STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

44 STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK
Ökotoxikologie
(V2/Ü0,SS) (Schuphan)
Es wird in die ökologischen Grundprinzipien eingeführt,
als Basis zum Verständnis für Chemikalienwirkungen
auf Organismen und Umwelt. Wirkungsmechanismen
werden exemplarisch behandelt,
wie auch Methoden (Biotests) zur Testung von Chemikalien,
Enzymen, usw. Vorkommen, Eigenschaften
und Verhalten (Abbau) von Chemikalien werden
an wichtigen Vertretern einiger Chemikaliengruppen
erläutert.
Optimierung in der Energie- und
Verfahrenstechnik
(V2/Ü2,WS) (Marquardt)
In allen Bereichen des Maschinenbaus gewinnen
rechnergestützte Optimierungsverfahren zunehmend
an Akzeptanz und werden in näherer Zukunft zu
Standardwerkzeugen von Entwicklungsingenieuren
gehören. In dieser Vorlesung werden die mathematischen
Grundkonzepte der Optimierung eingeführt
und anhand von anwendungsorientierten Beispielen
vertieft. Die Vorlesung gliedert sich in drei Teile:
1. Unbeschränkte Optimierung: Für unbeschränkte
Probleme werden die Optimalitätsbedingungen
hergeleitet und die fundamentalen Lösungsansätze
des „line searchs“ und der „trust
region“ vorgestellt. Als „line search“ Verfahren
werden die Methoden des steilsten Abstiegs
und der konjugierten Gradienten und als „trust
region“ Verfahren das Newton Verfahren und
einige quasi Newton Verfahren behandelt.
2. Beschränkte Optimierung: Für beschränkte Optimierungsprobleme
werden die Karush-Kuhn-
Tucker (KKT) Optimalitätsbedingungen hergeleitet
und intensiv diskutiert. Anschließend
werden Lösungsverfahren für spezielle Problemklassen
vorgestellt: Das Simplex Verfahren
für lineare, die quadratische Programmierung
für quadratische und die sequentiell quadratische
Programmierung (SQP) für nichtlineare
Probleme.
3. Spezielle Optimierungsprobleme: Gemischt
ganzzahlige, globale und dynamische Optimierungsprobleme
werden an Hand von Beispielen
aus der aktuellen Forschung in ihren wesentlichen
Grundlagen eingeführt und diskutiert.
Der Vorlesungsstoff wird in den Übungen unter Verwendung
der Matlab-Optimierungstoolbox vertieft.
Partikeltechnologie
(V2/Ü1,SS) (Modigell)
Feste Einsatzstoffe in der Verfahrenstechnik müssen
häufig in Form kleiner Partikel vorliegen, da durch
deren hohe spezifische Oberfläche Stoff- und Wärmeaustauschvorgänge
extrem erleichtert werden. In
der Vorlesung werden die wichtigsten Technologien
zur Partikelherstellung, zum Beispiel durch Zerkleinerung
oder auch Agglomeration, und -verarbeitung
vorgestellt. Grundbegriffe zur Charakterisierung von
Partikelhaufwerken wie etwa die Partikelgrößenverteilung
werden eingeführt. Außerdem wird auf
Partikel-Partikel-Wechselwirkungskräfte eingegangen,
die insbesondere die Handhabung sehr kleiner
Teilchen merklich erschweren. Darüberhinaus werden
die wichtigsten Methoden zur Vermischung und
Trennung von Partikelhaufwerken vorgestellt.
Physikalische Chemie IV (Komplexe
Flüssigkeiten)
(V2/Ü2,SS) (Professoren der Physikalischen
Chemie)
Die Vorlesung befasst sich mit komplexen Flüssigkeiten.
Behandelt werden Polymerlösungen, sowie
Assoziationskolloide und Dispersionen. Stichpunkte:
Kettenstatistik, Kuhnmodell, Persistenzlänge,
Überlappungskonzentration, Skalierungsgesetze,
Flory-Huggins Theorie, kritische Mizellbildungskonzentration,
Packungsparameter, Phasendiagramme,
DLVO Theorie, Flockung. Als experimentelle
Methoden werden behandelt: Licht- und Neutronenstreuung
und Fluoreszenzspektroskopie.
Die Übungen zur Vorlesung werden im Rahmen des
Physikalisch–Chemischen Praktikums abgehandelt.
Physikalische Chemie VI (Physikalische
Festkörperchemie)
(V2/Ü2,SS) (Professoren der Physikalischen
Chemie)
Die Vorlesung beschäftigt sich mit den physikalischchemischen
Eigenschaften von Festkörpern und ihren
Anwendungen als moderne Funktionsmaterialien.
Ausgehend von idealen Festkörpern und ihren
thermodynamischen und elektrischen Eigenschaften
liegt der Schwerpunkt der Vorlesung auf
der Behandlung fehlgeordneter Festkörper. Erst die
Fehlordnung eines Festkörpers und ihre quantitative
Behandlung (Defektchemie) ermöglichen das
Verständnis und die experimentelle Steuerung der
thermodynamischen und kinetischen Eigenschaften
eines Festkörpers (Sensorik, Masse- und Ladungstransport,
Ionenleitung, Hochtemperaturoxi-