Masterarbeit (w/m/d): GPU-basierte numerische Simulation einer Windturbine in der atm. Grenzschicht

Das Institut für Physik der Atmosphäre des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt erforscht die Physik und die Chemie der globalen Atmosphäre vom Boden bis in 120 Kilometern Höhe.

Das erwartet dich

Hochaufgelöste Simulationen einer Windturbine in der neutralen atmosphärischen Grenzschicht tragen essenziell zum Verständnis der physikalischen Prozesse im Nachlauf einer Windturbine bei. Im Fokus steht die detaillierte numerische Modellierung unseres Windparks WiValdi, der aus zwei Windturbinen in Hauptwindrichtung besteht. Ziel ist es, den Einfluss des Nachlaufs der ersten Turbine auf die zweite zu untersuchen. Die Windturbinen sind mittels actuator line approach parametrisiert. Diese Nachlaufinteraktion zwischen Windturbinen ist insbesondere für die Planung von Windparks von großer Bedeutung und gewinnt zunehmend an Relevanz, da der Abstand zwischen den Anlagen – bedingt durch größere Rotoren, eine optimierte Flächennutzung und Repowering-Maßnahmen – immer geringer wird.

Derzeit erfolgt bei uns der Übergang von dem bisherigen Strömungslöser EULAG zu einer GPU-basierten Weiterentwicklung namens PMAP. Dessen leistungsfähige und portable Implementierung basiert auf GridTools für Python.

Deine Aufgaben

• Portierung der Parametrisierung der Actuator-Line-Methode in PMAP
• Validierung dieser anhand einer Referenzsimulation aus der Literatur
• Optimierung des entwickelten numerischen Setups für performante GPU-basierte Simulationen
• Durchführung einer idealisierten Simulation mit zwei Windturbinen im Windpark WiValdi, mit besonderem Fokus auf die Nachlaufinteraktion

Das bringst du mit

• laufendes wissenschaftliches Masterstudium der Informatik, der Naturwissenschaften oder andere für die Tätigkeit relevanten Studiengänge
• sehr gute Programmierkenntnisse
• Erfahrung im Umgang mit Unix-Systemen und Git
• Motivation und Eigenständigkeit

Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

Fragen zu dieser Position (Kennziffer 2986) beantwortet dir gerne:

Norman Wildmann

Tel.: +49 8153 28 1578