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Ableitung virtueller geotechnischer Baugrunddaten aus Seismischer Inversion und Geostatistischer Datenintegration, Teilvorhaben: Dimensionierung und Optimierung von Monopfahlgründungsstrukturen unter Anwendung probabilistischer Verfahren

Das Projekt "Ableitung virtueller geotechnischer Baugrunddaten aus Seismischer Inversion und Geostatistischer Datenintegration, Teilvorhaben: Dimensionierung und Optimierung von Monopfahlgründungsstrukturen unter Anwendung probabilistischer Verfahren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: GuD Geotechnik und Dynamik Consult GmbH.

Entwicklung eines bruchmechanischen Berechnungsansatzes zur Beschreibung des Festigkeitsverhaltens von Brennstabhüllrohren bei längerfristiger Zwischenlagerung - KEK

Das Projekt "Entwicklung eines bruchmechanischen Berechnungsansatzes zur Beschreibung des Festigkeitsverhaltens von Brennstabhüllrohren bei längerfristiger Zwischenlagerung - KEK" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung.Im Hinblick auf zukünftig deutlich verlängerte Zwischenlagerdauern bestrahlter Brennelemente sind zusätzliche Nachweise zur Intaktheit der Brennstäbe und Brennstabhüllrohre erforderlich. Wie zahlreiche internationale Untersuchungen an Brennstabhüllrohrmaterialien zeigen, kommt es unter den thermomechanischen Randbedingungen der Behälterbeladung und -zwischenlagerung zu Veränderungen im Gefüge der Hüllrohrwerkstoffe mit einer nach langer Lagerdauer potenziellen signifikanten Erhöhung der Sprödbruchanfälligkeit. Dieses kann bei zusätzlichen mechanischen Belastungen z.B. bei Handhabungsvorgängen, Transporten und in Störfallszenarien sowie bei einer späteren Entladung der Behälter zu einem spontanen Integritätsverlust der Hüllrohre und damit einer Freisetzung radioaktiver Nuklide führen. Um dieses Risiko angemessen bewerten bzw. ausschließen zu können, besteht die vorrangige Zielstellung dieses Projektes darin, geeignete numerische Methoden zur bruchmechanischen Versagensanalyse sowie Prognosemodelle zum Versagensverhalten der Brennstabhüllrohre unter den Bedingungen der langfristigen trockenen Zwischenlagerung zu entwickeln.

Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten austenitischer Werkstofe und deren Schweißverbindungen für RDB- und Kerneinbauten im HCF- und VHCF-Bereich, Teilvorhaben: Konstruktions- und Betriebsdaten

Das Projekt "Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten austenitischer Werkstofe und deren Schweißverbindungen für RDB- und Kerneinbauten im HCF- und VHCF-Bereich, Teilvorhaben: Konstruktions- und Betriebsdaten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: AREVA GmbH.Als wesentliche Zielsetzung wird im Rahmen des Vorhabens eine Daten- und Bewertungsgrundlage für das Ermüdungsverhalten geschweißter austenitischer Komponenten kerntechnischer Anlagen bei großen Lastwechselzahlen geschaffen. Die geplanten Untersuchungen sollen über den konkreten Fall der Kerneinbauten hinaus weiterführende Erkenntnisse für die Auslegung und den Betrieb von Komponenten und Schweißverbindungen aus austenitischen Werkstoffen unter Berücksichtigung von hochzyklischen und ultrahochzyklischen Beanspruchungen liefern. Zur Bewertung der Ermüdungsschädigung bei Überlagerung hoch- und niederfrequenter bzw. LCF/HCF/VHCF Beanspruchungen soll eine geeignete Bewertungsmethodik entwickelt und validiert werden. Der Einfluss des Mediums und diesbezügliche Schwellwerte finden explizite Berücksichtigung. Ferner soll in Phase II der Einfluss dieser Ermüdungsschädigung auf die Versagenswahrscheinlichkeit von RDB-Einbauten abgeschätzt und deren Risiko-Relevanz im Zusammenhang mit der integralen Kernschadenshäufigkeit von repräsentativen Anlagen beurteilt werden.

Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten austenitischer Werkstofe und deren Schweißverbindungen für RDB- und Kerneinbauten im HCF- und VHCF-Bereich, Teilvorhaben: Very High Cycle Fatigue Versuche zur Bewertung und Erweiterung von Modellen zur Ermüdungsanalyse bis zu höchsten Zykluszahlen

Das Projekt "Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten austenitischer Werkstofe und deren Schweißverbindungen für RDB- und Kerneinbauten im HCF- und VHCF-Bereich, Teilvorhaben: Very High Cycle Fatigue Versuche zur Bewertung und Erweiterung von Modellen zur Ermüdungsanalyse bis zu höchsten Zykluszahlen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Werkstoffkunde.Als wesentliche Zielsetzung wird im Rahmen des Vorhabens eine Daten- und Bewertungsgrundlage für das Ermüdungsverhalten geschweißter austenitischer Komponenten kerntechnischer Anlagen bei großen Lastwechselzahlen geschaffen. Die geplanten Untersuchungen sollen über den konkreten Fall der Kerneinbauten hinaus weiterführende Erkenntnisse für die Auslegung und den Betrieb von Komponenten und Schweißverbindungen aus austenitischen Werkstoffen unter Berücksichtigung von hochzyklischen und ultrahochzyklischen Beanspruchungen liefern. Zur Bewertung der Ermüdungsschädigung bei Überlagerung hoch- und niederfrequenter bzw. LCF/HCF/VHCF Beanspruchungen soll eine geeignete Bewertungsmethodik entwickelt und validiert werden. Der Einfluss des Mediums und diesbezügliche Schwellwerte finden explizite Berücksichtigung. Ferner soll in Phase II der Einfluss dieser Ermüdungsschädigung auf die Versagenswahrscheinlichkeit von RDB-Einbauten abgeschätzt und deren Risiko-Relevanz im Zusammenhang mit der integralen Kernschadenshäufigkeit von repräsentativen Anlagen beurteilt werden. In Zusammenarbeit zwischen der Materialprüfungsanstalt (MPA) Universität Stuttgart, der AREVA GmbH Erlangen und dem Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK) der TU Kaiserslautern sind insgesamt 9 Arbeitspakete geplant. Im hier beantragten Teilprojekt der TU Kaiserslautern, Lehrstuhl für Werkstoffkunde (WKK) werden Ermüdungsversuche im VHCF-Bereich bei Raumtemperatur und bei 300°C an Luft durchgeführt. Ferner erfolgte eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung des Grundwerkstoffes und der Schweißnaht im Anlieferungszustand und nach Ermüdungsbeanspruchung zur Aufklärung der komplexen Zusammenhänge zwischen Mikrostruktur und Schädigungsmechanismen.

Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten austenitischer Werkstofe und deren Schweißverbindungen für RDB- und Kerneinbauten im HCF- und VHCF-Bereich, Teilvorhaben: Untersuchungen im LCF- und HCF-Bereich

Das Projekt "Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten austenitischer Werkstofe und deren Schweißverbindungen für RDB- und Kerneinbauten im HCF- und VHCF-Bereich, Teilvorhaben: Untersuchungen im LCF- und HCF-Bereich" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt.

Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen, Vorhaben: Analyse möglicher Auswirkungen extremer Sturmfluten

Das Projekt "Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen, Vorhaben: Analyse möglicher Auswirkungen extremer Sturmfluten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Siegen, Forschungsinstitut Wasser und Umwelt, Abteilung Wasserbau und Hydromechanik.Das Vorhaben hat zum Ziel, aus den bisher analysierten extremen Sturmtiden jene zu selektieren, die zwar extrem unwahrscheinlich aber dafür potentiell mit extremen Auswirkungen und Konsequenzen verbunden sind ('schwarze Schwäne', engl. 'black swans'). Eine detaillierte Beschreibung des Vorhabens kann dem Förderantrag entnommen werden. Das Arbeitsprogramm des beantragten Verbundforschungsvorhabens gliedert sich in fünf Vorhaben. Im Vorhaben der Universität Siegen wird eine Analyse der potentiellen Auswirkungen vorgenommen, die sich infolge des Versagens einzelner Küstenschutzanlagen in der Region und den daraus resultierenden Überflutungen ergeben würden. Dabei kommen statistische und numerische Modelle zum Einsatz. Die Ergebnisse werden für die Beurteilung der Risiken und Handlungsoptionen benötigt. Eine detaillierte Arbeitsplanung kann dem Förderantrag und der Projekthomepage www.hzg.de/ms/extremeness entnommen werden.

Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen, Leitantrag; Vorhaben: Analyse extremer Sturmfluten und möglicher Verstärkungen

Das Projekt "Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen, Leitantrag; Vorhaben: Analyse extremer Sturmfluten und möglicher Verstärkungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH.Die Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeiten schwerer Sturmfluten sowie möglicher Änderungen im Zuge des anthropogenen Klimawandels sind für den Küstenschutz von großer Bedeutung. Im Gegensatz zu bisher existierenden Untersuchungen, die sich typischerweise mit hohen Perzentilen oder Wiederkehrwerten und deren Änderungen beschäftigen, sollen im vorliegenden Antrag Ereignisse untersucht werden, die extrem selten und höchst unwahrscheinlich, aber potentiell möglich sind und mit extremen Konsequenzen verbunden sein könnten. Dazu werden zunächst mit verschiedenen Methoden aus einer Vielzahl existierender Beobachtungsdaten, Reanalysen und Klimaszenarienrechnungen extreme Sturmflutereignisse und zugehörige meteorologische Bedingungen identifiziert und selektiert. Anschließend wird mit Hilfe von Modellstudien untersucht, inwieweit diese Ereignisse innerhalb physikalisch plausibler Grenzen zu noch extremeren Sturmfluten hätten führen können. Dabei werden z.B. Effekte des Meeresspiegelanstiegs oder der Tatsache, dass der zeitliche Ablauf eines Sturms unabhängig von der Tidephase ist, berücksichtigt. Mit regionalen Stakeholdern der Stadt Emden wird anschließend eine transdisziplinäre reflexive Bewertung für die extremsten Fälle durchgeführt, wobei Konsequenzen bei unterstelltem Versagen von Schutzanlagen beispielhaft untersucht und in einem sozialwissenschaftlich begleiteten Diskussionsprozess mit Entscheidungsträgern hinsichtlich ihrer regionalen Auswirkungen und möglicher Anpassungsmaßnahmen bewertet werden.

Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen, Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen - Vorhaben: Analyse von Windfeldern, die extreme Sturmfluten verursachen können

Das Projekt "Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen, Küstenmeerforschung: EXTREMENESS - Extreme Nordsee-Sturmfluten und deren Auswirkungen - Vorhaben: Analyse von Windfeldern, die extreme Sturmfluten verursachen können" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutscher Wetterdienst (DWD) - Abteilung Klimaüberwachung.Die Abschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeiten schwerer Sturmfluten sowie möglicher Änderungen im Zuge des anthropogenen Klimawandels sind für den Küstenschutz von großer Bedeutung. Im Gegensatz zu bisher existierenden Untersuchungen, die sich typischerweise mit hohen Perzentilen oder Wiederkehrwerten und deren Änderungen beschäftigen, sollen im vorliegenden Antrag Ereignisse untersucht werden, die extrem selten und höchst unwahrscheinlich, aber potentiell möglich sind und mit extremen Konsequenzen verbunden sein könnten. Dazu werden zunächst mit verschiedenen Methoden aus einer Vielzahl existierender Beobachtungsdaten, Reanalysen und Klimaszenarienrechnungen extreme Sturmflutereignisse und zugehörige meteorologische Bedingungen identifiziert und selektiert. Anschließend wird mit Hilfe von Modellstudien untersucht, inwieweit diese Ereignisse innerhalb physikalisch plausibler Grenzen zu noch extremeren Sturmfluten hätten führen können. Dabei werden z.B. Effekte des Meeresspiegelanstiegs oder der Tatsache, dass der zeitliche Ablauf eines Sturms unabhängig von der Tidephase ist, berücksichtigt. Mit regionalen Stakeholdern der Stadt Emden wird anschließend eine transdisziplinäre reflexive Bewertung für die extremsten Fälle durchgeführt, wobei Konsequenzen bei unterstelltem Versagen von Schutzanlagen beispielhaft untersucht und in einem sozialwissenschaftlich begleiteten Diskussionsprozess mit Entscheidungsträgern hinsichtlich ihrer regionalen Auswirkungen und möglicher Anpassungsmaßnahmen bewertet werden. Der DWD ist an den Arbeitspaketen WP1 'Datenbasis extremer Sturmflutereignisse' und WP5 'Projektleitung und Ergebnisverwertung' beteiligt sowie verantwortlich für WP2 'Analyse potentieller Verstärkungsmechanismen'.

