werden
die Grundlagen zur Lösung partieller Differentialgleichungen
auf der Basis finiter Differenzen- oder
finiter Volumenverfahren vermittelt. Dabei werden
Konzepte wie Konsistenz und Stabilität näher vorgestellt.
Abschließender Bestandteil der Vorlesung
sind Lösungsverfahren für elliptische Probleme, wie
sie z.B. in Potentialströmungen auftreten.
Bei der Vorstellung aller mathematischen Zusammenhänge
wird darauf geachtet, diese möglichst allgemein
verständlich und im Zusammenhang mit tatsächlichen
Strömungssimulationen zu diskutieren,
damit die erworbenen Kenntnisse auf reale Simulationprobleme
übertragen werden können. Die Vorlesunf
wird in der Regel auf Englisch gehalten.