Ingenieurwissenschaften

Das Fachgebiet Straßenbau und Verkehrswesen (Prof. Edeltraut Straube) beschäftigt sich in zahlreichen Projekten mit der Bewertung, Verbesserung und Effizienzsteigerung bestehender und neuer Fahrbahnbeläge aus Asphalt. Im Bereich der Elektromobilität beteiligt sich das Fachgebiet zusammen mit dem Fachgebiet Städtebau an dem Projekt ColognE-mobil.
Das aus dem Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft entstandene Fachgebiet Materialwissenschaft (Prof. Doru Lupascu) verfolgt in der Forschung die Schwerpunkte piezoelektrische Funktionswerkstoffe, umweltbedingte Veränderungen klassischer Baustoffe und Energiewerkstoffe sowohl in der organischen Photovoltaik als auch in Hochtemperaturanwendungen in der Solarthermie. Mit dem Umbau der Labore und deren Anpassung an die neuen Bedürfnisse wurde in 2010 begonnen.
Ein Schwerpunkt der aktuellen Forschungsarbeiten am Institut für Massivbau (Prof. Martina Schnellenbach-Held) liegt in der Entwicklung innovativer leichter (bionischer) Massivbaukonstruktionen unter Anwendung leistungsstarker (ultra-)hochfester sowie (ultra-)leichter Betone. Im Forschungsgebiet Bauen im Bestand werden Bemessungskonzepte für Verstärkungsmaßnahmen aus neuen Materialien entwickelt. Im Rahmen des Innovationsprogramms „Straße“ (BMVBS/BASt) – Adaptive und intelligente Brücken der Zukunft – werden adaptive Spannbetonstrukturen mit lernfähigem Fuzzy-Regelungssystem bearbeitet. Weitere Forschungsschwerpunkte beschäftigen sich mit der Informationsverarbeitung im Massivbau und mit Monitoringsystemen für Ingenieurbauwerke.
Das Institut für Stadtplanung und Städtebau (Prof. J. Alexander Schmidt) arbeitet an verschiedenen Forschungsprojekten im Zusammenhang mit dem Thema Stadt. In dem vom BMBF geförderten Verbundprojekt „Shanghai: Integrierte 
Ansätze für eine nachhaltige und energieeffiziente Stadtentwicklung“ werden interdisziplinär 
Lösungsmöglichkeiten für eine nachhaltige und energieeffiziente Entwicklung der Megacity Shanghai ermittelt. Hierbei werden Konzepte gesucht, die ein langfristiges Controlling des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen ermöglichen. In weiteren Projekten ist das Fachgebiet an Vorhaben zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes beteiligt. Hierbei zielen die Lösungsansätze auf Maßnahmenkonzepte zur klimagerechten Stadtentwicklung bis hin zu Verhaltensänderungen bei Bewohnern (Modellprojekt „Stadt begegnet Klimawandel – 
integrierte Strategien für Essen“). Prof. Schmidt ist Sprecher des Profilschwerpunktes Urbane 
Systeme.
Das Fachgebiet Geotechnik wurde im Jahr 2010 durch Prof. Eugen Perau besetzt und befindet sich im Neuaufbau. Die etablierten Forschungsschwerpunkte aus dem Bereich der Bemessung von See- und Ästuardeichen und in der Baugrunderkundung für Offshore-Windenergieanlagen werden durch Prof. Perau fortgeführt und durch verschiedene andere Forschungsschwerpunkte ergänzt.
Die Forschungsaktivitäten im Fachgebiet Mechanik (Prof. Jörg Schröder) sind durch eine vielfältige Vernetzung mit anderen Disziplinen, wie z. B. mit der Medizinischen Fakultät, dem Lehrstuhl für Numerische Mathematik, dem Fachgebiet Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft und der Chemie gekennzeichnet. Die in Kooperation mit den oben angeführten Partnern in der Hauptsache von der DFG geförderten Vorhaben sind: „Massiv parallele Simulationen von Arterienwänden: Kontinuumsmechanische Modellbildung und numerische Lösung“, „Statistically similar representative microstructures in elasto-plasticity“ (durchgeführt im Rahmen der Forschergruppe „Analysis and computation of microstructure in finite plasticity“), „Konstruktion und Analyse anisotroper polykonvexer Energiefunktionen“ und „Gefrier- und Auftauprozesse in gesättigten porösen Materialien“ sowie „Monitoring in 
Siedlungsabfalldeponien“.
