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Technologien für besonders langlebige Leistungselektronik, Technologien für besonders langlebige Leistungselektronik - ARCHIMEDES

Eine nachhaltige Nutzung der globalen hydrologischen Modellierungssoftware WaterGAP

WaterGAP ist eine globale hydrologische Simulationssoftware zur Berechnung von Wasserflüssen und -speicherung auf allen Kontinenten der Erde. Sie wird verwendet, um Wasserverfügbarkeit und Wasserstress für Menschen und andere Biota weltweit zu bestimmen. In zahlreichen Studien wurde WaterGAP genutzt, um z.B. den Einfluss des Klimawandels auf Bewässerungsbedarf, ökologisch relevante Durchflusscharakteristika, Grundwasserneubildung und auf Wasserressourcen im Allgemeinen zu erforschen. Resultate aus diesen Studien sind in IPCC-Berichte eingegangen. WaterGAP nimmt unter den hydrologischen Modellen weltweit eine Führungsrolle ein. Allerdings wurde die Software über mehr als 20 Jahre von mehreren Doktoranden und Postdocs verändert und befindet noch sich immer in einem Prototypstadium. Die Software wurde nie grundlegend überarbeitet oder auf Grundlage einer sorgfältig geplanten Software-Architektur entwickelt. Es handelt sich eher um eine Ansammlung von Dateien mit jeweils fast 10.000 Code-Zeilen, ohne eine konsequente Modularisierung. Es ist es uns daher aktuell nicht möglich, die Software anderen Forschern zur Verfügung zu stellen, damit sie Ergebnisse replizieren und verstehen können oder die Software für eigene Forschung zu erweitern. Auch Modellveränderungen und Erweiterungen durch unsere beiden Gruppen sind herausfordernd und kosten Zeit. Gerade wegen der wichtigen Forschungsergebnisse bezüglich der Beurteilung und Projektion von globalen Wasserressourcen wäre eine Replikation der Ergebnisse durch Dritte unbedingt notwendig, was eine deutliche Verbesserung der Softwarequalität voraussetzt. Projektziel ist es. die Forschungssoftware in einer modernen Programmiersprache neu zuschreiben und ausführlich zu dokumentieren. Zudem soll die räumliche Auflösung flexibel anpassbar sein. Die resultierende Software soll testbar, wartbar, erweiterbar und durch Dritte nutzbar und erweiterbar sowie gründlich getestet sein. Die Neuentwicklung wird mit einem angepassten Scrum-Prozess durchgeführt und die Planung der Software Architektur wird auf Grundlage des IEEE 1016-2009 Dokuments erstellt. Mehrere Methoden werden genutzt um nachhaltig die Qualität der Software intern und externe zu steuern. Dieses Projekt wird anderen Forschern erlauben unser globales hydrologisches Modell selbst auszuführen, Ergebnisse zu replizieren oder die Einflüsse von Modifikationen in den Eingabedaten und Algorithmen zu untersuchen. Die Forschergemeinschaft kann so algorithmische Ansätze vergleichen, unserer Ergebnisse überprüfen und auch Fehler in unserer Software identifizieren. Um die Berichterstattung und Zusammenarbeit so einfach wie möglich zu gestalten setzen wir auf die etablierte Plattform github. Auch werden wir von automatisierten Tests und Benchmarkszenarien Gebrauch machen. Dies wird nicht nur dazu beitragen die Forschungssoftware WaterGAP effizienter zu nutzen und wissenschaftliche Ergebnisse robuster machen, sondern auch den wissenschaftlichen Fortschritt beschleunigen.

Seismicity catalog collection, 2150 BC to 1996 AD

The Seismicity Catalog Collection is a compilation dataset on over four million earthquakes dating from 2150 BC to 1996 AD from NOAA's National Geophysical Data Center and U.S. Geological Survey's National Earthquake Information Center. The data include information on epicentral time of origin, location, magnitudes, depth and other earthquake-related parameters. This database is static and is no longer being updated. The CD collection was a compilation of all of the earthquake catalogs, both US and non-US, in the National Geophysical Data Center (NGDC) archive available in 1996. The purpose was to provide users with access to all the seismicity data in one place. Data can be accessed through the GeoVu data access and visualization software included on the CDs. This software allows visualization of pre-computed histograms as well as reformatting of data files to a format specified by the user. Many of the more popular data bases are available in several different formats so the user will not have to reformat large data bases. Files can be formatted for use on IBM PCs, Macs, or UNIX machines. Format information, data dictionary and statistical information are also included. A bibliography of earthquake-related materials at NCEI and the Summary of Earthquake Data Base (KGRD-21) are included on the CD-ROM. NOAA and NCEI make no warranty, expressed or implied, regarding these data, nor does the fact of distribution constitute such a warranty. NOAA and NCEI cannot assume liability for any damages caused by any errors or omissions in these data. If appropriate, NCEI can only certify that the data it distributes are an authentic copy of the records that were accepted for inclusion in the NCEI archives. This dataset has been archived in the framework of the PANGAEA US data rescue initiative 2025.

