Wissenschaftliche/r Mitarbeiter/in

**Weitere Informationen**:
Die Einstellung erfolgt im Beschäftigtenverhältnis.
Die Stelle ist zum nächstmöglichen Zeitpunkt zu besetzen und befristet auf 4 Jahre.
Es handelt sich um eine Vollzeitstelle.
Eine Promotionsmöglichkeit besteht.
Die Eingruppierung richtet sich nach dem TV-L.
Die Stelle ist bewertet mit EG 13 TV-L.

**Unser Profil**:
Als Teil des „Kompetenzzentrum für Verdichter“ unterhält das IST eine strategische Partnerschaft mit dem Industriepartner MTU Aero Engines zur gemeinsamen Forschung und Entwicklung von Technologien für Flugtriebwerke der nächsten Generation. Seit 2007 werden am IST in Kooperation mit der MTU in zahlreichen Forschungsvorhaben Fragestellungen zur Aerodynamik sowie Aeroelastik & Aeroakustik von Verdichtern untersucht. Das Verdichtersystem gilt als die entscheidende Technologie des Flugtriebwerkes, da dessen Betriebsverhalten und Wirkungsgrad bestimmend ist für den sicheren Betrieb sowie den Treibstoffverbrauch des Antriebs.

Unter Ausnahme der Kurzstrecke werden für die nächsten Jahrzehnte weiterentwickelte Fluggasturbinen - mit revolutionären Kreisprozessen und optimierten Komponenten - als Antriebe weiterhin Bestand haben. Eine Schlüsselstellung in diesen Antrieben nehmen hocheffiziente Kerntriebwerke ein, da sie für nahezu jedes neuartige Antriebsszenario im Jahr 2050 geeignet sind, wie z. B. unkonventionelle Flugzeugzellen, turboelektrische und hybride Antriebe sowie für Antriebe basierend auf der Verbrennung von kryogenem Wasserstoff oder nachhaltigen, alternativen Kraftstoffen.

Zur schrittweisen Steigerung des thermischen Wirkungsgrades des Kerntriebwerks stehen zahlreiche Maßnahmen zur Verfügung wie z. B. Zwischenkühlung, Rekuperation und turbinenübergreifende Verbrennung. Allerdings führen diese Technologien auch zu einer Reduzierung des Kerntriebwerks-Massenstroms und der Kerngröße, wodurch einige der Vorteile aufgrund verringerter Komponentenwirkungsgrade wieder aufgehoben werden. Ursächlich hierfür ist u. a. die eingeschränkte Skalierbarkeit von Rotorspitzen
- und Deckband-/Dichtungsabstände aufgrund physikalischer Größenbeschränkungen. Die höheren relativen Spaltweiten resultieren in dominanteren Sekundärströmungsphänomenen und damit höheren Strömungsverlusten sowie geringeren Stabilitätsmargen des Verdichters.

Vor diesem Hintergrund wird ein verstärktes Gewicht auf die Entwicklung von dreidimensional gestalteten Schaufelspitzen gelegt, sowohl für den Rotor als auch für freitragende Statoren. Im hochinstrumentierten 2,5-stufigen Axialverdichter-Rig des Instituts ist derzeit eine moderne 3D-Beschaufelung für Rotoren in Bliskbauweise verbaut. Mithilfe konventioneller Sondenmesstechnik wie Hitzdraht
- und Mehrloch-Sonden wurde in Kennfeldmessungen und Traversen in den Axialspalten die Wirksamkeit des speziellen Schaufelspitzendesigns zur Kompensation der stabilitätsmindernden Mechanismen bestätigt. Allerdings konnten aufgrund der Unzulänglichkeit der Messtechnik nicht alle interessierenden Strömungsphänomene - hochfrequent instationäre Strukturen sowie die Strömung im Seitenwandbereich - aufgelöst werden. Für eine verlässliche Bewertung der Technologiepotentiale zukünftiger Geometrien im Rig-Versuch soll die Sondenmesstechnik um eine optische Messtechnik ergänzt werden.

**Ihr Profil**:
Voraussetzung für die Einstellung ist ein abgeschlossenes Hochschulstudium (Master oder vergleichbar) der Fachrichtung Maschinenbau, Luft
- und Raumfahrttechnik oder einer vergleichbaren Ingenieursdisziplin.

Wünschenswerte Qualifikationen sind:

- Gute bis sehr gute Studienleistungen
- Kenntnisse in der Aero-/Thermodynamik von Turbomaschinen
- Kenntnisse auf dem Gebiet der Strömungsmesstechnik
- Gute oder sehr gute Deutsch
- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

**Ihre Aufgaben**:
Im Rahmen eines Forschungsvorhabens in Kooperation mit der MTU soll am Institut zunächst eine optische Messtechnik am 2,5-stufigen Axialverdichter-Rig appliziert und erprobt werden. Da die klassische Sondenmesstechnik aufgrund ihres intrusiven Charakters sowie der beschränkten Zugänglichkeit in Turbomaschinen erheblichen Einschränkungen unterliegt, stellen berührungslose optische Messtechniken wie die Particle Image Velocimetry (PIV) oder die Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) zur dreidimensionalen Erfassung von Strömungsgeschwindigkeiten eine technologisch wertvolle Ergänzung dar. So verspricht die optische Messtechnik gegenüber der Hitzdraht-Messtechnik eine höhere Datenqualität in der Erfassung des turbulenten Zustands der Strömung, da Dämpfungseffekte infolge der Trägheit des Drahtes wegfallen. Im Seitenwandbereich unterliegt die optische Messtechnik zudem nicht der, das Strömungsfeld verfälschenden, Wechselwirkung zwischen Sondenkopf und Wand.

Auf Basis einer eingehenden Messsystemanalyse ist im ersten Schritt eine geeignete optische Messtechnik auszuwählen und in Vorversuchen am Kalibrierkanal des Instituts zu erprob