@thesis{Weiss2021, author = {Weiß, Denis}, title = {Temperatur- und Druckmessung im K{\"u}hlwasserkreislauf eines BMW Elektrorollers w{\"a}hrend eines Beschleunigungs- und Rekuperations-Fahrzyklus zur {\"U}berpr{\"u}fung eines mittels GT-Suite-MP simulierten Thermomanagements}, publisher = {Technische Hochschule Ingolstadt}, address = {Ingolstadt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:573-10797}, pages = {32, xiv}, school = {Technische Hochschule Ingolstadt}, year = {2021}, language = {de} } @thesis{Koehler2021, author = {K{\"o}hler, Daniel}, title = {Numerische Vergleichsstudie zwischen Spiroid und konventionellen Winglets an verschiedenen Tragfl{\"u}gelgeometrien bei Re=100 000 und Ma=0,06 mit OpenFOAM}, publisher = {Technische Hochschule Ingolstadt}, address = {Ingolstadt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:573-22542}, pages = {154}, school = {Technische Hochschule Ingolstadt}, year = {2021}, abstract = {Damit die Luftfahrt in ein klimaneutrales Zeitalter gef{\"u}hrt werden kann, gibt es die M{\"o}glichkeit die Effizienz der Tragfl{\"u}gel zu steigern. Somit werden kerosinbetriebene Luftfahrtzeuge emissions{\"a}rmer, bzw. Flugzeuge mit alternativen Antrieben leistungsf{\"a}higer. Dazu untersucht diese Arbeit eine Randfl{\"u}gelgeometrie, die dem Fl{\"u}geldesign von V{\"o}geln nachempfunden wird. Diese sogennanten Spiroid Winglets werden mit konventionellen Winglets (Blended, Racket und Wingtip Fence), die bisher an vielen Tragfl{\"u}geln eingesetzt werden, bez{\"u}glich des Auftriebs, des Widerstands und der Gleitzahl verglichen. Dabei beschr{\"a}nkt sich diese Arbeit auf Untersuchungen bei einer Reynoldszahl von 100 000, die f{\"u}r kleine Flugger{\"a}te, wie zum Beispiel Drohnen, repr{\"a}sentativ sind. Die Arbeit baut auf den beiden Papers Guerrero et al. (2011) und Murtaza et al. (2017) auf. Es wird die im Paper von Guerrero et al. entwickelte Spiroid Winglet Form {\"u}bernommen, die laut dem Paper im Vergleich zum Tragfl{\"u}gel ohne Winglet Vorteile aufweist. Dieses Winglet hat eine parallelogramm {\"a}hnliche Geometrie, die laut dem Paper von Mostafa et al. (2014) eine bessere Leistungsf{\"a}higkeit als andere Formen bieten soll. Die Untersuchungen werden am Basisfl{\"u}gel durchgef{\"u}hrt, der keine Vorderkantenpfeilung und keine Verwindung, sowie eine trapezf{\"o}rmige Tiefenverteilung und eine Streckung von Λ=8,95 aufweist. Um eine Abh{\"a}ngigkeit der Tragfl{\"u}gelparamter zu untersuchen, wird die Vergleichsstudie der verschiedenen Wingletvarianten ebenfalls am Basisfl{\"u}gel mit einer ver{\"a}nderten Vorderkantenpfeilung von φ_VK=30° und einem Basisfl{\"u}gel mit ver{\"a}nderter Streckung von Λ=6 durchgef{\"u}hrt. Zu Beginn dieser Arbeit werden die Grundlagen der Str{\"o}mungsmechanik und der numerischen Str{\"o}mungssimulation gelegt, die f{\"u}r diese Arbeit notwendig sind. Es wird der RANS Solver simpleFOAM der Software OpenFOAM f{\"u}r die Durchf{\"u}hrung der Simulation verwendet. F{\"u}r die Untersuchung der Simulation auf physikalisch korrekte Ergebnisse wird eine Validierungssimulation an einem Tragfl{\"u}gel mit unendlicher Streckung durchgef{\"u}hrt. Anschließend werden die Simulationsergebnisse mit den experimentellen Daten verglichen und somit die optimalen Einstellparamter f{\"u}r die Simulation festgestellt. Die genauen Geometriedaten der konventionellen Winglets werden von bisherigen Formen, die an einigen Flugzeugtragfl{\"u}geln eingesetzt werden, abgeleitet. Der Rechenraum wird von dem Paper von Guerrero et al. {\"u}bernommen, sodass auf eine Rechenraumstudie verzichtet werden kann. Die Konvergenzstudie ergab, dass mindestens 800 Iterationen f{\"u}r ein ausreichend genaues Ergebnis f{\"u}r den Anstellwinkelbereich von -2° bis 8° notwendig sind. Dagegen ben{\"o}tigen die Simulationen bei Anstellwinkeln von 12° bis 16° mindestens 2000 Iterationen, da diese nicht konvergieren. F{\"u}r ein ausreichend genaues Ergebnis sind circa 22 Millionen Elemente im Rechenraum notwendig. Die verursachten Fehler werden im niedrigen Anstellwinkelbereich auf 1,5 \% abgesch{\"a}tzt. Dagegen ist eine Beurteilung der Fehler im Anstellwinkelbereich von 12° bis 16° schwierig, da die stark instation{\"a}re Str{\"o}mung durch den RANS Solver nur gemittelt werden kann und dadurch gr{\"o}ßere Abweichungen entstehen k{\"o}nnten. Die Vergleichsstudie zeigt, dass das Spiroid Winglet bei keiner Tragfl{\"u}gelgeometrie, die in dieser Arbeit untersucht wurde, Vorteile gegen{\"u}ber bisheriger Winglets aufweisen kann. Bei allen Tragfl{\"u}gelgeometrien gibt es immer konventionelle Wingletvarianten, die einen h{\"o}heren maximalen Auftrieb und eine h{\"o}here Gleitzahl als das Spiroid Winglet erreichen und somit f{\"u}r den Einsatz an Flugzeugen besser geeignet sind.