Das Projekt "Teilvorhaben: Simulation des DMFC Stacks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von S++ Simulation Services durchgeführt. Ziel des Verbundes ist die Entwicklung eines hochintegrierten kompakten Brennstoffzellensystems. Das besondere hierbei ist dass die einzelnen Zellen individuell angesteuert und geregelt werden. Die Partner im Verbund decken die gesamte Umsetzungskette von der Forschung bis zum Vertrieb ab. Der Antragsteller S++ Simulation Services übernimmt in dem Verbund, in enger Zusammenarbeit mit dem ZSW, die Simulation der Brennstoffzelle. S++ entwickelt innerhalb des Projektes eindimensionale Modellen zur Simulation der DMFC. Die eindimensionalen Modelle werden zu dreidimensionalen Modellen gekoppelt. Des Weiteren werden Messgeräte für die Stromdichteverteilung aufgebaut um Messdaten zu erhalten. Bei der Ergebnisverwertung ist S++ unabhängig von den übrigen Projektpartnern. Das Ziel ist es die innerhalb des Projektes entwickelten Simulationsmodelle in eine Modellbibliothek einfließen zu lassen und diese als Produkt zu vertreiben. Um die Modellbibliothek zu vervollständigen und zu einem Produkt zu machen ist auch über das Projekt hinaus noch einiges an Arbeit zu leisten.
Das Projekt "FS SONNE (SO 195) TOTAL: Wärmestromdichtemessungen an der Tonga Subduktionszone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften durchgeführt. Ziele: Ziel der Untersuchung ist das bessere Verständnis der Prozessabläufe bei der Erdbebenentstehung und -häufigkeit an der Subduktionszone entlang des Kermadec Bogens. Im Detail soll mit Hilfe eines Netzwerks von Ozeanboden-Seismometern die vermutete seismogene Kopplungszone im Bereich der Subduktion des Louisville Rückens unter dem Kermadec Bogen untersucht werden. Seismogene Kopplungszonen sind Bereiche in Subduktionszonen, an denen über lange Zeiträume Spannungen aufgebaut werden, die dann zu großen Erdbeben führen können, die in bewohnten Gebieten entsprechend schwerwiegende Auswirkungen haben können. Diese Zonen sind weltweit bisher nur unzureichend untersucht. Diese Untersuchungen sind prinzipiell dazu geeignet, Aussagen zum Gefährdungspotential an aktiven Subduktionszonen zu treffen. Damit sollen sie zu einem besseren Verständnis der Vorgänge bei der Erdbebenentstehung und evtl. zur Durchführung von Präventivmaßnahmen in Erdbebengebieten beitragen. Die Kombination von Seismologie und Wärmestromdichtemessungen können außerdem die Kenntnisse über den Aufbau der ozeanischen Kruste in diesem Gebiet verbessern. Der Fahrtbericht wird als Hardcopy bei der Technischen Informationsbibliothek in Hannover vorliegen und die Wochenberichte der Forschungsfahrt finden sich auf der Internetplattform des FS SONNE (BGR).
Das Projekt "Integration ökologischer und ökonomischer Modelle zur Identifikation von Bestimmungsfaktoren der Weidequalität und dem Management von Biodiversität (S-D9)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Agrarpolitik und Marktforschung, Professur für Agrar- und Umweltpolitik durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist es, jeweils ein bio-ökonomisches Modell für die Karas Region (Gallap-Ost) S-D9 und die Kavango Region (Mutompo) S-D10 in Namibia zu erstellen. Für S-D9 wird ein neuer integrativer Ansatz der iterativen Nutzung von ökonomischen und ökologischen Modellansätzen durchgeführt. In S-D10 wird ein auf kommunale Entscheidungen ausgerichtetes Model erstellt. Es werden ferner ökologische Vorgaben der Biodiversitätserhaltung aus ökonomische Sicht bewertet. Die Arbeitsplanung gliedert sich jeweils 1.) in einen Feldforschungsteil, bei dem Daten für die Koeffizienten der Modelle erhoben werden, 2.) in einen Programmierungsteil, in dem die Modelle in einem Computer formuliert und getestet werden, und 3.) in einen Kommunikations- und Kalibrierungsteil, bei dem die Modelle mit zukünftigen Nutzern besprochen werden. Als Ergebnisse wir eine CD-ROM mit zwei dynamischen Programmierungsmodellen geliefert. Die Modelle bilden die Entscheidungen von Weidenutzern bei Nutzen (S-D10)- bzw. Gewinnmaximierung (S-D9) über einen Zeitraum von 30 Jahren unter Einbeziehung der ökologischen Konsequenzen von diversen Weidenutzungsintensitäten und -strategien ab.
