Über die Institution
Die Professur für Angewandte Kerntechnologien an der Technischen Universität München forscht an integrierten Multiphysik-Modellierungsansätzen zur Unterstützung innovativer Reaktordesigns und Sicherheitsanalysen.
Aufgabenbereich
Gesucht wird ein Doktorand (m/w/d) in Physik oder Ingenieurwissenschaften zur Entwicklung eines gekoppelten, multiskaligen Simulationsrahmens für bestrahlte Brennelemente. Das Projekt umfasst:
Entwicklung eines 1D-Systemcodes
- Implementierung von Bilanzgleichungen für Masse, Impuls und Energie
- Modellierung von transienten Szenarien und Unfallabläufen
- Reduced-Order-Modellierung des Brennelementverhaltens
- Kopplungsschnittstellen zu CFD und Strukturmodellen
- Verifikation und Validierung des entwickelten Codes
Entwicklung von Finite-Elemente-Modellen
- Bestrahlungsinduzierte Quellung
- Kriechvorgänge und Spannungsentwicklung
- Oxidschichtwachstum und dessen thermomechanische Auswirkungen
- Temperatur- und bestrahlungsabhängige Materialparameter
- Validierung gegen Benchmark- und Versuchsdaten
CFD-Simulation von Brennelementen
- Erweiterung bestehender CFD-Modelle für veränderliche Geometrien und Materialeffekte
- Konjugierte Wärmeleitung zwischen Brennstoff, Hüllrohr, Oxid und Kühlmittel
- Analyse unter Nominal- und Unfallbedingungen
Kopplung und multiskalige Integration
- Entwicklung von Kopplungsstrategien zwischen Strukturmechanik, CFD und Systemcode
- Datentransfer und Reduced-Order-Modellierung
- Gewährleistung von Stabilität, Robustheit und Recheneffizienz
Anforderungen
- Masterabschluss in Informatik, Maschinenbau, Physik oder Kerntechnik
- Fundierte Softwareentwicklungskenntnisse
- Starker Hintergrund in Computational Mechanics und/oder CFD
- Sehr gute Englischkenntnisse
- Interesse an komplexen, interdisziplinären Multiskalenproblemen
Wissenschaftliche Beiträge
- Entwicklung eines neuartigen, integrierten Multiphysik-Simulationsrahmens
- Verbesserte Vorhersage von Bestrahlungseffekten auf die Brennstoffperformanz
- Quantifizierung sicherheitsrelevanter Phänomene unter Unfallbedingungen
- Publikationen in Fachzeitschriften und Konferenzbeiträge