}, language = {de} } @thesis{Kuerzinger2021, author = {K{\"u}rzinger, Carolin}, title = {Numerische Studie zur Beeinflussung des Widerstandsbeiwertes eines quer-angestr{\"o}mten Zylinders durch Aufbringung von Stolperdr{\"a}hten mittels OpenFOAM}, publisher = {Technische Hochschule Ingolstadt}, address = {Ingolstadt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:573-22615}, pages = {118}, school = {Technische Hochschule Ingolstadt}, year = {2021}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss von Stolperdr{\"a}hten, die auf die Oberfl{\"a}che eines quer-angestr{\"o}mten Zylinders aufgebracht werden, auf den Widerstandsbeiwert untersucht. Dabei hat der Zylinder einen Durchmesser von D = 80 mm. Die daf{\"u}r verwendete Software ist OpenFOAM in der Version 7. Außerdem wird der L{\"o}ser pisoFoam und als Turbulenzmodell Spalart-Allmaras-DDES verwendet. Nach der Erl{\"a}uterung der Grundlagen der Str{\"o}mungsmechanik einer Zylinderumstr{\"o}mung und einer instation{\"a}ren Str{\"o}mungssimulation wird, zur Bestimmung der richtigen Parameter des Rechenfalls, ein Stolperdraht mit einem Verh{\"a}ltnis von k/D = 0,004 und einem Winkel von 50° verwendet. Nach Ermittlung der Parameter wird das optimale Verh{\"a}ltnis zwischen Stolperdraht und Zylinder, bei dem der Widerstandsbeiwert am geringsten ist, bestimmt. Des Weiteren wird untersucht, bei welchem Winkel der Stolperdraht platziert werden muss, um eine optimale Reduzierung des cw-Wertes zu erreichen.}, language = {de} } @inproceedings{HolzhammerLenzRieneretal.2021, author = {Holzhammer, Uwe and Lenz, Maximilian and Riener, Andreas and Schweizer, Manuel and Tutunaru, Robin}, title = {1st Workshop on "User Experience for Sustainability in the Age of Automated Driving and Electromobility"}, booktitle = {Mensch und Computer 2021 - Workshopband}, editor = {Wienrich, Carolin and Wintersberger, Philipp and Weyers, Benjamin}, publisher = {Gesellschaft f{\"u}r Informatik e.V.}, address = {Bonn}, doi = {https://doi.org/10.18420/muc2021-mci-ws15-125}, year = {2021}, language = {en} } @thesis{Mueller2023, author = {M{\"u}ller, Simon Nikolaus}, title = {Technical and economical optimization of public car-charging infrastructure via determination of key performance indicators and identification of potential for improvement}, publisher = {Technische Hochschule Ingolstadt}, address = {Ingolstadt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:573-38763}, pages = {VII, 86, H}, school = {Technische Hochschule Ingolstadt}, year = {2023}, abstract = {The passenger transport sector is undergoing a transition towards electric mobility to reduce CO2 emissions. One commonly mentioned challenge that could hinder the success of electric vehicles is the availability of public charging infrastructure. This work focuses on optimizing public car infrastructure from both technical and economic perspectives, providing valuable insights for decision-makers and operators of charging infrastructure. It begins with a general analysis of mobility behavior in Germany, followed by an examination of charging locations. Subsequently, the stakeholders involved in public car charging infrastructure are identified, and their goals are used to construct a set of key performance indicators (KPIs). These KPIs enable a comprehensive assessment of public car charging infrastructure. The identified KPIs, including Economic Efficiency, Utilization, and Usability, are then applied to an exemplary set of public charging points, showcasing the practicality of these metrics, and offering valuable insights into their current situation. The findings from the application of the KPI set, such as the critical economic situation of the assessed public charging infrastructure, are integrated with potential improvement opportunities and concrete measures to achieve the set goals. The work emphasizes the importance of charging demand and utilization rate as key factors for the success of the evaluated charging stations, while also highlighting various other aspects that can enhance the performance of any public charging station.}, language = {en} } @article{SalamatElsbacherTonello2025, author = {Salamat, Babak and Elsbacher, Gerhard and Tonello, Andrea M.