Küstenmeerforschung: PADO - Prozesse und Auswirkungen von Dünendurchbrüchen an der deutschen Ostseeküste, Leitantrag; Vorhaben: Geotechnische, wasserbauliche und hydrologische Untersuchungen

Das Projekt "Küstenmeerforschung: PADO - Prozesse und Auswirkungen von Dünendurchbrüchen an der deutschen Ostseeküste, Leitantrag; Vorhaben: Geotechnische, wasserbauliche und hydrologische Untersuchungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Geotechnik und Küstenwasserbau - Bereich Geotechnik und Landeskulturelle Ingenieurbauwerke.An der Ostseeküste Mecklenburg-Vorpommerns und Schleswig-Holsteins werden Küstenlinien häufig durch Landesküstenschutzdünen geschützt. Trotz weltweiter Forschung ist bislang nicht ausreichend bekannt, wie eine Düne im Ernstfall in Längsrichtung versagt, wie Polderflächen durch eine Dünenbresche geflutet werden und wie sie sich nach Absinken der Hochwasserwelle wieder entleeren. Existierende Dünenerosionsmodelle lösen diese Fragestellung nicht zufriedenstellend. Die geotechnische Standsicherheit der sicherheitsrelevanten Restdüne nach einem Sturmflutereignis ist ebenfalls nicht hinreichend untersucht. Die Ziele des Projektes sind, neue relevante Erkenntnisse zur Dünendynamik zu generieren und die Bemessungsansätze für Dünen und kombinierte Küstenschutzsysteme mit Dünen und Deichen weiterzuentwickeln. Für die Untersuchung der Dünendynamik bei Hochwasserereignissen ist geplant, ein großmaßstäbliches Dünenbauwerk an der Ostseeküste für ein jährliches Ereignis zu bemessen und zu errichten. Durch eine umfangreiche Instrumentierung des Bauwerkes wird sichergestellt, dass alle relevanten Prozesse im Hochwasserfall erfasst werden. Die so gewonnenen Daten dienen unter anderem als Grundlage für die Kalibrierung numerischer Modelle, weiterführende Untersuchungen zur Hydrologie im Hinterland und zur umwelt- und sozioökonomischen Bewertung der möglichen Auswirkungen. Diese Aufgaben werden von fünf Partnerinstituten mit Unterstützung wichtiger assoziierter Partner durchgeführt. Der Lehrstuhl für Geotechnik und Küstenwasserbau ist Hauptantragsteller und Gesamtkoordinator und bearbeitet inhaltlich die wasserbaulichen und geotechnischen Fragestellungen rund um die Forschungsdüne, während das StALU-MM als assoziierter Partner mit wichtigen Datengrundlagen und bei der Entscheidungsfindung zur Forschungsdüne Unterstützung bietet. Die hydrologischen Fragestellungen werden vom Lehrstuhl für Hydrologie und Meteorologie der Universität Rostock bearbeitet und der Lehrstuhl für Geodäsie und Geoinformatik stellt das zentrale Datenmanagementsystem, aufbereitete Geodaten sowie innovative Lösungen für die Oberflächenmesstechnik an der Forschungsdüne zur Verfügung. Die Umsetzung der Erkenntnisse in die Weiterentwicklung numerischer Modelle zu Dünendurchbruch und Hinterlandüberflutung wird durch das Institut für Wasserwirtschaft und Wasserbau der RWTH Aachen vorgenommen. Die ökonomische Bewertung übernimmt das Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung IÖW in Berlin. Der Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein ist in seiner Rolle als verantwortliche Behörde für den Küstenschutz in Schleswig-Holstein ein weiterer wichtiger assoziierter Partner und schließlich hat sich die Bundesgeschäftsstelle des BWK bereit erklärt, als assoziierter Partner für die Ergebnisverbreitung mitzuwirken.

