Das Projekt "Mit Küstenforschern in einem Boot - 'Erlebnis Expedition Uhrwerk Ozean'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH durchgeführt. Im Juni 2016 fand nach jahrelanger intensiver Vorbereitung in der Ostsee eine ozeanografische Messkampagne statt, um die Bedeutung kleiner Ozeanwirbel für den Energietransport und das Algenwachstum im Meer besser zu verstehen. Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht setzen hochauflösende Spezialkameras in Flugzeugen und Zeppelin ein, um die Wirbel aufzuspüren und dann mit Schiffen zu vermessen. Das Experiment wurde mit Hilfe neuer 360°- Videotechnik aufgezeichnet und als Rohmaterial abgespeichert. Aus den vorliegenden Aufnahmen könnte mit Hilfe der Fördermittel ein Planetariums-Film produziert werden, der die Geschichte der Wirbeljäger anschaulich und spannend erzählt, um Begeisterung und Faszination für die Meeresforschung zu wecken. Die Aufnahmen werden mit einzelnen animierten Sequenzen ergänzt, die nicht als Realbilder dargestellt werden können und fundamentale wissenschaftliche Prozesse wie Strömungen oder Wirbel anschaulich erklären. Einzelne Module mit Aufnahmen von Zeppelin, Forschungsschiffen, aber auch Unterwasseraufnahmen von Ozeangliedern und autonomen Robotern werden durch diese Animationselemente zu einer schlüssigen Geschichte zusammengefasst. Meeresforschung wird so 'erlebbar' und die Zuschauer können direkt erfahren, was es heißt, Wissenschaft zu betreiben und gesellschaftsrelevante Fragestellungen zu bearbeiten. Der Auftakt des neu produzierten Planetariumsfilms wird von publikumswirksamen Veranstaltungen begleitet. So wird die Show im Sommer 2017 während des Wissenschaftsjahres 'Meere und Ozeane' bundesweit in einer Vielzahl von Planetarien gezeigt und mit einer Premierenveranstaltung in Hamburg vorgestellt. Der Planetariumsfilm kann außerdem in der Mobilen Kuppel am Tag der offenen Tür des Bundesministeriums für Bildung und Forschung im August 2017 und beim Tag der Deutschen Einheit 2017 in Mainz präsentiert werden. Titel der Planetariumsproduktion: Die Wirbeljagd - Expedition Uhrwerk Ozean.
Das Projekt "Entwicklung eines vereinfachten Füllsystems für Sparschleusen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. 1 Problemdarstellung und Ziel. 1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Für Sparschleusen mit großer Hubhöhe hat sich in Deutschland ein Füllsystem mit einer Druckkammer unter der eigentlichen Schleusenkammer als einfache Gestaltungsvariante bewährt. Hierbei dient die Druckkammer zur gleichmäßigen Verteilung des einströmenden Füllwassers von Oberstrom und den Sparbecken. Die Einläufe werden dabei aufwändig gestaltet und möglichst tief angeordnet, um das Einziehen von Luft in das Füllsystem zu verhindern. Im Zuge der Bearbeitung der hydraulischen Gestaltung des Füll- und Entleersystems der neuen Schleusen Erlangen und Kriegenbrunn wurde die Idee verfolgt, auf Umläufe (und die zugehörigen Schütze) sowie einen tiefliegenden Einlaufbereich zum Anschluss an das Oberwasser vollständig zu verzichten. Hierzu wurde ein Konzept entwickelt, bei dem das Druckkammerfüllsystem direkt über ein Drucksegmentobertor beaufschlagt wird. Erste numerischen Untersuchungen zeigten, dass die hydraulische Leistungsfähigkeit bei Normalbetrieb den Anforderungen entspricht (Thorenz und Strybny, 2012). Im gestörten Betrieb ohne Sparbecken ist jedoch mit einem verstärkten Eintrag von Luft in das Füllsystem zu rechnen, welche die globalen Strömungseigenschaften des Systems maßgeblich beeinflussen könnten. Möglichst genaue Informationen über das Verhalten der Luft- Wasser-Strömung im untersuchten System sind daher von großer Bedeutung. Im Bereich der gegenständlichen Maßstabsmodelle ergeben sich durch die Skalierung unvermeidbare Maßstabseffekte, die bei Luft-Wasser-Gemischen dazu führen, dass der tatsächliche Lufteintrag und die daraus entstehenden Effekte nicht maßstabsgetreu abgebildet werden. Dies resultiert vor allem daraus, dass an der Phasengrenzfläche die Oberflächenspannung des Wassers eine entscheidende Rolle spielt, welche selbst bei der Verwendung eines Ersatzfluids mit entsprechender Oberflächenspannung das Verhalten der Luftblasen im Wasser nur fehlerhaft abbilden kann (Chanson, 1999). Bei der Untersuchung von Strömungen mit Hilfe von numerischen Werkzeugen können nur dann brauchbare Ergebnisse erzielt werden, wenn alle physikalisch relevanten Prozesse im Modellansatz hinreichend genau abgebildet werden. Die im Wasserbau üblichen computergestützten Modelle, die auf den Navier-Stokes-Gleichungen mit einem Volumeof- Fluid-Ansatz basieren, sind nur bei sehr hoher Gitterauflösung geeignet, den erwarteten Lufteintrag abzubilden. Es muss daher ein alternativer Ansatz gefunden werden. 1.2 Bedeutung für die WSV: Das vereinfachte Füllsystem hätte erhebliche Vorteile: Kein großer und tiefer Einlauf wie bei anderen Sparschleusen mit großer Hubhöhe, durch den Verzicht auf Umläufe eine reduzierte Anzahl von schlecht erreichbaren Betriebsverschlüssen, eine reduzierte Größe der Baugrube und des Gesamtbauwerks. Es ist davon auszugehen, dass dieses Konzept bei Realisierbarkeit zu einer erheblichen Reduzierung der Baukosten und der Betriebskosten großer Sp
Das Projekt "Verbundvorhaben der RWTH Aachen: Entwicklung eines CO2-emissionsfreien Kohleverbrennungsprozesses zur Stromerzeugung (OXYCOAL-AC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. OXYCOAL-AC/ITM/BP1: 1.) Ziel ist es, die Interaktion von Strömungsturbulenz und Verbrennungschemie detailliert mathematisch zu beschreiben. Der Modellierungsansatz des Flamelet-Konzepts nutzt die Separierung der Skalen von Turbulenz und Chemie aus und ermöglicht bei auch für den industriellen Einsatz tolerablen Rechenzeiten eine detaillierte Beschreibung der Reaktionskinetik und der Schadstoffbildung in einer turbulenten dreidimensionalen Strömung. 2.) Für die Kohleverbrennung in O2-CO2-Atmosphäre muss die charakteristische chemische Kinetik für die Gasphase erarbeitet werden. Die Spezieskonzentrationen, die Zerfallskanäle bei der Oxidation und die Schadstoffentstehung von NOx werden durch detaillierte und reduzierte chemische Mechanismen im Detail aufgelöst. Der Besonderheit des Verbrennungsprozesses im FLOX-Modus, die vom großen Anteil rezirkulierenden Abgases im Brennraum herrührt, soll bei der Aufstellung der Mechanismen besonders berücksichtigt werden. 3.) Die erarbeiteten Kinetiken für Verbrennung und Schadstoffbildung werden in der 2. Bearbeitungsphase als Modul in einen angepassten turbulenten Strömungslöser integriert, der die Brennkammersimulation durchführen soll.