Doris Bohnet

    Forschung

    Forschungsschwerpunkte

    Ich forsche zu dynamischen Systemen, d.h. ich möchte das Verhalten komplexer, zeitabhängiger Systeme verstehen. Dafür verwende ich verschiedene mathematische Methoden zur Modellierung und Simulation der Systeme, von klassischen Verfahren bis KI. Die Systeme sind meist Systeme, die sich mittels physikalischer Gesetze beschreiben lassen und kommen aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen. Aktuell beschäftige ich mich mit dem Verhalten großer Menschenmengen in Räumen, smarten Temperaturregelungen in Gebäuden und sogenannten Ersatzmodellen (basierend auf neuronalen Netzen). In der Vergangenheit habe ich mich mit Modellierung, Simulation und Regelung von Kühlprozessen in Fahrzeugen, Thermomanagement von E-Motoren, Abgasnachbehandlungen in Katalysatoren, gekoppelten Wärmetransfer-Prozessen und allgemein thermodynamischen Prozessen beschäftigt. 

    • Ersatzmodelle/ grey-box Modelle für komplexe physikalische Systeme z.B. basierend auf neuronalen Netzen, z.B. zur Vorhersage von multivariaten Zeitreihen
    • Modellierung mit partiellen Differentialgleichungen (z.B. Fußgängerbewegungen)
    • gekoppelte Wärmetransfer-Probleme (wie sie bei allen Kühlvorgängen auftauchen)
    • Optimierung des Thermomanagement (in ver. Anwendungen)
    • geometrische Glättungsmethoden für Berechnungsnetze
    • partiell hyperbolische Systeme/ diskrete dynamische Systeme

    Forschungs- und Transferprojekte

    • PInG

      Validierte Simulation von Personenströmen und Infektionsrisiken zur Gestaltung sicherer Veranstaltungen und Räume

      Screenshot der flowculate Software

       

      PInG ist ein Forschungsprojekt unter der Projektleitung von Rebekka Axthelm, in Kooperation mit der Fachhochschule Vorarlberg (FHV) und assoziierten Partnern. Es beschäftigt sich mit der Modellierung, Simulation und Messung von Personenströmen und Luftqualität. Aktuelle Informationen zum Projekt und die Software zur Berechnung von Personenströmen finden sich auf der Projektwebseite. 

    • IoT Sustainability Lab

      Nachhaltige IoT-Lösungen für nachhaltige Gebäude

      Logo des IoT Labs

      Der Einsatz von IoT im Gebäude verspricht eine erhöhte Ressourceneffizienz ohne Komfortabstriche für die Gebäudenutzenden. Gleichzeitig bringt die Produktion und meist auch die Entsorgung von IoT ökologische Kosten mit sich. Im Lab sollen Konzepte für IoT-Lösungen entwickelt werden, die nicht nur die Nachhaltigkeit des Gebäudebetriebs verbessern, sondern auch selbst möglichst nachhaltig sind. 

      Das Lab besteht aus der HTWG, der Fachhochschule Vorarlberg (FHV), der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW), der Ostschweizer Fachschule (OST), der Universität Liechtenstein, der Zeppelin Universität und einer Vielzahl von assoziierten Partnern. Ziel ist es, Richtlinien und Best-Practices für IoT-Lösungen im Gebäudebereich zu entwickeln, die entlang ihres gesamten Lebenszyklus von Produktion über Installation, Betrieb bis zum End-of-Life ökologisch nachhaltig sind. Die Untersuchungen im Lab reichen von der Kommunikation der IoT-Komponenten untereinander über Geschäftsmodelle für IoT-Lösungen bis zu gesellschaftlichen Treibern und Hindernissen für die Nutzung von IoT im Gebäude.

      Mehr Informationen zum Lab finden sich beim Wissenschaftsverbund oder beim BZI. 

    • eFlow

      Vergleich der Personendichten, die beim Verlassen von zwei Klassenzimmern mit unterschiedlicher Bestuhlung entstehen.

      In diesem von der interreg geförderten Forschungsprojekt wurde unter der Projektleitung von Rebekka Axthelm ein Softwaretool zur Berechnung von Personenströmen und der damit verbundenen Ausbreitung von Infektionskrankheiten entwickelt. Es fand in Kooperation mit der ZHAW und der FH Vorarlberg sowie mit Praxispartnern statt. 

      Das Projekt wird im Rahmen von PInG weiter geführt. 

    • Conjugate Heat Transfer

      Verbesserung des OpenFOAM-Solvers für gekoppelte Wärmetransport-Phänomene (cht)

      Im Rahmen einer Masterarbeit und anschließenden (leider nicht beendeten) Industriepromotion wurde in Kooperation mit der Universität Ulm der Solver für gekoppelte Wärmetransport-Phänomene innerhalb von OpenFOAM analysiert und verbessert. Dafür wurde insbesondere eine geschlossene mathematische Formulierung der gekoppelten Gleichungen entwickelt. 

      Gekoppelte Wärmetransport-Phänome (conjugate heat transfer phenomena, kurz: cht) beschreiben den Wärmeaustausch zwischen einem Festkörper und einem Fluid wie bspw. Luft. Ziel von Berechnungen ist meist die Bestimmung des Wärmeeintrags vom Festkörper in das Fluid, um z.B. die Kühlung durch das Fluid zu bestimmen. Dafür werden die Wärmeleitung im Festkörper sowie die Konvektion im Fluid berücksichtigt. Die Temperaturverteilung sowie die übertragene Wärmemenge hängen stark von den Strömungseigenschaften des Fluids ab, die wiederum ihrerseits von dem Wärmeeintrag beeinflusst werden, da die Konvektion Turbulenzen verursacht. Deswegen ist eine gemeinsame Betrachtung von Festkörper und Fluid unerläßlich. Gekoppelte Wärmetransport-Probleme tauchen in vielen industriellen Anwendungen auf, insbesondere bei sämtlichen Kühlprozessen (z.B. dem Kühlen von Bremsen, elektrischen Bauteilen, Gasturbinen, etc.). Eine ausreichende Kühlung ist dabei in vielen Fällen essentiell, bspw. um die Leistungsfähigkeit der Elektronik zu garantieren oder Materialschäden zu verhindern.

      Dieses Projekt wurde im Rahmen meiner Industrietätigkeit bzw. an der HRW durchgeführt. 

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