Das Projekt "Teilvorhaben: 2.2a, 3.4 und 3.5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens Gas und Power GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Vorhaben unterstützt wesentlich die Auslegungs- und Optimierungsprozesse für optimale Effizienz und Lebensdauer von Turbinenkomponenten an unterschiedlichsten Betriebspunkten. Im aktuellen Vorhaben werden neue Konzepte und Module zur multidisziplinaren Optimierung erarbeitet. Bei zukünftigen hocheffizienten Gasturbinen, die einen hochflexiblen Betrieb in einem sehr großen Betriebsbereich gewährleisten können, bekommen aeromechanische Schwingungsanregungen eine viel größere Bedeutung. Für Turbinenschaufeln sind sie Design-beeinflussend und können nicht mehr durch Design vollständig vermieden werden. Daher wird eine gezielte Dämpfungsoptimierung notwendig, die mit dem Schaufeldesign durchgeführt werden muss und nur noch durch eine multidisziplinäre Optimierung erreicht werden kann. Bei der Fertigung sowie dem Betrieb von Gasturbinen werden heute immer größere Datenmengen erzeugt. Ziel ist es, ein datenbasiertes Modell für Varianzen aus dem Fertigungsprozess und für den Betrieb von Turbinenkomponenten zu entwickeln. Dazu werden geeignete Modelle erstellt, welche in der Lage sind, die möglichen Abweichungen aus der vorhandene Datenbasis auf neue Bauteile zu übertragen. Mit Hilfe dieser Modelle werden dann realistische Geometrievariationen und Randwertschwankungen erzeugt, welche dann die Basis für eine probabilistische Lebensdauer- und Performancequantifizierung neuer Komponenten bildet. Ein möglichst großer Wirkungsgrad wird maßgeblich durch den Verbrauch von Kühlluft bestimmt. Zur Steigerung des Wirkungsgrades muss daher der Verbrauch von Kühlluft minimiert werden. Als Verbesserung gegenüber semiempirischen, korrelationsbasierten Berechnungsmethoden stehen bereits sogenannte Konjugierte Simulationsmethoden (Conjugate Heat Transfer) zur Verfügung, welche Strömungsfluid und Bauteil gekoppelt modellieren. Die industrielle Anwendung dieser Methoden soll durch Validierung und Automatisierung möglich gemacht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: ICL Laser für die Analytik und Kontrolle biotechnologischer Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von sensor photonics GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundes ist die Erstellung eines Kontroll- und Regelgerätes für den optimierten Betrieb von Bioreaktoren. Ziel des Teilprojektes ist die Bereitstellung von ICL Gewinnmedien für den Einsatz im Externen Resonator, sowie die Bereitstellung von ICL DFB Laser im Mittleren Infraroten Spektralbereich zur Analyse der im Bioreaktor vorhandenen Moleküle. Hierfür werden mehrere Ansätze verfolgt. Diese sind (a) Gewinnmedium für Externen Resonator Laser für ICL Laser (b) DFB Laser basierend auf ICL Lasern Zu den Ansätzen a, b werden Labor Muster erstellt und den Projektpartnern für die Erprobung und Integration im Messsystem übergeben. Die Arbeiten sind in mehrere Arbeitspakete gegliedert. Der Schwerpunkt der Arbeiten wird im Arbeitspaket 3 des Verbundes liegen. Hier werden die folgenden Arbeiten durchgeführt. (a) Planung und Realisierung von ICL Gewinnmedien für den Einsatz im Externen Resonator (b) Planung und Realisierung von Multi DFB Laser für die Anwendung in der MIR Molekülspektroskopie,
