Dr.-Ing. Tim Leister
- Wissenschaftlicher Mitarbeiter
- Office Hours:
freitags von 14 bis 15 Uhr
- Room: 706.4 (Geb. 10.23)
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- tim leister ∂ kit edu
Kaiserstraße 10
76131 Karlsruhe
Werdegang
2008 – 2015 | Maschinenbaustudium am Karlsruher Institut für Technologie Vertiefungsrichtung Theoretischer Maschinenbau Stipendium der Studienstiftung des deutschen Volkes Stipendium der Gunther-Schroff-Stiftung Abschluss Master of Science mit Auszeichnung |
2010 – 2015 | Studium der Ingenieurwissenschaften an der École polytechnique in Frankreich Stipendium der Fondation de l'École polytechnique Mehrere Praktikumsaufenthalte in den USA Abschluss Diplôme de l'École polytechnique |
2016 – 2021 | Mitglied der Tribologie-Forschungsgruppe TMI des LaMCoS am Institut National des Sciences Appliquées (INSA Lyon) |
seit 2014 | Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Technische Mechanik des KIT und bei der Deutsch-Französischen Initiative des KIT |
Forschungsinteressen
Bei den oft auch als Gas- oder Luftlager bezeichneten aerodynamischen Lagern werden die auftretenden Lagerkräfte – im Unterschied etwa zu klassischen Wälzlagern – allein durch einen dünnen gasförmigen Fluidfilm übertragen, welcher sich durch entsprechenden Druckaufbau unter dem Einfluss der rotierenden Welle ausbildet. Neben einem reibungs- und verschleißarmen Laufverhalten zeichnen sich aerodynamische Lager vor allem durch ihre geringen Wartungsanforderungen und ihren schmutzfreien Betrieb aus, da weder Öl noch Fett als Schmiermittel zum Einsatz kommen. Typischerweise werden aerodynamische Lager für schnelldrehende Rotoren eingesetzt, welche gleichzeitig nur verhältnismäßig geringen Belastungen ausgesetzt sind. Heutzutage bereits gängige Anwendungsfälle dieser modernen Technologie sind oft kleinere Apparate, wie zum Beispiel Zahnarztbohrer oder Präzisionsinstrumente, aber auch deutlich größere Turbomaschinen, darunter etwa Flugzeug- und Kraftwerkturbinen.
Zu den größten Herausforderungen beim Betrieb aerodynamisch gelagerter Rotoren zählt das Auftreten unerwünschter selbsterregter Schwingungen, welche durch das Einbringen einer nachgiebigen Folienstruktur in den Lagerspalt möglicherweise reduziert werden können. In diesem Fall spricht man von aerodynamischen Folienlagern, deren Aussehen und grundlegender Aufbau in nebenstehender Abbildung dargestellt sind. Zahlreichen Untersuchungen zufolge resultieren weitere entscheidende Vorteile aus dieser konstruktiven Maßnahme, darunter etwa ein verbessertes Anlaufverhalten des Rotors und ein wirksamer Schutz des aerodynamischen Lagers vor Schäden durch eingedrungene Fremdkörper.
Experimentelle Untersuchungen an aerodynamischen Lagern sind mit hohen Kosten verbunden und meist aufwändig in der Umsetzung. Vor diesem Hintergrund haben sich in der Forschung numerische Simulationen als hilfreiche Ergänzung oder stellenweise sogar als Ersatz bewährt.
Monografien
Dynamics of Rotors on Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings. PhD dissertation
2021, March 17. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000130548
Dynamics of Rotors on Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings. PhD dissertation
2021. KIT Scientific Publishing. doi:10.5445/KSP/1000135139
Aufsätze in Zeitschriften und Tagungsbänden
Stability and bifurcation analysis of a rotor in rigid and foil air bearings utilized for the identification of the air whirl effect
2022. Journal of Sound and Vibration, 536, Art.-Nr.: 117067. doi:10.1016/j.jsv.2022.117067
A computationally efficient nonlinear foil air bearing model for fully coupled, transient rotor dynamic investigations
2021. Tribology international, 153, 106434. doi:10.1016/j.triboint.2020.106434
Bifurcation Analysis of Rotors on Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings
2019. Proceedings of 13th SIRM: The 13th International Conference on Dynamics of Rotating Machinery, Copenhagen, February 13th till 15th, 2019. Ed.: Ilmar Santos, 46–56, Technical University of Denmark (DTU)
Passive Vibration Control by Frictional Energy Dissipation in Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearing Rotor Systems
2018. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 18 (1), e201800473. doi:10.1002/pamm.201800473
Computational Analysis of Foil Air Journal Bearings Using a Runtime-Efficient Segmented Foil Model
2018. Journal of fluids engineering, 140 (2), Art.Nr. 021115. doi:10.1115/1.4037985
