Dieser Datensatz enthält die Abgrenzungen nach § 34 des Baugesetzbuches (BauGB).
The aim of this research project is to establish the basis for deriving a consistent set of probabilistic models for strength and stiffness related timber material properties and to calibrate corresponding partial safety factors such that the level of structural reliability for timber structures is equivalent to the safety of concrete and steel structures. This seen in the light of the ongoing revision of the national Swiss codes for the design of structures. CONCLUSIONS/PERSPECTIVES: The statistical characteristics of strength related short term timber material properties are assessed and treated in consistency with the implemented quality control and selection for grading procedures. The suggested probabilistic modelling seems to provide the required framework for establishing a basis for codification of design and assessment by means of quantifying the efficiency of the different quality control and selection for grading procedures. It is envisaged that different quality control and selection for grading procedures may be described by means of their regression characteristics and probability of acceptance curves corresponding to different grading criteria. It also has been demonstrated how an optimal (in terms of monetary benefit) set of timber grades can be identified through the solution of an optimization problem. An approach for the probabilistic modeling of the effect of load duration is presented. The method is exemplified for calibrating the design code short term strength modification factor kmod for different characteristics of the applied loading process. The considered damage model takes basis in fracture mechanical considerations and is able to take both creep and fatigue effects into account. The damage model is calibrated against duration of load tests. Furthermore, the damage model has been investigated and compared with a simpler model not including the effect of fatigue. A proposal for a proper representation of the duration of load effect in the probabilistic model code of the Joint Committee on Structural Safety will be subject of further investigations.
1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Die Durchsickerung von Erdbauwerken aufgrund hydraulischer Potentialunterschiede beeinflusst deren innere und äußere Stabilität. Mögliche Versagensmechanismen resultieren u.a. aus Partikeltransport im Erdbauwerk, der zu einer Veränderung der Porenstruktur und somit zu einer Veränderung der hydraulischen und mechanischen Bodeneigenschaften führen kann. Die Nicht-Linearität und starke Kopplung der hydraulischen Transport- und damit induzierten Strukturänderungsprozesse erschweren eine numerische Berechnung und Prognose der inneren Standsicherheit von Erdbauwerken. Bisherige numerische Modelle beschreiben i.d.R. nur Teilprozesse oder spezielle, kontrollierte Laborversuche. Erprobte kommerzielle Programme mit gekoppelten hydro-mechanischen Berechnungen basieren meist auf der Finite Elemente Methode und sind damit in ihrer Anwendung auf Fragestellungen, die Porenstruktur und Einzelkorngefüge betreffen, eingeschränkt (z.B. Plaxis, Code Bright). Zur Erweiterung bestehender kontinuumsmechanischer mathematischer Beschreibungen nach der Theorie Poröser Medien (TPM) (z.B. de Boer, 2000) wurden u.a. am Lehrstuhl Kontinuumsmechanik der Ruhr- Universität Bochum Ansätze entwickelt, in denen die poröse Struktur eines Bodenkörpers als Mehrphasenkontinuum dargestellt wird. Entsprechend der Problematik der Beschreibung von Erosionsprozessen umfasst das Modell eine erodierbare Phase, eine feste Phase, sowie eine Fluid-Phase und eine Suspensions- Phase (z.B. Steeb und Scheuermann, 2011). Die Mikrostruktur des Bodens wird hierbei durch eine volumetrische Quantifizierung der einzelnen Phasen auf die makrostrukturelle Betrachtung übertragen. In weiteren Arbeiten gilt es, diese Ansätze zu verifizieren und zu erweitern. 1.2 Bedeutung für die WSV: Eine zuverlässige numerische Darstellung gekoppelter hydraulischer und geomechanischer Prozesse in Erddämmen ergänzt bestehende Stabilitätsberechnungen und Filterbemessungsmethoden. Die Berücksichtigung der Mikrostruktur und kontinuumsmechanische makrostrukturelle Berechnungsansätze ermöglicht die Simulation einsetzender Erosionsprozesse mit bestehenden Finite Elemente Programmen unter Einsatz relativ niedriger Rechnerleistung. 2 Untersuchungsmethoden: Es werden sowohl anhand von Literaturstudien, als auch durch praktische Tests verschiedene numerische Methoden auf ihre Eignung zur Darstellung gekoppelter hydo-mechanischer Prozesse in porösen Medien geprüft. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl Kontinuumsmechanik der Ruhr-Universität Bochum werden bestehende mathematische Beschreibungen zur Simulation interner Erosion in Erdbauwerken anhand der TPM diskutiert, getestet und entsprechend der Fragestellung erweitert. Die Grundlagen der Methode liegen in der Erstellung eines thermodynamisch konsistenten Gleichungssystems unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Phasen eines Boden-Wasser-Gemischs. usw.
