Das Projekt "Kombinierte CFD/Monte-Carlo Methode zur Kontrolle der Produkteigenschaften bei der Nanopartikelsynthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt.
Das Projekt "D-Level - Modellierung zur schadstoffarmen Emission bei der dieselmotorischen Verbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Technische Verbrennung durchgeführt. Im Rahmen des Projektes sollen Tools fuer die zukuenftige Entwicklung von Motoren entwickelt werden. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der numerischen Modellierung (Entwicklung von dreidimensionalen numerischen Modellen zur Vorhersage der Sprayverbrennung und Schadstoffbildung in Dieselmotoren) bzw. der optischen Diagnostik. Im Rahmen des Projektes werden Modelle entwickelt, die fuer dieselmotorische Bedingungen den Mischungsprozess beschreiben. Dies wird mit Hilfe von am Institut entwickelten Programmpaketen vorgenommen. Hierbei wird die Statistik der turbulenten reagierenden Stroemung durch die Loesung einer Transportgleichung fuer die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von Skalar- und Geschwindigkeitsfeld beschrieben, die mittels Monte-Carlo Methoden geloest wird. Hauptauftragnehmer: AB Volvo Technological Development, Volvo Car Corporation AB Volvo Technological Development; Goeteborg; Sweden.
Das Projekt "Stochastische Analyse von Brunnenkopfschutz und Risikoanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut und Museum für Geologie und Paläontologie, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Objective/Problems to be solved: Major problems that European drinking water companies and Environmental Agencies are facing are: (a) the development of tools to reliably predict the pattern of the groundwater flow due to drinking well fields operating in heterogeneous formations and (b) the definition of a reliable strategy for the quantification of the risk associated to such predictions. Regulators now understand that once a portion of an aquifer has been severely contaminated its strategic importance is compromised and protection of such resources by the reliable prediction of flow field around pumping stations has a strategic impact at a European level. Traditional deterministic models inherently offer predictions of undetermined quality. The W-SAHaRA Consortium is motivated by the need to recognise the importance of spatial heterogeneities and related uncertainty, and incorporate these elements into a comprehensive action aimed to the development of general and robust criteria for an efficient and cost-effective planning and management of groundwater drinking well fields. Many of the techniques being developed within the scope of this project are (in principle) amenable to application to a wide range of problems involving the impact of groundwater pollutants on the environment. At the end of the project we will include a report assessing the implication of our results to the Water Framework Directive. Scientific objectives and approach: Objectives include: (a) development of a methodology for the quantification of the concept of vulnerability of groundwater drinking wells, in a probabilistic framework; (b) application of this strategy to a specific situation and a selected site and simulation of the impact of the obtained solution in decision-making policies; (c) definition of the philosophy of risk assessment for well fields in a stochastic context and (d) production of guidelines for drinking water companies and Environmental Agencies on how to reduce uncertainty on heads/fluxes prediction by geological field investigations and monitoring of groundwater heads/concentrations. We will attack the problem on different fronts: (a) theoretical/conceptual; (b) laboratory and field scale; (c) deterministic and stochastic model development of synthetic and real-world cases. Numerical Monte Carlo (MC) techniques will be employed, addressing issues such as (a) development of efficient algorithms for MC simulations of catchments in 3D using alternative methods of particle tracking and Kolmogorov backward equation; (b) clarification of conditioning formalisms, through analysis of the importance of conditioning data in order to reduce the uncertainty of well catchments; (c) adoption and development of inverse methods that can use a variety of data types to decrease uncertainty about aquifer properties and wellhead regions of influence... Prime Contractor: Politenico di Milano, Dipartimento di Ingegneria Idraulica Ambientale e del Rilevamento; Milano.
