Das Projekt "Teil: preCICE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forschungs- und Lehreinheit Informatik V, Lehrstuhl für Informatik V: Wissenschaftliches Rechnen durchgeführt. Durch den Einsatz passiver Sicherheitssysteme bei Reaktoren der Generation 3+ können der Kühlkreislauf und das Containment nicht mehr getrennt voneinander betrachtet werden. So sind zum Beispiel bei Gebäudekondensatoren physikalische Effekte beider Systeme stark gekoppelt: Thermohydraulik in den Rohrleitungen, Wärmeleitung in komplizierten dreidimensionalen Strukturen (Kühlrippen) und eine konvektive Gas- oder Dampfströmung auf der Kondensatoraußenseite. Die Simulation des Gesamtsystems ist daher ein Multiphysikproblem, und damit ist eine Kopplung mehrerer Simulationsprogramme notwendig. Eine allgemeine Code-unabhängige Kopplung kann mittels der Open-Source Kopplungsbibliothek preCICE, die am Lehrstuhl für Wissenschaftliches Rechnen der Technischen Universität München und am Lehrstuhl für Simulation Großer Systeme an der Universität Stuttgart entwickelt wird, sehr effizient realisiert werden. Im Rahmen dieses Projektes wollen wir eine preCICE-Schnittstelle für AC2 entwickeln. Diese soll zuerst für das Modul ATHLET implementiert werden. Da schon eine große Anzahl verschiedenster Simulationsprogramme wie ANSYS Fluent, COMSOL, OpenFOAM, CalculiX, oder Code-Aster über eine preCICE-Schnittstelle verfügen, würden dadurch alle diese Programme unmittelbar für gekoppelte Analysen mit ATHLET nutzbar. Ein weiterer Vorteil dieser Schnittstelle ist, dass dadurch nicht nur die gleichzeitige Kopplung von zwei Rechenprogrammen, sondern drei oder auch mehr, möglich ist. Die detaillierte Simulation des genannten Beispiels des Gebäudekondensators wird hierdurch erst möglich. Da ähnliche multiphysikalische Probleme auch bei den modularen Reaktoren, die in vielen Ländern als die Zukunft der Nukleartechnik gesehen, auftreten, ist die angestrebte Implementierung einer preCICE-Schnittstelle in ATHLET ein notwendiger Schritt für die Zukunftsfähigkeit von ATHLET.
Das Projekt "Teilvorhaben: Software AG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Software AG durchgeführt. Problemstellung: Auch im 21. Jahrhundert stellt die Luftverschmutzung noch ein enormes Gesundheitsrisiko dar. Bei ihrer Bekämpfung stehen Städte und Regionalverbände aber vor einem großen Problem: Ihnen stehen derzeit nur punktuell erhobene Daten zur Verfügung, wodurch ihnen der für effektive Maßnahmen erforderliche Überblick in der Fläche fehlt. Diese Blindstelle soll durch die Daten des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus geschlossen werden. So erlauben es die jüngsten Satellitenmissionen, Luftschadstoffe tagesaktuell in hoher Auflösung vom Orbit aus zu erfassen. Projektziel: Ziel von SAUBER ist es, die Daten des Copernicus-Programms für eine nachhaltige Stadt- bzw. Regionalentwicklung zu erschließen. SAUBER wird dabei nicht nur einen flächendeckenden Überblick über die aktuelle, sondern dank des Einsatzes Künstlicher Intelligenz auch Prognosen und Simulationen der zukünftigen Luftqualität bieten. So können besonders belastete Gebiete im Vorhinein identifiziert und die drohende Luftverschmutzung durch proaktive Umplanungen reduziert ggf. sogar ganz vermieden werden. Durchführung: Um die Detailschärfe der Satellitendaten zu erhöhen, werden sie mit weiteren Daten angereichert - u.a. mit Verkehr- und Wetterdaten sowie den Ergebnissen der lokalen Messstationen. Die verschnittenen Daten werden mit analytischen Verfahren ausgewertet, so dass sich ein flächendeckendes, zugleich aber detailliertes Bild Luftqualität ergibt. Dieses Bild geht dabei einerseits in der räumlichen Abdeckung über die derzeit nur punktuellen Messungen der Luftqualität hinaus und übertrifft andererseits im Detailgrad die Auflösung der Satellitendaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: geomer GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von geomer GmbH durchgeführt. Problemstellung: Auch im 21. Jahrhundert stellt die Luftverschmutzung noch ein enormes Gesundheitsrisiko dar. Bei ihrer Bekämpfung stehen Städte und Regionalverbände aber vor einem großen Problem: Ihnen stehen derzeit nur punktuell erhobene Daten zur Verfügung, wodurch ihnen der für effektive Maßnahmen erforderliche Überblick in der Fläche fehlt. Diese Blindstelle soll durch die Daten des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus geschlossen werden. So erlauben es die jüngsten Satellitenmissionen, Luftschadstoffe tagesaktuell in hoher Auflösung vom Orbit aus zu erfassen. Projektziel: Ziel von SAUBER ist es, die Daten des Copernicus-Programms für eine nachhaltige Stadt- bzw. Regionalentwicklung zu erschließen. SAUBER wird dabei nicht nur einen flächendeckenden Überblick über die aktuelle, sondern dank des Einsatzes Künstlicher Intelligenz auch Prognosen und Simulationen der zukünftigen Luftqualität bieten. So können besonders belastete Gebiete im Vorhinein identifiziert und die drohende Luftverschmutzung durch proaktive Umplanungen reduziert ggf. sogar ganz vermieden werden. Durchführung: Um die Detailschärfe der Satellitendaten zu erhöhen, werden sie mit weiteren Daten angereichert - u.a. mit Verkehr- und Wetterdaten sowie den Ergebnissen der lokalen Messstationen. Die verschnittenen Daten werden mit analytischen Verfahren ausgewertet, so dass sich ein flächendeckendes, zugleich aber detailliertes Bild Luftqualität ergibt. Dieses Bild geht dabei einerseits in der räumlichen Abdeckung über die derzeit nur punktuellen Messungen der Luftqualität hinaus und übertrifft andererseits im Detailgrad die Auflösung der Satellitendaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: FhG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI) durchgeführt. Problemstellung: Auch im 21. Jahrhundert stellt die Luftverschmutzung noch ein enormes Gesundheitsrisiko dar. Bei ihrer Bekämpfung stehen Städte und Regionalverbände aber vor einem großen Problem: Ihnen stehen derzeit nur punktuell erhobene Daten zur Verfügung, wodurch ihnen der für effektive Maßnahmen erforderliche Überblick in der Fläche fehlt. Diese Blindstelle soll durch die Daten des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus geschlossen werden. So erlauben es die jüngsten Satellitenmissionen, Luftschadstoffe tagesaktuell in hoher Auflösung vom Orbit aus zu erfassen. Projektziel: Ziel von SAUBER ist es, die Daten des Copernicus-Programms für eine nachhaltige Stadt- bzw. Regionalentwicklung zu erschließen. SAUBER wird dabei nicht nur einen flächendeckenden Überblick über die aktuelle, sondern dank des Einsatzes Künstlicher Intelligenz auch Prognosen und Simulationen der zukünftigen Luftqualität bieten. So können besonders belastete Gebiete im Vorhinein identifiziert und die drohende Luftverschmutzung durch proaktive Umplanungen reduziert ggf. sogar ganz vermieden werden. Durchführung: Um die Detailschärfe der Satellitendaten zu erhöhen, werden sie mit weiteren Daten angereichert - u.a. mit Verkehr- und Wetterdaten sowie den Ergebnissen der lokalen Messstationen. Die verschnittenen Daten werden mit analytischen Verfahren ausgewertet, so dass sich ein flächendeckendes, zugleich aber detailliertes Bild Luftqualität ergibt. Dieses Bild geht dabei einerseits in der räumlichen Abdeckung über die derzeit nur punktuellen Messungen der Luftqualität hinaus und übertrifft andererseits im Detailgrad die Auflösung der Satellitendaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzeption und Betrieb von Großanlagen zur Grundwassernutzung in der Wärme- und Kälteversorgung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MEDFACILITIES GmbH durchgeführt. Im Vorhaben soll der Einsatz von Geothermie über die Nutzung