Das Projekt "Vorhaben-Gruppe 4.1.5, Optimierung von linearen Simulationstechniken für die aeroelastische Auslegung gekoppelter Turbinenschaufeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Antriebstechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung effizienter Rechenmethoden auf der Basis der linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen. Eine große Herausforderung liegt in der Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit durch korrekte Auflösung der Geometrie einschließlich von Deckplatten und Snubbern. Dies ist mit vertretbarem Anwenderaufwand nur unter Verwendung unstrukturierter Gitternetze möglich. Ziele sind also sowohl die Genauigkeitssteigerung als auch eine erheblich Reduktion von Durchlaufzeiten gegenüber aktueller Auslegungsmethoden. Damit erst wird die numerische Abschätzung elastischer Anregungen von Turbinenschaufeln im industriellen Auslegungsprozess in immer kürzeren Designzyklen möglich. Die aero-mechanische Belastung der Turbinenschaufeln insbesondere durch Flattern muss daher immer mehr als Begrenzungsfaktor gesehen werden und bereits beim Entwurf der Schaufeln berücksichtigt werden, insbesondere bei verschiedenen Betriebszuständen. Hauptanforderungen sind neben der Vorhersage-Genauigkeit eine geringe Durchlaufzeit in der Rechnungsvorbereitung/-auswertung sowie geringe Rechenzeiten, um eine Vielzahl von Betriebspunkten im Design-Prozess bewerten zu können. Der Schwerpunkt dieses Projektes liegt in der Entwicklung und Erprobung eines Lösungsalgorithmus für unstrukturierte Gitternetze auf der Basis der linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen, um die Durchlaufzeiten bei der Auslegung von Turbinenschaufeln zu reduzieren. Unstrukturierte Gitternetze kommen insbesondere bei der Vernetzung komplexer Schaufelgeometrien (Snubber, Deckbänder, etc.) zum Einsatz. Dadurch entfällt die bei blockstrukturierter Vernetzung manuell vorzunehmende Idealisierung des Rechengebiets. Außerdem erhöht die Berücksichtigung von geometrischen Details die Genauigkeit der Simulation. Lineare Lösungsverfahren ermöglichen extrem kurze Antwortzeiten für die aeroelastische Bewertung von Turbinenschaufeln, wie sie in der industriellen Auslegung erforderlich sind. Diese liegen bei einem linearen Verfahren zur Flatterrechnung um 2 Größenordnungen unter den Rechenzeiten entsprechender nichtlinearer instationärer Simulationen. Die Linearisierung der Navier-Stokes-Gleichungen soll im Rahmen dieses Projektes über einen zeitharmonischen Ansatz realisiert werden. Dabei wird das Strömungsfeld in einen stationären und instationären Teil zerlegt. Der instationäre Teil kann dann unter der Annahme kleiner Amplituden durch eine modale Zerlegung unter Vernachlässigung Terme höherer Ordnung in der Zeit durch ein lineares Gleichungssystem beschrieben werden. Mit diesem Ansatz lässt sich das Verhalten der Schaufel bei Anregung bei einer bestimmten Frequenz untersuchen.
Das Projekt "Untersuchung der elektrisch induzierten Agglomeration fester Partikeln im submikronen Bereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Gegenstand des Vorhabens ist die Untersuchung der Agglomeration feinster Partikeln in periodisch alternierenden elektrischen Wechselfeldern. Bei der elektrisch induzierten Agglomeration werden die Partikeln zunaechst aufgeladen und dann einem elektrischen Wechselfeld ausgesetzt. Unter der Wirkung dieses Feldes erfolgt in Abhaengigkeit der elektrischen Partikelbeweglichkeit eine Schwingungserregung. Dadurch erhoeht sich die Kollisionswahrscheinlichkeit der Partikeln. Die systematische Variation der verschiedenen Betriebsparameter soll die detaillierte Analyse der unterschiedlichen Einflussgroessen gewaehrleisten. Daneben wird auch der Einfluss unterschiedlicher Ladungsverfahren untersucht. Bei der mathematischen Modellierung ist die Erweiterung bekannter Koagulationsmodelle auf den vorliegenden Fall mit dem Ziel einer moeglichst exakten Beschreibung der Agglomerationskinetik beabsichtigt. Dabei werden die Erkenntnisse aus den experimentellen Untersuchungen beruecksichtigt.
