Fluids & Mechanics

Die in den vergangenen Jahren in den Bereichen Mehrphasensysteme, Strukturdynamik und Motorentechnik erarbeitete Kompetenz wird im Forschungsschwerpunkt „Fluids & Mechanics“ gebündelt. Die besondere Stärke des MCI besteht hierbei im fächer- und methodenübergreifenden Ansatz wie beispielsweise der experimentellen Verifikationsmöglichkeit von Simulationsergebnissen oder dem regelungstechnischen Eingriff in mechanische Systeme. Im Vordergrund steht dabei immer die für die jeweilige Herausforderung geeignetste Lösung unter Berücksichtigung der erforderlichen Rahmenbedingungen.

 

Particle & Separation Technology

Im Bereich "Particle and Separation Technology" werden die Kenntnisse aus der Fluidanalyse eingesetzt um beispielsweise Partikelabscheider zu optimieren bzw. für spezielle Anforderungen zu konzipieren. Ein Fokus des Forschungsbereichs liegt dabei in der Partikelabscheidung mittels Zentrifugalabscheider, im speziellen mit Gegenstrom- und Gleichstromzyklonen. Die letztgenannte Bauform von Zyklonen bietet aufgrund der kompakten Bauweise viele Vorteile und wird deshalb in einigen technischen Anwendungen zur Gas-Partikel-Trennung eingesetzt (z.B. Ansaugluftvorreinigung KFZ, FCC-Anlagen, Abgasreinigungssysteme, etc.). Die Untersuchung mittels modernster experimenteller und numerischer Verfahren wie z.B. lasergestützter Strömungsmesstechnik, Online Partikelcharakterisierung sowie präzisen Herstellverfahren u. a. mittels Rapid Prototyping ermöglichen die Untersuchung von unterschiedlichsten Anwendungen im Detail.

Equipment & Process Optimization of Dispersed Systems

Die stoffwandelnde Industrie steht, wie viele andere Industriebereiche auch, vor großen Herausforderungen in der Optimierung von Prozessen und Apparaten. Experimentelles Know-How in Methodik und Prototypenbau ermöglichen detaillierte Parameteroptimierungen für die Weiterentwicklung eines Apparatedesigns. Forschungsbereiche sind beispielsweise die Partikelseparation, die Schüttguttechnik oder die Emissionsreduktion von partikulären Stoffen. Neben der technischen Bewertung, auch im Kontext einer sinnvollen Verkettung der verfahrenstechnischen Grundoperationen in der Anlage, finden hier zudem wirtschaftliche Betrachtungen (z. B. Nutzwertanalyse, LCA, …) ihre Anwendung.

Computational Engineering

Die Simulationstechnik bildet einen Kernbereich der Ausbildung in mehreren MCI-Studiengängen und hat sich als eigenständiger und interdisziplinärer Forschungsbereich etabliert. Zudem ist im modernen Forschungsprozess die Modellierung, Simulation und Visualisierung unter zu Hilfenahme von sehr leistungsfähigen Rechnersystemen schon lange nicht mehr wegzudenken. Von klassischem Data Engineering, also dem Sammeln, Aufbereiten und Validieren von Daten, über komplexe mechanische (FEM, MKS), strömungsmechanische (CFD, LB), akustische, elektromagnetische und regelungstechnische Simulationen bis hin zum Digitalen Zwilling können ingenieurwissenschaftliche Fragestellungen untersucht und bearbeitet werden.

Structure Dynamics

Durch die Vielzahl der sich bewegenden Bauteile und Komponenten in der maschinenbaulichen Praxis kommt der Strukturdynamik eine große Bedeutung zu. In den meisten Fällen kommt es zu Schwingungen, welche sowohl in Bezug auf Betriebs- oder Dauerfestigkeit als auch für die Maschinenakustik relevant sind. Der Forschungsbereich führt sowohl experimentelle als auch numerische Untersuchungen durch. Neben schwingungstechnischen Messungen in einem eigens eingerichteten Labor werden auch Feldmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse daraus dienen zur Validierung der numerischen Rechenmodelle wie auch zur Festlegung unbekannter Rechenparameter. Auf Basis dieser Modelle werden in weiterer Folge strukturdynamische Optimierungen durchgeführt.

Engines & Emissions

Vor dem Hintergrund, dass Verbrennungsmotoren das Rückgrat aktueller Mobilitätslösungen darstellen und zudem eine bedeutende Rolle bei der Energieversorgung spielen, beschäftigt sich der Forschungsbereich "Engines & Emissions" speziell mit Fragestellungen zu den Themen alternative Kraftstoffe, innermotorische Verbrennung und Technologien zur Verringerung von Emissionen.