des Grundwassers zur Wärme- und Kälteversorgung einer großen Liegenschaft untersucht, dokumentiert und bewertet werden, um eine Verbesserung der Planungs- und Betriebssicherheit von oberflächennaher Geothermie zu erreichen. Die aus acht Brunnen bestehende Anlage des Uniklinikums Köln soll zukünftig fünf Gebäude mit Wärme und Kälte versorgen. Die in der Gebäudeleittechnik hinterlegten Regelstrategien stimmen den Betrieb der Einzelkomponenten aufeinander ab. Neben den Daten der Brunnenanlage sollen auch die gebäude- und betriebsseitigen Lastgänge ermittelt und ausgewertet werden. Die Zusammenfassung der gesamten Liegenschaft in einem Energiemanagement mit dem Ziel der Reduzierung des Gesamtenergiebedarfs soll im Betrieb evaluiert und bewertet werden. Die Anlage soll in einem Simulationsmodell abgebildet werden. Über die Untersuchung last- und witterungsabhängiger Betriebsstrategien der Brunnenanlage soll deren Verfügbarkeit untersucht und bewertet werden. Die Effizienz des gesamten Systems mit der Brunnenanlage, dem Freikühlbetrieb, dem Umschaltbetrieb zum Kühlen und Heizen sowie der Einkopplung konventioneller Wärme- und Kälteversorgung soll ebenfalls durch Simulation untersucht und bewertet werden. So können längerfristige Konsequenzen von Änderungen der Regelparameter bewertet und Optimierungsmöglichkeiten erkannt werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen in die Betriebsoptimierung einfließen. Über das Monitoring der gesamten Anlage soll das Zusammenspiel mit der Regelung analysiert und dokumentiert werden. Auf Basis der Erkenntnisse aus dem Projekt sollen Empfehlungen für die Planung, Umsetzung und den Betrieb oberflächennaher Geothermie in komplexen Versorgungsstrukturen erarbeitet werden. Wesentliches Ziel des Projektes ist die Analyse und Betriebsoptimierung sowie die energetische und wirtschaftliche Bewertung der Integration oberflächennaher Geothermie zur Wärme- und Kälteversorgung.
Das Projekt "Vorhaben: Optimierung des künstlichen Auftriebs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Kiel, Fachbereich Maschinenwesen durchgeführt. In dem Vorhaben werden Methoden der numerischen Strömungssimulation dazu genutzt, ein System zur Förderung ozeanischen, nährstoffreichen Tiefenwassers in die lichtdurchfluteten Oberflächenschichten zu entwickeln und zu optimieren. Dazu wird zunächst ein neues numerisches Verfahren auf der Basis des public-domain-Frameworks 'OpenFOAM' entwickelt, das Transportgleichungen in Kontinuen für Masse, Energie und Impuls löst, die freie Wasseroberfläche und zusätzlich weitere Fluidphasen zur Berücksichtigung von Nährstoffkonzentration und Salinität berücksichtigt. Besonders adressiert werden muss bei dieser Entwicklung die Dichte- und Temperaturstratifizierung sowie die diffusive Umverteilung von Nährstoffkonzentration und Salinität. Beides ist entscheidend dafür, nährstoffreiches Wasser nicht nur in die Oberflächenschichten zu transportieren sondern dort auch über längere Zeiträume einzuschichten. Ebenfalls adressiert werden muss, dass die strömungsmechanischen Vorgänge langsam sind und dementsprechend lange Simulationszeiträume untersucht werden müssen. Ist das Verfahren zur Simulation derartiger Strömungen entwickelt, wird es zur Optimierung eines Systems zur Erzeugung künstlichen Auftriebes verwendet. Hierbei wird das System, im wesentlichen bestehend aus einem vertikal angeordnetem Rohrsystem, das mit Propellern ausgerüstet ist, hinsichtlich seiner geometrischen Abmessungen, seiner Anordnung und seines Antriebssystems ausgelegt und optimiert. Als Ergebnis wird der Umfang des Nährstofftransportes in die lichtdurchflutete Oberflächenschicht des Ozeans bestimmt. Dies ist die Grundlage für die Auslösung eines biologischen bzw. biochemischen Prozesses der CO2-Sequestrierung, der in anderen Teilprojekten des Gesamtvorhabens untersucht wird.
