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Ungewissheiten und Robustheit mit Blick auf die Sicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle

Steckbrief für Forschungsvorhaben Ungewissheiten und Robustheit mit Blick auf die Sicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle Kurztitel/ ggf. Akronym:URS Projektziel:Das Forschungsvorhaben zielt darauf ab, unterschiedliche Themen hinsichtlich Ungewissheiten anhand verschiedener Fragestellungen zu untersuchen, um hierdurch die Robustheit und damit die Sicher­ heit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle zu verbessern. Dies beinhaltet u. a. die Erweiterung des Kenntnisstandes von Ungewiss­ heiten, aber auch die Entwicklung von Methoden zum Umgang mit Ungewissheiten. Forschungsfeld:Vorläufige Sicherheitsuntersuchungen Projektpartner:Siehe Tabelle 1 Fördervolumen (Netto):6.023.271,00 € Projektlaufzeit:2022 bis 2025 Forschungsauftrags- nummer:STAFuE-21-4-Klei Weiterführende Informationen:- Projektbeschreibung Im Zuge der vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen (vSU) wird in § 11 Endlagersicherheits­ untersuchungsverordnung (EndlSiUntV) die „Bewertung von „Ungewissheiten“ geregelt. Ge­ mäß § 11 Abs. 1 - 3 EndlSiUntV soll mit Ungewissheiten, die zum Zeitpunkt der Erstellung der jeweils durchzuführenden vSU bestehen, wie folgt verfahren werden: -Ungewissheiten sollen systematisch ausgewiesen und charakterisiert werden (Abs. 1), -Der Umgang mit Ungewissheiten und deren Auswirkungen auf die Aussagekraft auf die Ergebnisse der vSU und auf die Zuverlässigkeit sicherheitsgerichteter Aussagen soll dokumentiert werden (Abs. 2) und -Es soll dargestellt werden, ob und in welchem Umfang bestehende Ungewissheiten durch weitere Erkundungs-, Forschungs- und Entwicklungsmaßnahmen reduziert wer­ den können (Abs. 3). Geschäftszeichen: SG01203/16/14-2022#9 – Objekt-ID: 923755 – Stand: 14.03.2022 www.bge.de Seite 1 von 4 Steckbrief für Forschungsvorhaben Für die Bewertung eines Untersuchungsraums entsprechend EndlSiUntV sind Annahmen hin­ sichtlich der Eignung als Standort mit der bestmöglichen Sicherheit nach StandAG zu treffen. Diese Annahmen basieren auf Interpretationen von Daten, Analogieschlüssen und geowissen­ schaftlichen Modellvorstellungen. Jede dieser Komponenten ist mit Ungewissheiten behaftet, die sich in den darauf basierenden Modellrechnungen fortpflanzen. Der Forschungscluster besteht aus insgesamt sechs verschiedenen Forschungsverbünden, die sich mit Blick auf die Sicherheit eines Endlagers für hochaktive Abfälle mit unterschiedli­ chen Fragestellungen hinsichtlich des Umgangs mit im Standortauswahlverfahren auftreten­ den Ungewissheiten beschäftigen. Im Folgenden werden die jeweiligen Forschungsverbünde und deren Schwerpunkte erläutert. Der Forschungsverbund „Risk based Assessment of Salt Domes as Disposal Sites for Nuclear Waste” (RADON), bestehend aus dem Institut für Risiko und Zuverlässigkeit (IRZ) und dem Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen (ISU) der Leibniz Universität Hannover (LUH), entwickelt eine Plattform zur probabilistischen Bewertung von Freisetzungen radioaktiver Stoffe in Verbindung mit tiefen Endlagern. Diese Plattform wird aus den folgenden Komponenten bestehen: i. numerische Modellierumgebung zur Simulation komplexer Strö­ mungs- und Transportprozesse; ii. probabilistischer Rahmenplan zur Betrachtung der damit verbundenen Ungewissheiten; iii. Bayessche Netze zur Bewertung entstehender Risiken. Als Endprodukt soll dem Entscheidungsträger ein Risiko-informiertes Werkzeug zur Verfügung stehen. Das Forschungsvorhaben „Ungewissheiten in THM-gekoppelten Integritätsberechnungen“ wird von der Technischen Universität Bergakademie Freiberg, der Technischen Universität Chemnitz, dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und der Bundesanstalt für Geowis­ senschaften und Rohstoffe (BGR) durchgeführt. THM-gekoppelte numerische Integritätsana­ lysen der geologischen Barriere stellen im Rahmen der Sicherheitsuntersuchungen wichtige Werkzeuge dar. Ziel dieses Vorhabens ist es, Methoden für die Quantifizierung von Ungewiss­ heiten in den bewertungsrelevanten Ausgangsgrößen dieser prozessbasierten Integritätsana­ lysen zu entwickeln und zu testen, die speziell aus den mit Ungewissheiten belegten Ein­ gangsparametern resultieren. Dieses Vorhaben soll es ermöglichen, eine probabilistische gut fundierte Bewertung der geologischen Barriereintegrität durchzuführen, welche auf modernen mathematischen Methoden zur Quantifizierung