Bei der feierlichen Eröffnung des 50. Jubiläumsjahres an der Universität Paderborn am 13. März 2022 wurde Dr.-Ing. Leander Claes mit dem Preis des Präsidiums der Universität Paderborn für ausgezeichnete Dissertationen geehrt.
Bereits im Februar 2021 hat er sein Promotionsstudium mit Bravour abgeschlossen. Für seine herausragende wissenschaftliche Tätigkeit erhielt er schon mehrere Auszeichnungen: 2017 den Förderpreis für Innovation und Qualität in der Lehre, 2019 den RWB Stephens Prize auf dem 2019 International Congress on Ultrasonics u.a.m. Wir freuen uns, dass Herr Dr. Claes als Akademischer Rat im Fachgebiet Elektrische Messtechnik weiterhin tätig sein und seine erfolgreiche Forschungs- und Lehrtätigkeit an der Universität Paderborn fortsetzen wird.
Im Namen des ganzen Teams: Herzlichen Glückwunsch zu dieser Auszeichnung!
Laudatio
Messverfahren für die akustische Absorption in reinen Fluiden zur Bestimmung der Volumenviskosität
Die Luft- und Raumfahrt stellen die Wissenschaftler auch heute noch vor große bisher ungelöste Herausforderungen. Will man die Strömungsverhältnisse beim Wiedereintritt von Raumflugkörpern in die Atmosphäre oder bei Objekten, die sich mit Hyperschallgeschwindigkeit bewegen, möglichst exakt vorhersagen oder gar deren Flugrichtung bzw. -verhalten gezielt beeinflussen, benötigt man für die numerische Simulation neben komplexen mathematischen Modellen die präzise Kenntnis verschiedenster physikalischer Größen. Hierbei sind insbesondere die rheologischen Stoffkenngrößen der Atmosphäre bzw. der fluiden Medien - Dichte, Scherviskosität und Volumenviskosität - von besonderer Bedeutung. Während sich die Dichte und die Scherviskosität von Fluiden heute mittels verschiedenster Messverfahren mehr oder minder leicht bestimmen lassen, ist die Volumenviskosität eine noch weitgehend messtechnisch nicht bzw. kaum bestimmbare Stoffkenngröße, weshalb bis heute nur sehr wenig Stoffdaten verfügbar sind. Aus der Unkenntnis der tatsächlichen Volumenviskosität resultierten in der Vergangenheit oft recht unsichere Vorhersagen.
Herr Dr.-Ing. Leander Claes hat sich im Rahmen seines Promotionsstudiums und speziell in seiner Dissertation „Messverfahren für die akustische Absorption in reinen Fluiden zur Bestimmung der Volumenviskosität“ mit diesem höchst anspruchsvollen Forschungsthema intensiv und sehr erfolgreich wissenschaftlich auseinandergesetzt. Ausgehend von einer kritischen Analyse des Standes des Wissens und vorangegangener Lösungsansätze entwickelt Herr Claes einen originellen neuartigen messtechnischen Lösungsansatz. Dieser beruht auf der hoch-präzisen Auswertung der Absorption bzw. Schwächung von Ultraschallwellen in Fluiden, denn auch dieser physikalische Vorgang zählt zu den kompressiblen Vorgängen der Fluiddynamik. Allerdings ist die zu bestimmende Absorption des Ultraschalls in reinen Fluiden im Vergleich zum Beispiel zu Stoffgemischen sehr gering, was noch einmal die besonderen messtechnischen Anforderungen und die hohe erforderliche Präzision betont. Die Messung der Schallabsorption nutzt er bei Berücksichtigung der übrigen Verlustgrößen (Scherviskosität, thermische Größen) sodann, um die Volumenviskosität zu bestimmen.
Neben dieser neuen Messmethode fand Herr Dr. Claes auch viele kreative und sehr originelle neuartige Lösungen bei der Realisierung des Messsystems, wie z.B. die Entwicklung einer neuen Sensoreinfassung, um eine unbeeinflusste Schallabstrahlung zu gewährleisten, eine additiv gefertigte Messzellenkonstruktion zur zuverlässigen Unterdrückung von sich parasitär ausbreitenden Ultraschall, die Entwicklung einer komplexen und robusten Methode zur Messdatenauswertung, die Erarbeitung einer effizienten Prozedur zur hoch-genauen Kalibrierung des Messsystems sowie eine wissenschaftlich akribische, GUM-konforme Bestimmung der Messunsicherheiten zur repräsentativen Angabe des Vertrauensbereiches der von ihm bestimmten Stoffkenngrößen.
Die von Herrn Dr. Claes entwickelte Messmethode ermöglicht die experimentelle Bestimmung der Volumenviskosität fluider Medien über einen weiten Temperatur- und Druckbereich, sodass Simulationen zukünftig auch bei Berücksichtigung kompressibler Fluidströmungen realitätsnah durchgeführt werden können.
Diese Forschungsarbeit ist eingebettet im Forschungsschwerpunkt des Fachgebiets Elektrische Messtechnik, der auf die Entwicklung von Messmethoden und Messsystemen zur Bestimmung von Materialkenngrößen (Festkörper, Fluide) für numerische Simulationen zielt. Herr Dr. Claes führte diese interdisziplinäre Forschungsarbeit in enger Kooperation mit den Kollegen des Fachgebiets Thermodynamik und Energietechnik der Fakultät Maschinenbau (unter Leitung von Professor Jadran Vrabec, heute Leiter des Fachgebietes Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik an der TU Berlin) hoch-motiviert und sehr zielorientiert durch.
Abschließend möchte ich einschätzen, dass Herr Dr.-Ing. Leander Claes ein exzellenter junger Wissenschaftler mit vielversprechender Karriere und somit ein würdiger Kandidat für diesen Preis ist. Ich möchte Herrn Dr. Claes noch einmal herzlich für die ausgezeichnete und erfolgreiche Zusammenarbeit danken und wünsche ihm bei seiner wissenschaftlichen Tätigkeit weiterhin viel Erfolg sowie alles Gute im persönlichen Leben.
Prof. Dr.-Ing. Bernd Henning