Das Projekt "Prognosemodell fuer die Gewaesserbelastung durch Stofftransport aus kleinen Einzugsgebieten (Phase II) - Teilprojekt 17: Stickstoffdynamik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Bodenkunde und Bodengeographie durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist es, das in verschiedenen Forschungsvorhaben erprobte, deterministische Stickstoffhaushaltsmodell WHNSIM im Rahmen des Weiherbach-Projekts einzusetzen, weiterzuentwickeln und in das Gebietsmodell zu integrieren. An den Hauptmesspunkten des Modellgebiets sollen hierzu punktuelle Simulationsrechnungen zum Stickstoffhaushalt durchgefuehrt werden. WHNSIM soll in das Modell zur Simulation der Hangwasserdynamik, hillflow, integriert und in das Gebietsmodell eingebunden werden. Die zur flaechenhaften Modellierung erforderliche Regionalisierung von Modellparametern erfolgt, ausgehend von bereits vorhandenen Daten aus der ersten Projektphase, ueber eine Anbindung an das Datenbanksystem ORACLE unter Einbeziehung standortskundlich relevanter Vorinformationen wie Karten, Statistiken und Befragungen sowie zusaetzlicher ergaenzender Messungen. Die optimale Schaetzung von Modellparametern aus Rasterdaten wird mit geostatistischen Verfahren durchgefuehrt, Variabilitaetseinfluesse werden mit Monte-Carlo-Methoden getestet. Die kartographische Verarbeitung der Ergebnisse soll mit dem geographischen Informationssystem arc/info durchgefuehrt werden. Es ist ferner vorgesehen, das Modellkonzept in einem weiteren Einzugsgebiet im Erzgebirge (in Zusammenarbeit mit der TU Dresden) einzusetzen und zu ueberpruefen.
Das Projekt "Klimavariabilitaet und Signalanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Klimarechenzentrum GmbH durchgeführt. Es soll mit einer Hierarchie von Modellsimulationen hochgerechnet werden, in welchem Masse das zukuenftige Klima sich unter dem Einfluss der anthropogenen Spurenstoffemission veraendern koennte. Es soll zusaetzlich abgeschaetzt werden, mit welcher Unsicherheit die Modellhochrechnungen behaftet sind, d.h. in welcher Relation diese Veraenderungen zu den natuerlichen Schwankungen des Klimasystems stehen. In den vorgeschlagenen Rechnungen sollen alle Verbesserungen in den Modellen (Aufloesung, Parametrisierung, Flusskorrektur) seit den ersten Versuchen (Stand 1989) und in der Experimentaltechnik (Monte-Carlo-Methode, Kaltstart) sowie die neuesten Erkenntnisse ueber die zukuenftige Entwicklung der Treibhausgase und anderer klimarelevanter Spurenstoffe mit beruecksichtigt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Mikrostrukturuntersuchung und Visualisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, mittelfristig eine optimierte GDL der nächsten Generation für automotive Anwendungen zu ermöglichen. Hierfür sind grundlegende Arbeiten zum Verständnis von Transportphänomenen innerhalb der GDL notwendig. Im Rahmen des Verbundprojekts wird das ZSW Mikrostrukturanalysen und Analysen des Wasserhaushalts von Gasdiffusionslagen durchführen. Die gewonnenen Strukturen werden den Projektpartnern in AP3 des Verbundprojekts zur Verfügung gestellt sowie für Simulationen der Wasserverteilung mittels der Monte-Carlo-Methode (MC) verwendet. Die MC-Simulationen erlauben zusätzlich eine Vorab-Beurteilung von gezielten Struktur- und Materialvariationen. Die Mikrostrukturanalyse der GDL wird bevorzugt mit einer am ZSW vorhandenen Mikro -CT-Anlage erfolgen. Die Visualisierung des Wasserhaushalts wird ergänzt um bei der TUB durchgeführte Untersuchungen mittels Synchrotronstrahlung. Weiterhin werden bei Bedarf experimentelle Bestimmungsmethoden der Benetzungseigenschaften der GDL in das Projekt eingebracht. Die ermittelten Mikrostrukturen stehen den Projektpartnern zur Verfügung und werden für eigene Untersuchungen zum Wasserhaushalt mittels MC-Simulationen verwendet. Die Untersuchungen umfassen sowohl das GDL-Substrat als auch die MPL. Die Aktivitäten im Bereich der Visualisierung erlauben eine Analyse der Wasserverteilung in der GDL in Abhängigkeit von den Betriebsparametern sowie von der GDL-Struktur und deren Materialeigenschaften, z.B. dem Hydrophobierungsgrad.