von Ungewissheiten beruhen. Im Forschungsverbund „Endlagersicherheit: Ungewissheiten und Regulatorische Aspekte“ (ENSURE), bestehend aus dem Institut für Endlagerforschung der Technischen Universität Clausthal und dem Institut für Arbeitswissenschaft und Prozessmanagement der Universität Kassel, sollen Empfehlungen für die Berücksichtigung von Ungewissheiten bei der Durchfüh­ rung und Kommunikation von Sicherheitsuntersuchungen im Zusammenwirken mit der geo­ wissenschaftlichen Abwägung im Standortauswahlverfahren abgeleitet werden. Hierfür wer­ den sowohl naturwissenschaftlich-technische als auch an den „Faktor Mensch“ geknüpfte As­ pekte betrachtet. Es wird eine thematische Struktur für Empfehlungen für die Berücksichtigung von sicherheitsrelevanten Ungewissheiten im Standortauswahlverfahren erarbeitet und iterativ Geschäftszeichen: SG01203/16/14-2022#9 – Objekt-ID: 923755 – Stand: 14.03.2022 www.bge.de Seite 2 von 4 Steckbrief für Forschungsvorhaben in Zusammenwirken mit allen Verbünden des Clusters weiterentwickelt. Basierend darauf wer- den Empfehlungen für eine Strategie für den Umgang mit Ungewissheiten im Standortaus- wahlverfahren, insbesondere beim Vergleich von Standorten (auch angesichts unterschiedli- cher Sicherheitskonzepte) und der diesbezüglichen Kommunikation, erarbeitet. Die Empfeh- lungen werden unter Berücksichtigung der Ergebnisse aller Vorhaben des Clusters abgeleitet. Die Arbeit des Forschungsverbunds „Reduzierung von Szenarienungewissheiten durch Klimamodelle“ (REDUKLIM), bestehend aus der Abteilung Standortauswahl des Bereichs Endlagerung der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorischerheit (GRS) gGmbH und der Abteilung für Erdsystemanalyse des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), fokussiert sich vor allem auf die Klimamodellierung, deren Auswirkungen und Ungewissheiten hinsichtlich der Entwicklung ei-nes Endlagersystems. Basierend darauf sollen Strategien zum Umgang mit Ungewissheiten hinsichtlich der Langzeitsicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle abgeleitet wer-den. Hierfür werden physikbasierte Szenarienmodelle und Impaktmodelle für die Modellierung des zukünftigen Klimas verwendet, um mit deren Hilfe eine quantitative Bewertung der Unge-wissheiten hinsichtlich möglicher zukünftiger Klimaszenarien, einschließlich des Zeitpunkts und der Ausbreitung zukünftiger Vereisungen in Deutschland, durchführen zu können. Der Forschungsverbund „Verbesserung der prädikativen Güte endlagerrelevanter Simulatio-nen durch optimale Datenakquise und Smart-Monitoring“, bestehend aus der RWTH Aachen University (Lehrstuhl für Methoden der modellbasierten Entwicklung in den computergestütz-ten Ingenieurwissenschaften, Institut für Angewandte Geophysik und Geothermische Energie) und der Universität Stuttgart (Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung), kon-zentriert sich auf die Fortentwicklung von Verfahren zur Parameterschätzung sowie der mo-delltechnischen Optimierung der Akquise von Mess- und Beobachtungsdaten. Die Methoden sollen dazu beitragen, während des Verfahrens eine optimale Strategie und Planung der Er-kundungen sowie des Monitorings der möglichen Endlagerstandorte zu erreichen. Hierbei wer-den bestehende numerische Modelle und Verfahren des ‚Optimal Experimental Designs‘ so-wie des Bayesischen Verfahrens kombiniert. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Bausteine zur Quantifizierung von Ungewissheiten in Geologischen Modellen“ (GeoBlocks), bestehend aus dem Computational Geoscience and Reservoir Engineering, dem Lehrstuhl für Geologie und Paläontologie, dem Lehrstuhl für In-genieurgeologie und Hydrogeologie der RWTH Aachen University, dem Department of Geo-logy and Geophysics der University of Aberdeen sowie der BGR, sollen sowohl die Ungewissheiten der geologischen und geophysikalischen Eingangsdaten systematisch analysiert, als auch die Ungewissheiten der geologischen Modellierung quantitativ erfasst werden. Darüber hinaus soll für alle Wirtsgesteine die räumliche Variabilität beschrieben, Methoden zur Vergleichbarkeit von Regionen mit unterschiedlicher Datendichte entwickelt und Ansätze zur Reduzierung von Ungewissheiten erarbeitet werden. Hierzu werden zuerst synthetische Datensätze mit sehr hoher Datendichte generiert und an diesen Datensätzen Einflüsse von Eingangsdaten und verschiedenen Geschäftszeichen: SG01203/16/14-2022#9 – Objekt-ID: 923755 – Stand: 14.03.2022 Seite 3 von 4 Modellierungsansätzen systematisch analysiert. www.bge.de