Das Projekt "Grundwassersanierung der Stadt Konz - Untersuchungen zu Möglichkeiten der natürlichen Selbstreinigung nach einem Mineralölschaden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Nordhausen, Studiengang Flächen- und Stoffrecycling durchgeführt. Die konventionelle Grundwassersanierung ist häufig eine zeit- und kostenintensive Vorgehensweise, ohne dass ein definiertes Sanierungsziel sowie eine zeitliche Befristung formuliert werden kann. Mit Einführung des Bundesbodenschutzgesetzes (BBodSchG) wird den Möglichkeiten der natürlichen Selbstreinigung eines Untergrundes mehr Bedeutung eingeräumt. Dies ist international unter dem Begriff natural attenuation mittlerweile eingeführt. Im Mündungsgebiet von Saar und Mosel befindet sich ein typischer Sanierungsfall, ein gewerblich bedingter Mineralölschaden. Nach mehreren Jahren Sanierungsbetrieb, dem 'pump and treat Verfahren' werden nun im Vorgriff auf die Definition eines Sanierungsendes die Selbstreinigungskräfte des Grundwasserleiters untersucht. Zunächst ist lediglich eine orientierende Erstanalyse geplant im Sinne einer Machbarkeitsstudie. Das Projekt erfolgt in Kooperation mit den Universitäten Stuttgart und Trier, wobei erstgenannte die Kompetenz der Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung einbringt. An einer Gruppe ausgewählter Überwachungspegel werden über einen Zeitraum von ca. 2 Monaten typische chemisch physikalische Parameter kontrolliert, die Auskunft über einen mikrobiellen Abbau im Untergrund geben können. Zusammen mit Eckdaten zur Hydraulik, d.h. Grundwasserbewegung, kann ein einfaches EDV-Modell zur Auswertung genutzt werden. Ähnliches wird bereits auch von der EPA (environmental protection agency) eingesetzt.
Das Projekt "Bionische Gestaltung und textile Herstellungsverfahren zur kostengünstigen Herstellung optimierter Faserverbundstrukturen." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dipl.-Ing. H. Moldenhauer GmbH durchgeführt. Verbundprojekt BIOTEX: Arbeitspaket Softwareentwicklung: Entwicklung des Optimierungstools CAIO auf Basis der Bionik, das die Möglichkeiten und Grenzen der Textiltechnik berücksichtigt. A) Optimierung von komplexen 3D-Strukturen, welche im allgemeinen aus räumlich gekrümmten, schichtweise aufgebauten Schalen bestehen. B) Diskrete Optimierung von Volumenstrukturen. 1) Idealisierung verschiedener Schalen-Anwendungsbeispiele, unter Einbindung von vordefinierten Textilschichten. 2) Ermittlung des Richtungsfelds für die Fasereinbettung. 3) Programmierung eines Integrationsverfahrens, das das Richtungsfeld in Positionsdaten für den Faserverlauf umsetzt. 4) Verifikation des Verfahrens an einem Demonstratorbauteil. Der Autor hat Erfahrung durch die Programmierung und den Vertrieb ähnlicher Optimierungsverfahren (CAO: Formoptimierung und SKO: Topologieoptimierung). Diese Software wurde über 50-mal lizenziert. Die Neuentwicklung von CAIO soll in ähnlicher Weise vermarktet werden.
