Javed Arshad Butt

Programmierkenntnisse

• Python

  Umfangreiche Erfahrung in verschiedenen akademischen und industriellen Kontexten:

  • Wissenschaftlicher Mitarbeiter & Luftfahrtingenieur, TU Dresden

    Forschung zu strukturintegrierten Hochdruck-Wasserstofftanks in Flugzeugflügeln

    • Durchführung komplexer Optimierungen für Tankstrukturen
    • Nachbearbeitung und Analyse von FEM-Ergebnissen
    • Erstellung von Diagrammen und Visualisierungen für Forschungsergebnisse
    • Entwicklung von Skripten zur Automatisierung von Forschungsabläufen
  • Akademische Ausbildung

    Python I und II im Bachelor; verschiedene Projekte und Vorlesungen im Master mit Fokus auf technische Anwendungen

  • Studienprojekt beim DLR

    Entwicklung eines Python-Tools zur Flugmissionsanalyse

    • Implementierung des "missioninformer"-Tools für Treibstoffmassen- und Gradientenberechnungen
    • Integration physikbasierter Gleichungen für Reisefluganalyse und empirischer Treibstofffraktionen
    • Untersuchung und Optimierung von Ersatzmodellen (RBF, Kriging, TPS)
    • Analyse von ODE-Lösern für präzise Treibstoffmassenberechnungen
    • Implementierung und Optimierung von Gradientenberechnungen
    • Integration von Massenschneeballeffekten für realistische Verbrauchsschätzungen
    • Leistungsoptimierung: Laufzeit von 50-800 Sekunden für Zwei-Missions-Berechnungen einschließlich Gradienten
    • Beitrag zur Reduzierung von Treibstoffverbrauch und Emissionen in der Luftfahrt
  • Master's Thesis

    Weiterentwicklung der kontrollorientierten Cluster-basierten Netzwerkmodellierung (CNMc)

    • Implementierung von 10 verschiedenen dynamischen Systemen
    • Optimierung durch Ersetzung von NMF durch SVD, signifikante Laufzeitverbesserung
    • Modulare Implementierung für einfache Integration und Anpassung
    • Entwicklung eines flexiblen Konfigurationssystems
    • Implementierung interaktiver HTML-Plots zur visuellen Analyse
  • Studentische Hilfskraft

    TU Braunschweig - Institut für Flugführung und Lehrstuhl für Strömungsmechanik

    • Datenverarbeitung und -analyse mit NumPy und Pandas
    • Entwicklung von 3D-Echtzeitvisualisierungen mit VisPy
  • Industrieerfahrung

    Projekte bei BMW und DLR

    • Anwendung von Python in der Automobilindustrie und Luft- und Raumfahrttechnik
  • Private Projekte
    • Automatisierung von Aufgaben (z.B. Notion zu Logseq Konvertierung)
    • Künstliche Intelligenz-Projekte mit PyTorch für Text-to-Speech, zum Beispiel
    • Entwicklung eines Tools zur gleichzeitigen Veröffentlichung von Nachrichten auf mehreren Social-Media-Plattformen
    • Implementierung eines Skripts zum automatisierten Upload von Videos auf verschiedene Social-Media-Plattformen

  Umfassende Kenntnisse in: NumPy, Pandas, SciPy, Scikit-learn, Matplotlib, Plotly, VisPy, PyTorch, Dask, FEM-Analyse, Optimierungsalgorithmen sowie Erfahrung mit verschiedenen Social-Media-APIs

• Java

  Umfangreiche Erfahrung in akademischen und professionellen Kontexten:

  • Wissenschaftlicher Mitarbeiter & Luftfahrtingenieur, TU Dresden
    • Entwicklung von Java-Anwendungen zur Erstellung von Eingabedateien für FEM-Löser im Rahmen der Forschung zu strukturintegrierten Hochdruck-Wasserstofftanks in Flugzeugflügeln
    • Generierung von 3D-Geometrien und Netzen für FEM-Berechnungen
    • Automatisierung der Erstellung komplexer Eingabedaten für umfangreiche FEM-Simulationen
  • Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Bergische Universität Wuppertal (04.2019 – 04.2020)
    • Weiterentwicklung und Optimierung von Software zur visuellen Auswertung von Crash-Optimierungsergebnissen
    • Erweiterung der Funktionalitäten zur Generierung von HTML-Dateien für Optimierungsergebnisse
    • Verbesserung des Webdesigns und der Benutzerfreundlichkeit
    • Erstellung hochwertiger Grafiken für Publikationen und Präsentationen
  • Studentische Hilfskraft, Bergische Universität Wuppertal (02.2018 – 01.2019)
    • Entwicklung von Software zur visuellen Auswertung von Crash-Optimierungsergebnissen
    • Implementierung von Funktionen zur Generierung von HTML-Dateien für die visuelle Darstellung von Optimierungsergebnissen
    • Integration von Java mit HTML, CSS und JavaScript für hilfreiche Visualisierungslösungen
  • Akademische Ausbildung

    Besuch von Java-Vorlesungen und Anwendung in Studienprojekten

  Kenntnisse: Objektorientierte Programmierung, Datenvisualisierung, Integration mit Webtechnologien, FEM-Datengenerierung

• MATLAB

  Fundierte Erfahrung in akademischen und Forschungskontexten, insbesondere in Multidisciplinary Design Optimization (MDO):

  • MDO-Kursprojekt, TU Braunschweig
    • Implementierung einer Individual-Discipline Feasible (IDF) MDO-Architektur zur Kopplung von Aerodynamik und Struktur
    • Entwicklung eines XDSM-Diagramms zur Visualisierung des MDO-Workflows
    • Implementierung und Optimierung der Class Shape Transformation (CST)-Methode zur Beschreibung von Flügelprofilen
    • Integration und Anpassung des OpenFEMFlow-Codes für aerodynamische Analysen
    • Verwendung und Anpassung des Weight Index-Codes für Strukturanalysen
    • Implementierung komplexer Gradientenberechnungen unter Verwendung der zentralen Differenzenmethode
    • Durchführung von Parameterstudien zur Optimierung der Schrittweite für Gradientenberechnungen
    • Erstellung von Pareto-Fronten zur Analyse multidisziplinärer Trade-offs
    • Visualisierung und Analyse von Optimierungsergebnissen, einschließlich Flügelprofilgeometrien und Druckverteilungen
  • Bachelor's Thesis, Bergische Universität Wuppertal
    • Entwicklung einer 3D-Topologieoptimierungssoftware
    • Erweiterung einer bestehenden 2D-Methode (Adapt) auf 3D-Strukturen
    • Implementierung von Funktionen zur Kontrolle der Verbindungsdicke und des Mindestabstands zwischen Verbindungen
    • Integration von ParaView zur Visualisierung und Analyse von 3D-Optimierungsergebnissen
  • Institut für Flugführung (IFF), TU Braunschweig
    • Einsatz von MATLAB für verschiedene Forschungsprojekte im Bereich Flugführung
    • Entwicklung von Simulationsmodellen für Flugzeuge und Flugsysteme

  Kenntnisse: Numerische Optimierung, gradientenbasierte Methoden, multidisziplinäre Optimierung, aerodynamische und strukturelle Analyse, Signalverarbeitung, Datenvisualisierung, Simulink

• HTML, CSS, JavaScript & Moderne Webtechnologien

  Erfahrung in der Entwicklung moderner, interaktiver und responsiver Websites

  • Persönliche Homepage: 🔗 https://javedab.com/
    • Entwicklung einer hochoptimierten, modernen Website mit Astro, die ideale Lighthouse-Scores (100/100) für Leistung und Best Practices erreicht
    • Implementierung von lazy loading für JavaScript zur Verbesserung der Ladezeiten und Ressourcennutzung
    • Integration von Tooltips zur Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit und Informationsvermittlung
    • Mehrsprachige Unterstützung für verbesserte internationale Zugänglichkeit
    • Responsives Design mit adaptiven Layouts für verschiedene Geräte und Bildschirmgrößen
    • Erweiterte Blog-Funktionen, einschließlich adaptivem Inhaltsverzeichnis für Desktop und Mobile
    • SEO-Optimierung durch Verwendung von Meta-Informationen und strukturierten Daten
    • Einsatz fortschrittlicher Bild- und SVG-Kompressionstechniken für hohe Leistung
    • Verwendung der Astro Icon-Bibliothek für effizientes Icon-Management und reduzierte Ladezeiten
    • Styling mit Tailwind CSS und DaisyUI für ein ansprechendes Design
  • Web-Version der Master's Thesis: 🔗 https://jav-ed.github.io/master_Thesis/
    • Erstellung einer interaktiven Web-Version der Masterarbeit mit Quarto
    • Integration von benutzerdefinierten HTML-, CSS- und JavaScript-Elementen zur Verbesserung der Präsentation und Interaktivität
  • Interaktive 3D-Diagramme für wissenschaftliche Publikationen: 🔗 https://jav-ed.github.io/H2O_Plot/
    • Entwicklung interaktiver 3D-Visualisierungen zur Unterstützung wissenschaftlicher Forschung
    • Verwendung moderner JavaScript-Bibliotheken für 3D-Datenvisualisierungen
  • Projekt am Lehrstuhl, Bergische Universität Wuppertal
    • Entwicklung von HTML-Dateien zur visuellen Darstellung von Optimierungsergebnissen