Rueckhalt von Schwimmstoffen durch eine Tauchwand

Das Projekt "Rueckhalt von Schwimmstoffen durch eine Tauchwand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Bestimmung von Stroemungsbedingungen, bei denen ein sicherer Rueckhalt von Schwimmstoffen gewaehrleistet ist. Es besteht die Gefahr, dass sich beguenstigt durch die Senkestroemung und die seitliche Wandreibung Wirbel ausbilden. Das Auftreten dieser Wirbel wird bei verschiedenen geometrischen Bedingungen und Geschwindigkeiten beobachtet.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (ISTA), Fachgebiet für Digitale Vernetzung von Wasser- und Abwassersystemen, Einstein Centrum Digital Future, Forschungsgruppe Smart Water Networks durchgeführt. Das Forschungsvorhaben iOLE nimmt sich zum Ziel, eine Nutzer-orientierte Applikation für die Erkennung und Ortung von Leckagen in Trinkwasserversorgungsnetzen zu entwickeln. Trinkwasserversorgungsnetze sind alles andere als effizient. Im europäischen Durchschnitt gehen ca. 25% des bereitgestellten Wassers durch Leckagen verloren. Auch wenn die Verluste in Deutschland mit 5-9% sehr gering sind, so erzeugen Leckagen jedoch Folgeprobleme, wie z.B. Einnahmeverluste, lokale Versorgungsausfälle und Folgeschäden durch Aufschwemmung. Derzeitig existieren sowohl passive als auch aktive Technologien zur Leckagedetektion. Als passive Methoden werden in-situ Messungen bezeichnet, bei die Unternehmen Wartungsteams entsenden, die mit akustischen Messgeräten vor Ort nach Leckagen suchen. Dahingegen sind aktive Methoden Algorithmen-basiert und können netzwerkweit angewendet werden. Während passive Methoden lokal akkurat, aber sehr kostenintensiv sind, sind aktive Methoden zwar ungenauer in der Ortung jedoch günstiger. Hinzu kommt, dass diese Software-basierten Verfahren bislang verstärkt in der wissenschaftlichen Entwicklung Anwendung fanden, jedoch in der Praxis aufgrund fehlender Nutzerfreundlichkeit noch nicht zum Zuge kamen. Aus dieser Motivation heraus werden in diesem Vorhaben zwei preisgekrönte Algorithmen, die von Mitgliedern dieses Verbunds in vorangegangen Grundlagenarbeiten entwickelt wurden, aus ihrer wissenschaftlichen Rohform heraus in ein anwenderorientiertes Gesamtgerüst integriert werden. Das Endprodukt der intelligenten Online-Leckage-Erkennung (iOLE) integriert dabei das Beste aus zwei Welten: dem rein daten-getriebenen Algorithmus LILA und dem auf einem hydraulischen Modell basierenden Algorithmus DualModel. iOLE setzt sich zum Ziel, Leckagen möglichst schnell zu identifizieren und von anderen Anomalien abgrenzen zu können, wodurch insgesamt Fehlalarme minimiert werden sollen. Außerdem soll durch den kombinierten Einsatz die Ortungsgenauigkeit gesteigert werden

