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Forschergruppe (FOR) 1525: INUIT - Ice Nuclei research UnIT, In-situ Messungen von eiskeimbildenden Partikeln (INP) und quantitative Bestimmung von biologischen INP

Die Bildung der Eis Phase in der Troposphäre stellt einen wichtigen Fokus der aktuellen Atmosphärenforschung dar. Durch heterogene Nukleation entstehen bei Temperaturen oberhalb von -37°C primäre Eiskristalle an sogenannten eiskeimbildenden Partikeln (INP, engl, ice nucleating particles). Die räumliche Verteilung der INP und deren Quellen variieren stark. In der Atmosphäre finden sich INP nur in sehr geringer Anzahlkonzentration, oft weniger als ein Partikel pro Liter, und sie stellen nur eine kleine Untergruppe des gesamten atmosphärischen Aerosols dar. Ziel dieses Antrages ist es die Anzahlkonzentrationen von eiskeimbildenden Partikeln und deren Variabilität in der Atmosphäre zu messen. Außerdem sind Laborstudien geplant, in denen unser Verständnis über die chemischen und biologischen Eigenschaften der Partikel, die die Eisbildung initiieren, verbessert werden soll. Mit dem von unserer Arbeitsgruppe entwickelten Eiskeimzahler FINCH (Fast Ice Nucleaus CHamber) sollen die atmosphärischen Anzahlkonzentrationen von INP bei verschiedenen Gefriertemperaturen und Übersättigungen an mehreren Standorten gemessen werden. Die Kopplung von FINCH mit einem virtuellen Gegenstromimpaktor (CVI, engl, counter-flow virtual impactor, Kooperation mit RP2), die während lNUIT-1 entwickelt und getestet wurde, soll nun weiter charakterisiert und Messungen damit fortgesetzt werden. Bei dieser Methode werden die Eispartikel, die in FINCH gebildet werden, von den unterkühlten Tröpfchen und inaktivierten Partikeln separiert und mit weiteren Messmethoden untersucht. In Kooperation mit RP2 und RP8 planen wir hierbei die Charakterisierung der INP mittels Größen- und Aerosolmassenspektrometer sowie die Sammlung der INP auf Filtern oder Impaktorplatten zur anschließenden Analyse mit einem Elektronenmikroskop (ESEM, engl. DFG fomi 54.011 -04/14 page 3 of 6 Environmental Scanning Electron Microscopy). Die Feldmessdaten werden von umfangreichen Laborstudien an den Forschungseinrichtungen AIDA (RP6) und LACIS (RP7) ergänzt. Dort soll das Immersionsgefrieren von verschiedenen Testpartikeln aus biologischem Material (z.B. Zellulose), porösem Material (z.B. Zeolith) und Mineralstaub mit geringem organischem Anteil im Detail untersucht werden. Des Weiteren planen wir Labormessungen, bei denen eine verbesserte Charakterisierung der Messunsicherheiten von FINCH erarbeitet werden soll. Außerdem werden regelmäßige Tests und Kalibrierungen mit FINCH durchgeführt, für die Standardroutinen festgelegt werden sollen. Um die Rolle der INP bei der Wolken- und Niederschlagsbildung sowie bei den Wolkeneigenschaften abzuschätzen, werden die gewonnenen Messergebnisse am Ende als Eingabeparameter für erweiterte Wolkenmodelle (Kooperation mit WP-M) dienen.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Prozessentwicklung und mechanisch-technologische Eigenschaften der LaVa-Schweißverbindungen

Die Energiewende ist die forderndste Aufgabe der Bundesregierung für die nächsten Jahrzehnte. Um bis 2050 klimaneutral zu werden, muss der Anteil der erneuerbaren Energien weiter ausgebaut werden. Wichtige Bestandteil dieser Strategie sind hochleistungsfähige Offshore Windenergieanlagen (OWEA). Die verfügbaren Produktionskapazitäten sind allerdings mit den bereits geplanten OWEA-Projekten voll ausgelastet. Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Die Implementierung der LaVa-Technologie verspricht einen signifikanten Produktivitätsgewinn und großen Wettbewerbsvorteil. Da bisher noch keine industrielle Anwendung im Dickblechbereich für das Laserstrahlschweißen im Vakuum existiert, muss innerhalb des Projektes eine neuartige Schweißanlage für das Fügen von Dickblech zur Herstellung von Monopiles konzipiert und umgesetzt werden. Den größten Umfang nimmt dabei die Qualifizierung des Verfahrens ein, da im Offshore Bereich sehr hohe Anforderungen an die Schweißnähte gestellt werden. Dazu gehört unter anderem das Erreichen sehr hoher Zähigkeitswerte der Schweißverbindungen. Im Dickblechbereich kommt es aufgrund der Fertigungstoleranzen zu großen Spalten zwischen den zu verschweißenden Blechen. Das gemeinsame Teilziel der Bauteilhandhabung sowie der Schweißtechnik ist demnach die Optimierung der Vorrichtungen und Verfahren im Hinblick auf die Kantenvorbereitung, Blechpositionierung sowie Spaltüberbrückbarkeit des Schweißprozesses, um anforderungskonforme und defektfreie Schweißverbindungen zu erzeugen. Das weitere Ziel der Nachweis der strukturellen Integrität der geschweißten Einzelrohrschüsse. Der Projektabschluss wird mit der Fertigung von Demonstratoren im Realmaßstab erreicht.