  Technologien & Tools: Astro, HTML, CSS, JavaScript, Tailwind CSS, DaisyUI, PostCSS, MDX, Quarto, Git/GitHub Pages

• Android App

  Privat entwickelte eigene Apps, Zertifikat in Form einer Prüfung an der Bergischen Universität Wuppertal mit der Note 1,0

Berufserfahrung

• 06.2022 – Heute

  Wissenschaftlicher Mitarbeiter

  Technische Universität Dresden - Lehrstuhl: Luftfahrttechnik

  Strukturintegrierte Hochdruck-Wasserstoff-Flügeltanks

  • Entwicklung von Java-Anwendungen zur Erstellung von Eingabedateien für FEM-Löser
  • Generierung von 3D-Geometrien und Netzen für FEM-Berechnungen
  • Automatisierung der Erstellung komplexer Eingabedaten für umfangreiche FEM-Simulationen
• 10.2021 – 04.2022

  Wissenschaftlicher Mitarbeiter: Coanda-Effekt

  Technische Universität Braunschweig - Lehrstuhl: Strömungsmechanik

  • Erstellung von Daten- und Ordnungsstrukturen
  • Datenbankerstellung, Dateifilterung und geeignete Ausgabespeicherung unter Verwendung von Python's NumPy und Pandas
  • Digitalisierung von Messdaten
• 11.2020 – 02.2021

  Wissenschaftlicher Mitarbeiter: Aerodynamische Formoptimierung

  Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) - Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik

  • Ersatzmodelle für Mehrpunkt-Missionsanalyse
  • Analytisches, symbolisches und numerisches Lösen von gewöhnlichen Differentialgleichungen
  • Numerische Gradientenberechnung
• 04.2020 – 10.2020

  Wissenschaftlicher Mitarbeiter: Echtzeit 3D-Viewer

  Technische Universität Braunschweig - Lehrstuhl: Flugführung

  • Berechnung eines Flugzeugsimulationsmodells in Matlab
  • Empfang von Daten in Python über UDP, Verwendung von Cython, C++ und NumPy zur Datenverarbeitung innerhalb von Python
  • 3D-Echtzeitdarstellung des simulierten Flugzeugmodells aus Simulink in VisPy (leistungsstarke GPU-Bibliothek)
• 04.2019 – 04.2020

  Wissenschaftlicher Mitarbeiter: Optimierung mechanischer Strukturen

  Bergische Universität Wuppertal

  • Programmierung von Software zur visuellen Auswertung von Crash-Optimierungsergebnissen mit Java
  • Programmierung von HTML-Dateien zur visuellen Darstellung von Optimierungsergebnissen mit Java, HTML, CSS und JavaScript
  • Anpassungen für Publikationen in LaTeX
  • Erstellung von Grafiken für Präsentationen und Publikationen
• 02.2018 – 01.2019

  Studentische Hilfskraft: Optimierung mechanischer Strukturen

  Bergische Universität Wuppertal

  • Programmierung von Software zur visuellen Auswertung von Crash-Optimierungsergebnissen mit Java
  • Programmierung von HTML-Dateien zur visuellen Darstellung von Optimierungsergebnissen (Java, HTML, CSS, JavaScript)
• 01.2015 – 07.2015