Teilvorhaben: 1.3 und 3.3

Das Projekt "Teilvorhaben: 1.3 und 3.3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik, Professur für Turbomaschinen und Flugantriebe durchgeführt. In zwei Teilvorhaben sollen zum einen ein effizientes Thermalfarben-Postprocessing mittels farbiger digitaler Zwillinge entwickelt werden und zum anderen robuste Axialverdichterstufen für Axial-Radial-Verdichter untersucht werden. Die Analyse von Boroskopbildern ist derzeit eine manuelle Aufgabe von Experten und sehr zeitaufwendig. Eine Schnittstelle, um die Erkenntnisse aus der Boroskopanalyse an Systeme der Auslegungsingenieure zu übergeben, gibt es nicht. Daher sollen Methoden entwickelt werden, welche möglichst schnell und automatisch die Ergebnisse der Messungen aufbereiten und dem Auslegungsingenieur als digitale Zwillinge zur Verfügung stellen. Weiterhin sollen die Ergebnisse auf den digitalen Zwillingen so aufbereitet werden, dass eine Erfassung, Bewertung und potenzielle statistische Auswertung der turbomaschinentypischen Ereignisse (Verfärbungen, TBC-Schäden, Risse, …) möglich ist. Die Kombination von axialen mit einer abschließenden radialen Verdichterstufe ermöglicht es auch in kleinen Verdichtern / Gasturbinenanlagen, hohe Druckverhältnisse zu erreichen und dabei die Bauteilanzahl zu reduzieren. Eine abschließende radiale Verdichterstufe führt zu speziellen Anforderungen an die davorliegenden axialen Stufen. Aufgrund der unterschiedlichen Kennlinien-Charakteristika von axialen und radialen Stufen ist die Stufenabstimmung genauer zu betrachten. Hier setzt das geplante zweite Teilvorhaben an und analysiert das Zusammenspiel von axialen und radialen Verdichterstufen. Insbesondere wird die letzte verbleibende Axialverdichterstufe hinsichtlich ihrer Stabilität und der Konfiguration des Leitrades untersucht. Diese Untersuchungen sollen eine weitere Erhöhung des Verdichterdruckverhältnisses und damit Steigerung des Gesamtwirkungsgrads in kleinen flexiblen Gasturbinenanlagen ermöglichen.

Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)

Das Projekt "Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau, Abteilung Landespflege durchgeführt. Die Eignung von Regenwasser in Zisternen (bei sachgemaesser techn. Ausfuehrung) ist fuer die Nutzungsarten WC-Spuelung, Gartenberegnung und Waeschewaschen nicht mehr umstritten. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll die Dachablaufwaesser in Regenwassernutzungsanlagen (RWNA) zu sammeln und fuer o.g. Nutzungsarten zu verwenden. Auf diese Art kann teures Trinkwasser eingespart, das Kanalisationsnetz und die techn. Klaerwerke entlastet werden. In vielen Regionen der BRD reicht jedoch der Niederschlag fuer o.g. Nutzungsarten nicht aus, so dass eine Nachspeisung der Zisterne zwingend notwendig wird. Anstelle der Nachspeisung mit Trinkwasser koennte auch gereinigtes Grauwasser zum Einsatz kommen; Voraussetzung: es ist in seiner Beschaffenheit vergleichbar mit Regenwasser. Hauptproblem sind hierbei die hohen Konzentrationen von Tensiden, die ueber die Waschmittel in das Grauwasser gelangen. Ziel des Versuches ist es das Grauwasser mittels bepflanzten Bodenfiltern so gut zu Reinigen, dass die Grenzwerte der EU-RL ueber die Qualitaet der Badegewaesser eingehalten bzw. unterschritten werden koennen.

WIR! - Lausitz - Life & Technology - Innovative Windenergie-Technologien in der Lausitz

Das Projekt "WIR! - Lausitz - Life & Technology - Innovative Windenergie-Technologien in der Lausitz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Zittau/Görlitz, Fakultät Maschinenwesen, Professur Strömungsmechanik und Fluidenergiemaschinen durchgeführt. Mit der Nutzung von Windenergie lassen sich die natürlichen Schwankungen im Übertragungsnetz bei der solaren Stromproduktion im Tages- wie auch im Jahresverlauf kompensieren. In ländlichen Gebieten und im Offshore-Bereich sind klassische Windturbinen mit horizontaler Drehachse etabliert und stellen die optimale Lösung zur Energiegewinnung dar. Für den Einsatz in urbanen Gebieten sind hingegen Windturbinen mit vertikaler Drehachse prädestiniert. Die Nachteile dieser Bauart sind niedrigere Leistungsbeiwerte, das ungleichförmige Drehmoment und die mangelnde Fähigkeit zum Selbstanlauf. In dem Projekt sollen hierfür zwei verschiedene Lösungsansätze verfolgt werden - zum einen der Einsatz gewellter Vorderkanten an den Rotorblättern und zum anderen eine aktive Beeinflussung des Anstellwinkels über ein mechatronisches System. Ein generelles Problem aller Windenergieanlagen ist deren nachhaltige Produktion und die Wiederverwertung der Materialien nach Ablauf der Lebensdauer. Naturfaserverstärkte Kunststoffe stellen hierbei eine umweltgerechte Alternative zum Einsatz konventioneller Verbundwerkstoffe aus Carbon- oder Glasfasern dar. Ein Ansatz des Projektes stellt daher die Fertigung der Rotorblätter aus Naturfaser-Verbundwerkstoffen und die Verbesserung von deren Funktionseigenschaften dar. Das Ziel des Verbundprojektes LausitzWind ist die Entwicklung einer nachhaltig herstellbaren Windturbine mit hoher Leistung und niedrigen akustischen Emissionen zum Einsatz in urbanen Gebieten. Der Funktionsnachweis erfolgt durch die Errichtung eines Demonstrators im Realmaßstab. Das Teilprojekt LausitzWind-HSZG (Nr. P_27-1) fokussiert dabei auf die strömungsmechanischen Aspekte der Windturbine, während im Teilprojekt LausitzWind-Härtwig (Nr. P_27-2) insbesondere die festkörpermechanischen Problemstellungen untersucht werden. Das Projekt ordnet sich fachlich in die Innovationsbereiche 'Additive Fertigung' und 'Vernetzte Energiespeichersysteme' des Bündnisses 'Life and Technology' ein.

