Das Projekt "Experimentelle Methoden zur Simulation von Schwachwindsituationen im urbanen Bereich" wird/wurde gefördert durch: Technische Universität Darmstadt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Hochschule Darmstadt, Institut für Wasserbau, Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Hydraulik.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.
Das Projekt "Instabile Dichteströmung im Subterranen Ästuar - Ein Multiplikator für den 'Iron curtain' und reaktive Transportprozesse?" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Biologie und Umweltwissenschaften.Submarine Grundwasseraustritte sind wichtige Komponenten des hydrologischen Kreislaufs und tragen wesentlich zum Austrag von Nährstoffen, Kohlenstoff und Metallen aus den küstennahen Grundwasserleitern in die Küstenmeere bei, in Folge dessen sie küstennahe marine Ökosysteme beeinflussen. Das derzeitige Bild der hydraulischen Bedingungen im subterranen Ästuar ist, dass eine von Gezeiten und Wellenbewegung induzierte Salzwasserzirkulationszelle einen Süßwasser-'tube' überlagert. Unsere eigenen Forschungsergebnisse legten jedoch kürzlich nahe, dass diese Schichtung unter bestimmten Randbedingungen instabil wird, die Salzwasserzirkulationszelle und der Süßwasser-'tube' nicht mehr existieren und stattdessen Salzwasserfinger in das darunterliegende Süßwasser absinken. Dies würde die subterranen Grundwasseraustrittsmuster stark verändern und sich mit großer Wahrscheinlichkeit auch auf die geochemischen Prozesse im Untergrund auswirken. Das Projekt kombiniert physikalische Laborversuche und numerische Modellierung, um zu untersuchen (i) ob und wo ein Absinken von Salzwasserfingern in das darunterliegende Süßwasser in der Natur denkbar ist, (ii) welchen Einfluss Sedimenteigenschaften (z.B. Heterogenität) und Randbedingungen (z.B. saisonal variabler Süßwasserzustrom) auf die Ausbildung von Salzwasserfingern haben, (iii) wie die Strömungsmuster in 3-D aussehen, (iv) welche Möglichkeiten der Vorhersage es für die instabilen Strömungsmuster gibt und wie man diese verbessern kann sowie (v) welchen Einfluss die veränderten Strömungsmuster letztlich auf die biogeochemischen Prozesse und die Formation von stark adsorbierenden Eisen(III)hydroxidoberflächen ('Iron curtain') in sandigen Strandgrundwasserleitern und die davon abhängigen Stoffausträge in das Meer haben.
Das Projekt "ROCKFLOW - Numerische Simulation von Stroemung, Stoff- und Waermetransport im Festgestein" wird/wurde gefördert durch: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe / Bundesministerium für Bildung und Forschung / Deutsche Forschungsgemeinschaft / Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung, Geowissenschaftliche Gemeinschaftsaufgaben. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Elektronisches Rechnen im Bauwesen.Fuer zahlreiche Fragestellungen im Zusammenhang mit der Deponierung von Abfaellen, der Altlastensanierung, der Grundwassergewinnung und der Nutzung geothermischer Energie sind Modelluntersuchungen im Kluftgestein durchzufuehren. Dabei sind einerseits geringleitende Formationen fuer die Deponierung von Interesse, die eine wirksame geologische Barriere zur Isolierung von Schadstoffen bilden, andererseits geht es um die Bewirtschaftung von Aquiferen zur Grund- und Thermalwassergewinnung. Die Simulation von Stroemungs- und Transportprozessen in klueftig-poroesen Grundwasserleitern und Grundwassergeringleitern stellt spezifische Anforderungen an die modelltechnische Umsetzung, die aus der signifikanten Inhomogenitaet des klueftigen Untergrunds erwachsen. Zur numerischen Simulation solcher Vorgaenge ist das Finite-Elemente-Programmsystem ROCKFLOW entwickelt worden. Das Programm besteht aus einer Reihe von FE-Rechnenkernen (Kernels), welche die prozessspezifischen Differentialgleichungen mittels Galerkin-FEM approximieren. Diese Rechenkerne sind miteinander verknuepfbar (Models), so dass gekoppelte Prozesse (z.B. Tracertransport durch eine Gasstroemung) simuliert werden koennen. Physikalische Prozesse: Folgende physikalische Prozesse sind modellierbar: - Grundwasserstroemung (Sicker- und Kluftstroemung) - Gasstroemung (kompressible Fluide) - Mehrphasenstroemungen (Systeme aus in- und kompressiblen Fluiden) - nicht- (Forchheimer) und liniare Fliessgesetze (Darcy) - hydrodynamische Dispersion (Scheidegger-Ansatz) - Zerfallreaktionen - nicht- (Freundlich, Langmuir) und lineare Gleichgewichtssorption (Henry) - Dichtestroemungen. Numerik: ROCKFLOW ist ein Finite-Elemente-Simulator, wobei verschieden-dimensionale isoparametrische Elemente beliebig im Raum koppelbar sind. Auf der Basis der Methode der gewichteten Residuen wird eine zur prozessbeschreibenden Differentialgleichung aequivalente sog. 'schwache' Integralformulierung abgeleitet. Es stehen verschiedene Loeser zur Verfuegung (Gauss, BiCGSTAB, QMRCGSTAB), um die resultierenden albebraischen Gleichungssysteme zu loesen. Nichtlineare Probleme werden mit Picard- oder Newton-Verfahren behandelt. Gitteradaption: Ab der dritten Version stehen Methoden fuer eine problemangepasste Gitteradaption zur Verguegung. Der Algorithmus zur Gitteradaption basiert auf einem hierarischen Konzept zur Verfeinerung und Vergroeberung gekoppelter verschieden-dimensionaler Elemente. Diskretisierungsfehler koennen entweder mit heuristischen Indikatoren oder einem analytischem Estimator lokalisiert und quantifiziert werden.
Das Projekt "Mischungsprozesse in dicht geschichteten Seen und ihre oekologische Relevanz" wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz.Mischung in dicht geschichteten Seen umfasst die folgenden Fragestellungen: Turbulenz in der Oberflaechendeckschicht (Wind-induzierte Turbulenz und konvektive Turbulenz); turbulente Diffusion als Funktion der Aktivitaet interner Wellen; Randmischung und Bodenreibung; horizontale Diffusion im offenen Wasser; Dichtestroemungen; geochemische Stofffluesse als Funktion der Mischungsprozesse; die Rolle der Biologie fuer chemische Dichtestabilisierung; Naehrstofffluesse in Seen.
Das Projekt "Advanced bipolar membrane processes for remediation of highly saline waste water streams (NEW ED)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Aachener Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik.Objective: NEW ED aims at closing industrial water cycles and reducing the amount of waste water streams with highly concentrated salt loads stemming from a broad range of industrial production processes by exploiting the waste components (salts) and transforming them to valuable products. This will be achieved by developing new micro- to nano-porous bipolar membranes for bipolar electrodialysis (BPMED), a new membrane module concept and by integrating this new technology into relevant production processes. The bipolar membrane process produces acids and bases from their corresponding salts by dissociating water at the interface within the bipolar membranes. However, BPMED so far has been applied only in niche markets due to limitations of the current state of membrane and process development. Major drawbacks of the classic BPMED process are low product purity, limited current density and formation of metal hydroxides at or in the bipolar membrane. The objective of this project is to overcome these limitations by developing a new bipolar membrane and membrane module with active, i.e. convective instead of diffusive water transport to the transition layer of the bipolar membranes, where water dissociation takes place. The key feature of the innovative new bipolar membranes is a nano- to micro-porous and at the same time ion conducting intermediate transition layer, through which water is convectively transported from the side into the transition layer. The porous transition layer may have either the character of a cation or an anion exchanger. Several promising intermediate layer materials together with different monopolar ion-exchange layers will be tested and characterized. Membrane manufacturing and new module concepts will be investigated to exploit the full potential of the new bipolar membrane technique. Integration of the developed membranes and modules into relevant production processes is an essential part of the project.