A Minimal Dynamic Structure Model Considering Dry Friction Energy Dissipation in Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings
2017. Proceedings in applied mathematics and mechanics, 17 (1, SI), 377–378. doi:10.1002/pamm.201710158
On the importance of frictional energy dissipation in the prevention of undesirable self-excited vibrations in gas foil bearing rotor systems
2017. Technische Mechanik, 37 (2-5), 280–290. doi:10.24352/UB.OVGU-2017-104
Sensitivity of Computational Rotor Dynamics Towards the Empirically Estimated Lubrication Gap Clearance of Foil Air Journal Bearings
2016. Proceedings in applied mathematics and mechanics (Special Issue), 16 (1), 285–286. doi:10.1002/pamm.201610131
Computational Analysis of Foil Air Journal Bearings Using a Runtime-Efficient Segmented Foil Model
2016. ISROMAC 2016 - International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, Honolulu, HI, April 10-15, 2016
Foil Air Bearing Rotor Interaction - Bifurcation Analysis of a Laval rotor
2015. Colloquium-573, Coupling and Nonlinear Interactions in Rotating Machinery (EuroMech), Lyon, France, 25. - 27. August 2015, European Mechanics Society
Vorträge und Poster auf Tagungen und Kolloquien
A Thermo-Gas-Dynamic Model for the Bifurcation Analysis of Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearing Rotor Systems
2019, September 2. 46th Leeds-Lyon Symposium on Tribology (2019), Lyon, France, September 2–4, 2019
Modeling and Simulation of Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings
2018. German-French-Moroccan Summer School Tribology Today (2018), Marrakesh, Morocco, April 8–14, 2018
Simulation of Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings
2017. 44th Leeds-Lyon Symposium on Tribology (2017), Lyon, France, September 4–6, 2017
An Overview of Challenges and Opportunities in the Modeling and Simulation of Refrigerant-Lubricated Gas Foil Bearings
2017. 2nd African Congress in Tribology (2017), Marrakesh, Morocco, April 16–19, 2017
Bearbeiter | Titel | Typ | Datum |
---|---|---|---|
Joachim Faller |
Einfluss trockener Reibung auf die dynamische Simulation von Folienlagern | Masterarbeit | 2019 |
Erik Arne Hansen |
Numerical modelling of the mixed lubrication regime in a pin-on-disc tribometer | Masterarbeit | 2019 |
Selina Meier |
Simulation und modellprädiktive Regelung einer mobilen Arbeitsmaschine | Masterarbeit | 2018 |
Andrés David Alvarez Prado |
Finite-Elemente-Modellierung und Simulation der dissipativen Folienstruktur in aerodynamischen Folienlagern | Bachelorarbeit | 2018 |
Sebastian Bard |
Modellierung strukturbasierter Reibung in aerodynamischen Folienlagern | Bachelorarbeit | 2016 |
Philipp Marthaler |
Simulation aerodynamischer Folienlager unter Verwendung eines dissipativen Folienstrukturmodells | Bachelorarbeit | 2016 |
Jonas Reinecke |
Simulation aerodynamischer Folienlager unter Verwendung eines dissipativen Mehrfreiheitsgrad-Folienmodells | Bachelorarbeit | 2017 |
Lehre
Betreute Lehrveranstaltungen
SS 19 | Workshop 'Arbeitstechniken im Maschinenbau' (ITM, Fidlin) |
SS 19 | Workshop 'Arbeitstechniken im Maschinenbau' (ITM, Seemann) |
WS 18/19 | Übungen zu Technische Schwingungslehre |
SS 18 | Workshop 'Arbeitstechniken im Maschinenbau' (ITM, Fidlin) |
SS 18 | Workshop 'Arbeitstechniken im Maschinenbau' (ITM, Seemann) |
WS 17/18 | Mechatronik Praktikum |
SS 17 | Engineering Mechanics IV (Tutorial) |
SS 17 | Übungen zu Technische Mechanik IV |
WS 16/17 | Engineering Mechanics III (Tutorial) |
WS 16/17 | Übungen zu Technische Mechanik III |
SS 16 | Engineering Mechanics IV (Tutorial) |
SS 16 | Übungen zu Technische Mechanik IV |
WS 15/16 | Engineering Mechanics III (Tutorial) |
WS 15/16 | Übungen zu Technische Mechanik III |
SS 15 | Workshop 'Arbeitstechniken im Maschinenbau' (ITM, Fidlin) |
SS 15 | Workshop 'Arbeitstechniken im Maschinenbau' (ITM, Seemann) |
WS 14/15 | Übungen zu Einführung in die Technische Mechanik I |
Abschlussarbeiten
Bei Interesse an einer Bachelor- oder Masterarbeit kontaktieren Sie mich bitte per E-Mail.
Deutsch-Französische Initiative am KIT
Betreuung der deutsch-französischen Doppelabschlussprogramme im Maschinenbau
Weitere Informationen unter
https://www.defi.kit.edu.
Organisation der deutsch-französischen Sommerschulen zum Thema der Tribologie
Weitere Informationen unter
Tribology Today 2015 (Bad Herrenalb) und Tribology Today 2018 (Marrakesch).