Online Überwachung von Grund- und Oberflächenwasser als Teil des IWRM Projekts 'Dong Nai River Basin', Vietnam

Das geplante IWRM-Forschungsprojekt 'Dong Nai River Basin' Phase II in Vietnam ist ein Joint-Venture Projekt mehrer Partner aus Deutschland die, in enger Kooperation mit Partnern in Vietnam, das Prinzip IWRM im Projektgebiet 'Dong Nai River Basin' in Vietnam in allen seinen Aspekten bearbeiten. Das Dong Nai Flusseinzugsgebiet liegt im Süden des Landes und ist mit einer Fläche von ca. 35.000 km2 eines der drei größten Flusseinzugsgebiete in Vietnam. Im Gegensatz zu den zwei anderen großen Gebieten, den Deltagebieten des Mekong und des Roten Flusses, liegt das Dong Nai Gebiet zum Großteil auf Vietnamesischem Territorium. Aufgrund der schnellen volkswirtschaftlichen Entwicklung im Dong Nai Gebiet wird das Ressourcen-Management immer stärker durch umwelttechnische Probleme beeinträchtigt. Seit dem Jahr 2010 wird unser System bestehend aus GW-Base® und GW-Web® bei dem CWRPI-Hanoi und der HCMC-CWRPI-Division 'Süd-Vietnam' genutzt. In 15 ausgewählten Grund- und Oberflächenwasser Messstellen wurden Multiparameter Datenlogger installiert und in Betrieb genommen. Alle Messpunkte wurden im Bezug auf Erreichbarkeit, Sicherheit, sowie GPRS-Netzabdeckung ausgewählt. Da dieses Pilotprojekt Teil einer Machbarkeitsstudie für diese Art von Messstellen in Vietnam ist, standen hydrologische Aspekte für die Wahl der Messpunktstandorte nicht im Vordergrund. Um die Nachhaltigkeit dieses Monitoringsystems zu gewährleisten wurde ansässiges Personal im Umgang mit Hard- und Software geschult.

Entwicklung und Aufbau eines beratenden Informationssystems 'Grundlagen und Werkzeuge der wasserwirtschaftlichen Planung' zur innovativen spezifischen Steigerung der Umweltentlastung

Die wasserwirtschaftliche Planung in Deutschland wird von vielen Faktoren bestimmt und trägt maßgeblich zur ökologischen Gesamtsituation bei. Für den Planungsprozess stehen dem Planer eine Auswahl verschiedener Werkzeuge und Anleitungen zur Verfügung. Zur innovativen spezifischen Steigerung der Umweltentlastung muss eine ökonomisch und ökologisch optimale Lösung gefunden werden. Dazu ist es notwendig, bei gegebener Datenverfügbarkeit, die geeigneten Werkzeuge zur Planung und Entscheidung auszuwählen. Im Laufe der letzen Jahrzehnte ist bei dem Bemühen den Gebrauch der Werkzeuge bestmöglich in Regel zu fassen, die Übersicht über die vielen hundert Regelwerke und Merkblätter zum Teil verlorengegangen. Ziel des Vorhabens war es daher ein DV-gestütztes Fachinformationssystem zu entwickeln zur Informationsvermittlung und Beratung im Hinblick auf Grundlagen und Werkzeuge der wasserwirtschaftlichen Planung. Auf dieser Grundlage sollten die komplexen Informationen zur ganzheitlichen umweltorientierten Bearbeitung der Planungsaufgaben in verständlicher Sprache und Form, insbesondere für kleinere und mittlere Planungsbüros, sowie Umweltbehörden verfügbar werden. Zu Beginn des Vorhabens stand eine sogenannte Alphaversion des zu entwickelnden beratenden Informationssystems BWK-BIS mit einigen Daten aus dem Bereich Planungsregeln zur Verfügung. Zunächst wurde der bereits erstellte Prototyp der Benutzeroberfläche des BWK-BIS weiterentwickelt. Durch intensive Literaturrecherchen in zahlreichen Bibliotheken und im Internet wurde ein Überblick über den derzeitigen Stand der Technik der wasserwirtschaftlichen Planung verschafft. BWK-BIS soll alle relevanten Informationen zur wasserwirtschaftlichen Planung aus den Bereichen Recht, Bemessungsgrößen, Planungsregeln und Planungswerkzeuge umfassen. Dazu wurden die Dokumente aus diesen Bereichen erfasst. Im nächsten Schritt wurden diese Dokumente den Themen der Ortsentwässerung, zum Teil dem Hochwasserschutz und dem Grundwasserschutz zugeordnet und miteinander verknüpft. So entstand eine Betaversion des Informationssystems BWK-BIS.