Das Projekt "Teilvorhaben: wirtschaftliche Bewertung und Analyse der Systeme und des Gebäudebestandes und Mitarbeit im IEA-HPP Annex 'Heat Pumps in Multi-Family Buildings'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Fachgebiet Strömungsmaschinen (FSM) durchgeführt. Wärmepumpen, die mit elektrischer Energie oder mit Brennstoffen angetrieben werden, haben ein erhebliches Potenzial zur Absenkung der spezifischen CO2-Emissionen für die Wärmebereitstellung im Bestand und in sanierten Gebäuden. Allerdings sind damit spezielle Anforderungen sowohl an die Raumübergabe bzw. Warmwasserbereitung (Wärmesenke) als auch die Nutzbarmachung von Umweltwärme (Wärmequelle) verbunden, insb. wenn der Exergiebedarf für die Wärmebereitstellung gering gehalten werden soll. Im Verbundvorhaben sollen LowEx (Niedrigexergie)-Systemkonzepte für Mehrfamilien-Bestandsgebäude umfassend analysiert und demonstriert werden. Im Analyse-Teil des Vorhabens soll die Zuordnung von Systemkonzepten zu MFH-Gebäudetypen und Typen von Sanierungsprozessen systematisch untersucht und bewertet werden unter Einbeziehung des erreichbaren Nutzerkomforts, wirtschaftlicher Aspekte und der erreichbaren Emissions-Senkung. Im Demonstrations-Teil des Vorhabens sollen im Rahmen eines größeren Projekt-Verbundes entwickelte Wärmepumpensysteme und Komponenten in beispielhaften Sanierungsvorhaben in Verbindung mit ausgewählten Wärmequellen, Speichern und Raumübergabesystemen als 'LowEx-Bestand-Konzepte' demonstriert werden. Über ein Monitoring der Demonstrationsobjekte sollen die Ergebnisse wissenschaftlich ausgewertet und mit Ergebnissen aus Simulationsrechnungen verglichen werden, um eine fundierte vergleichende Bewertung verschiedener Systemkonzepte zu ermöglichen. Die Arbeitspakete enthalten die Analyse des Mehrfamilienhausbestands und des Sanierungsprozesses, die Typisierung von LowEx-Systemkonzepten, die Modellierung und Simulation von Gesamtsystemen, die Demonstration neuartiger LowEx-Konzepte im MFH-Bestand und Markt- und ökonomische Analysen zur MFH-Bestandssanierung mit LowEx-Systemen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hof" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Institut für Infomationssysteme durchgeführt. Problemstellung: Auch im 21. Jahrhundert stellt die Luftverschmutzung noch ein enormes Gesundheitsrisiko dar. Bei ihrer Bekämpfung stehen Städte und Regionalverbände aber vor einem großen Problem: Ihnen stehen derzeit nur punktuell erhobene Daten zur Verfügung, wodurch ihnen der für effektive Maßnahmen erforderliche Überblick in der Fläche fehlt. Diese Blindstelle soll durch die Daten des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus geschlossen werden. So erlauben es die jüngsten Satellitenmissionen, Luftschadstoffe tagesaktuell in hoher Auflösung vom Orbit aus zu erfassen. Projektziel: Ziel von SAUBER ist es, die Daten des Copernicus-Programms für eine nachhaltige Stadt- bzw. Regionalentwicklung zu erschließen. SAUBER wird dabei nicht nur einen flächendeckenden Überblick über die aktuelle, sondern dank des Einsatzes Künstlicher Intelligenz auch Prognosen und Simulationen der zukünftigen Luftqualität bieten. So können besonders belastete Gebiete im Vorhinein identifiziert und die drohende Luftverschmutzung durch proaktive Umplanungen reduziert