Mathematiker/in, Informatiker/in, Ingenieur/in für Computational Engineering o. ä. (w/m/d) - Konzeption und Entwicklung skalierbarer Frameworks für multidisziplinäre Simulationen auf Grundlage der HPC-Infrastruktur FlowSimulator
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Mathematiker/in, Informatiker/in, Ingenieur/in für Computational Engineering o. ä. (w/m/d) - Konzeption und Entwicklung skalierbarer Frameworks für multidisziplinäre Simulationen auf Grundlage der HPC-Infrastruktur FlowSimulator
Forschungsschwerpunkt des Instituts für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung ist die Entwicklung softwaretechnischer Grundlagen zur Realisierung der DLR-Vision des Virtuellen Produkts auf Basis einer hochgenauen mathematisch-numerischen Beschreibung. Das Institut befasst sich mit der Entwicklung von Programmier- und Datenmodellen zur Nutzung aktueller und zukünftiger paralleler Rechnerarchitekturen, stellt Frameworks für multidisziplinäre Produktanalysen und Optimierungen bereit und entwickelt dedizierte Softwaremethoden und Technologien zur Realisierung des Virtuellen Produkts (Data Analytics, Ersatzmodelle, Integrationsplattformen, Softwaresicherheit sowie virtuelle Zertifizierung).
Im Rahmen dieser Stelle sollen Methoden erforscht und Software (weiter-)entwickelt werden, um skalierbare, multidisziplinäre Analysen und Optimierungen unter Verwendung der HPC-Infrastruktur FlowSimulator und deren Simulations-Plug-ins durchzuführen. Das Ziel der Stelle ist die Konzeption und Entwicklung von skalierbaren Frameworks für multidisziplinäre Simulationen mit modularer Integration von Simulationskomponenten aus der HPC-Infrastruktur FlowSimulator:
- Sie entwickeln die HPC-Simulationsumgebung FlowSimulator für die multidisziplinäre Analyse und Optimierung (MDAO) weiter. Die weitgehend in Python implementierte Kontrollschicht des Frameworks soll um skalierbare Algorithmen für multidisziplinäre Analysen und gradientenbasierte Optimierungen erweitert werden.
- Sie erstellen ein kohärentes Konzept auf Framework-Ebene, um ein multidisziplinäres Gesamtsystem-Verständnis mit systematischer Registrierung aller Simulationskomponenten (Input-, Output-Relationen und Bestimmungsgleichungen) und hierarchischer Organisation des Gesamtsystems mittels Gruppierung und Schachtelung. In Projektarbeiten setzen Sie dieses um.
- Sie entwerfen und entwickeln vereinheitlichte Programmierschnittstellen für die Integration von Simulations-Plug-ins aus der FlowSimulator-Umgebung weiter. Dabei sollen Sensitivitätsableitungen für multidisziplinäre Lösungs- und Optimierungsverfahren einbezogen werden.
- Sie erweitern die algorithmischen Fähigkeiten des Frameworks für gekoppelte, zeitgenaue multidisziplinäre Analysen.
- Sie entwickeln die modulare Integration von großteils hochauflösenden, parallelen Simulationsbausteinen in die durchgängig parallele, Framework-basierte MDAO weiter.
- Sie ermöglichen eine Framework-basierte Kopplung des Simulationsökosystems FlowSimulator in Verbindung mit existierenden Analysetools für Helikopter und Triebwerke.
- Sie recherchieren und entwickeln Ansätze für einen konsistenten und konservativen Netztransfer von Kopplungsgrößen wie Fluidlasten oder Strukturdeformationen.
- Sie demonstrieren die Anwendung der Framework-basierten multidisziplinären MDAO für ausgewählte, prototypische Flugzeug-, Hubschrauber- und Triebwerkskonfigurationen.
- Für eine professionelle Softwareentwicklung stellen Sie eine Qualitätskontrolle mit systematischen, automatisierten Tests auf mehreren Ebenen (Unit-, Integrations- und Systemtests) her und dokumentieren die Softwaremethoden und -prozesse.
Ihre Qualifikation:
- abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Diplom/Master) in Mathematik, Informatik, Computational Engineering, Luft- und Raumfahrttechnik, Maschinenbau oder einer ähnlichen Studienrichtung
- Erfahrungen als Software-Entwickler:in von Frameworks, möglichst im Kontext von fluid- und strukturmechanischen Analysen und Optimierungen
- gute Kenntnisse in angewandter Informatik und Mathematik; Methodenkenntnisse und Entwicklererfahrungen im Bereich der numerischen Simulation mit Finite-Elemente, Volumen- oder Differenzen-Verfahren
- gute Programmierkenntnisse in C/C++ und Python mit praktischen Erfahrungen aus Software-Entwicklung und -Engineering
- Kenntnis paralleler Programmierung
- Fähigkeit zur Teamarbeit und zur eigenständigen, termingebundenen Erledigung von Aufgaben
- gute Kenntnisse der englischen Sprache in Wort und Schrift
- Erfahrungen aus multidisziplinären Analysen und Optimierungen sowie Kopplungen von Simulationscodes erwünscht
- Erfahrungen mit numerischen Lösungsverfahren und linearer Algebra 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 (w/m/d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.