Aus der wasserbaulichen Forschung am Institut für Hydromechanik, Stauanlagen und Wasserversorgung

ln dem vorliegenden Aufsatz wird anhand einiger Beispiele aus dem Wasserbau dargestellt, an welchen Aufgaben und Problemen im Institut für Hydromechanik, Stauanlagen und Wasserversorgung derzeit gearbeitet wird. Das Spektrum des Forschungsprogramms ist erheblich breiter. Eine Reihe von Arbeitsgebieten wurde hier nicht oder kaum angesprochen. Die Ergebnisse der strömungsmechanischen Grundlagenforschung finden nicht nur im Wasserbau Anwendung, sondern auch im konstruktiven Ingenieurbau, in der Verfahrenstechnik und im Maschinenbau

Erforschung von Strömungsproblemen der Umweltverschmutzung

Die Reinhaltung von Wasser und Luft stellt uns heute vor eine zweifache Aufgabe: Einerseits müssen die in Gewässer und Atmosphäre eingeleiteten Schmutzmengen möglichst weitgehend reduziert werden; andererseits muß dafür Sorge getragen werden, daß die noch verbleibenden Schmutzstoffe so in den Gewässern bzw. in der Atmosphäre verteilt werden, daß umweltschädliche Auswirkungen vermieden werden. Eine vollständige Vermeidung von Emissionen läßt sich mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nie erreichen, so daß die mit der Verteilung zusammenhängende absolute Schadstoffkonzentration stets Probleme mit sich bringen wird. Besonders eindringlich wird dies beispielsweise durch die Smogbildung bei Inversionswetterlagen demonstriert. Die Lösung solcher Probleme erfordert Kenntnisse der strömungsmechanischen Grundlagen von Ausbreitungs- und Transportvorgängen, die bis heute zum großen Teil nicht vorliegen. Um einen gezielten Beitrag zur Erarbeitung der notwendigen Grundlagen zu leisten, haben sich an der Universität Karlsruhe rund vierzig Ingenieur- und Naturwissenschaftler zusammengeschlossen und einen Sonderforschungsbereich gegründet, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft seit April 1970 finanziell gefördert wird.At the University of Karlsruhe, about 40 scientists and engineers collaborate in a newly established Research Center on problems of diffusion, dispersion and Iransport phenomena in fluid flows relevant to engineering problems of environmental pollution. The research program is aimed at providing a basis for predicting the spreading of waste or cooling water in rivers or stack emissions in the atmosphere, for controlling ecological and morphological changes in water bodies, and for developing new techniques for environmental protection. The individual current research projects are described briefly

Entwicklung eines Kooperationsmodells für die Transportlogistik im Baustoff-Fachhandel

Durch die Konsolidierung des Sendungsvolumens von kooperierenden Baustoff-Fachhändlern wird die Verbesserung des Logistiknetzwerks angestrebt, um somit die Transporteffizienz der Kooperationspartner zu erhöhen. Zusätzlich zur Entwicklung des Kooperationsmodells wird dieses durch Simulationen anhand von Realdaten evaluiert und die Auswirkung des Kooperationsmodells auf die zu fahrende Gesamtstrecke der Kooperationspartner untersucht

Ein Beitrag zum modellbasierten Regelungsentwurf elektropneumatischer Applikationen

Diese Arbeit beschäftigt sich mit verallgemeinerten Herangehensweisen für Zustandsschätzung und modellbasiertem Regelungsentwurf am Beispiel pneumatischer Applikationen. Als Ergebnis der physikalischen Streckenmodellierung resultiert ein leicht erweiterbares, parameterlineares aber dennoch nichtlineares Zustandsraummodell welches auf Analogiebetrachtungen zu passiven Bauelementen der Elektrotechnik basiert. Es werden verschiedene Methoden zur Schätzung der für die Regelung notwendigen Zustandsgrößen für Strecken mit Modellfehlern vorgestellt, geprüft und bewertet. Durch die Verwendung einer Zustandstransformation lässt sich das System in E/A-Darstellung mit integralem Streckenanteil überführen. Damit ist es auch mit groben Modellierungsfehlern machbar, die Forderung nach stationärer Genauigkeit zu erfüllen. Damit das entwickelte Regelungskonzept auch an Strecken mit Totzeiteffekten verwendet werden kann, wird auch die Anwendbarkeit einiger in der Literatur existierender Methoden zur Modellierung von Totzeiten im Zeitbereich entsprechend geprüft und beurteilt.Auch im Buchhandel erhältlich: Ein Beitrag zum modellbasierten Regelungsentwurf elektropneumatischer Applikationen / Christian Busch Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - XVI, 228 S. ISBN 978-3-86360-098-3 URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014000090 Preis (Druckausgabe): 16,10