  Österreichisches Bundesheer

  Bundesheer

  • Grundausbildung: Umgang mit Sturmgewehr
  • Beförderung zum Gefreiten

Sprachen

Ausbildung

• 04.2019 – 05.2022

  Master in Aerospace Engineering

  TU-Braunschweig

  Flow predictions using control-oriented cluster-based network modeling

  • Entwicklung einer verbesserten Version der kontrollorientierten Cluster-basierten Netzwerkmodellierung (CNMc) zur Vorhersage von Trajektorien allgemeiner dynamischer Systeme
  • Implementierung und Vergleich mehrerer maschineller Lerntechniken zur Modellierung von Systemdynamiken
  • Verwendung des k-means++-Clustering-Algorithmus zur Darstellung komplexer Systemdynamiken
  • Anwendung von Dimensionsreduktionstechniken (SVD, NMF) zur effizienten Modellierung von Übergangseigenschaften
  • Entwicklung automatisierter Parameterstudien zur optimalen Modusauswahl in Zerlegungsmethoden
  • Implementierung und Auswertung verschiedener Interpolations- und Regressionsmodelle
  • Nutzung der scikit-learn-Bibliothek zur Implementierung von Machine-Learning-Algorithmen
  • Entwicklung eines flexiblen Konfigurationssystems zur einfachen Anpassung von Machine-Learning-Hyperparametern
  • Implementierung von Kreuzvalidierungstechniken zur Bewertung und Optimierung der Modellleistung
  • Erstellung eines modularen Frameworks, das eine einfache Integration neuer Algorithmen und dynamischer Systeme ermöglicht

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• 05.2021 – 08.2021

  Studienprojekt

  DLR und TU-Braunschweig

  Development of a module for mission analysis for a gradient based aerodynamic shape optimization process

  • Entwicklung eines leichtgewichtigen Python-Tools (missioninformer) zur Berechnung der Gesamttreibstoffmasse und ihrer Gradienten für benutzerdefinierte Flugmissionen
  • Implementierung physikbasierter Gleichungen für die Analyse des Reiseflugsegments und Integration empirischer Treibstofffraktionen
  • Durchführung von Untersuchungen zu Ersatzmodellen (RBF, Kriging, TPS) zur Optimierung der Interpolationsgenauigkeit und Ausführungszeit
  • Durchführung von Analysen von ODE-Lösern, Vergleich analytischer und numerischer Lösungen
  • Implementierung und Optimierung von Gradientenberechnungen unter Verwendung des zentralen Differenzenschemas
  • Integration von Massenschneeballeffekten durch Fixpunkt-Iterationen für realistische Treibstoffverbrauchsschätzungen
  • Optimierung der Tool-Leistung, Erreichen einer Laufzeit zwischen 50 und 800 Sekunden für Zwei-Missions-Berechnungen einschließlich Gradientenberechnung

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• 04.2019 – 09.2019

  Master in Mechanical Engineering

  Bergische Universität Wuppertal

  1 Semester abgeschlossen

• 10.2015 - 03.2019

  Bachelor in Mechanical Engineering

  Bergische Universität Wuppertal in Kooperation mit BMW

  Extension of a topology optimisation method for the adaptive reinforcement of mechanical structures from 2D to 3D

  • Erweiterung einer bestehenden 2D-Topologieoptimierungsmethode (Adapt) auf 3D-Strukturen, ermöglicht die Optimierung komplexer 3D-Geometrien
  • Implementierung von Funktionen zur Steuerung der Verbindungsdicke, des Mindestabstands zwischen Verbindungen und zur Verhinderung lokaler Verstärkungen in den optimierten Strukturen
  • Entwicklung einer Methode zur Verhinderung von Verbindungen an Kanten und Ecken in 3D-optimierten Strukturen
  • Durchführung von Finite-Elemente-Reanalysen mit OptiStruct zur Validierung der Steifigkeitsverbesserungen optimierter 3D-Strukturen
  • Modifikation der Optimierungsmethode zur Behandlung leicht unterschiedlicher Lastfälle zwischen der Basisstruktur und optimierten Verstärkungen
  • Implementierung der Möglichkeit, externe 2D- und 3D-CAD-Geometrien als Basisstrukturen für die Optimierung zu importieren
  • Integration von ParaView als leistungsstarker Open-Source-Postprozessor zur Visualisierung und Analyse von 3D-Optimierungsergebnissen
  • Verfassen von modularem, erweiterbarem Code in MATLAB zur einfachen Hinzufügung neuer dynamischer Systeme und Funktionen
  • Durchführung von Parameterstudien zur Bewertung der Auswirkungen verschiedener Optimierungsparameter auf die Ergebnisse
  • Demonstration der Anwendung der erweiterten Methode an mehreren 2D- und 3D-Testfällen, einschließlich automobil-inspirierter Geometrien