Kontakt
Dr. techn. Thomas Senfter | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Dr. techn. Thomas Senfter Teaching & Research Assistant +43 512 2070 - 4155

Bei Fragen zum Forschungsschwerpunkt kontaktieren Sie uns unter: fluidsmechanics@mci.edu


Dr. techn. Thomas Senfter | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Dr. techn. Thomas Senfter Teaching & Research Assistant +43 512 2070 - 4155
Dipl.-Ing. (FH) Tobias Kofler | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Dipl.-Ing. (FH) Tobias Kofler Teaching & Research Assistant +43 512 2070 - 4152
DI Dr. Andreas Mehrle | Senior Lecturer Bachelorstudiengang Mechatronik
DI Dr. Andreas Mehrle Senior Lecturer
 Matthias Panny, BSc MSc | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Mechatronik
Matthias Panny, BSc MSc Teaching & Research Assistant +43 512 2070 - 3952
   |
 Manuel Berger, BSc MSc PhD | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Medizin-, Gesundheits- und Sporttechnologie
Manuel Berger, BSc MSc PhD Teaching & Research Assistant +43 512 2070 - 4441
FH-Prof. DI Dr.-Ing. Michael Kraxner | Leiter Forschung & Entwicklung Forschung & Entwicklung
Prof. DI Dr.-Ing. Michael Kraxner Leiter Forschung & Entwicklung +43 512 2070 - 1810
FH-Prof. Dr. Michael Meister, MSc | Umwelttechnik  Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Prof. Dr. Michael Meister, MSc Environmental Engineering +43 512 2070 - 3238
FH-Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc | Leiter Department & Studiengang Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc Head of Department & Studies +43 512 2070 - 4100
Dr. Martin Spruck, MSc | Senior Lecturer Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Dr. Martin Spruck, MSc Senior Lecturer +43 512 2070 - 3236
Dr. techn. Franz-Josef Falkner | Hochschullektor Bachelorstudiengang Mechatronik
Dr. techn. Franz-Josef Falkner Lecturer +43 512 2070 - 3935
 Benjamin Massow, BSc MSc | Interimistische Leitung Department & Studiengang Bachelorstudiengang Mechatronik
Benjamin Massow, BSc MSc Interim Head of Department & Studies +43 512 2070 - 3938
FH-Prof. PD DDipl.-Ing. Dr.techn. Lukas Möltner | Verfahrenstechnik & Thermodynamik Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Prof. DDipl.-Ing. Dr.techn. Lukas Möltner Process Engineering & Thermodynamics +43 512 2070 - 4132
FH-Prof. Dr.-Ing. Sebastian Repetzki | Maschinenbau Bachelorstudiengang Mechatronik
Prof. Dr.-Ing. Sebastian Repetzki Mechanical Engineering +43 512 2070 - 3932
DI Christina Stampfer | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
DI Christina Stampfer Teaching & Research Assistant +43 512 2070 - 4151
FH-Prof.  Bernhard Hollaus, PhD | Health & Sports Technology Bachelorstudiengang Medizin-, Gesundheits- und Sporttechnologie
Prof. Bernhard Hollaus, PhD Health & Sports Technology +43 512 2070 - 4431
 Christian Mayerl, BSc MSc | Laboringenieur Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Christian Mayerl, BSc MSc Laboratory Engineer +43 512 2070 - 4141
   |
 Verena Schallhart, BSc MSc | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Verena Schallhart, BSc MSc Teaching & Research Assistant +43 512 2070 - 4154

Aufbereitung Niederkalorik
Laufzeit:
2018 - 2019

ProjektleiterIn:
FH-Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Mathias Senn, BSc, MSc

Dr. techn. Thomas Senfter

Projektbeschreibung:
Entwicklung einer Demonstrationsanlage zur Aufbereitung von Niederkalorik-Abfall als Substrat zur Verwendung in einer Fermentationsanlage im Abwasserreinigungsbereich für die Abfallwirtschaft Tirol Mitte GmbH.

Entwicklung und Optimierung Vorfiltrationssystem Planierraupe PR736
Laufzeit:
2018 - 2019

ProjektleiterIn:
FH-Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Christian Mayerl, BSc MSc

Projektbeschreibung:
Empirische Untersuchung zur Entwicklung und Optimierung des Vorfiltrationssystems einer bestehenden LIEBHERR Planierraupe PR736. Durchführung von Feldtest zur Ermittlung eines optimierten Vorfiltrationssystems zur Erhöhung der Filterstandzeit und Einsatzbereitschaft der Planierraupe.

Granulare Feuchtigkeitsanalyse 2.0
Laufzeit:
2018 - 2019

ProjektleiterIn:
FH-Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

Projektbeschreibung:
Wissenschaftliche Begleitung der Entwicklung eines Testsystems zur reproduzierbaren Messung der granularen Feuchtigkeit von Schleifscheibenmischungen für die Tyrolit - Schleifmittelwerke Swarovski K.G.

