Wissenschaftliche Tätigkeit / Projektarbeit Algorithmische Differentiation zeitgenauer Simulationscodes Mathematiker/in, Informatiker/in, Physiker/in, Ingenieur/in Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau o. ä.

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Das DLR ist das Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt sowie die Raumfahrtagentur der Bundesrepublik Deutschland. Rund 8.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter forschen gemeinsam an einer einzigartigen Vielfalt von Themen in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie, Verkehr, Digitalisierung und Sicherheit. Ihre Missionen reichen von der Grundlagenforschung bis hin zur Entwicklung von innovativen Anwendungen und Produkten von morgen. Spitzenforschung braucht auf allen Ebenen exzellente Köpfe – insbesondere noch mehr weibliche – die Ihre Potenziale in einem inspirierenden Umfeld voll entfalten. Starten Sie Ihre Mission bei uns.

Für unser Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung in Dresden suchen wir eine/n

Algorithmische Differentiation zeitgenauer Simulationscodes

Ihre Mission:

Das Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung in Dresden beschäftigt sich mit der Entwicklung softwaretechnischer Grundlagen zur Realisierung des virtuellen Produkts in der Luftfahrt auf Basis einer hochgenauen mathematisch-numerischen Beschreibung.

Die algorithmische Differentiation (AD) für zeitgenaue Simulationen und gekoppelte Simulationsprozesse ist ein zentraler Software-Baustein zur aerodynamischen Formoptimierung oder zur Kontrolle von Strömungen. Mit Hilfe dieser Techniken sollen Flugzeugbelastungen während des Böen-Durchflugs durch optimale Bewegungen der Steuerflächen des Flugzeugs abgemindert werden. Im Rahmen dieser Arbeit sollen geeignete Software-Techniken für eine effiziente algorithmische Differentiation (AD) von instationären und gekoppelten aerodynamischen Simulationen evaluiert und weiterentwickelt werden. Für den von DLR, ONERA und Airbus gemeinsam entwickelten CFD-Code der nächsten Generation CODA eingebettet in die HPC-Simulationsplattform FlowSimulator soll ein AD-basiertes Konzept zur adjungierten Sensitivitätsanalyse zeitgenauer Berechnungen entwickelt und umgesetzt werden. Die Methodik soll in Optimierungsprozesse zur optimalen Steuerung von Klappenbewegungen und zur Formoptimierung eingebunden und zur Anwendung gebracht werden.

Die Entwicklung geschieht im Team mit Fachkolleginnen/kollegen aus verschiedenen Partnerinstituten, die die zu differenzierenden Methoden bereitstellen.

Zu Ihren Aufgaben gehören unter anderem:

• Recherche und Evaluation von Software-Bausteinen und Methoden zur algorithmischen Differentiation für instationäre Simulationen
• Entwicklung eines kohärenten Konzepts für die effiziente Differentiation gekoppelter, multidisziplinärer Simulationsprozesse
• Evaluation und Anpassung von Checkpointing-Techniken für die Sensitivitätsanalyse von Zeitschrittverfahren im Rückwärtsmodus
• Entwicklung eines Konzepts zur adjungierten Sensitivitätsanalyse für ein existierendes, unstrukturiertes Finite-Volumen/Elemente-basiertes CFD-Verfahren
• schrittweise Realisierung und Implementierung des Konzepts im Rahmen des Next-Generation-CFD-Lösers CODA eingebettet in die HPC-Simulationsumgebung FlowSimulator
• Entwicklung und Umsetzung von Verifikationsstrategien für die Sensitivitätsanalyse
• Einbettung der Sensitivitätsanalyse in Optimierungsverfahren und -prozessen zur optimalen Steuerung von Kontrollflächen für die Abminderung von Lasten an Flugzeugen
• Tests und Dokumentation der Software-Methoden und -Prozesse

Ihre Qualifikation:

• abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Diplom / Master) in Mathematik, Informatik, Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau, Physik oder einer ähnlichen Studienrichtung
• Kenntnisse auf dem Gebiet der algorithmischen Differentiation (AD) im adjungierten Modus
• gute Kenntnisse in angewandter Informatik und Mathematik
• umfangreiche Programmiererfahrungen in C++, Python-Kenntnisse
• Kenntnisse paralleler Programmierung
• Fähigkeit zur Teamarbeit und zur eigenständigen, termingebundenen Erledigung von Aufgaben
• gute Kenntnisse der englischen Sprache in Wort und Schrift
• praktische Erfahrungen mit gradientenbasierten Optimierungsverfahren wünschenswert
• Kenntnisse numerischer Berechnungsverfahren aus der Fluiddynamik und der Strukturmechanik von Vorteil

Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Vereinbarkeit von Privatleben, Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Personen aller Geschlechter (m/w/d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

Fachliche Fragen beantwortet Ihnen gern Arthur Stück telefonisch unter +49 531 295-3619. Weitere Informationen zu dieser Position mit der Kennziffer 33394 sowie zum Bewerbungsweg finden Sie unter www.DLR.de/dlr/jobs/#32293.