}, title = {Energy Shaping Control in Underactuated Robot Systems with Underactuation Degree Two}, volume = {10}, journal = {IEEE Robotics and Automation Letters}, number = {3}, publisher = {IEEE}, address = {New York}, issn = {2377-3766}, doi = {https://doi.org/10.1109/LRA.2025.3534688}, pages = {2734 -- 2741}, year = {2025}, language = {en} } @unpublished{JafariHarandiSalamatElsbacher2024, author = {Jafari Harandi, Mohammad Reza and Salamat, Babak and Elsbacher, Gerhard}, title = {Stabilization of a Quadrotor via Energy Shaping}, publisher = {arXiv}, address = {Ithaca}, doi = {https://doi.org/10.48550/arXiv.2406.07682}, year = {2024}, language = {en} } @article{ZieherOlcayKefferpuetzetal.2024, author = {Zieher, Simon and Olcay, Ertug and Kefferp{\"u}tz, Klaus and Salamat, Babak and Olzem, Sebastian-Sven and Elsbacher, Gerhard and Meeß, Henri}, title = {Drones for automated parcel delivery: Use case identification and derivation of technical requirements}, volume = {2024}, pages = {101253}, journal = {Transportation Research Interdisciplinary Perspectives}, number = {28}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {2590-1982}, doi = {https://doi.org/10.1016/j.trip.2024.101253}, year = {2024}, abstract = {Drone-based parcel delivery is a rapidly growing domain posing many technological and operational challenges. Drone technologies have been under increasing levels of investigation and development over the past years. Since the realization of drone-based delivery can only be economically feasible at large scales, it requires processes that address the outstanding challenges holistically. However, the majority of research focuses on individual aspects such as environmental perception, route planning, operational design, and business models without addressing the challenges in the overall system. This paper conducts a quantitative analysis of the requirements for identified use cases that are considered relevant for the upcoming future. We provide a comprehensive technology overview and derive requirements and specifications for the targeted use cases that are not fulfilled by the current state-of-the-art. The use cases are not only related to last-mile delivery but also long-distance (hub-to-hub) logistics as well as courier and express delivery.}, language = {en} } @article{SalamatElsbacherTonelloetal.2023, author = {Salamat, Babak and Elsbacher, Gerhard and Tonello, Andrea M. and Belzner, Lenz}, title = {Model-Free Distributed Reinforcement Learning State Estimation of a Dynamical System Using Integral Value Functions}, volume = {2}, journal = {IEEE Open Journal of Control Systems}, publisher = {IEEE}, address = {Piscataway}, issn = {2694-085X}, doi = {https://doi.org/10.1109/OJCSYS.2023.3250089}, pages = {70 -- 78}, year = {2023}, language = {en} } @article{SalamatYaghmaeiElsbacheretal.2023, author = {Salamat, Babak and Yaghmaei, Abolfazl and Elsbacher, Gerhard and Tonello, Andrea M. and Yazdanpanah, Mohammad Javad}, title = {An Innovative Control Design Procedure for Under-Actuated Mechanical Systems: Emphasizing Potential Energy Shaping and Structural Preservation}, volume = {2}, journal = {IEEE Open Journal of Control Systems}, publisher = {IEEE}, address = {New York}, issn = {2694-085X}, doi = {https://doi.org/10.1109/OJCSYS.2023.3320512}, pages = {356 -- 365}, year = {2023}, abstract = {In this paper, we propose a procedure to solve the controlled design for a class of underactuated mechanical systems. Our proposed method can be viewed as a sub-method of the IDA-PBC or Controlled Lagrangian approaches, with a particular focus on shaping the potential energy. By emphasizing potential energy shaping, we can effectively tackle the bottleneck presented by the matching equation in these approaches. Moreover, our method leverages a suitable coordinate transformation that is inspired by the physics of the system, further enhancing its efficacy. Therefore, our design procedure is based on a coordinate transformation plus potential energy shaping in the new coordinates, and its existence and possibility of potential energy shaping can be verified via some algebraic calculations, making it constructive. To illustrate the results, we consider the cart-pole system and a recently introduced underactuated mechanical system named swash mass pendulum (SMP) [1]. The SMP consists of a pendulum made of a rigid shaft connected to a pair of cross-shafts where two swash masses can move under the action of servo-mechanisms.}, language = {en} }