Dieser Datensatz enthält die Abgrenzungen nach § 34 des Baugesetzbuches (BauGB).
1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Die Durchsickerung von Erdbauwerken aufgrund hydraulischer Potentialunterschiede beeinflusst deren innere und äußere Stabilität. Mögliche Versagensmechanismen resultieren u.a. aus Partikeltransport im Erdbauwerk, der zu einer Veränderung der Porenstruktur und somit zu einer Veränderung der hydraulischen und mechanischen Bodeneigenschaften führen kann. Die Nicht-Linearität und starke Kopplung der hydraulischen Transport- und damit induzierten Strukturänderungsprozesse erschweren eine numerische Berechnung und Prognose der inneren Standsicherheit von Erdbauwerken. Bisherige numerische Modelle beschreiben i.d.R. nur Teilprozesse oder spezielle, kontrollierte Laborversuche. Erprobte kommerzielle Programme mit gekoppelten hydro-mechanischen Berechnungen basieren meist auf der Finite Elemente Methode und sind damit in ihrer Anwendung auf Fragestellungen, die Porenstruktur und Einzelkorngefüge betreffen, eingeschränkt (z.B. Plaxis, Code Bright). Zur Erweiterung bestehender kontinuumsmechanischer mathematischer Beschreibungen nach der Theorie Poröser Medien (TPM) (z.B. de Boer, 2000) wurden u.a. am Lehrstuhl Kontinuumsmechanik der Ruhr- Universität Bochum Ansätze entwickelt, in denen die poröse Struktur eines Bodenkörpers als Mehrphasenkontinuum dargestellt wird. Entsprechend der Problematik der Beschreibung von Erosionsprozessen umfasst das Modell eine erodierbare Phase, eine feste Phase, sowie eine Fluid-Phase und eine Suspensions- Phase (z.B. Steeb und Scheuermann, 2011). Die Mikrostruktur des Bodens wird hierbei durch eine volumetrische Quantifizierung der einzelnen Phasen auf die makrostrukturelle Betrachtung übertragen. In weiteren Arbeiten gilt es, diese Ansätze zu verifizieren und zu erweitern. 1.2 Bedeutung für die WSV: Eine zuverlässige numerische Darstellung gekoppelter hydraulischer und geomechanischer Prozesse in Erddämmen ergänzt bestehende Stabilitätsberechnungen und Filterbemessungsmethoden. Die Berücksichtigung der Mikrostruktur und kontinuumsmechanische makrostrukturelle Berechnungsansätze ermöglicht die Simulation einsetzender Erosionsprozesse mit bestehenden Finite Elemente Programmen unter Einsatz relativ niedriger Rechnerleistung. 2 Untersuchungsmethoden: Es werden sowohl anhand von Literaturstudien, als auch durch praktische Tests verschiedene numerische Methoden auf ihre Eignung zur Darstellung gekoppelter hydo-mechanischer Prozesse in porösen Medien geprüft. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl Kontinuumsmechanik der Ruhr-Universität Bochum werden bestehende mathematische Beschreibungen zur Simulation interner Erosion in Erdbauwerken anhand der TPM diskutiert, getestet und entsprechend der Fragestellung erweitert. Die Grundlagen der Methode liegen in der Erstellung eines thermodynamisch konsistenten Gleichungssystems unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Phasen eines Boden-Wasser-Gemischs. usw.
PROVESS is a joint European funded project for an interdisciplinary study of the vertical fluxes of properties through the water column and the surface and bottom boundaries based on the integrated application of new measuring techniques, new advances in turbulence theory and new models. IfM Hamburg is responsible for six tasks concerning numerical simulations of mean flow properties, turbulence and suspended matter transport. IfM's tasks in PROVESS are in detail: Physical modelling: Model development and code verification, cooperation with MUMM Management Unit of Mathemetical Models of North Sea and Scheldt Estuary), Brussels, Belgium. For this task, the existing public domain water column model GOTM (General Ocean Turbulence Model) will be extended. Model validation against existing data sets, cooperation with MUMM, Brussels, Belgium. Here some historical data sets will be simulated. These are the FLEX 1976 and the UWB Irish Sea FLY data set, both are scenarios already included into GOTM. Furthermore, the POL 1991 and North Sea data from NERC have to be simulated. Synthesis of PROVESS data with models, cooperation with close to all PROVESS partners. The northern and the southern North Sea experiments carried out during PROVESS will be simulated in detail by the numerical water column model. Modelling sediment damping of turbulence: Model development and code verification, cooperation with LHF (Laboratoire d'Hydraulique de France SA), Grenoble, France. Model validation against existing data sets, cooperation with LHF (Laboratoire d'Hydraulique de France SA), Grenoble, France. Synthesis of PROVESS data with models, cooperation with close to all PROVESS partners.