Das Projekt "Entwicklung einer fortgeschrittenen Methodik zur Bestimmung der Neutronenbelastung des Druckbehaeltermaterials vom Reaktor des Typs WWER-1000" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Roßendorf e.V., Institut für Sicherheitsforschung durchgeführt. Der durch Neutronenbelastung initiierte Sproedbruch eines WWER-Reaktordruckgefaesses ist ein durch realistische Sicherheitsvorkehrungen nicht beherrschbares Ereignis, welches Folgen fuer weite Teile Europas haette und niemals eintreten darf. Das beantragte Vorhaben soll dieses real vorhandene Sicherheitsrisiko speziell fuer den Reaktortyp WWER-1000 durch Beitraege zur genaueren und zuverlaessigeren Untersuchung der Neutronenbelastung der Reaktordruckbehaelter verringern. Ziel des Vorhabens ist es, den noch unbefriedigenden internationalen Stand durch genauere Berechnungen mit der Monte-Carlo-Methode, welche infolge der komplizierten geometrischen Verhaeltnisse fuer dieses Problem praedestiniert ist, zu verbessern. Diese Berechnungen sollen durch Messergebnisse und Anwendung der Spektrumsjustierungsmethode abgesichert werden und dazu beitragen, das mit der Versproedung verbundene Gefaehrdungspotential realistisch bewerten zu koennen und Voraussetzungen fuer dessen Reduzierung zu liefern.
Das Projekt "Strahlungstransportbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Physik, Institut für Strahlenschutzphysik durchgeführt. Das multivalent einsetzbare Strahlungstransportprogramm AMOS zur Loesung von allgemeinen Strahlungstransportaufgaben wurde mit zusaetzlicher Funktionalitaet versehen. So stehen derzeit verallgemeinerte Monte-Carlo-Detektoren zur Verfuegung, die eine Erwartungswertschaetzung mit einer bis zu dreidimensionalen Strukturierung zulaesst. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden erstmals VOXEL- und Zeit-Bild-Detektoren erfolgreich eingesetzt. Die Verwendbarkeit von AMOS fuer Gamma-Transportberechnungen in der Umweltforschung konnte durch umfassende Tests an verschiedenen Benchmarks nachgewiesen werden. Derzeit ist ein Einsatz des Programmsystems fuer die In-situ-Spektroskopie und Messung von Boden- und Wasserproben uneingeschraenkt moeglich. Entsprechende Erfahrungen und Vergleiche mit experimentellen Untersuchungen liegen vor.
Das Projekt "Strahlungstransportberechnungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Physik, Institut für Strahlenschutzphysik durchgeführt. Aufgabe dieses Projektes ist es, die Grundlagen fuer Strahlungstransportrechnungen mit Monte-Carlo-Methoden weiterzuentwickeln. Dazu wurde das multivalent einsetzbare Programmsystem AMOS zur Loesung von allgemeinen Strahlungstransportaufgaben mit zusaetzlicher Funktionalitaet versehen. Die Arbeiten fuer eine Programmversion auf Basis C++ und OOP fuer die Plattform Windows/NT/95 wurden aufgenommen. Erste Ergebnisse liegen in Form einer grafischen Nutzeroberflaeche (GUI) fuer AMOS-Eingaben bereits vor. Diese Untersuchungen bildeten die Grundlagen fuer die im Rahmen des Forschungsgebietes Strhlentransportrechnungen bearbeiteten weiteren Drittmittelprojekte. Schwerpunkte bei Anwendungen der Transporttheorie sind Umweltforschung und Medizin.
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