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Teilvorhaben: 1.262, 1.323, 1.422

Das Projekt "Teilvorhaben: 1.262, 1.323, 1.422" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät 9 Luft- und Raumfahrttechnik, Institut für Luftfahrtantriebe durchgeführt. Im Vorhaben 1.262 soll untersucht werden, wie das instationaere Betriebsverhalten von Gasturbinen im Hinblick auf eine Verkuerzung der Beschleunigungs- und Verzoegerungszeiten verbessert werden kann, wenn Leichtschaufelverstellung und Abblasung im Hochdruckverdichter dafuer gezielt betaetigt werden. Im Vorhaben 1.323 sollen als Voraussetzung fuer ein 3D-Hybridverfahren je ein bestehendes 2D-blockstrukturiertes und 2D-unstrukturiertes Rechenverfahren kombiniert und ein Finite-Volumen-Stroemungsloeser fuer die Eulergleichungen auf Tetraedernetzen erstellt werden. In dem Vorhaben 1.422 wird in einem mehrstufigen Niederdruck-Turbinenring das durch den Einsatz konturierter Seitenwaende zu erzielende Verbesserungspotential in bezug auf Sekundaerverluste untersucht. Dabei werden eine Basisbeschaufelung und eine optimierte Beschaufelung mit konturierten Seitenwaenden mit pneumatischen Sonden vermessen und vergleichend bewertet.

BRR-Anteil AP 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5

Das Projekt "BRR-Anteil AP 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BMW Rolls-Royce durchgeführt. Die Simulation komplexer dreidimensionaler, instationaerer Stroemungen erweist sich zunehmend als notwendige Ergaenzung zu experimentellen Untersuchungen, um das dynamische Systemverhalten von Gasturbinen zu optimieren. Der praktischen Einfuehrung im industriellen Umfeld stehen erhebliche Kosten gegenueber, es ist daher sinnvoll, alle Aspekte im Rahmen einer Pilotstudie zu untersuchen. Beispielhaft soll daher die instationaere Stroemung durch eine Axialverdichterstufe und eine Axialturbinenstufe simuliert werden und die Ergebnisse im Hinblick auf ihre Verwendung im Auslegungsprozess untersucht werden. Um die Rechenkosten abzuschaetzen, soll die Simulation auf verschiedenen Rechnersystemen durchgefuehrt werden und ein Rechnerkonzept fuer die Industrie erstellt werden. Ferner sollen alle Schnittstellen geschaffen werden, die fuer die Integration des Programmsystems in die Auslegungsumgebung geschaffen werden, die fuer die Integration des Programmsystems in die Auslegungsumgebung notwendig sind. Insbesondere wird hierbei auf die Notwendigkeit hingewiesen, angemessene Mittelungsverfahren zu entwickeln, die die Datenflut auf die waehrend der Auslegung verwendeten Groessen (z.B. umfangsgemittelte Stroemungswinkel) reduzieren.

Teilvorhaben: 1.134, 1.421, 1.432

Das Projekt "Teilvorhaben: 1.134, 1.421, 1.432" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität der Bundeswehr München, Institut für Strahlantriebe durchgeführt. Teilvorhaben-Themen-Nr.: 1.134: Ziel ist, das physikalische Verstaendnis des Umlenkverhaltens von Verdichterbeschaufelungen mit CDA-Profilierung unter realistischen Turbomaschinenbedingungen mit Beruecksichtigung von Zustroeminhomogenitaeten zu verbessern und zuverlaessige Auslegungskriterien fuer optimale Verdichterbeschaufelungen mit Beruecksichtigung der Sekundaerstroemung zu erarbeiten. Teilvorhaben-Themen-Nr. 1.421: Es soll der Einfluss konturierter Seitenwaende und aktiver Beeinflussungsmassnahmen auf die Entwicklung der Sekundaerstroemung an einem bzgl. Profilform und Seitenwandkontur optimierten Turbinengitter theoretisch und experimentell untersucht werden. Teilvorhaben-Themen-Nr. 1.432: Ziel ist, das physikalische Verstaendnis des Umschlagverhaltens von ungekuehlten Turbinenbeschaufelungen unter realistischen Turbomaschinenbedingungen mit Beruecksichtigung von Zustroeminhomogenitaeten unter realistischen Turbomaschinenbedingungen zu verbessern und zuverlaessige Umschlagmodelle fuer vorhandene Grenzschichtrechenverfahren zu erarbeiten.