Das Projekt "Numerisches Last-mile Tsunami Frühwarn- und Evakuierungsinformationssystem - Vorhaben: Qualitätsmanagement, Hochaufgelöstes 3D-Modell, Demonstration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Remote Sensing Solutions GmbH durchgeführt. Numerisches Last-Mile Tsunami Frühwarn- und Evakuierungsinformationssystem: Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird am konkreten Beispiel der Stadt Padang/Indonesien ein Tsunami Frühwarn- und Evakuierungsinformationssystem entwickelt. Zu diesem Zweck werden aus hochaufgelösten Datensätzen des Küstenvorfeldes und der urbanen Küstenräume 3D-Geländemodelle entwickelt, mit Hilfe derer die kleinskalige Überflutungsdynamik in Folge von Tsunamis und deren Transformation im Strandbereich und Küstenhinterland berechnet wird. Aufbauend darauf können detaillierte Simulationen für die Entfluchtung der Stadt als letzten Baustein (Last-Mile Evacuation) einer Warnkette erfolgen, um eine größtmögliche Anzahl an Menschenleben vor dem ansonsten sicheren Tod zu bewahren. Die Basis des Gesamtprojektes bildet eine Überfliegen der Stadt Padang mit dem Stereo-Kamerasystem HRSC, mit dem eine Fläche von 500 km aufgenommen und dadurch höchst präzise Geodaten der Stadt ermittelt sowie digitale Oberflächenmodelle dreidimensional abgeleitet werden. Darauf aufbauend erfolgt eine hydrodynamische Modellierung des Stadtgebietes mit gekoppelten 1D und 2D Modellen. Dieses Modell bildet die Strömungspfade (Strassen, Durchgänge, Vorfluter, etc.) auf der Grundlage des Oberflächenmodelles detailgetreu ab. Mit den Ergebnissen der hydrodynamischen Simulationen werden auf der Grundlage der Methode der zellularen Automaten risikobasierte, ort- und zeitspezifische Prognosen des Evakuierungsverhaltens der Bevölkerung erstellt und gleichzeitig durch ein numerisches Queueing-Model der Verkehrsfluss in großen Teilen des Straßennetzes simuliert. Die Ergebnisse dieser verschiedenen Simulationen werden der Bevölkerung und den lokalen Entscheidungsträgern mit Hilfe von Web-basierten Applikationen in Form des Frühwarn- und Evakuierungsinformationssystems zur Verfügung gestellt und Maßnahmen eines Capacity Buildings zur Schulung und Weiterbildung ergriffen. Ziel der vorgesehenen Überflutungssimulationen ist es, die Wellenausbreitung und das Eindringen von Tsunamis in küstennahe urbane Räume zu bestimmen. Es ist vorgesehen, die durch ein Modell des Küstenvorfeldes berechneten Wasserstände und Strömungsgeschwindigkeiten im Übergangsbereich (meist gleichzusetzen mit dem Bereich vollständiger Zerstörung) an ein hoch aufgelöstes 'Stadtmodell' des urbanen Raumes zu übergeben. Dieses Modell bildet die Strömungspfade (Strassen, Durchgänge, Vorfluter etc.) und Einstaubereiche (Plätze, Parkanlagen, Innenhöfe etc.) auf der Grundlage eines hochgenauen digitalen Geländemodells detailgetreu ab. In seinem Ergebnis stellt das Modell für nach geordnete Betrachtungen die Parameter Wasserstand, Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung an jedem beliebigen Punkt des Stadtgebietes für den gesamten Zeitraum einer Tsunami Warnung (Auflauf der Welle - Ausbreitungsphase - Ablauf der Welle) zur Verfügung. Die Informationsschärfe jeder Szenarien-Rechnung wird räumlich in der Auflösung von 1m liegen. Die zeitliche Auflö
Das Projekt "GeoCPM - Geowissenschaftliche Simulation städtischer Abflussvorgänge mit dem komplexen Parallelschrittverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von tandler.com Gesellschaft für Umweltinformatik mbH durchgeführt. Überflutungsnachweises in städtischen Einzugsgebieten zu stellen. Dadurch wird die Einbeziehung zunehmend genauerer, multidimensionaler geographischer und meteorologischer Daten zu diesem Zwecke, besser oder überhaupt erst möglich. Dies soll nicht nur wegen des zwingenden Einsatzes von Überflutungsnachweisen aufgrund europäischer DIN-Normen geschehen, sondern vor allem im Rahmen einer notwendigen und sinnvollen Ergänzung praktischer Ingenieurstätigkeit in Zeiten national wie international gestiegener Ansprüche infolge (klimabedingt) gehäufter Überflutungen. geoCPM Überschwemmung 3D Modell. Der Hochwasserschutz muss beginnen, lange bevor Flüsse über die Ufer treten. Bereits lange bevor es zu starken Regenfällen kommt, müssen Städte und Gemeinden Maßnahmen ergreifen. Eine wesentliche Aufgabe städtischer