Um die Auswirkung baulicher Massnahmen auf die Durchlueftung von Innenstadtbereichen zu ermitteln, sind bei Verwendung hydraulischer Modelle spezielle Versuchstechniken erforderlich: Neben der Notwendigkeit, auch sehr geringe Stroemungsgeschwindigkeiten moeglichst stroemungsfrei auszumessen, ist die Simulation von Dichtestroemungen einschliesslich der Nachbildung von Kaltluftproduktion und Waermeabgabe durch die Baukoerper nachzubilden. Fuer die Messung von niedrigen Geschwindigkeiten kommen in Ergaenzung zu Laser- und Heissfilmanemometrie lediglich optische Methoden wie z.B. Wasserstoffblaeschenbeobachtungen in Frage. Fuer die Simulation der Dichtestroeme scheidet die prinzipiell moegliche Methode, auch im hydraulischen Modell mit Waerme zu arbeiten, aus, da wegen der Einhaltung der Aehnlichkeitsgesetze eine ca. zehnfache Temperaturspreizung erforderlich waere. Abhilfe schafft hier die Verwendung von chemischen Zusaetzen, welche nach Bedarf die Dichte des Wassers vergroessern oder verringern. Erste Erfahrungen mit rechnerisch erfassbaren Versuchsbedingungen, wie z. B. Schleusenfuellungsversuche oder Abfluss eines Dichtestromes ueber eine Schwelle zeigen ermutigende Ergebnisse fuer diese Art der Experimentiertechnik.
Untersuchung von Stroemungsarten (mit und ohne Rueckstroembereich, mit und ohne periodische Schwingungen), die moeglichst hohe Energieumsetzungsdichten bei der Verbrennung von schadstoffbeladenen Abgasen und Abluft erlauben. Dazu Turbulenzuntersuchungen ('Mikro'- und 'Makro'-Turbulenz) mittels Hitzdrahtanemometrie (Untersuchung dreidimensional) bei verschiedenen Geometrien von Brennkammern.
Während der letzten Jahre wurde Salpetrige Säure (HONO) als eine Hauptquelle von OH-Radikalen in der unteren Atmosphäre erkannt. Da das OH Radikal für den Abbau der meisten Schadstoffe und die Bildung von Photooxidantien, wie z.B. Ozone, verantwortlich ist, sind die Identifizierung und die Quantifizierung von atmosphärischen HONO-Quellen von großer Bedeutung. Basierend auf Laborstudien wurden hauptsächlich bodennahe HONO-Quellen vorgeschlagen, um die unerwartet hohen HONO-Tageskonzentrationen in der unteren Atmosphäre zu erklären. Daraus resultierende vertikale Flussmessungen von HONO über atmosphärischen Oberflächen werden jedoch nur selten durchgeführt. Zudem wird hierbei auf Grund fehlender schneller und empfindlicher HONO-Messgeräte meist nur die aerodynamische Gradientenmethode eingesetzt, die mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Daher soll im Rahmen des hier beantragten Projektes ein REA (Relaxed Eddy Accumulation) System, zur Quantifizierung vertikaler Flüsse salpetriger Säure (HONO) entwickelt und erprobt werden. Es soll ein Zweikanal-Messgerät aufgebaut werden, das auf dem LOPAP (Long Path Absorption Photometer)-Messprinzip basiert und das mit einem mikrometeorologischen Einlasssystem gekoppelt wird. Hierbei werden zwei schnelle Magnetventile mit Hilfe eines Ultraschallanemometers gesteuert und somit die beiden Kanäle für jeweils auf- und absteigende Luftmassen beprobt. Zusätzlich werden in einem dritten Kanal chemische Interferenzen bestimmt und zur Korrektur der Messsignale verwendet. Parallel zum Aufbau der Hardware soll für die Steuerung der Ventile und die Datenerfassung der meteorologischen Daten eine passende Software entwickelt werden. Das Gerät wird zunächst an der BUW auf seine technische Funktionalität getestet und optimiert. Zum Ende des Projektes sollen dann mit Hilfe des Messgerätes und begleitenden anderen Spurengasmessungen Tagesquellen von HONO über einem landwirtschaftlich genutzten Feld in Grignon (Frankreich) identifiziert und quantifiziert werden. Die gewonnenen Daten sollen mit Ergebnissen aus HONO-Gradientenmessungen verglichen werden, die im Rahmen eines früheren DFG-Projekts des Antragstellers am selben Messort gewonnen wurden.