Digitaler Zwilling zur Bewertung des Explorationspotentials von GeoREssourcen, Geothermische Tiefenanomalie Eifel, Teilprojekt Erstellung geologischer Modelle unter Berücksichtigung von Unsicherheiten

Hochkompakter Multilevel-Hochvoltwandler für Brennstoffzellenanwendungen

Erweiterung des SimBench-Datensatzes auf den Gas- und Wärmesektor, Teilvorhaben: Erarbeitung von Methoden und Software zur Erstellung von Open-Access-Datensätzen für den Gassektor und Sektorkopplung

Die Transformation des Energiesystems in Deutschland bedingt mittlerweile alle Sektoren - Strom, Gas, Wärme und Verkehr - und führt damit als Folge auch die unterschiedlichen Energienetze zusammen. Im Forschungsprojekt SimBench wurde ein Benchmark-Datensatz als freier Download für Lösungen im Bereich der Analyse, Planung und Betriebsführung von elektrischen Netzen aller Spannungsebenen entwickelt (www.simbench.de). Dieser Satz aus Netzdaten und Zeitreihen soll die Entwicklung von Lösungen unabhängig von Netzbetreibern möglich machen und zugleich eine Vergleichbarkeit verschiedener Entwicklungen auf dem Gebiet der elektrischen Netze fördern. In SimBench-Sektor soll darauf methodisch aufbauend ein Datensatz entwickelt werden, welcher die realistische Abbildung deutscher Gas- und Wärmenetze ermöglicht. Innovative Anwendungsfälle im Bereich der Quartiersentwicklung, der Umgestaltung der Gasnetze für Wasserstoff oder gar spartenübergreifender Simulationen machen die Entwicklung von Gas- und Wärmenetzkomponenten als Teil eines Benchmark-Datensatzes sinnvoll und notwendig. Insbesondere zukünftige Untersuchungen zu gekoppelten Infrastrukturen im Rahmen der Energiewende und ihrer Digitalisierung fordern konsistente Testnetze in allen Sektoren. Durch SimBench-Sektor soll der Forschungslandschaft ein konsistenter Datensatz als Open Data zur vollumfänglichen Beschreibung der netzgebundenen deutschen Energieversorgung bereitgestellt werden. Neben der hohen örtlichen und zeitlichen Auflösung besteht die Innovation in einer technisch detaillierten Modellierung der Betriebsmittel in heutigen Netzen, aber auch in der Modellierung innovativer, zukünftiger Betriebsmittel. Arbeiten der H-BRS konzentrieren sich auf den Gassektor, die Modellierung zukünftiger Anlagen wie etwa Elektrolyseuren, H2-fähigen Verdichterstationen und Kraftwerken sowie topologische Übergänge zur Erzeugung sektorübergreifender Netze und Parametrierungen der Anlagen zur Energieumwandlung.

Luftgestütztes Bathymetrie- und Fließgeschwindigkeits-Kartierungssystem, Teilvorhaben: Entwicklung eines Sensormoduls zur Messung von Bathymetrie und Fließgeschwindigkeit

Ressourceneffiziente Nutzung von Über- und Ausschüssen der Textilindustrie durch die regionale Schaffung von Kreisläufen, TP: Entwicklung der technologischen Grundlagen für eine hochreine Sortierung und Markierung von Textilien

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