Das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik ist die zentrale Einrichtung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) für die Strömungsmechanik. Wir erforschen und entwickeln mit numerischen und experimentellen Methoden Schlüsseltechnologien, um Transportmittel und Windenergieanlagen der Zukunft klimafreundlicher und energieeffizienter zu machen.

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Das erwartet dich

In der Abteilung für Raumfahrzeuge entwickeln, qualifizieren und nutzen wir numerische und experimentelle Werkzeuge und Methoden für den gesamten aerodynamischen und aerothermischen Entwurf sowie für die Charakterisierung von Luft- und Raumfahrzeugen und ihren Komponenten in allen Phasen einer Mission.

Im Rahmen des Projekts VLEO Scout wird ein 16U Mikrosatellit entwickelt, der die Kenntnisse zu sehr niedrigen Erdumlaufbahnen verbessern soll. Die Höhe des Perigäums des Satelliten soll ausgehend von einer stabilen, polaren Kreisbahn in über 500 km Höhe sukzessive auf 150 km abgesenkt werden, was zu Höher mit nennenswertem atmosphärischem Widerstand führt, der den Satelliten verzögert und die Missionsdauer begrenzt. Darüber hinaus sind aufgrund der hohen Geschwindigkeit signifikante Wärmebelastungen zu erwarten, die im Thermalhaushalt des Satelliten berücksichtigt werden müssen.

Im Rahmen der Masterarbeit sollen die aerodynamischen Kräfte und Momente sowie die aerodynamische Aufheizung des Satelliten in der Umgebung des Perigäums bestimmt werden. In 150 km Höhe verhält sich die Luft der Restatmosphäre nicht wie ein Kontinuum, so dass die Strömung um das Fahrzeug durch das Partikel basierte Simulationsverfahren Direct Simulation Monte Carlo Methode (DSMC) mithilfe von PICLas erfolgen soll. PICLas wurde seit 2005 an der Universität Stuttgart entwickelt und kombiniert verschiedene Gas- und Plasmakinetische Verfahren wie die Particle-In-Cell Methode (PIC) zur Lösung der kollisionsfreien Vlasovgleichung für geladene Teilchen in elektromagnetischen Feldern und die DSMC Methode zur Lösung der Boltzmanngleichung für verdünnte Gase.

Die Arbeit soll in der Abteilung Raumfahrzeuge des Instituts für Aerodynamik und Gasdynamik in Braunschweig in Kooperation mit der Universität Stuttgart durchgeführt werden.

Deine Aufgaben

• Einarbeitung in das Simulationsverfahren PICLas
• Bestimmung der Anströmbedingungen in der Umgebung des Perigäums
• Ermittlung der aerodynamischen und thermischen Belastungen auf der Ellipsenbahn
• Diskussion der Ergebnisse

Das bringst du mit

• laufendes wissenschaftlichen Hochschulstudium (Bachelor/Master, z.B. Luft- und Raumfahrttechnik oder anderer Ingenieurswissenschaften oder Naturwissenschaften)
• hohe Motivation
• eigenständige Arbeitsweise
• Bereitschaft sich in neue Themengebiete einzuarbeiten
• Teamfähigkeit
• gute Kommunikationsfähigkeiten in Deutsch und Englisch, sowohl in Wort als auch in Schrift

Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

Fragen zu dieser Position (Kennziffer 2540) beantwortet dir gerne:

Viola Wartemann 
Tel.: +49 531 295 3362