Das Projekt "Teilprojekt E: Ortsaufgelöste Temperatur- und Gasphasengeschwindigkeitsmessung zur Analyse der Strömungszustände in ausdampfenden Brennelementen^SINABEL: Sicherheit der Nasslager für abgebrannte Brennelemente: Experimentelle Analyse, Modellbildung und Validierung für System- und CFD-Codes, Teilprojekt D: Dichtegetriebene vertikale Austauschbewegungen von Gasen in Stabbündelgeometrien und Untersuchungen zum radiales Strahlungsverhalten in ausgewählten beheizten Stabbündel-Konfigurationen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Zittau,Görlitz, Institut für Prozeßtechnik, Prozeßautomatisierung und Meßtechnik.Bearbeitungsstand/Ergebnisse: Auf experimenteller Seite wird die Projektarbeit der HSZG in zwei Phasen unterteilt: Einzeleffektexperimente mit Modellfluiden zur Analyse des Verhaltens gerichteter, isothermer Durchströmungen im DWR-Brennelement (BE)-Dummy und Einzeleffektexperimente mit Modellfluiden zur Analyse der Wechselwirkungen (Überström- und Austauschprozesse) zwischen dem oberen BE-Dummy-Bereich im Lagerbecken und dem darüber liegenden Raum sowie dessen Atmosphäre/Lüftung. Nach der Erstellung eines Versuchskonzept für den Versuchsstand DVABG ('Dichte getriebene Vertikale Austausch-Bewegungen von Gasen') mit DWR-BE-Dummy wurden die thermohydraulischen Auslegungsparameter für die einzusetzenden Modellgase bestimmt. Mit den Modellfluiden wurden erfolgreich gerichtet isotherme Durchströmungsversuche mit dem BE-Dummy vom Typ Focus 16x16-20 mit drei Abstandshaltern für turbulente und nicht turbulente Strömungsregime durchgeführt und modellierungsrelevante Parameter bestimmt. Für kleine Reynoldszahlen wurde mittels eines invasiven Messverfahrens (Staurohr) die lokale Strömungsgeschwindigkeit im Zentrum eines nicht von Steuerstabführungsrohren beeinflussten Kühlkanals zwischen den Brennstäben gemessen und spezifiziert. Im Rahmen der Erweiterung der Instrumentierung des DVABG werden mit dem HZDR auch die Entwicklung und der Einsatz neuer Messverfahren angestrebt.
Das Projekt "Teilprojekt 5^Teilprojekt 3^Teilprojekt 2^INIS - NAWAK: Entwicklung nachhaltiger Anpassungsstrategien für die Infrastrukturen der Wasserwirtschaft unter den Bedingungen des klimatischen und demographischen Wandels^Teilprojekt 4, Teilprojekt 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung.Für die zentrale Wasserversorgungsinfrastruktur in der Zukunft sind Veränderungen durch den klimatischen und demographischen Wandel zu berücksichtigen. Insbesondere ein Anstieg des Meeresspiegels mit einem daraus resultierenden Vordringen von Salzwasser in die Aquifere der Küste, eine veränderte Wasserführung der Flüsse und eine veränderte Niederschlagsverteilung sind mögliche Auswirkungen. Primäre Aufgabe des Teilprojektes GRS ist es, mit Hilfe der Strömungs- und Transportprogramme d3f und r3t für die Regionen, in denen die Problematik einer drohenden Versalzung der Grundwasserleiter eine Rolle spielt, dreidimensionale Grundwassermodelle unter Berücksichtigung des Dichteeinflusses zu entwickeln und, wenn notwendig, auf dieser Basis auch Schadstofftransporte zu modellieren. Das Teilvorhaben 'Grundwasser' liefert damit eine wesentliche Grundlage für die Analyse der möglichen Auswirkungen und Konsequenzen. Arbeitsplanung: Neben der Modellierung der dichtebeeinflussten Strömungen ist das Teilvorhaben am Diskussionsprozess der lokalen Akteure zur Szenarienentwicklung beteiligt. Auf der Basis der Diskussion über die Szenarien und den Ergebnissen der Konsequenzenanalyse wird ein Planungsinstrumentarium erstellt. Aufbauend auf dessen Ergebnissen werden dann wiederum gemeinsam mit den Partnern Anpassungsstrategien für die Wasserversorger entwickelt. Die GRS vertritt in diesem Prozess die Ergebnisse aus dem dichtebeeinflussten Grundwassermodell.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Modeling the Antarctic ice sheet using a fracture-induced calving parameterization" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V..The project encompasses: A) the expansion of the fracture density approach to account for the depth and orientation of fractures on their way down the flow towards the calving front; B) an extended calving law based on rift formation, validated against observational data and tested in regional simulations. Providing a probability density function for calving based on statistics; C) a paleoclimatic simulation of the Antarctic ice sheet (about 20.000 years) with fracture-related model improvements. Coupling to an ocean model for the transport of released icebergs, validation against sediment records. -- This research is relevant for society, because it improves the understanding of rapid sea-level changes in the past and provides therewith the necessary knowledge for the risk assessment of such events in an increasingly warming future climate.