Das Projekt "Teilvorhaben: 2.1b, 2.2b, 2.3a, 3.1a und 3.2a" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MTU Aero Engines AG durchgeführt. Die Arbeiten der MTU fokussieren auf eine spätere Umsetzung in Turbokomponenten von Gasturbinen mit verbesserter Robustheit und Optimierung von Bauteilen und Komponenten für einen fluktuierenden Betrieb mit hohen Lastzyklen. HAP 2 'Zyklenfeste Turbokomponenten' Für die Konzeption in frühen Auslegungsphasen wird ein Modellierungsverfahren von Radial- und Axial-Radialverdichtern für Gasturbinen kleiner Leistungsklassen im dezentralen Betrieb entwickelt (AP 2.1). Aeromechanische Schwingungsanregungen durch Verbrennung, Mehrstufeninteraktion und Schaufelflattern bekommen bei einem hochflexiblen Betrieb zukünftiger Gasturbinen viel größere Bedeutung und werden bei den thermisch und statisch höchstausgelasteten Turbinenschaufeln sogar Design-beeinflussend (AP2.2). Bewertungsmethodiken für Beschaufelungen mit Deckband sollen dann die Auslegung von Beschaufelungen mit erweiterten Lebensdaueranforderungen ermöglichen. Die präzise Vorhersage von Eigenfrequenzen und Dämpfungsverhalten im Deckbandbereich ist von hoher Bedeutung für eine Verschleißbewertung (AP 2.3). HAP 3 'Virtuelle Produktentwicklung unter realen Bedingungen' Faseroptische Sonden für Hochtemperaturmessungen sollen neuartige experimentelle Untersuchungen an Gasturbinen zu deren Effizienzsteigerung ermöglichen (AP 3.1); hierzu soll RFBG (regenerierte Faser-Bragg-Gitter) basierte Sensorik, sowie die Methodik zur Signaltrennung und Steigerung der Messgenauigkeit weiterentwickelt werden. Durch verbesserte RANS-basierte Turbulenzmodelle soll eine bessere Vorhersagegüte der Turbomaschinenströmung erzielt werden (AP 3.2). Es werden Verbesserungen der Modellierung angestrebt, die das turbulente Niveau über die einzelnen Stufen im Verdichter besser wiedergeben; insbesondere auch durch die Berücksichtigung lokaler Strömungsphänomene. Hierdurch sollen Belastung und Betriebsverhalten des Verdichters (Pumpgrenze, Stufen-Matching, Kennlinienform) verbessert werden.
Das Projekt "Untersuchung der Auswirkung von Flugzeugknallen und leichten Stosswellen auf Gebaeude und deren Bauteile" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung durchgeführt. Untersuchung der Auswirkung von Flugzeugknallen, Tieffluegen, Abschuesse von Geschuetzen, Sprengungen, simulierte Flugzeugknalle, Anregungen im Haus bei ueblicher Benutzung und durch Schwingmaschinen. Verhalten von Thermopane-Scheiben. Automatische Registrierung von Schwingungsvorgaengen, welche durch Flugzeugknalle am Haus hervorgerufen werden.
Das Projekt "Einfluss von mechanischen Schwingungen auf die Stroemung im Boden (Schwingfoerderung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Hydromechanik durchgeführt. Von Maschinen, elektrischen Anlagen oder Verkehrswegen koennen mechanische Schwingungen unbeabsichtigt in den Boden eingeleitet werden. Kuenstlich erzeugte mechanische Schwingungen lassen sich bei Sanierungsverfahren gezielt nutzen. Mechanische Schwingungen beeinflussen die Stroemung im Boden, da der Stroemungswiderstand des Bodens infolge der Veraenderung der Durchtrittsquerschnitte im Rhythmus der Schwingungen veraendert wird (Atmung). Auch der Stofftransport durch den Boden sowie der damit verbundene Stoffaustrag aus Boden, Grundwasser und Bodenluft wird durch mechanische Schwingungen beeinflusst. Diese Tatsache ist bei der Verbesserung der Durchspuelung und/oder Sanierung des Bodens von besonderem Interesse. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die theoretische Untersuchung der Stroemung im Boden unter dem Einfluss von mechanischen Schwingungen sowie die Entwicklung eines physikalischen Modells zur Verifikation der theoretischen Untersuchungsergebnisse mit Hilfe von Labormessungen. Anwendungsfelder sind neben der Bodensanierung die Injektionstechnik oder die Mineraloelgewinnung.
Das Projekt "Vorhaben: Untersuchung der vom Propeller abgestrahlten Geräusche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Verbundvorhabens sollen die propellerinduzierten tief- und hochfrequenten Geräusche rechnerisch und experimentell untersucht werden. In der rechnerischen Untersuchung wird sich auf zwei Schwerpunkte fokussiert. Ein Schwerpunkt liegt in der Untersuchung der kavitationsbedingten Schallabstrahlung. Hierfür sollen kavitierende Blasenwolken zu Blasen mit variablem Mischungsverhältnis zusammengefasst werden, um eine schnelle Geräuschprognose zu ermöglichen. Der andere Schwerpunkt liegt in der Untersuchung der hydro-elastischen Effekten auf die Vorhersage der propellerinduzierten Geräuschabstrahlung. Hier sollen die Eigenfrequenzen des Propellers, die Schwingungsanregung der Propellerflügel über die Instabilitäten an der Flügelhinterkante und die Fluid-Struktur-Kopplung bei inhomogener Zuströmung untersucht werden. Die Messungen des abgestrahlten Frequenzspektrums sollen für den ITTC Standardkavitator und für unterschiedliche Propeller in homogener und inhomogener Zuströmung erfolgen. Der Vergleich zwischen einem nicht und einem akustisch-optimierten Propeller wird vollzogen. Ferner werden Schallmessungen an der Großausführung durchgeführt. Die Messungen werden verwendet um die Berechnungsergebnisse zu validieren bzw. zu kalibrieren. Das Gesamtvorhaben wird von VTT in Finnland koordiniert. Auf der deutschen Seite liegt die Themenkoordination bei der SVA Potsdam. Das Vorhaben ist in 6 Arbeitspakete gegliedert, wobei Arbeitspaket AP0 das Projektmanagement, AP1 die numerischen Simulationen, AP2 die Modellversuche, AP3 die Analyse der Schallabstrahlung, AP4 die Großausführungsmessungen und AP5 die Veröffentlichungen beinhaltet. Die SVA Potsdam konzentriert sich in ihrem Teilvorhaben auf die Anwendung der Fluid-Strukturkopplung (AP1), die Durchführung von akustischen Messungen (AP2 und AP4) und auf die Modellbildung für Schallsimulationen kavitierender Blasenwolken (AP3). Die einzelnen Arbeitspakete sind wiederum in weitere Arbeitspakete gegliedert.
