Ausgehend von der Analyse bestehender oekologischer Bewertungsverfahren und der Modellbildung mittels Fuzzy Logic wird ein fuzzybasiertes Modell zur Oekobilanzierung entwickelt. Durch die Nutzung fuzzybasierter Methoden koennen die in einer Datenlage vorhandenen Vagheiten beruecksichtigt und nur verbal verfuegbare Aussagen direkt in den Modellansatz integriert werden. Durch Auswertung der im Modell entwickelten Kennzahlen wird die Bewertung des Bilanzergebnisses und die Ermittlung der fuer die Bilanz wesentlichen Einflussgroessen ermoeglicht. Mittels theoretischer Ueberlegungen und exemplarischer Anwendungen fuer ausgewaehlte Prozesse der Gussteilfertigung wird gezeigt, dass die Erstellung von Oekobilanzen mit dem entwickelten Modell sinnvoll und gegenueber herkoemmlichen Methoden vorteilhaft ist. In den Modellrechnungen erfolgt ein Vergleich von Sandformverfahren in unterschiedlichen Umweltkategorien und fuer verschiedene Bilanzrahmen. Die erzielten Ergebnisse verdeutlichen, dass durch das fuzzybasierte Modell die oekologischen Aspekte der betrachteten Prozesse plausibel wiedergegeben werden und das Modell insbesondere eine bessere Interpretation und objektivere Bewertung des Bilanzergebnisses ermoeglicht.
Theoretische Modellbildung eines Waermeuebertragers unter Beruecksichtigung der Kondensation; Modellbildung mit Hilfe von dynamischen neuronalen Netzen. Entwurf von verschiedenen Regelkonzepten zur Vorlauftemperatursollwertvorgabe und Vergleich mit herkoemmlichen Konzepten. Bewertung des Energieverbrauches.
Spaetestens seit der Konferenz von Rio de Janeiro wird Nachhaltige Entwicklung als Leitbild fuer die Weltpolitik des 21.Jahrhunderts mehr oder weniger akzeptiert. Dennoch steht eine Operationalisierung dieses Konzeptes noch aus, Konsens ist jedoch, dass die Gesamtheit der gegenwaertig ablaufenden globalen Umweltveraenderungen - im allgemeinen als Globaler Wandel bezeichnet - die Zukunftsfaehigkeit der Menschheit gefaehrdet. Vor diesem Hintergrund stellen wir ein - vom Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung 'Globale Umweltveraenderung' vorgeschlagenes - neuartiges Konzept zur Analyse des Globalen Wandels vor, das von Beginn an die Wechselbeziehungen zwischen den beteiligten Phaenomenen in ausreichender Weise beruecksichtigt. Ausgehend von einer auf Trends basierenden qualitativen Systemanalyse, wird die zentrale Ausgangsthese formuliert: Es existieren funktionale Muster der Mensch-Umwelt-Interaktion, die in ihrer Gesamtheit den Globalen Wandel mit seinen wesentlichen Kernproblemen beschreiben. Diese Syndrome sind von Beginn an als komplexe Phaenomene ueber die einzelnen Sphaeren (Atmosphaere, Boden, Gesellschaft, Wirtschaft, etc.) des Erdsystems hinweg formuliert und als charakterist. Konstellationen von Trends oder Symptomen des Globalen Wandels definiert. Jedes Muster ist dann in zahlr. Regionen der Welt - u.U. schwach unterschiedlich ausgepraegt - anzutreffen und erhaelt aufgr. dieser Transregionalitaet seine globale Relevanz. Das Syndromkonzept bietet die folgenden Optionen, wobei unter (1) die Werkzeuge fuer die Ueberpruefung der These genannt werden: 1. Regional aufgeloeste Analyse der Anfaelligkeit gegenueber einem Syndrom (Disposition), der Gefahr eines Ausloesens der syndromspezifischen Entwicklungsdynamik durch eher kurzfristige Ereignisse (Exposition) und der Syndromintensitaet, d.h. der Staerke der zentralen Trends und deren Wechselbeziehungen. Diese geographisch explizite Analyse der fuer den Globalen Wandel relevanten Entwicklungsprozesse erlaubt die Identifikation hochgefaehrdeter Regionen und auf der Basis der jeweiligen syndromspezifischen, systemaren Zusammenhaenge die Formulierung geeigneter Gegenmassnahmen (sowohl praeventiver als auch kurativer Natur). 2. Eine auf einer einheitlichen Systemanalyse basierende Operationalisierung des Konzeptes 'Nachhaltige Entwicklung'. Das Syndromkonzept eignet sich bes. fuer den Zugang zur Formulierung eines akzeptablen Entwicklungskorridors, d.h. zur Identifikation von systembedingten Domaenen inakzeptabler Entwicklungen, die es in Zukunft zu vermeiden gilt. Uebrig bleibt ein Korridor akzeptabler Entwicklungen, innerhalb dessen ein Hoechstmass an Gestaltungsfreiheit uebrig bleibt ohne die Nachhaltigkeit zu gefaehrden. Allein aus Ueberlegungen der sich aus den Trendwechselwirkungen ergebenden dynamischen Moeglichkeiten lassen sich einige grundsaetzliche Leitlinien fuer die Formulierung der Inakzeptanzdomaenen gewinnen.