Das Projekt "Emmy Noether-Nachwuchsgruppen, Three-dimensional analysis of coupled thermohaline flow and reactive transport in fractured geothermal reservoirs" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen.Studying coupled 3D thermohaline flow and reactive transport in fractured materials is important in the context of estimating lifetime and efficiency of geothermal reservoirs. Thermal energy extraction with the common Hot Dry Rock method will lead to steep gradients of water temperature, water density and presumably solute concentration. As a result, chemical reactions (precipitation/dissolution) and a modification of the flow regime due to coupled thermal-solutal ('thermohaline') flow is expected to occur in the 3D fractured reservoir. To date, a number of coupled geoprocesses in the 3D subsurface have not yet been investigated. These include, amongst others, thermohaline flow in fractured rock, 3D variable-density flow in fractured rock, and the effect of reactive transport on geothermal reservoir efficiency. In particular, this project will focus on (i) the study of viscosity-effects on variable-density flow in porous and fractured-porous reservoirs, (ii) the impact of chemical reactions on geothermal reservoir efficiency, (iii) the study of variable-density flow in 3D fractured reservoirs, (iv) thermohaline ('double-diffusive') convection in fractured geothermal reservoirs, (v) the transient analysis of thermohaline flow in porous media, and (vi) the efficient representation of complex 3D fracture networks in a finite-element mesh of variable topography and inclined hydrogeological units. The goal of this project is to provide adapted and efficient modelling tools to theoretically examine coupled processes. Numerical models are useful tools because systems of high complexity can be studied, which is difficult and sometimes impossible in field or laboratory experiments. The results of this project will (i) yield fundamental knowledge on the above mentioned coupled geoprocesses in 3D fractured rock as well as their interaction, (ii) assist in the identification of important processes relevant for the long-term operation of georeservoirs, (iii) help to identify the relevant parameters, (iv) provide adapted tools for the long-term prediction of reservoir productivity and efficiency, and (v) help to estimate the relative importance of individual coupled processes.
Das Projekt "Multiskalige und subtropische Steuerung der Intensität und Position des sommerzeitlichen westafrikanischen Hitzetiefs (FENNEC)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung.Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG, das Projekt verblieb administrativ an der Universität zu Köln) finanzierte Projekt 'Multiskalige und subtropische Steuerung der Intensität und Position des sommerzeitlichen westafrikanischen Hitzetiefs' ist ein deutscher Beitrag zum britisch-französischen FENNEC Projekt. FENNEC Deutschland untersucht die atmosphärischen Prozesse, welche für Klima und Wetter der Sahara kennzeichnend sind; darunter die Dynamik der planetaren Grenzschicht sowie die Rolle der Staubemissionen und feuchten Dichteströmungen aus Gewittern für die Strahlungsbilanz der Region. In dem Beitrag der AG 'Atmosphärische Dynamik' wird anhand der Feldkampagnendaten von 2011 und 2012 (siehe hierzu ein Beitrag in ZDF Terra-X, http://www.zdf.de/terra-x/wilder-planet-stuerme-27161148.html ) und des 'Weather Research and Forecasting (WRF)' Modells untersucht, ob feuchtkühle Dichteströmungen aus Sommergewittern über dem Atlasgebirge, das Hitzetief 'ventilieren' und damit zu signifikanten Veränderungen von dessen Lage und Intensität an der nördlichen subtropischen Flanke führen können.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 38 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 38 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 38 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 30 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 26 |
| Webseite | 12 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 25 |
| Lebewesen & Lebensräume | 29 |
| Luft | 19 |
| Mensch & Umwelt | 38 |
| Wasser | 30 |
| Weitere | 38 |