Der wachsende Einsatz von synthetischen Materialien generiert ein weltweites Müll-Problem, trägt wesentlich zur Verknappung der fossilen Ausgangsmaterialien und zu hohem CO2-Ausstoß bei. Insbesondere die heute überwiegend eingesetzten Thermoplastverbunde legen eine Wiederverwendung nach Ablauf ihres Produktlebens durch Aufschmelzen und Neuformen nahe. Je sortenreiner das Polymermaterial dem Wiederverwertungsprozess zugeführt werden kann, desto hochwertiger und zahlreicher sind die Anwendungen des Recycling-Materials. Ziel der Entwicklungen ist ein automatisiertes Verfahren zur sortenreinen und zuverlässigen Identifizierung von unterschiedlichen Polymer-Verbundmaterialien auf der Basis der Fluoreszenzkodierung. Mit bis zu 15 Fluoreszenzfarbstoffen sollen etwa 5.000 verschiedene Kunststoffe eindeutig markiert bzw. kodiert und eine möglichst zuverlässige Materialklassifikation mit einer Fehlerrate kleiner als 1 Prozent erreicht werden. Die UniBw entwickelt ein opto-elektrisches Messverfahren und Mess-System zur Detektion und Klassifikation von Fluoreszenzfarbstoffen (z.B. Nanofarbstoffe, Bichromophore oder anderen optischen High-tech-Markern) in Kunststoffen im Wellenlängenbereich von etwa 400 nm bis 1.000 nm. Des Weiteren werden digitale Bildverarbeitungsmethoden zur Steuerung des Kunststoffsortiervorgangs entwickelt und implementiert. Die Verwertung der Entwicklungsergebnisse zielt insbesondere auf Industrieprojekte, bei denen es auf die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei in der Praxis genügend hohen Messraten ankommt. Es sollen Impulse für die Grundlagenforschung gegeben, sowie die forschungsbasierte universitäre Lehre durch konkrete, ingenieurwissenschaftliche Industrieapplikationen unterstützt werden.
1. Vorhabenziel Ziel des Vorhabens ist die Modellierung und Simulation der Strömung und des Wärmetransports eines Kernschmelzbades im unteren Plenum mit Hilfe des Phasenfeldmodells. Die Kopplung von Phasenfeldmodellen mit subgrid-scale (SGS)-Turbulenzmodellen wird in die OpenSource CFD-Software OpenFOAM implementiert und verifiziert. Die Systematische Simulation (transient, dreidimensional) der Nachwärmeabfuhr in binären Schmelzen bildet eine Datenbasis für die Entwicklung entspr. Modelle für das ATHLET-CD Programm. 2. Arbeitsplanung Das Projekt besteht aus vier Aufgaben. (1) Durchführung gründlicher Literaturrecherche, um das physikalische Verständnis zu vertiefen. Entwicklung eines Phasenfeldmodells zur Modellierung von Phasenumwandlungen inbinären Schmelzen auf thermohydraulisch konsistente Weise. (2) Untersuchung des Zusammenhangs von Phasenfeldmodell zu klassischen Gesetzen im Sharp-Interface-Grenzfall, wie z.B. Volume-of-Fluid (VoF)-Methode und bezüglich Konsistenz, und die Instabilität der Phasengrenzen. (3) Kopplung des Phasenfeldmodells mit einem LES-Simulationsansatz. Implementierung des gesamten Gleichungssystems in das Opensource-Rechenprogramm OpenFOAM. Validierung des Rechenansatzes anhand der Testdaten aus der Literatur. Durchführung der dreidimensionalen Simulation der Nachwärmeabfuhr in binären Schmelzen unter Schwerunfallbedingungen. (4) Produktion einer Datenbasis für die Weiterentwicklung von Sicherheitsanalyse-Codes, wie ATHLET-CD. Schriftliche Dokumentation der Arbeit.
Ziel dieses Forschungsantrags ist die Auswahl, Beurteilung und systematische Weiterentwicklung von Benchmarks zur Simulation von komplexen Prozessen, die bei der geologischen Speicherung von CO2 zu beobachten sind. Dies ist für das Verständnis von gekoppelten hydromechanischen und chemischen Prozessen wichtig sowie für die Validierung der entwickelten Modellen und Softwareprodukte (Code-Vergleich). Der Aufbau einer systematischen Benchmark-Sammlung für den Bereich der geologischen CO2-Speicherung umfasst Beispiele unterschiedlicher Komplexität. Benchmarks für hydrologische, thermische, geomechanische und geochemische Einzelprozesse sind aus der Literatur bekannt bzw. werden auf der Basis von Laborexperimenten definiert. Gleiches gilt für die Untersuchung von Materialeigenschaften. Für die Validierung komplexer Modelle ist die Definition anwendungsorientierter Benchmarks unter Berücksichtigung unterschiedlicher, synthetischer oder realer Standortbedingungen geplant. Die Ergebnisse des Teilprojekts sollen in halbjährlichen Workshops diskutiert und in einer Benchmark-Sammlung dokumentiert werden. Die geplanten Ergebnisse können nur durch enge Kooperation mit allen Teilprojekten innerhalb des Projektverbundes PROTECT sowie mit anderen relevanten GEOTECHNOLOGIEN-Verbünden erzielt werden. Benchmarks werden auf der Basis von Daten anderer Projekte definiert und geben ihrerseits beispielsweise Hinweise zum Experimentdesign für Kooperationspartner.