Validierung und Verifikation der Rechenprogramme COCOSYS und ASTEC

Das Projekt "Validierung und Verifikation der Rechenprogramme COCOSYS und ASTEC" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH.Umfassende Sicherheitsanalysen von Stör- und Unfallabläufen in Kernkraftwerken erfordern Rechenprogramme, die unter Berücksichtigung des aktuellen Standes von Wissenschaft & Technik eine möglichst realitätsnahe und verlässliche Simulation der Abläufe und der sich einstellenden Zustände in der Anlage erlauben. Zielsetzung des aktuellen Vorhabens ist es, den GRS-Systemcode COCOSYS ('Containment Code System') und den deutsch-französischen Integralcode ASTEC ('Accident Source Term Evaluation Code') weiter zu validieren, aktuelle Versuchsprogramme (hier insbesondere die THAI-Anlage bei Becker Technologies GmbH) zu begleiten sowie die Anwendbarkeit der Simulationskette ATHLET-CD ('Analysis of Thermal-hydraulics of Leaks and Transients-Core Degradation') für Kern und Kühlkreislauf und COCOSYS für das Containment auch für die Phase nach Reaktordruckbehälter(RDB)-Versagen zu verifizieren. Die folgenden Arbeiten werden durchgeführt: Validierung von weiterentwickelten und neuen COCOSYS-Modellen sowie die Begleitung von Experimenten (AP1). Im Mittelpunkt steht dabei die aktuelle COCOSYS-Entwicklung zur Umstrukturierung des Moduls für das Aerosol- und Spaltproduktverhalten (AFP - 'Aerosol and Fission Product Module'). Verifizierung von COCOSYS durch Anlagenrechnungen (AP2). Die Arbeiten beinhalten die Analyse der vollständigen Simulationskette mittels gekoppelter ATHLET-CD und COCOSYS Rechnungen, einschließlich der Phase nach RDB-Versagen. Weitere Arbeitspunkte betreffen Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalysen mit COCOSYS (AP3). Darin wird die GRS-Methode mittels des Programms SUSA auf die COCOSYS Module für die Jod- und Aerosolmodellierung sowie die Schmelze-Beton-Wechselwirkung nach RDB-Versagen angewendet. AP4 beinhaltet internationale Aktivitäten. Dazu zählen insbesondere die Begleitung experimenteller Programme der OECD/NEA (THAI -'Thermal-hydraulics, Hydrogen, Aerosols, and Iodine', BIP -'Behaviour of Iodine Project', STEM -'Source Term Evaluation and Mitigation') sowie die Fortführung der Beteiligung am laufenden EU-Vorhaben CESAM (Code for European Severe Accident Management'), das zudem von der GRS auch koordiniert wird. Der AP 5 beinhaltet im Sinne einer Validierung die regelmäßige Durchführung des Regressionstestens und exemplarischer Anwendungsrechnungen zur Sicherstellung konsistenter Ergebnisse und Vermeidung unerwünschter Seiteneffekte bei bereits getesteten Teilen von COCOSYS. Die Qualitätssicherung wir in AP6 sichergestellt. Dazu zählen neben dem User Support z. B. durch Organisation von Workshops auch die Dokumentation sowie deren Aktualisierung. Hier sind Benutzer-Handbücher, Referenz-Handbücher sowie Nutzer-Empfehlungen zu nennen.

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