Ziel des Vorhabens ist es, die biologischen Prozesse bei der anaeroben Abwasserreinigung durch situative Regelung so gut aufeinander abzustimmen, dass fuer die geschwindigkeitsbestimmenden Abbauschritte der Acetogenese und Methanisierung eine optimale Substrataufbereitung geschaffen wird, eine beginnende Ueberlastung fruehzeitig erkannt wird und entsprechende prozessgefuehrte Gegenmassnahmen eingeleitet werden koennen. Erreicht wird dies durch die Modellierung der biologischen Prozesse in einem adaequaten Regelstreckenmodell und der darauf aufbauenden Regelung und Optimierung der anaeroben Abwasserbehandlung auf der Basis eines hybriden Fuzzy-Systems. Diese Loesung ermoeglicht es, stark belastetes Abwasser mit geringstem Aufwand an Wartung effektiv zu reinigen, wie es sonst nur mit sehr erfahrenem Personal moeglich waere.
Anspruchsvolle Verfahren der Signalverarbeitung wie Beobachter, Kalman Filter und Fuzzy- Logic finden in sicherheitsrelevanten Systemen bisher nur begrenzt Anwendung. Das Hauptziel des Vorhabens bestand darin, mit Hilfe dieser Verfahren die Guete und die Zuverlaessigkeit der Messinformationen zu erhoehen sowie zusaetzliche nicht messbare sicherheitsrelevante Prozessparameter zu ermitteln. Die Untersuchungen erfolgten am Beispiel der sicherheitsrelevanten Groesse Hoehenstand in Druckbehaeltern mit Zweiphasengemisch unter Beruecksichtigung des statischen und dynamischen Verhaltens der hydrostatischen Hoehenstandsmesssysteme bei Stoerfalltransienten (Leckstoerfaelle). Zu Projektbeginn standen Reaktoren des Typs WWER 440 (liegender Dampferzeuger) im Vordergrund. Die weiterfuehrenden Untersuchungen wurden auf Reaktoren des Typs WWER 1000 und SWR (Reaktordruckbehaelter) erweitert. Die Methode der Projektbearbeitung beinhaltete die Komponenten Experimentelle Einzeleffektanalyse, Modellierung und Simulation mittels ATHLET-Code, Entwicklung modellgestuetzter Messverfahren und Verifikation der entwickelten Modelle und Verfahren. Es wurden Algorithmen entwickelt, die folgende Aufgaben erfuellen: - Diagnose des Prozesszustandes von Druckbehaelter und Hoehenstandsmesssystem unter Einbeziehung der Fuzzy Logic - Korrektion des angezeigten Hoehenstandes - Berechnung der nichtmessbaren Groesse Gemischhoehenstand mittels Beobachter bzw. Kalman Filter auf der Basis linearer Zustandsraummodelle - ATHLET- Module zur Simulation der hydrostatischen Hoehenstandsmesssysteme (WWER 440, WWER 1000, SWR).
Optimaler Rammfortschritt durch Fuzzy-Regelung bei gleichzeitiger Beachtung von Erschuetterungsgrenzwerten in der Umgebung.
Die Anwendung moderner Automatisierungsverfahren wie Prozessbeobachter und modellgestuetzte adaptive Regler koennen einen wesentlichen Beitrag zur Erhoehung der nuklearen Sicherheit leisten, indem sie zur Stoerungserkennung, Stoerfallbeherrschung und -vermeidung eingesetzt werden. Die Entwicklung und Verifikation der entsprechenden Software ist an ein umfangreiches Instrumentarium gebunden, das durch ATHLET gegeben ist. Durch die Entwicklung eines Moduls zur Simulation des Hoehenstandsmesssystems an liegenden Dampferzeugern werden Beitraege zur weiteren Vervollkommnung des ATHLET-Codes geliefert. Desweiteren werden Module entwickelt, die es gestatten, Prozessbeobachter und modellgestuetzte adaptive Regler in die Sicherheitsanalysen mittels ATHLET einzubeziehen. Im Sinne dieser Teilaufgaben ist der ATHLET-Code sowohl Arbeitsmittel als auch Arbeitsgegenstand.