Numerische Simulation auf Basis des IFC-Bauwerksmodells

Dieser Beitrag zeigt einen Ansatz, verschiedene numerische Simulationsaufgaben auf ein gemeinsames und durchgängig dreidimensionales Geometriemodell zu gründen. Hinsichtlich der physikalischen Modelle reicht die Bandbreite der hier vorgestellten Anwendungen von einer ganzheitlichen Betrachtung der Gebäudestruktur in der Strukturmechanik über die raumbezogene, hochauflösende Modellierung konvektiver Raumluftströmungen bis hin zur Simulation des thermischen Verhaltens eines ganzen Gebäudes. Das jeweils zugrunde liegende numerische Verfahren setzt dabei auf einem stets gleichen Zwischenmodell der realen Geometrie der Struktur auf, ohne dabei vereinfachende dimensionsreduzierte Modelle anzuwenden. Nachfolgende Werkzeuge werden derzeit im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte an dieses Geometriemodell angeschlossen: Die p-Version der FEM für die Strukturanalyse, ein sog. Mehrzonenmodell für die thermische Gebäudesimulation sowie ein auf dem sog. hybriden thermischen Gitter-Boltzmann-Verfahren (hTLBE) basierender Strömungssimulationscode. Der Import geometrischer wie semantischer Daten eines Bauwerks in das Simulations-Framework erfolgt nach dem Produktmodell der Industry Foundation Classes (IFC), das sich als Quasi-Standard für den Datenaustausch im Bauwesen etabliert hat. Das IFC-Schema dient dabei nicht als Modell zur internen Speicherung von Daten, sondern wird hier als Schnittstelle zur Anbindung unterschiedlicher Programme wie CAD-Anwendungen für Architekten oder anderen Modellierungstools verwendet. Die Implementierung dieser Schnittstelle erfolgt unter Verwendung einer sog. Toolbox, die das Objektschema der IFC auf ein Klassenmodell einer objektorientierten Programmiersprache abbildet und Werkzeuge für den effizienten Objektzugriff zur Verfügung stellt. Damit werden Grenzen zwischen spezialisierten Softwarepaketen, die maßgeschneidert auf spezielle Erfordernisse ausgerichtet sind, aufgebrochen und der Datenaustausch über die Anwendungsgrenzen hinaus unterstützt. Dies ist eine Konsequenz aus einer dem Wunsch nach vernetzt-kooperativen Planung von Bauwerken...

Geochemische Modellierung - Radiotoxische und chemisch-toxische Stoffe in natürlichen aquatischen Systemen. Workshop im Forschungszentrum Karlsruhe am 23. und 24. April 1997

Der Workshop "Geochemische Modellierung" diente dem Erfahrungsaustausch von Wissenschaftlern aus Universitäten, Forschungszentren und Behörden bei der Entwicklung geochemischer Instrumentarien zur sicherheitstechnischen Bewertung von kontaminierten Böden, von Untertagedeponien und von Endlagern. Hier soll insbesondere modelliert werden, welcher Anteil der eingebrachten Schadstoffe durch Grundwässer oder Laugen mobilisiert werden kann. Durch Kopplung mit Transport- und Sorptionsmodellen kann das Migrationsverhalten der Schadstoffe berechnet werden. Da viele Prozesse nur unzureichend verstanden sind, ist für jeden Einzelfall zu prüfen, ob diese Modelle bereits zu belastbaren Aussagen über die Gefährdung der Umwelt und des Menschen durch mobilisierbare Schadstoffe herangezogen werden können. Trotz der Entwicklung erfolgversprechender Modellbausteine stehen belastbare geochemische Modelle für den Kolloideinfluß und von Oberflächenkomplexierung auf das Migrationsverhalten etc. heute noch nicht zur Verfügung