Entwässerungssysteme ist die Bereitstellung ausreichender Überflutungssicherheit von privaten, gewerblichen und öffentlichen Bauten und zugeordnetem Eigentum im städtischen Raum. Entwässerungssysteme sind entsprechend den in europäischen und nationalen Normen und Regelwerken definierten akzeptierten Versagenshäufigkeiten für verschiedene Raumnutzungen auszulegen. Um zum einen diese Schutzmaßnahmen besser an die wirklichen Gegebenheiten anpassen und präventiv ergreifen zu können, macht sich dieser Antrag zur Aufgabe, alle städtischen Abflussvorgänge in einer geowissenschaftlichen Simulation mithilfe eines hydrodynamischen Berechnungsverfahrens und Multiprozessortechnologie abbilden zu können. Herkömmliche Verfahren können dies nicht leisten, da Wasser bei Überstau in virtuellen Speichern gehalten, nicht aber wieder der Oberfläche für den weiteren Abfluss zugeführt wird. Diese Restriktion ist bedingt durch die auf vereinfachten hydrologischen Ansätzen wie Linearspeicherkaskaden beruhende Berechnung von Einträgen von der Oberfläche in das Kanalnetz, die neben der flächenhaften Belastung durch Niederschlag keine weiteren punktuellen Quellterme vorsehen und damit nur eine einseitige Kopplung zwischen beiden Abflusssystemen ermöglichen. Die vom Antragsteller tandler.com und den Projektpartnern Pecher&Partner GmbH und der Münchner Universität der Bundeswehr im Forschungsvorhaben angestrebte vollständige bi-direktionale Kopplung zwischen Kanalnetz und Oberfläche gelingt mit hydrodynamischen Berechnungsverfahren für den Oberflächenabfluss. usw.
Das Projekt "CCES-TRAMM: Triggering of Rapid Mass Movements in Steep Terrain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft durchgeführt. Ausgangslage: Die Vorhersage von Rutschungen, Hangmuren und Lawinen ist trotz intensiver Forschung ein kaum lösbares Problem. Einerseits werden Vorhersagen dadurch erschwert, dass verschiedenste Faktoren (Niederschlagsmenge und Intensität, Topographie des Geländes, Anfangsbedingungen) die Auslösung beeinflussen. Zudem kann auch eine räumlich begrenzte Störung in einer Art Kettenreaktion zur Destabilisierung des ganzen Hanges führen. Solche Kettenreaktionen sind schwierig zu prognostizieren. Allgemeine Projektziele: Um die Vorhersage zu verbessern und die Entstehung von lokalen Störungen und deren Ausbreitung zu verstehen, muss die räumliche Verteilung der Hangeigenschaften bekannt sein. Moderne Messverfahren (Laser scanning der Oberfläche, geophysikalische Untersuchung des Untergrundes) werden eingesetzt, um einen Rutschungsgefährdeten Hang zu charakterisieren. Neben klassischen Modellen, die die Stabilität eines Hanges berechnen, werden neue Ansätze aus der statistischen Physik angewendet. Diese neuen Ansätze (Self-Organized Criticality, Fiber Bundle Models) berücksichtigen die Heterogenität des Hanges und modellieren, wie die Ausbreitung einer Störung zu einer Rutschung führen kann. Forschungsinhalte: Die Forschungseinheit 'Gebirgshydrologie und Wildbäche analysiert den Einfluss der Hydrologie und der Vegetation auf die Auslösung von Hangrutschungen. Im Verlauf eines heftigen Niederschlagsereignisses nimmt der Wassergehalt und damit die Last, die stabilisiert werden muss, stark zu. Zudem sind die stabilisierenden mechanischen Kräfte (Kohäsion) in nassen Böden geringer. Der Bestimmung der Wasserfliesspfade kommt daher entscheidende Bedeutung zu. Neben der Kohäsion wird der Hang durch Pflanzenwurzeln zusammen gehalten. Je geringer der Baumdurchmesser und je grösser die Distanz vom Stamm, umso geringer sind die stabilisierenden Wurzelkräfte. Mit zunehmender Belastung beginnen die Wurzeln zu reissen. Dieses Reissen kann mit akustischen Sensoren gemessen werden. Aus den akustischen Messungen soll abgeleitet werden, ob eine Rutschung unmittelbar bevorsteht. Versuchsflächen: Um die neuen Messmethoden und Modellierungsansätze zu testen, werden kleinflächige Rutschungen in Wiler (Wallis) und in Rüdlingen (Zürich) ausgelöst.
Das Projekt "Greenhome - Simulation Platform" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Computertechnik (E384) durchgeführt. Ziel des Strategischen Projekts ist es, ein Framework zur Modellierung und Simulation eines Green Homes zu entwickeln.
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| Förderprogramm | 9 |
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