IgnitionLab
Laufzeit:
2017 - 2019

Projektbeschreibung:
Gasmotoren stellen eine zuverlässige Möglichkeit zur Produktion von Strom und Wärme aus brennbaren Gasen dar. Bei größeren Gasmotoren haben sich heute Magerkonzepte (λ > 1) durchgesetzt, zumal dadurch ein schadstoffarmer Betrieb, hinsichtlich Stickoxid- aber auch Kohlenmonoxid-Emissionen, ermöglicht wird. Zur Steigerung des thermischen Wirkungsgrades werden eine schnelle Verbrennung sowie hohe Verdichtungsverhältnisse angestrebt. Erstere kann beispielsweise durch eine gezielte Ladungsbewegung, also der Bewegung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Zylinder, erhöht werden. Diese Turbulenzsteigerung und die erhöhten Drücke in Verbindung mit dem mageren Gemisch erfordern bei diesen Motoren jedoch einen erhöhten Zündspannungsbedarf sowie eine verlängerte Brenndauer des Zündkerze. Zudem wird auch eine Ablenkung des Zündfunkens beobachtet. Die Ursache dieser Funkenablenkung ist derzeit nicht restlos geklärt, könnte aber beispielsweise auf äußere Strömungseinflüsse oder elektrochemische Effekte zurückzuführen sein. Unter vorgenannten Gesichtspunkten sind verkürzte Standzeiten dieser Zündeinrichtungen evident und somit eine Forschung sowie letztlich eine Anpassung bzw. Optimierung dringend notwendig.

Entwicklung semikeramische Katalysatorträger
Laufzeit:
2017 - 2019

ProjektleiterIn:
FH-Prof. PD DDipl.-Ing. Dr.techn. Lukas Möltner

ProjektmitarbeiterInnen:
Verena Schallhart, BSc MSc

Projektbeschreibung:
Ziel der geplanten Forschungsaktivitäten ist die Entwicklung eines neuen semi-keramischen Materials für einen elektrisch beheizbaren Katalysatorträger. Im Gegensatz zu bereits auf dem Markt befindlichen Heizeinrichtungen bietet sich mit der direkten Einbringung von Wärme in den Katalysator ein Vorteil im Ansprechverhalten. Als zweiter Vorteil sei die hohe Wärmekapazität des keramischen Grundmaterials genannt, die, sobald der Katalysator auf Betriebstemperatur ist, ein zu rasches Auskühlen verhindert.

Optimierung Vorfiltrationsverfahren
Laufzeit:
2019

ProjektleiterIn:
FH-Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

Projektbeschreibung:
Evaluierung und Optimierung des Vorfiltrationsverfahrens zur Erhöhung der Standzeit des nachgeschalteten Filterelements, durch Entwicklung/Test eines alternativen Abscheidekonzeptes für die PRINOTH AG.

Aufbereitung von Schmierstoffen für Hochleistungsmotoren
Laufzeit:
2018 - 2021

ProjektleiterIn:
FH-Prof. PD DDipl.-Ing. Dr.techn. Lukas Möltner

ProjektmitarbeiterInnen:
Verena Schallhart, BSc MSc

Projektbeschreibung:
Im Verlauf der Produktion von Motorradmotoren werden diese nach der Komplettierung mit Motoröl befüllt, welches nach einem anschließenden Probelauf wieder abgelassen wird. Der Grund für diese Vorgehensweise liegt darin begründet, dass beim Erststart eine beträchtliche Menge an Metallabrieb und Fremdstoffen aus der Fertigung vom Motoröl aus dem Motor gespült werden und dieses somit für eine weitere Verwendung nicht mehr einsetzbar ist. Aus ökonomischen aber auch ökologischen Gesichtspunkten wird das abgelassene Motoröl gesammelt und für eine erneute Verwendung regeneriert. Neben dem Eintrag von Feststoffen, welche durch mechanische Abtrennung (Filtration) effizient separiert werden können stellt der produktionsbedingte Eintrag von wasserhaltigem Kühlmittel eine weitere Quelle dar, die zu einer Beein-trächtigung der Schmierstoffqualität führen kann. Im Rahmen der Forschungsakitvitäten erfolgt eine prozesstechnische Optimierung dieser Ölaufbereitung.

Digital Road Lab
Laufzeit:
2019 - 2024

ProjektleiterIn:
FH-Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Dipl. Ing. Friedrich Wiesinger

Martin Wilhelm, BSc MSc

Leonie Strasser, B.Sc. MSc

Thomas Hausberger, BSc MSc

Dr. Martin Spruck, MSc

Benjamin Massow, BSc MSc

DI Christina Stampfer

Christian Mayerl, BSc MSc

Manuel Berger, BSc MSc PhD

Pascal Krug, BSc

Adrian Seitz, BSc MSc

Projektbeschreibung:
Aufbau eines Forschungslabors zur Erarbeitung von Machbarkeitsstudien und prototypischer Umsetzung von innovativen Produktkonzepten und Prozesstechniken für Anwendungen in der Produktion, Betrieb und Instandhaltung von Straßenmarkierungs- und Begrenzungselementen für die SWARCO GmbH.