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• 2006 - 2014

  Reifeprüfung (Matura)

  BRGORG 15 Wien, Österreich

Praktika

• 07.2018 – 10.2018

  Freiwilliges Praktikum in Forschung und Entwicklung

  BMW Group, Abteilung: EF 242

  • Erweiterung einer Topologieoptimierungsmethode zur Ermöglichung von Berechnungen auf Fahrzeugebene, mit verbesserter Rechenzeit in Matlab
  • Durchführung umfangreicher Untersuchungen verschiedener modernster Methoden hinsichtlich Netzunabhängigkeit
  • Erprobung der Anwendbarkeit von Parallelisierung auf CPU und GPU mit verschiedenen Methoden (BLAS, LAPACK, MPI)
  • Vergleich verschiedener Programmiersprachen hinsichtlich Implementierung, entwickelter Methoden und Rechenzeit (C++, Fortran, Python)
  • Einarbeitung in die Topologieoptimierung mit Hypermesh, Hyperview und Optistruct Software
• 08.2017 – 09.2017

  Ingenieurpraktikum in Wasser und Energie

  Wupperverband

  • Besichtigung von Kläranlagen in Leverkusen, Burg, Schwelm und Kohlfurth mit Erläuterungen zum Reinigungsprozess
  • Selbstständiges Lesen und Verstehen von R+I-Schemata für das Faulgas-System und die BHKW-Anlage in Hückeswagen unter Verwendung von DIN 30600, 1946, 2481, 19227 und 28004
  • Zusammenführung von Anlagenkomponenten in einer Excel-Liste zur weiteren Verarbeitung in der Wartungssoftware des Wupperverbandes
  • Erstellung und Bearbeitung des PDF-Abnahmeformulars 442 für den praktischen Einsatz auf der Baustelle
  • Einblicke in VOB, HOAI und Vergabeverfahren durch Teilnahme an verschiedenen Besprechungen und Verwaltungsvorgängen
  • Erklärungen zu Pumpen, Armaturen, Rohrleitungen und Schlammenwässerungsmaschinen erhalten
• 08.2016 – 09.2016 | 03.2016 – 04.2016

  Grundpraktikum für Maschinenbau Teil 2

  Technische Betriebe Solingen

  • Erlernen grundlegender Fertigungsverfahren:
  • Manuelle Bearbeitung metallischer Werkstoffe: Sägen, Bohren, Anreißen, Feilen, Biegen, Meißeln, Reiben, Senken, Gewindeschneiden, Nieten, Richten, Schärfen
  • Maschinelle Bearbeitung metallischer Werkstoffe: Drehen, Fräsen, Schleifen, Bohren
  • Thermische Füge- und Trennverfahren: Autogen-, Lichtbogen- und Widerstandsschweißen, Brennschneiden, spezielle Schweiß- und Schneidverfahren, Löten

Ehrenamtliche Arbeit

• 04.2019 – 09.2019

  Kursleiter für 3 Kurse: Laufen, Beachsoccer, Kickboxen

  Hochschulsport Wuppertal: Tätigkeit als Trainer

• 04.2017 – 07.2018

  Kursleiter für 3 Kurse: Futsal, Budo Fitness, Kickboxen

  Hochschulsport Wuppertal: Tätigkeit als Trainer

Auszeichnungen & Zertifikate

• Englisch Niveau C1
• Spezielle Maschinenbau-Vorlesung
• Österreichisches Bundesheer: Beförderung zum Gefreiten
• Wiens bester Läufer 2014
• ECDL Core und ECDL Advanced in Word

Veröffentlichungen

• New geometric features in the topology optimization method for the adaptation of structures

  Beitrag zum 13. Weltkongress für Strukturelle und Multidisziplinäre Optimierung

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