Rueckhalt von Schwimmstoffen mit Hilfe von Tauchwaenden

Das Projekt "Rueckhalt von Schwimmstoffen mit Hilfe von Tauchwaenden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Die verstaerkte Nutzung petrochemischer Erzeugnisse und die gleichzeitig erfolgende Steigerung der Nutzung von Oberflaechenwasser zu Trinkwasserzwecken und als Kuehlwasser erfordern Bauwerke zum Rueckhalt schwimmender Verschmutzungen innerhalb der Einzugsgebiete. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die Kombination einer Tauchwand mit einem unterwasserseitig angeordneten Ueberfallbauwerk Stoffe mit einer Dichte kleiner gleich 1,0 g/ccm aufgefangen werden koennen. Aber unter bestimmten Voraussetzungen saugen Wirbelstroemungen diese Verschmutzungen von der Wasseroberflaeche ab und transportieren sie zum Unterwasser. Die bisher fuer bestimmte Faelle erarbeiteten Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass nur eine grundlegende Untersuchung der Wirbelbewegungen oberwasserseitig der Tauchwand zu allgemeingueltigen Erkenntnissen fuehren kann.

Teilvorhaben: 3.2b

Das Projekt "Teilvorhaben: 3.2b" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Antriebstechnik durchgeführt. In Arbeitspaket 3.2. Turbulenzverteilung im Verdichter steht die akkurate Wiedergabe der spezifischen turbulenten kinetischen Energie sowie der turbulenten Dissipation in der freien Strömung im Fokus. Diese Kenngröße geht in die RANS Modellierung ein, die zur Berechnung der Aeroelastik der Schaufeln benutzt wird. Dies bedeutet, dass durch die Modellierung des Abklingverhaltens der Turbulenz in der Strömung auch im Bereich der Aeroelastik ein erheblicher Gewinn an Vorhersagegenauigkeit erwartet wird. Dadurch wird eine zuverlässigere und realitätsnahe Berechnung von Verdichterbeschaufelungen ermöglicht. Durch die verbesserte Wiedergabe der Turbulenz wird eine verbesserte Wiedergabe der Transitionslage und des Gitterverlusts und im Verbund mit dem Rotor eine verbesserte Wiedergabe des Stufenwirkungsgrads erreicht.

Struktur von Druckschwankungsfeldern an einer turbulent ueberstroemten Wand

Das Projekt "Struktur von Druckschwankungsfeldern an einer turbulent ueberstroemten Wand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Strömungsforschung durchgeführt. Ziel der Arbeiten ist es, die Erzeugung turbulenter Wanddruckschwankungen genauer aufzuklaeren und dadurch die Kenntnisse ueber Turbulenz in Grenzschichten zu erweitern. Es ist zu erwarten, dass sich dabei auch Hinweise zur Verminderung von Stroemungsgeraeuschen ergeben werden.

Teilprojekt: Phase 1 DLR

Das Projekt "Teilprojekt: Phase 1 DLR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Standort Göttingen, Institut für Aeroelastik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen Regelungssystems zur aktiven Begrenzung von auslegungsrelevanten Extremlasten an großen Windenergieanlagen. Das Projekt zielt dabei auf eine Kostenreduktion für mechanische Komponenten mit einem großen Anteil an den Gesamt-Investitionskosten der WEA, also auf die Rotorblätter, den Turm, das Fundament sowie die tragenden Strukturen von Gondel und Nabe. Die hohe erforderliche Dynamik soll mit schnellen lokalen Luftkraftaktuatoren und einem geeigneten Messsystem zur Erfassung von Extremereignissen realisiert werden. Im Rahmen der Phase 1 des hier vorgeschlagenen Projektes sollen für die Realisierung des beschriebenen Regelungssystems zur Zeit noch fehlende, wichtige Grundlagen erarbeitet werden: - Abschätzung der prinzipiell erreichbaren Extremlastreduktionen - Bestimmung der Anforderungen an die Sensorik, Aktuatorik und Regelung - Erarbeitung von Messprinzipien zur schnellen und sicheren Erfassung der relevanten Lasten und Entwurf eines Lastmonitoring-Systems für die schnelle, vorausschauende Erkennung von Extremereignissen - Entwicklung von Modellen der instationären Aerodynamik schneller Luftkraftaktuatoren, speziell für den Reglerentwurf, Validierung im Windkanal - Entwicklung von geeigneten Regelungsstrukturen und Verfahren zum Reglerentwurf für die sichere Extremlastbegrenzung - Erarbeitung eines tieferen Verständnisses der Wechselwirkungen zwischen den schnellen Luftkraftaktuatoren und der Strukturdynamik der WEA.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Meteorologie und Klimatologie durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Generierung einer Reihe von Benchmark-Fällen, die von der HD(CP)2-Gemeinschaft genutzt werden können. Darüber hinaus soll erkundet werden, wie die Unsicherheiten bei der Repräsentation von Landoberflächen, der Wolkenmikrophysik und des Aerosols die Interpretation der geplanten HD(CP)2-Simulationen beeinflussen können. Die Benchmark-Fälle werden aus einer Reihe von koordinierten Simulationen bestehen, bei denen zwei etablierte Large-Eddy Simulations (LES)-Modelle zum Einsatz kommen. Diese Simulationen dienen als Referenz zum Testen des HD(CP)2 Modells und als Datenquelle zur Evaluierung von in anderen Teilprojekten eingesetzten Modellen. Am IMuK wird ein Teil des HD(CP)2 Benchmarking Projektes bearbeitet. Zusammen mit den Projektpartnern vom MPI-M in Hamburg wird das Setup für eine Prototyp-Simulation aufgestellt. Dieses Setup soll den Tagesgang einer konvektiven Grenzschicht abbilden und auf Messungen basieren. Ein wesentlicher Aspekt dieses Vorhabens ist es, die sich für das HD(CP)2-Modell ergebenden Unsicherheiten bezüglich der Parametrisierung von Landoberflächenheterogenitäten zu ermitteln.