Der wachsende Einsatz von synthetischen Materialien generiert ein weltweites Müll-Problem, trägt wesentlich zur Verknappung der fossilen Ausgangsmaterialien und zu hohem CO2-Ausstoß bei. Insbesondere die heute überwiegend eingesetzten Thermoplastverbunde legen eine Wiederverwendung nach Ablauf ihres Produktlebens durch Aufschmelzen und Neuformen nahe. Je sortenreiner das Polymermaterial dem Wiederverwertungsprozess zugeführt werden kann, desto hochwertiger und zahlreicher sind die Anwendungen des Recycling-Materials. Ziel der Entwicklungen ist ein automatisiertes Verfahren zur sortenreinen und zuverlässigen Identifizierung von unterschiedlichen Polymer-Verbundmaterialien auf der Basis der Fluoreszenzkodierung. Mit bis zu 15 Fluoreszenzfarbstoffen sollen etwa 5.000 verschiedene Kunststoffe eindeutig markiert bzw. kodiert und eine möglichst zuverlässige Materialklassifikation mit einer Fehlerrate kleiner als 1 Prozent erreicht werden. Die UniBw entwickelt ein opto-elektrisches Messverfahren und Mess-System zur Detektion und Klassifikation von Fluoreszenzfarbstoffen (z.B. Nanofarbstoffe, Bichromophore oder anderen optischen High-tech-Markern) in Kunststoffen im Wellenlängenbereich von etwa 400 nm bis 1.000 nm. Des Weiteren werden digitale Bildverarbeitungsmethoden zur Steuerung des Kunststoffsortiervorgangs entwickelt und implementiert. Die Verwertung der Entwicklungsergebnisse zielt insbesondere auf Industrieprojekte, bei denen es auf die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei in der Praxis genügend hohen Messraten ankommt. Es sollen Impulse für die Grundlagenforschung gegeben, sowie die forschungsbasierte universitäre Lehre durch konkrete, ingenieurwissenschaftliche Industrieapplikationen unterstützt werden.
1. Vorhabenziel Ziel des Vorhabens ist die Modellierung und Simulation der Strömung und des Wärmetransports eines Kernschmelzbades im unteren Plenum mit Hilfe des Phasenfeldmodells. Die Kopplung von Phasenfeldmodellen mit subgrid-scale (SGS)-Turbulenzmodellen wird in die OpenSource CFD-Software OpenFOAM implementiert und verifiziert. Die Systematische Simulation (transient, dreidimensional) der Nachwärmeabfuhr in binären Schmelzen bildet eine Datenbasis für die Entwicklung entspr. Modelle für das ATHLET-CD Programm. 2. Arbeitsplanung Das Projekt besteht aus vier Aufgaben. (1) Durchführung gründlicher Literaturrecherche, um das physikalische Verständnis zu vertiefen. Entwicklung eines Phasenfeldmodells zur Modellierung von Phasenumwandlungen inbinären Schmelzen auf thermohydraulisch konsistente Weise. (2) Untersuchung des Zusammenhangs von Phasenfeldmodell zu klassischen Gesetzen im Sharp-Interface-Grenzfall, wie z.B. Volume-of-Fluid (VoF)-Methode und bezüglich Konsistenz, und die Instabilität der Phasengrenzen. (3) Kopplung des Phasenfeldmodells mit einem LES-Simulationsansatz. Implementierung des gesamten Gleichungssystems in das Opensource-Rechenprogramm OpenFOAM. Validierung des Rechenansatzes anhand der Testdaten aus der Literatur. Durchführung der dreidimensionalen Simulation der Nachwärmeabfuhr in binären Schmelzen unter Schwerunfallbedingungen. (4) Produktion einer Datenbasis für die Weiterentwicklung von Sicherheitsanalyse-Codes, wie ATHLET-CD. Schriftliche Dokumentation der Arbeit.
Ziel dieses Forschungsantrags ist die Auswahl, Beurteilung und systematische Weiterentwicklung von Benchmarks zur Simulation von komplexen Prozessen, die bei der geologischen Speicherung von CO2 zu beobachten sind. Dies ist für das Verständnis von gekoppelten hydromechanischen und chemischen Prozessen wichtig sowie für die Validierung der entwickelten Modellen und Softwareprodukte (Code-Vergleich). Der Aufbau einer systematischen Benchmark-Sammlung für den Bereich der geologischen CO2-Speicherung umfasst Beispiele unterschiedlicher Komplexität. Benchmarks für hydrologische, thermische, geomechanische und geochemische Einzelprozesse sind aus der Literatur bekannt bzw. werden auf der Basis von Laborexperimenten definiert. Gleiches gilt für die Untersuchung von Materialeigenschaften. Für die Validierung komplexer Modelle ist die Definition anwendungsorientierter Benchmarks unter Berücksichtigung unterschiedlicher, synthetischer oder realer Standortbedingungen geplant. Die Ergebnisse des Teilprojekts sollen in halbjährlichen Workshops diskutiert und in einer Benchmark-Sammlung dokumentiert werden. Die geplanten Ergebnisse können nur durch enge Kooperation mit allen Teilprojekten innerhalb des Projektverbundes PROTECT sowie mit anderen relevanten GEOTECHNOLOGIEN-Verbünden erzielt werden. Benchmarks werden auf der Basis von Daten anderer Projekte definiert und geben ihrerseits beispielsweise Hinweise zum Experimentdesign für Kooperationspartner.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 11 |
| Kommune | 1 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 11 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 12 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 10 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 2 |
| Webseite | 10 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 8 |
| Lebewesen und Lebensräume | 8 |
| Luft | 5 |
| Mensch und Umwelt | 11 |
| Wasser | 6 |
| Weitere | 12 |