Digital Twin
Laufzeit:
2019 - 2022

ProjektmitarbeiterInnen:
Alejandro Secades Rodriguez, BSc MSc

DI Dr. Andreas Mehrle

Davide Bagnara, MSc

Jasper Volmer, MSc

Assoz. FH-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Manuel Ferdik

Projektbeschreibung:
Arbeitsmaschinen werden, bevor sie gebaut werden, auf eine Vielzahl von Lastfällen und Szenarien numerisch untersucht. Diese Simulationen beschränken sich aber häufig auf einzelne Komponenten und sind nicht in der Lage das komplexe Zusammenspiel derselben abzubilden. Dies führt zu unvorhersehbaren und unerwünschten Phänomenen, insbesondere wenn mehrere physikalische Domänen involviert sind. Ein Digitaler Zwilling hingegen stellt ein virtuelles Pendant der Gesamtmaschine dar. Er erlaubt eine gesamtheitliche Abbildung der Maschinen mit, abhängig von den Ressourcen, unterschiedlichem Detailgrad der Simulation. Vor allem sollte er in der Lage sein, multiphysikalische gegenseitige Beeinflussungen, wie sie bei aktuellen Entwicklungen wie Mehrgrößenregelung, autonomes Fahren und prädiktive Instandhaltung auftreten, abzubilden. Dieses Projekt wird von der Tiroler Landesregierung unterstützt.

Steifigkeitsermittlung eines Alpinskis
Laufzeit:
2019 - 2021

ProjektleiterIn:
Dr. techn. Franz-Josef Falkner

Projektbeschreibung:
Der Schichtaufbau eines modernen Alpinskis setzt sich aus verschiedensten Materialien zusammen mit sehr unterschiedlichen Verformungsverhalten. Für die Fahreigenschaften sind besonders die Biege- und Torsionssteifigkeit des Skis von essentieller Bedeutung. Im Rahmen dieses Projektes werden von sämtlichen Materialien die mechanischen Eigenschaften experimentell bestimmt und anschließend entsprechende mechanische Modelle zur Prognose der Biege- und Torsionssteifigkeit entwickelt. Mittelfristig soll mit Hilfe dieser Modelle Optimierungen durchgeführt werden, um den Ansprüchen der Kunden gerecht zu werden. Dieses Projekt erfolgt in Zusammenarbeit mit der HEAD Sport GmbH in Kennelbach.

Untersuchung der Rückreinigungsmechanismen und des Pulsmanagements eines Rundfilterelementes
Laufzeit:
2017 - 2020

ProjektleiterIn:
FH-Prof. DI Dr.-Ing. Michael Kraxner
FH-Prof. Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Christian Mayerl, BSc MSc

Tobias Frischmann, BSc, MSc

Dr. techn. Thomas Senfter

Matthias Decker, MSc

Thomas Hausberger, BSc MSc

Armin Lechner, BSc MSc MBA

Projektbeschreibung:
Im Bereich der Sondermaschinen, welche zB im Bereich der Landwirtschaft mit sehr hohen Staubkonzentrationen in der Umgebungsluft arbeiten, werden Zwei-Stufen-Filter eingesetzt. Zur Erhöhung der Standzeit sind ähnlich der Industrieanwendung rückreinigbare Filtersysteme zielführend. Im gegenständlichen Projekt werden die Mechanismen zur Rückreinigung in einer mobilen Anwendung untersucht mit dem Ziel bestmöglicher Standzeit und Reinluftqualität.


  • Senfter, T., Fritsch, L., Berger, M., Kofler, T., Mayerl, C., Pillei, M., Kraxner, M., Sludge thickening in a wastewater treatment plant using a modified hydrocyclone, Carbon Resources Conversion, https://doi.org/10.1016/j.crcon.2021.03.001, 2021.
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  • Berger, M., Wilhelm, M., Senfter, T., Mayerl, C., Kofler, T., Holzer, S., Pillei, M., Roboter-LDA Flächenmessungen mit einer 30° geneigten flachen Platte in einem offenen Windkanal mit und ohne Plasmaquelle, GALA - German Association for Laser Anemometry, München GER, 2023.
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  • Patent Nr. WO002013092315
  • Patent Nr. DE102015003754
  • Patent Nr. DE112012005362
  • Patent Nr. US020140298761
  • Patent Nr. DE102015008525