ggf. sogar ganz vermieden werden. Durchführung: Um die Detailschärfe der Satellitendaten zu erhöhen, werden sie mit weiteren Daten angereichert - u.a. mit Verkehr- und Wetterdaten sowie den Ergebnissen der lokalen Messstationen. Die verschnittenen Daten werden mit analytischen Verfahren ausgewertet, so dass sich ein flächendeckendes, zugleich aber detailliertes Bild Luftqualität ergibt. Dieses Bild geht dabei einerseits in der räumlichen Abdeckung über die derzeit nur punktuellen Messungen der Luftqualität hinaus und übertrifft andererseits im Detailgrad die Auflösung der Satellitendaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Anlagenkonzept" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kraftanlagen München GmbH durchgeführt. In dem Vorhaben TESS 2.0 wird ein Power-to-Heat-to-Power-Konzept entwickelt und erprobt, bei dem die gespeicherte Wärme teilweise rückverstromt wird und damit wieder als hochwertige elektrische Energie zur Lastdeckung beiträgt. Im Zentrum des Konzeptes steht ein Hochtemperatur-Speicher mit Luft als Wärmeträgermedium, der nach dem Power-to-Heat-Prinzip mithilfe einer Induktionsheizung mit Überschussstrom aus dem Netz thermisch beladen werden kann. Anders als bei herkömmlichen Konzepten wird hierbei die Wärme auf einem hohen Temperaturniveau gespeichert (bis zu 1000 °C), so dass sie anschließend nicht nur als Wärme dem Nutzer zur Verfügung steht, sondern auch in einem Wärmekraftprozess teilweise wieder in Strom zurückgewandelt werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Power-to-Heat Anwendungen erhöht sich der exergetische Wirkungsgrad dadurch von ca. 20% auf über 50%. Das innovative Konzept wird durch eine Versuchsanlage realisiert und anhand von unterschiedlichen Betriebsstrategien die Bereitstellung und die Wechselwirkung von Strom und Wärme experimentell untersucht und optimiert. Zur Durchführung des Projekts übernimmt KAM vor allem die Analyse möglicher Erlösmodelle für den innovativen Anlagentyp und die Planung der Gesamtanlage. Darüber hinaus unterstützt KAM das SIJ bei der Beschaffung und Errichtung der Anlage und bei der Planung und Durchführung des Testbetriebs, sowie die anderen Partner bei der Integration ihrer Einzelkomponenten. Die methodische Vorgehensweise mit den jeweiligen Verantwortlichkeiten geht aus den beschriebenen Arbeitspaketen hervor und ist dem Arbeitsplan der Vorhabenbeschreibung zu entnehmen. Übersicht des Arbeitsplans: 1) Planung der Testanlage 2) Beschaffung, Bau und Inbetriebnahme der Anlage 3) Durchführung von Testreihen und Monitoring 4) Simulation der Anlage 5) Hochskalierung des Systems.
Das Projekt "Gruendung des 'Kolleg fuer Synergetik und Systemsimulation'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Delphi 2 Creative Technologies GmbH durchgeführt.
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| offen | 45 |
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| Deutsch | 45 |
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| Resource type | Count |
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| Keine | 38 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
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| Boden | 26 |
| Lebewesen & Lebensräume | 27 |
| Luft | 27 |
| Mensch & Umwelt | 45 |
| Wasser | 22 |
| Weitere | 45 |