Optische Verfahren und Messeinrichtungen; Bereitstellung optischer Messverfahren zur Messung der Verteilung von Konzentration, Teilchengroesse und -geschwindigkeit sowie zur Sichtbarmachung von Bewegungsablaeufen in mehrphasigen Systemen; Methode: Hochfrequenzkinematographie/Spark-Tracing-Verfahren/Laser-Doppler-Anemometrie/Streulichtmessverfahren/Holographie/Extinktionsmessungen.
Die Ziele des Forschungsvorhabens sind es festzustellen, wie sich Vereisung auf Messgeraete und Windkraftanlagen auswirkt und geeignete Gegenmassnahmen zu entwickeln. Hierzu sind insbesondere folgende Fragen zu beantworten: - wie verhalten sich WKA und Messgeraete bei Vereisung, - mit welchen Messgeraeten kann Vereisung bzw. Eisansatz an WKA festgestellt werden, - welche Sicherheitsrisiken resultieren aus Eisansatz (z. B. Abschleudern von Eisstuecken, Schaeden an WKA bei veraenderter Geometrie der Fluegel, bei einseitiger mechanischer Belastung), - wie gross ist die Energieeinbusse durch gestoerten Betrieb bei Vereisung, - mit welchen Verbesserungen an WKA und Messgeraeten kann dem Problem der Vereisung begegnet werden (beheizte Anemometer, beheizte Rotorblaetter) , Beschichtung von Rotorblaettern , - welche meteorologischen und standortspezifischen Faktoren fuehren zu Vereisung, Erarbeitung von Vereisungskarten, - haben unterschiedliche Arten der Eisbildung unterschiedliche Wirkungen.
Emission und Ausbreitung von Pollen heimischer Baumarten sind bedeutende Prozesse, denn einerseits gehören Baumpollen zu den wichtigsten im Frühjahr aktiven Allergenen des Menschen, und andererseits ist die Pollenausbreitung ein entscheidender Prozess im Lebenszyklus der vorwiegend windbestäubten Bäume gemäßigter Breiten. So ist die Pollenausbreitung unverzichtbar für Bestäubung, Reproduktion und natürliche Regeneration und darüber hinaus für den Genfluss und die genetische Vielfalt innerhalb und zwischen Waldbaumpopulationen. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist die Analyse derjenigen meteorologischen Faktoren, welche die lokale Freisetzung und Ausbreitung von Baumpollen in einem typischen mitteleuropäischen Mischwald beeinflussen und die Entwicklung eines funktionellen Modells zur Pollenemission. Hierzu werden Messungen der Pollenkonzentration und meteorologischer Faktoren in einer hohen zeitlichen Auflösung auf drei Höhenstufen eines 30 m hohen Messturmes im 'Lehrforst Rosalia' in Ostösterreich durchgeführt. Der Pollenkollektor besteht aus drei speziell für diese Fragestellung entwickelten aktiven Probenahmeeinheiten, die eine gleichmäßige Pollensammlung aus allen Richtungen und eine hohe zeitliche Auflösung ermöglichen. Die meteorologische Ausstattung besteht aus drei Ultraschall Anemometern und konventionellen Temperatur-, Strahlungs-, und Feuchtesensoren, welche die meteorologischen Daten in denselben Höhen aufnehmen wie die Pollenkonzentrationen (über dem Kronendach, im Kronenbereich und am Waldboden). Zusätzlich zur Messkampagne soll der Pollentransport mit einem Lagrange-Partikel Modell simuliert werden. Die dafür erforderlichen Trajektoren werden mit einem diagnostischen Windfeldmodell auf Grundlage umliegenden synoptischer Messstationen erzeugt. Die zu erwartenden umfangreichen Daten werden signifikant beitragen: a) zu einem besseren Verständnis der Pollenemission verschiedener mitteleuropäischer Baumarten, b) zu einem funktionellen Verständnis der tageszeitlichen Variation der Pollenfreisetzung in Abhängigkeit von den meteorologischen Parametern, c) zu unserem Wissen über den horizontalen und vertikalen Pollentransports innerhalb und über der Bestandesschicht, und d) zur Möglichkeit Pollenkonzentrationen mit einem Lagrange-Partikel Modell zu simulieren. Die Ergebnisse des Projekts sind die Grundlage für eine neue Generation von Modellen zur Simulation der Pollenausbreitung. Derartige Modelle sind wichtige Werkzeuge für forstwissenschaftliche Fragestellungen und im Landschaftsmanagement, zur Vorhersage und zum Monitoring von allergieauslösenden Pollen und für Risikoanalysen zum Einsatz genetisch modifizierter Bäume.