Das Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft und Abfallwirtschaft (Prof. Renatus Widmann) verstärkte auch in 2010 seine Aktivitäten im Bereich der Umwelttechnologien. Im Herbst startete die DFG ein Projekt „Monitoring, Modellierung und Simulation der Methanoxidationsschicht in Siedlungsabfalldeponien“. Ziel des Projektes ist es, die Funktionsweise der Methanoxidationsschicht in Deponien zu analysieren und modelltechnisch im Rahmen einer gekoppelten Mehrphasensimulation zu beschreiben. Im September startete das Projekt „Advanced Technologies for Water Resource Management“ im Rahmen des Marie Curie Initial Training Networks. Weiterhin wird bis Ende 2011 zusammen mit weiteren Partnern im Auftrag des DVGW ein Konzept entwickelt, mit dessen Hilfe sich das Alterungs- und Ausfallverhalten von Rohrleitungen in Wasserverteilungssystemen bewerten lässt. Die Kompetenz im Energiebereich wird dadurch unterstrichen, dass das Fach an 
der Beantragung des Projektes colognE-mobil 
im Rahmen der BMVBS-Ausschreibung Modellregionen Elektromobilität maßgeblich beteiligt war und für das im Jahr 2010 bewilligte Projekt das Projektmanagement übernommen hat.
Das Institut für Metall- und Leichtbau 
(Prof. Natalie Stranghöner) beschäftigt sich im Rahmen eines AiF-Forschungsvorhabens in 
Kooperation mit der Leibniz Universität Hannover und der Ruhruniversität Bochum mit der Entwicklung und Leitfadenerstellung für die Bewertung der Nachhaltigkeit stählerner Konstruktionen für die Gewinnung von erneuerbaren Energien. Am Institut für Metall- und Leichtbau werden im Speziellen die Stahlkonstruktionen für Biomasseheizkraftwerke, Biogasanlagen, Strömungskraftwerke sowie Wellenkraftwerke hinsichtlich ihrer ganzheitlichen Nachhaltigkeit betrachtet. Im Jahr 2010 hat das Institut für Metall- und Leichtbau einen Schraubenprüfstand zur Prüfung hochfester, vorgespannter Schraubenverbindungen in Betrieb genommen, der in seiner Größe einzigartig an einer deutschen Forschungseinrichtung ist. Die im Bereich des Leichtbaus bestehende Kooperation mit dem Essener Labor für Leichte Flächentragwerke erarbeitet einen Konstruktionsleitfaden für unterschiedliche Anwendungen in der Baupraxis.
Das Fachgebiet Baustatik und Baukonstruktion (Prof. Jochen Menkenhagen) konnte im Rahmen des vom BMWI geförderten und gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden durchgeführten Forschungsvorhabens HybridGlasSt, bei dem es um die Produktentwicklung hybrider Stahl-Glas-Verbundträger geht, auf der internationalen Messe glasstec in Düsseldorf eine Musterfassade präsentieren.
Im Zusammenhang mit diesem Vorhaben wurden umfangreiche numerische Simulationen und Parameterstudien für Fügeteile an geklebten Strukturen unter Berücksichtigung linearer und nichtlinearer Materialeigenschaften durchgeführt und die Auslegung einer optimalen Klebefuge als Optimierungsproblem formuliert. Hinsichtlich der Erarbeitung eines baupraktischen Nachweiskonzeptes erfolgte eine Clusterautomatisierung von Parameterstudien. In einem weiteren Forschungsvorhaben beschäftigt sich das Fachgebiet zusammen mit Forschungsstellen der Universität der Bundeswehr München, RWTH Aachen und der Technischen Universität Darmstadt mit 
Standardlösungen für punktförmig gelagerte Verglasungen, mit dem Focus auf der Erstellung eines Bemessungstools für punktförmig gelagerte Glasplatten.
Das junge Fachgebiet Computational Mechanics (Juniorprofessor Tim Ricken) beschäftigt sich mit der Beschreibung und computergestützten Simulation von biologischen Umwandlungsprozessen. Die Anwendungsgebiete reichen von der Beschreibung von Wachstums- und Remodellierungsprozessen von Knochen, Knorpel und Organen wie der Leber über die Simulation der biologischen Restaktivität von Siedlungsabfalldeponien bis zur Beschreibung der Wasser-Eis-Phasenumwandlung in Betonbauwerken. Im Rahmen eigenständiger Forschungsaktivitäten ist der Aufbau einer Gruppe „Simulation in der Biomechanik“ und der Aufbau eines Graduiertenkollegs in der Bearbeitung.