Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD)

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

M. Sc. Sebastian Schmitt

FB Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Lehrstuhl für Thermodynamik
Technische Universität Kaiserslautern
Erwin-Schrödinger-Straße 44
Gebäude 44/521
67663 Kaiserslautern
Tel.: +49(0)631 205-5618
Fax: +49(0)631 205-3835
E-Mail: sebastian.schmitt(at)mv.uni-kl.de

Projektbeschreibung

Molekulare Modellierung und Simulation von nanoskopischen Kontaktvorgängen und tribologischen Eigenschaften von Schmierstoffen

Experimentelle Untersuchungen des Kontaktbereichs in tribologischen Systemen und die dort auftretenden Stoffeigenschaften sind aufgrund der extremen Bedingungen (z.B. sehr hoher Druck und sehr kleine Abmaße) in der Regel nicht möglich. Molekulare Simulationen können hier wichtige Informationen liefern. Dazu werden am Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD) zwei Konzepte verfolgt:

  • Zum einen werden nanoskopischen Kontaktvorgängen unter Schmierstoffeinfluss mittels molekularer Kontaktsimulationen untersucht. Diese Kontaktvorgänge treten bei technischen Prozessen u.a. in der Fertigungs- oder Lagerungstechnik zwischen den Rauheitsspitzen der Kontaktpartner auf. Ein besseres Verständnis der molekularen Prozesse im Kontaktbereich kann z.B. neue Ansätze zur Optimierung spanender Fertigungsprozesse liefern.
  • Zum anderen ist die Vorhersage der Schmierstoffeigenschaften im Kontaktbereich von besonderem Interesse für die technische Anwendung. Mithilfe von molekulardynamischen Simulationen und molekular-basierten Zustandsgleichungen sollen Schmierstoffeigenschaften (v.a. bei hohen Drücken) bestimmt werden, die experimentell nicht gemessen werden können. Diese Schmierstoffeigenschaften können z.B. als Eingangsgrößen für tribologische Kontaktmodelle verwendet werden, die heute bei der Auslegung von Maschinenelementen eingesetzt werden.

Ziel des Projektes ist die Anwendung von Methoden der molekularen Thermodynamik zur Untersuchung technisch relevanter Fragestellungen in der Tribologie (z.B. in der Fertigungstechnik oder bei Maschinenelementen).

Das Projekt ist in das internationale Graduiertenkolleg IRTG 2057 "Physical Modeling for Virtual Manufacturing Systems and Processes" eingebunden. Hier werden verschiedene Fertigungsprozesse und -abläufe auf unterschiedlichen Skalen untersucht und deren Zusammenhänge betrachtet.

Vorlesungsbetreuung / Sprechzeiten

 Vorlesungsbetreuung

  • Energieverfahrenstechnik (WS 2019/20)
  • Computerlabor Molekulare Simulation (SS 2020)
  • Molekulare Thermodynamik (WS 2020/21)
  • Labor Flüssig-flüssig Gleichgewicht (SS 2021, WS 2021/22, SS 2022)
  • Thermodynamik II (SS 2021)
  • Thermodynamik der Transportprozesse (WS 2021/22)

Sprechzeiten

Nach Vereinbarung

Veröffentlichungen / Vorträge / Poster

Veröffentlichungen

  • S. Schmitt, T. Vo, M.P. Lautenschlaeger, S. Stephan, H. Hasse: Molecular dynamics simulation study of heat transfer across solid–fluid interfaces in a simple model system, Molecular Physics, 120 (2022) e2057364. [doi]

  • S. Schmitt, S. Stephan, B. Kirsch, J. C. Aurich, E. Kerscher, H. M. Urbassek, H. Hasse: Molecular Simulation Study on the Influence of the Scratching Velocity on Nanoscopic Contact Processes. In: 2nd International Conference of the DFG International Research Training Group 2057 – Physical Modeling for Virtual Manufacturing (iPMVM 2020), Open Access Series in Informatics (OASIcs), Schloss Dagstuhl – Leibniz-Zentrum für Informatik, 89 (2021) 17:1-17:16. [doi]

Vorträge

  • S. Schmitt, S. Stephan, H. Hasse: Force Fields for the Prediction of Transport Properties of Lubricants at Extreme Conditions, AIChE Annual Meeting 2022, 13.11. - 18.11.22, Phoenix, USA.

  • S. Schmitt, S. Stephan, H. Hasse: Heat Transfer at Solid-Fluid Interfaces: A Molecular Dynamics Simulation Study of the Kapitza Effect, AIChE Annual Meeting 2022, 13.11. - 18.11.22, Phoenix, USA.

  • S. Schmitt, S. Stephan, H. Hasse: Heat Transfer at Solid-Fluid Interfaces: A Molecular Dynamics Simulation Study of the Kapitza Effect, Thermodynamik Kolloquium 2022, 26.-28.09.2022, Chemnitz.

  • M. Dyga, S. Schmitt, S. Mross, A. Keller, S. Maurer, S. Stephan, H. Hasse: Unexpected Liquid−Liquid Equilibrium Behavior of Mixtures of Water and Isoprenol, Thermodynamik Kolloquium 2022, 26.-28.09.2022, Chemnitz.

Poster

  • S. Schmitt, G. Kanagalingam, D. Fröscher, F. Fleckenstein, H. Hasse, S. Stephan, Extension of the MolMod Database to Transferable Force Fields, AIChE Annual Meeting 2022, 13.11. - 18.11.22, Phoenix, USA.

  • S. Schmitt, S. Stephan, H. Hasse: Force Fields for the Prediction of Thermophysical Properties of Lubricants at Extreme Conditions, Thermodynamik Kolloquium 2022, 26.-28.09.2022, Chemnitz.

  • S. Schmitt, S. Stephan, H. Hasse: A Comparison of Classical Force Fields for the Prediction of Transport Properties of Lubricants, Thermodynamik-Kolloquium 2021, 27.-29.03.2021, online.

  • S. Schmitt, S. Stephan, H. Hasse: A Comparison of Classical Force Fields for the Prediction of Transport Properties of Lubricants, International Workshop on Molecular Modeling and Simulation, 01.-02.03.2021, Frankfurt am Main.

  • S. Schmitt, S. Stephan, H. Hasse: Investigation of the Influence of the Chain Lenght of Alkanes in a Nanotribological System, Thermodynamik-Kolloquium 2019, 30.09.-02.10.2019, Duisburg.

Werdegang

seit 06/2019Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD), Technische Universität Kaiserslautern
04/2017- 05/2019Masterstudium Computational Engineering an der Technischen Universität Kaiserslautern
10/2016- 04/2017Studienaufenthalt an der Jianghan University in Wuhan, China
10/2012- 06/2017Bachelorstudium Maschinenbau an der Technischen Universität Kaiserslautern
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