Die Entwicklung eines laserbasierten interferometrischen Basismoduls zur eindimensionalen Windmessung für die lastreduzierende Regelung einer Windenergieanlage zielt darauf ab, die Einschränkungen der hinter dem Rotor platzierten Sensorik (Windfahne, Anemometer) zu überwinden und dabei kostentechnisch in der Größenordnung von Standard-Anemometern zu liegen. Das Basismodul soll flexibel erweiterbar sein, um auch bei Bedarf komplexere Messungen durchführen zu können und um das Modul in der Lehre einsetzen zu können. Im Rahmen des Teilvorhabens soll die Entwicklung des optischen Messkopfes (1), die Auslegung des optisch-elektrischen Frontends (2), die Programmierung der Hardware (3) und die Zusammenführung aller Teilkomponenten zu einem Gesamtsystem (4) erfolgen. Die Hochschule Bremerhaven kooperiert im Rahmen des Verbundprojektes mit dem Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) und dem Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme (IWES).
Die Entwicklung des interferometrischen Basismoduls zur eindimensionalen Windmessung zielt darauf ab, die Einschränkungen der hinter dem Rotor platzierten Sensorik (Anemometer) zu überwinden, um eine lastreduzierende Regelung von Windenergieanlagen zu ermöglichen. Herzstück des Basismoduls ist ein kontinuierlich-emittierender Laser mit festgelegter Kohärenzlänge und hinreichend hoher Ausgangsleistung. Dieser ermöglicht die Umsetzung der Messung in einem definierten Volumen vor der Windenergieanlage, dessen Größe von der Kohärenzlänge des Laserlichts bestimmt wird. Im Projekt soll ein möglichst einfacher und damit kostengünstiger Faserlaser zum Erreichen der benötigten Parameter gefunden, untersucht und hinsichtlich des Einsatzes anhand eines Demonstrators evaluiert werden. Neben der erwähnten Entwicklung des Faserlasers (1) sollen die Implementierung eines flexibel erweiterbaren Anlagenschnittstellenkonzeptes (2), die Erarbeitung einer Strategie zur Lastreduzierung durch prädiktive Steuerung (3) und die Verifizierung des Basismoduls anhand von Feldmessungen (4) erfolgen.
This proposal for a joint Romanian-Swiss Research Project (RSRP) is based on the expertise of two different research areas of the partner universities: it combines boundary layer meteorology meas-urements, numerical modelling and remote sensing on the Swiss side (Department for Environmental Sciences - Meteorology, Climatology and Remote Sensing (MCR Lab) University Basel) and regional development, civil engineering as well as Geographic Information System (GIS) and spatial data analysis of satellite data on the Romanian side (Urban Engineering and Regional Development Department, Technical University of Civil Engineering Bucharest). From this starting point the proposed project offers unique possibilities by integrating basic research on the urban climate and air pollution of the Bucharest region, analysis of time series of spatially distributed data from satellites, the application of the results for urban and regional planning, and the transfer and implementation of methodologies and spatially distributed data for local planning authorities. The main topics are 1.) to investigate how the Romanian Revolution in 1989 has changed the envi-ron mental situation and the urban climate in Bucharest over the last 30 - 40 years by means of satellite data analysis, 2.) to study the on-going meteorological processes by direct measurements of radiation and heat fluxes at 3 - 4 micrometeorological flux towers within the city area covering different types of land cover. This type of data like heat and CO2 fluxes has partly never been measured in Bucharest. 3.) A method widely used in many western countries like Switzerland, Germany or in East Asia (Japan, Hong Kong) how to transfer the results of complex meteorological measurements and data into information required and used by local and regional planning authorities. This has never been carried out in Romania and the technique will be implemented at the University Bucharest. 4.) Using numerical urban climate models like ENVI-met potential urban planning scenarios will be simulated to improve urban climate, human comfort, air pollution and health. For the radiation and heat flux measurements the maintenance of 3 - 4 flux towers is foreseen. Discussion on adequate locations is on-going but the final decision can only be made after a visit of the local situation at the beginning of the project. The flux towers will be equipped with state-of-the-art instruments for radiation measurements and ultra-sonic anemometers for turbulence measurements using the eddy-correlation method. CO2 fluxes at the flux tower locations will be measured by an open-gas analyser. Particulate matter (PM10) is planned to be collected by a passive sampling device developed and used by the German Weather Service. (...)
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 74 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 74 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 74 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 66 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 59 |
| Webseite | 15 |
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|---|---|
| Boden | 36 |
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