In der Abteilung "Aerogele und Aerogelverbundwerkstoffe" des Instituts für Werkstoff-Forschung werden Werkstoffe auf Basis von organischen und anorganischen Aerogelen synthetisiert und Prozesse zu ihrer Herstellung über den Technikums-Maßstab bis zu den Prototypen entwickelt. Der Forschungsfokus liegt auf einer anwendungsorientierten Entwicklung. Entsprechend werden die Aerogele je nach Anwendungsanforderungen mit weiteren Werkstoffen kombiniert und passgenaue Aerogelverbundwerkstoffe entwickelt. Aufgrund der einzigartigen Kombination von Werkstoffeigenschaften sind die Einsatzmöglichkeiten sehr vielfältig, so dass Themen aus allen Forschungsbereichen des DLR verfolgt werden. Der Forschungsschwerpunkt liegt in der anwendungsorientierten Entwicklung von organischen, anorganischen, kohlenstoffhaltigen und biopolymeren Aerogelen und deren Kompositen unter Anwendung modernster experimenteller und theoretisch/rechnerischer Methoden.

Die Forschungsgruppe "Anorganische Aerogele" entwickelt im Rahmen eines Projektes zusammen mit Industriepartnern eine CO2-Hochdruck-Extraktionsanlage im Pilotmaßstab. Hierfür arbeiten verschiede Fachdisziplinen aus den Bereichen, Maschinenbau, chemische Verfahrenstechnik und Strömungssimulation zusammen. Die Forschungsgruppe "Atomistische und Mikrostruktursimulation von Aerogele" befasst sich mit der Modellierung und Simulation der o.g. Materialien durch Anwendung oder Entwicklung neuer theoretischer Methoden auf der atomistischen Skala unter Verwendung von Methoden wie Dichtefunktionaltheorie oder Molekulardynamiksimulationen und auf der Mikrostrukturskala unter Verwendung grobkörniger oder zellulärer Automaten-basierter Modelle. Darüber hinaus werden Methoden des maschinellen Lernens für die Vorhersagemodellierung und das inverse Design von Werkstoffen für das Reverse Engineering eingesetzt.

Ihre Aufgabe:

• Sie arbeiten mit der Gruppe "Atom- und Mikrostruktursimulation von Aerogelen" und der Gruppe "Anorganische Aerogele" zusammen, um den CO2-Massenstrom in einem 800 L Hochdruck-Chargenextraktor zu simulieren.
• Sie führen die Topologie- und Formoptimierung der Geometrie und Anordnung von Strömungsleitplatten durch, um deren Einfluss auf das Strömungsverhalten zu untersuchen, wobei auch die verschiedenen Gel-Beladungsszenarien im Extraktor simuliert werden.