Das Projekt "Teilprojekt: Projektmanagement, Versuche und Schallmessung, Betriebserprobung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Bahn AG, Bahn-Umwelt-Zentrum (VU) durchgeführt. In dem Projekt LEMBO wird ein zweiachsiges Drehgestell fuer Eisenbahngueterwagen mit einer zulaessigen Radsatzlast von 25 t und einer Hoechstgeschwindigkeit von 120 km/h unter Beruecksichtigung akustischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte entwickelt. Schwerpunkte sind die Reduktion der Schallemissionen und der Schwingungsanregung in den Fahrzeugrahmen sowie die Verbesserung der Wiederverwertbarkeit. Desweiteren wird durch das geringere Eigengewicht die zu behoerdernde Totlast und die Fahrwegbelastung reduziert. Die Nachruestbarkeit der Komponenten an vorhandene Drehgestelle und Fahrzeugrahmen wird sichergestellt. Der Beitrag der Deutschen Banhn AG besteht in der Durchfuehrung der fahr- und bremstechnischen Versuche auf unterschiedlichen Streckennetzen. Dabei werden auch Untersuchungen zur Schallemission und zum Verschleissverhalten durchgefuehrt sowie Lastkollektive fuer neue Drehgestelle mit und ohne Radsatzkopplung ermittelt. Die Drehgestellkomponenten werden schalltechnisch optimiert. Die Betriebserprobung und die internationale Zulassung obliegt ebenfalls der DB AG.
Das Projekt "Teilvorhaben: QCL-Pulsstromversorgung und QCL-Überwachung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PicoLAS GmbH durchgeführt. Die Kenntnis der genauen Zusammensetzung von Biogas ist zwingende Voraussetzung für die Steuerung der Prozesse im Reaktor und zur Verhinderung von Schäden durch die Verwendung des Gases z.B. in Gasmotoren zur Stromerzeugung. Herkömmliche Methoden neigen zu einer Absättigung oder Messungenauigkeit nach einer Überlast. Im Rahmen dieses Vorhabens sollen Gasmoleküle wellenlängenspezifisch photonisch angeregt werden. Die Konzentration wird dann über eine Quartzstimmgabel erkannt. PicoLAS befasst sich mit der wellenlängenspezifischen Ansteuerung und mit dem Betrieb der Laserdiode. Die Arbeiten von PicoLAS gliedern sich in im Wesentlichen 5 Arbeitspakete. Zuerst werden die genauen Spezifikationen mit den Projektpartnern in Zusammenarbeit definiert. In einem weiteren AP wird dann ein erstes Labormuster realisiert, anhand dessen die Empfindlichkeiten und Ergebnisse von Testgasen charakterisiert werden. Den Schwerpunkt der Arbeiten bilden dann Untersuchungen für einen Demonstrator, der sowohl eine externe Cavity in Bezug auf die Wellenlänge exakt einstellt, als auch die benötigten Ansteuersignale bereitstellt. In den folgenden Arbeitspaketen wird das was unter Laborbedingungen funktioniert in eine Einheit integriert, mit denen die Projektpartner Messungen machen können. PicoLAS begleitet diese Versuchsreihen und wird den Aufbau stets soweit weiter mit erforschen.
| Origin | Count |
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| Bund | 65 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 65 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 65 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 65 |
| Englisch | 1 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 39 |
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|---|---|
| Boden | 28 |
| Lebewesen & Lebensräume | 26 |
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| Weitere | 65 |