Sonderforschungsbereich Transregio 181 (SFB TRR): Energietransfer in der Atmosphäre und im Ozean

Das Projekt "Sonderforschungsbereich Transregio 181 (SFB TRR): Energietransfer in der Atmosphäre und im Ozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Meereskunde durchgeführt. Die Energietransfers der drei dynamischen Regime - kleinskalige Turbulenz, interne Schwerewellen und geostrophisch balancierte Strömung - sind fundamental für den Energiezyklus in der Atmosphäre und dem Ozean. Nichtsdestotrotz sind sie aber nicht gut verstanden und quantifiziert, und ihre Repräsentation in modernen Erdsystemmodellen ist unbefriedigend. Weil durch die Interaktion der dynamischen Regime die kleinsten Skalen ultimativ mit den größten Skalen durch eine Vielzahl von komplexen Prozessen verbunden sind, ist das Verständnis dieser Interaktionen wichtig um Ozean- und Atmosphärenmodelle zu konstruieren und um das Klima vorherzusagen. Die gegenwärtige Unkenntnis dieser Prozesse wird durch energetisch inkonsistente Modelle mit relativ großen Fehlern, aber auch durch Inkonsistenzen numerischer und mathematischer Natur, reflektiert. Wir glauben, dass es nun an der Zeit ist momentane Anstrengungen zu kombinieren, diese Defizite zu überwinden, neue Aktivitäten zu fördern die dynamischen Interaktionen zu verstehen und die Konsistenz von Ozean- und Atmosphärenmodellen zu verbessern. Die Arbeit des SFB/TRR soll die Modellfehler reduzieren, die Modellgüte verbessern, und ultimativ die Klimamodelle und Klimavorhersagen verbessern. Die wesentlichen Ziele dieses SFB/TRR sind - i. das notwendige Verständnis der Energietransfers zwischen den verschiedenen dynamischen Regimen in Atmosphäre und Ozean zu entwickeln, - ii. mit diesem Verständnis neue und konsistente Parametrisierungen zu entwickeln und in Modellen zu implementieren und zu testen, und - iii. numerischen Methoden mit konsistenter Energetik zu entwickeln. Es ist unsere Vision dadurch eine energetisch konsistente Beschreibung der Energiekonversionen im Klimasystem zu etablieren sowie physikalisch, mathematisch und numerisch konsistente Ozean- und Atmosphärenmodelle zu entwickeln.

Entwicklung eines globalen Kohlenstoff-Kreislauf-Modells

Das Projekt "Entwicklung eines globalen Kohlenstoff-Kreislauf-Modells" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Die Aufnahme von anthropogenem CO2 wird mit einem Modell untersucht, das die wesentlichen Aufnahmespeicher Atmosphaere, Ozean und terrestrische Biosphaere miteinander koppelt. Das Biosphaerenmodell basiert auf Bodendaten in 2.433 Planquadraten und empirischen Funktionalbeziehungen zwischen Bodentyp, Klima und pflanzlicher Produktion. Das Ozeanmodell basiert auf einem Zirkulationsmodell mit 5 Schichten und einer Horizontalaufloesung von 5 Grad. Der Transport in der Atmosphaere erfolgt durch Diffusion. Die CO2-Fluesse zwischen Atmosphaere und Ozean ergeben sich aus den CO2-Konzentrationsdifferenzen an der Trennungsflaeche der beiden Medien, wobei die ozeanische CO2-Konzentration durch die (temperaturabhaengigen) anorganischen chemischen Umsetzungsraten in der obersten Deckschicht des Ozeans bestimmt wird. Das Modell ist in der Lage, den beobachteten Anstieg von CO2 in der Atmosphaere ohne zusaetzliche Parametereinstellung zu beschreiben. Es wird ferner verwendet, um die moeglichen Auswirkungen einer Abholzung des Amazonas-Beckens abzuschaetzen.

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