Langmuir Circulation is a common phenomenon driven by wind in oceans and lakes and was first studied by Langmuir in 1927. According to various ocean observations, this kind of phenomenon plays an important role in many phenomena such as the aggregation of bubbles, the distribution of plankton as well as the mixing of spilled oil and sediment in the ocean. To study this, an experimental facility has been developed in the lab which creates a small scale version of Langmuir Circulation. This thesis is about the design and testing of this tank and surrounding aluminum frame, as well as the design and construction of the illumination equipment (the Green Lantern 2.0) needed for Particle Image Velocimetry measurements within the tank. ANSYS will be used to show whether the tank is structurally strong enough to support the fluid. An enhancement is found that prevents a frontward bend of tank wall, which is analyzed by ANSYS to find an optimized construction to minimize tank deformation. Then, the Light-Emitting Diode (LED) and collimating lens selection for the Green Lantern 2.0 will also be shown in this paper. Besides, this thesis also presents preliminary flow measurement data acquired using the illumination equipment (the Green Lantern).

The doctoral thesis is focused on reliability of lead-free solder SAC 305. Knowledge in the field of fatigue models used in determining the lifetime of solder joints are observed in this thesis. Also such methods of predicting reliability as numerically-analytical methods or reliability experimental tests are mentioned. Practical results of reliability measurement are presented. Experimental data served as the foundation for determining empirical coefficients for the fatigue model based on deformation induced by creep of the solder, which was implemented in the ANSYS environment. Results from different methods were compared and conclusions discussing the suitability of the presented prediction methods are formulated.

In vielen industriellen Anwendungen sind Dichtungen im Einsatz. Vergleicht man den Preis mit dem eines Gesamtsystems, in denen Dichtungen verwendet werden, so sind Dichtungen verhältnismäßig günstig. Jedoch führt ein Versagen von Dichtungen meist zu schwerwiegenden Konsequenzen. Dichtungen sind komplexe Subsysteme und ihre Auslegung erfordert umfangreiche Kenntnisse im Bereich Materialmodellierung, Belastung und Versagenskriterien. Die heutige Simulationstechnologie ermöglicht einen parametrischen Workflow für die Berechnung des Verhaltens von Dichtungen mit den auftretenden Effekten wie nichtlinearem Materialverhalten, wechselnden Kontaktbedingungen und Flüssigkeitsunterwanderung bei Druck. Als ein führendes Simulationswerkzeug für diese physikalische Fragestellung wird ANSYS Mechanical für die Auslegung herangezogen. Desweiteren kann das Verständnis für das Produkt erhöht werden, was zu einer Verbesserung der Funktionalität und der Zuverlässigkeit führt. Versuchsdaten können als Spannungs-Dehnungskurven in ANSYS importiert werden, welche das Materialverhalten des hyperelastischen Werkstoffs mit traditionellen Materialmodellen wie Mooney Rivlin, Ogden and Yeoh oder einer neueren Formulierung, der Antwortfunktionsmethode, widerspiegeln. Robuste Kontakttechnologien beschleunigen die Simulation und Entwicklungszeit-Berechnungszeiten und gewährleisten ein genaues Verhalten des Simulationsmodells. Insbesondere bei Dichtungen ist die druckbeaufschlagte Fläche in 2D und 3D Anwendungen von Bedeutung. ANSYS berechnet diese automatisch in Abhängigkeit des aktuellen Kontaktzustandes. Diese benutzerfreundliche Unterstützung führt zu einer höheren Genauigkeit des Simulationsergebnisses, da ein manuelles Schätzen der Druckflächen entfällt. Mit einem parametrischen und durchgängigen Ansatz innerhalb von ANSYS Workbench, beginnend bei der CAD-Geometrie, über die Vernetzung, Material- und Randbedingungsdefinition und Lösung. können eine Reihe von Varianten in kurzer Zeit berechnet werden. Neben einem besseren Verständnis für das Produkt hilft dies dem Ingenieur Änderungen vorzunehmen, was zu exakten und aussagekräftigen Ergebnissen führt. Desweiteren kann der Einfluss von Unsicherheiten berücksichtigt werden, sodass der Berechnungsingenieur fernab von idealen Bedingungen robuste und zuverlässige Dichtungen entwickeln kann.

No description available.