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Bayerns Seltenste: Arten der Trockenlebensräume - BSAT/ LBV

Myrmica constricta Karavajev, 1934 Myrmica hellenica Finzi, 1926 sensu Seifert 1998 Ameisen Stark gefährdet

isolierte Vorposten am Nordrand des Hauptareals: Lech, Isar, Lausitz, Insel Usedom Verbauung von Flussufern

Fließgewässermessstelle 1 km oh. Br. Thierh. - Mutterbett (km 22,25), Lech

Die Messstelle 1 km oh. Br. Thierh. - Mutterbett (km 22,25) (Messstellen-Nr: 3108) befindet sich im Gewässer Lech in Bayern. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands, des Grundwasserstands im oberen Grundwasserstockwerk.

Fließgewässermessstelle uh. Hochablaß Augsb. - Mutterbett, Lech

Die Messstelle uh. Hochablaß Augsb. - Mutterbett (Messstellen-Nr: 3043) befindet sich im Gewässer Lech in Bayern. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands.

Fließgewässermessstelle Br. Genderkingen-Rain, Lech

Die Messstelle Br. Genderkingen-Rain (Messstellen-Nr: 3096) befindet sich im Gewässer Lech in Bayern. Die Messstelle dient der Überwachung des chemischen Zustands.

Optimierung von Waermetauschersystemen fuer Abgasreinigungsanlagen

Der Waermeuebergang und Druckverlust in Regeneratoren werden experimentell und theoretisch untersucht. Hierbei sind profilierte Bleche (glatt und emailliert) als Speichermaterial eingesetzt. Insbesondere wird der Einfluss von Verschmutzung und von Erosion auf den Waermeuebergang und Druckverlust untersucht. Hierzu werden u.a. Versuche in einem Grosskraftwerk in Suedafrika durchgefuehrt, da dort durch die stark aschehaltige Kohle besonders grosse Erosion auftritt. Diese Werte werden mit Ergebnissen verglichen, die bei Windkanalversuchen ermittelt wurden. Ziel der Untersuchungen ist die Bereitstellung von Berechnungsunterlagen fuer eine Optimierung derartiger Anlage hinsichtlich einer vorzugebenden Zielgroesse.

Material- und Energieeinsparung durch woelbstrukturierte, duenne Bauteile

Nur wenige Umweltthemen bewegen die Oeffentlichkeit so sehr wie das Abfallproblem. Greifbarstes Objekt ist hier die Verpackung. Gesetzgeberische Vorgaben und ein geaendertes Kaeuferverhalten fuehren zur Forderung nach der Verpackungsverminderung. Durch Materialminderungen, Materialeinsparungen bis hin zu neuen Materialkombinationen wird im Verpackungsbereich heute staendig an der Optimierung von Verpackungen gearbeitet. Die Herstellung leichter und trotzdem formstabiler Verpackungen aus woelbstrukturierten Materialien, wie Blech, Pappe, Papier und Kunststoff bietet hier einen Ansatz, den Verbrauch an Packmittelmengen erheblich zu reduzieren. Die Technik des Woelbstrukturierens erfordert keine aufwendigen Werkzeuge und nur geringen Energieaufwand. Ferner wird die Oberflaechenguete des Materials durch diese neuartige Technik nicht beeintraechtigt, so dass veredelte Ausgangswerkstoffe mit lackierten, bedruckten oder korrosionsgeschuetzten Oberflaechen verwendet werden koennen. Mit Hilfe der vorliegenden experimentellen Daten sowie FEM-Analysen am Rechner ergeben sich kostenguenstige Optimierungsmoeglichkeiten fuer neue Anwendungsgebiete materialeinsparender Verpackungen.

Methodik zur Erzeugung und Nutzung von synthetischen Daten zur modellbasierten Prognose der Materialqualität

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