Dynamik von Strahlflammen unter erhöhtem Druck

Das Projekt "Dynamik von Strahlflammen unter erhöhtem Druck" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik, Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik - Hermann-Föttinger-Institut durchgeführt. Die Verwendung von Wasserstoff (H2) als Brennstoff in modernen Verbrennungssystemen wurde als nachhaltige Lösung identifiziert, die dazu beitragen kann, die Abhängigkeit der heutigen Wirtschaft von fossilen Kohlenwasserstoffbrennstoffen zu verringern. In modernen Gasturbinentriebwerken und -kraftwerken werden magere Vormischflammen bevorzugt eingesetzt, welche niedrige und gleichmäßige Temperaturverteilungen sicherstellen und somit Stickoxidemission geringhalten. In vorgemischten Verbrennungssystemen, die mit reinem H2 betrieben werden, besteht eine hohe Gefahr von Flammenrückschlag, d. h. in der Ausbreitung einer Flammenfront stromaufwärts in den ungekühlten Mischbereich des Brenners. Dies führt in der Regel entweder zu schweren Schäden oder zur Zerstörung der Maschine. Um die Herausforderungen von H2 als primären und nachhaltigen Brennstoff für zukünftige Verbrennungssysteme in Gasturbinen zu bewältigen, rücken sogenannte Strahlbrenner immer mehr in den Vordergrund. Die Dynamik und Stabilität solcher Flammen wurde zwar vielfach untersucht, es mangelt jedoch an Untersuchungen hinsichtlich der thermoakustischen Eigenschaften und der Robustheit des Brennerkonzepts hinsichtlich Flammenrückschlag unter instationären Betriebsbedingungen. Im vorliegenden Projekt soll an der TU Berlin in einem einzigartigen Thermoakustik-Prüfstand die thermoakustische Stabilität von (instationären) Strahlflammen in einer Modellbrennkammer untersucht werden. Es werden Konzepte entwickelt, Flammenrückschlag zu verhindern und Methoden erforscht, die es ermöglichen, die generelle Robustheit eines mit reinem H2 betriebenen Strahlbrenners gegenüber Flammenrückschlag zu bewerten. Da der Ausbau der H2-Infrastruktur zur großskaligen Energiebereitstellung nur schrittweise erfolgen kann, ist es naheliegend, zukünftige Brennerkonzepte ebenso hinsichtlich ihrer Robustheit gegenüber Flammenrückschlag und Thermoakustik bei verschiedener Brennstoffzusammensetzungen zu untersuchen.

Instabilitaet, Struktur der Turbulenz und Schallerzeugung in runden Freistrahlen

Das Projekt "Instabilitaet, Struktur der Turbulenz und Schallerzeugung in runden Freistrahlen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Experimentelle Strömungsmechanik, Abteilung Turbulenzforschung Berlin durchgeführt. Zweck: Herabsetzung des Freistrahllaerms.

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 Erdsystemwissenschaften, 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.

Teilprojekt: AP 1.1 Flashback Modellierung in einem Wasserstoffbrenner

Das Projekt "Teilprojekt: AP 1.1 Flashback Modellierung in einem Wasserstoffbrenner" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (ISTA), Fachgebiet Data Analysis and Modeling of Turbulent Flows durchgeführt. Angesichts des Klimawandels steigt die Nachfrage nach kohlenstofffreien Brennstoffen für stationäre Gasturbinen und zivile Luftfahrttriebwerke. Um signifikant zur Dekarbonisierung beizutragen, müssen zukünftige Brennkammern alternative Brennstoffe verwenden können, wie z.B. Wasserstoff. Dieser steht im Fokus des Gesamtvorhabens. Das Projekt konzentriert sich auf die rechnergestützte Modellbildung von Flammenrückschlägen. Es gilt hier die numerischen Strömungssimulationsverfahren, die teilweise bereits existieren und im Wesentlichen für die Verbrennung von Erdgas entwickelt wurden, im Kontext der turbulenten Wasserstoffverbrennung zu bewerten und weiterzuentwickeln. Hierfür werden drei, in ihrer strömungsmechanischen Komplexität steigende, Konfigurationen untersucht, deren experimentelle Datenbasis der Wasserstoffverbrennung eine robuste Bewertung der vorhergesagten Ergebnisse erlaubt.

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