Die bestehende Biogasproduktion in Deutschland mit etwa 6000 Biogasanlagen und 2,3 GW Stromproduktion bietet ein großes Optimierungspotential hinsichtlich Verbesserung der Energieausbeute und Produktionskapazität. Urbane Rohstoffbasis von Biogas beziehungsweise Biomethan sind niederkalorische und damit wasserhaltige biogene Substrate. Beispiele sind Gras und urbanes Böschungsgut oder auch Küchenabfälle und überlagerte Lebensmittel. An der Fakultät Life Sciences der HAW Hamburg laufen bereits Fuzzy-geregelte, vollautomatisch gefütterte Labor-Biogastestanlagen, die im Laufe der letzten 10 Jahre entwickelt und konstruiert wurden. Der größte Reaktor fasst 100 Liter, die kleineren sechs Liter. Für die notwendigen Laborfermentationen, die an der technisch dazu ausgerüsteten HAW Hamburg schon seit Jahren mit Rübensilagen durchgeführt werden, soll parallel zur Entwicklung und Design eines Stroh-Fermentationsmediums eine einfache Regelung über ein neuartiges Signal der Fermenterflüssigkeit erarbeitet werden. Ein positives Signal zeigt unter diesen Bedingungen einen erhöhten Fettsäurespiegel an, welcher allgemein als Indikator für einen überforderten, instabilen Fermentationsprozess gilt. Eine solche Regelungsstrategie der Prozessmikrobiologie gibt es noch nicht. Die Idee dazu erwuchs aus Versuchen bei der Vergärung von Getreide-Schweinefutter. An der HAW Hamburg wurden in den letzten Jahren die Grundlagen für eine vollautomatische Fuzzy-Logikregelung (FLC) zur Vergärung von Speiseresten, Rübensilage und dem Getreide Triticale im Labormaßstab geschaffen. Im Rahmen eines Smart Grids werden folgende Ansätze in Promotions- und kombinierten Masterprojekten untersucht: - Schubweise Substratzufuhr, um die elektrische Produktion bestimmten Tagesspitzen anzupassen. - Einsatz von einer Fuzzy-Substratzufuhrregelung zur Kapazitätssteigerung und automatischen Prozessführung mit höchstmöglicher Auslastung. Dies ist ein Projekt der Collaborative Graduate School 'Key Technologies for Sustainable Energy Systems in Smart Grinds' der Universität Hamburg und der HAW Hamburg. Diese ist die erste gemeinsame Graduate School der HAW Hamburg mit einer deutschen Universität.
Die Zielstellungen des Verbundvorhabens WK Potenzial 'SONETT' sind in der Gesamtvorhabensbeschreibung und dem Verbundkonzept detailliert beschrieben und bilden als Bestandteil diese Antrags den Rahmen für unser Teilvorhaben. Das Teilvorhaben der FusionSystems GmbH (AUDIO MOBILE) im Verbundprojekt 'SONETT' wird ein universelles Konzept zur Klangsteuerung von Elektrofahrzeugen mittels Fuzzy-Logik entwickeln. Im Fahrzeugbereich werden die Anforderungen an die Akustik in Zusammenhang mit dem Übergang zur Elektromobilität, dem notwendigen Leichtbau und neuen Fahrzeugkonzepten immer anspruchsvoller. Die Entwicklung eines universell anwendbaren Konzepts zur Klangsteuerung von Elektrofahrzeugen mittels Fuzzy-Logik sowie dessen soft- und hardwaretechnische Umsetzung in einem Forschungsprototypen wird es in Zukunft ermöglichen, durch eine aktive menschgemäße Schallgestaltung für die Verbesserung von Verkehrssicherheit, Fahrfreude, Komfort und Lebensqualität der Anwohner. Für unser Teilvorhaben (Bereich 'AUDIO MOBILE') umfassen die konkreten Arbeitsziele die Entwicklung innovativer Akustikanwendungen für elektrisch angetriebene Mobile. Die geplante Entwicklung des Fuzzy-Sound-Designers und des dazu gehörigen Fuzzy-Sound-Generators erfolgt in direkter Verknüpfung mit der Technologieplattform der Forschungsstelle GFaI e.V. in Berlin. Die Grundidee für das Fuzzy Sound Konzept besteht in der Umsetzung zweier Kernschnittstellen zur Wahrnehmung und zur Kreativwirtschaft.
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