Large Eddy Simulation of cross-flow around a square rod at incidence with application to tonal noise prediction

We consider the prediction of the flow around a square rod as a generic bluff body at low Mach number (below 0.3) and high Reynolds number (above 5000) and the corresponding tonal noise. Instability of such flow is crucial for potential mechanical vibrations and noise production.\ud Due to the presence of sharp edges the flow separation along a square rod is relatively easy to predict. The flow remains however quite complex as it involves re-attachment and secondary vortex shedding. Depending on the angle of attack, between the main flow direction and the bottom side wall of the rod, three flow types are observed. Firstly at low angles of attack the flow separating from both upstream edges forms a periodic vortex street in the wake. Secondly above a critical angle of attack around 13o, the flow re-attaches to the bottom side wall. The wake is dominated by vortex shedding from the upper front edge and the lower downstream edge. At 45o the stagnation point is on the front edge and flow separation occurs from the two lateral edges. In the literature the wake is reported to display a von K`arm`an vortex street corresponding to a whistling mode. For angle of attack between 25o and 45o, we observe experimentally a second mode in which the wake is stable and the rod does not whistle. We call this the silent mode. One can switch from one mode to the other by perturbing the flow in front or behind the rod.\ud Direct Numerical Simulation of the radiated sound is extremely difficult\ud and certainly not feasible for industrial applications. We assess the potential\ud of a hybrid method in which the flow is modelled by means of an incompressible\ud Large Eddy Simulation (LES). The flow data is then used to estimate the sound radiation by using the Lighthill-Curle aeroacoustical analogy. Incompressible\ud resolved LES obtained with a commercial code provides a fair prediction of the flow if the full length of the rod is taken into account including the side walls used to support the rod in the experiments. Combining the LES results with the aero-acoustical analogy provides a prediction of observed tonal noise within 2 dB. The prediction of broad band noise was not considered.\ud The use of quasi two-dimensional LES calculations or two-dimensional Unsteady-Reynolds Averaged Navier Stokes (URANS) models appears to be much less accurate. These LES calculations are unfortunately still much too demanding to allow a systematic parametric study. They also do not capture the observed silent mode

Bewältigung chronischer Krankheiten am Beispiel der Leberzirrhose

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, am Beispiel der Leberzirrhose (LZ) zu unter¬su¬chen, welche gesellschaftlichen, psychischen und physiologischen Faktoren das Überleben mit einer chronischen Krankheit beeinflussen. Aus sozialepidemiolo¬gi¬scher Sicht stellen LZ-Patienten eine vernachlässigte Gruppe unter den chronisch Kran¬ken dar. Für sie existieren kaum Studien zur Krankheitsbewältigung; die meisten Untersuchungen zur LZ beschränken sich auf Überlebenszeitprognosen durch medi¬zi¬nische und Labor¬para¬meter. Beim empirischen Teil handelt es sich um eine Sekundäranalyse eines Längsschnitt-Datensatzes von 673 LZ-Patienten einer Rehabilitationsklinik der Bundesversiche¬rungs¬¬anstalt für Angestellte. Der Beobachtungszeitraum beträgt für jeden Patienten minde¬stens 10 und maximal 16 Jahre. Als empirisches Kriterium für die Bewältigung der Krank¬¬¬heit LZ wurde die Überlebenszeit mit der Krankheit gewählt, defi¬niert durch den Zeitraum zwischen Erstdiagnose und Tod bzw. Studienende. Hauptzielsetzung der em¬pi¬rischen Arbeit ist die Prüfung, ob und in welchem Ausmaß soziale Faktoren wie Ge¬schlecht, Alkoholkonsum (operationalisiert durch 4 Katego¬rien von Gamma-Gluta¬myl¬transferase-Werten (GGT)), Erwerbstätigkeit und soziale Schicht neben den eher medi¬zini¬schen Variablen Ätiologie und Krankheitsgrad die Überle¬bens¬zeit mit LZ beein¬flus¬sen. Darüber hinaus wird der Frage nachgegan¬gen, welche Faktoren be¬stimmend für die Erwerbslebenszeit (Dauer des Erwerbsle¬bens nach Diagnose von LZ) sind. Als statistische Methode zur Schätzung des Einflusses der vorhandenen Kovariaten auf die genannten Zeitvariablen wird das Proportional-Hazards-Regressionsmodell von Cox verwendet. Ergebnisse werden in Form von adjustierten Harzard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervallen (KI) berichtet. Ergebnisse: Es sind vor allem 5 Faktoren, die die Überlebenszeit nach Diagnose von LZ signifikant beeinflussen: Medizinischer Krankheitsgrad, Geschlecht, Alkoholkon¬sum, Alter bei Diagnose und Erwerbslebenszeit. Erwartungsgemäß geht ein hoher Krank¬heits¬grad mit niedrigen Überlebensraten einher. Männer weisen gegenüber Frauen ein etwa doppelt so hohes Sterberisiko auf (HR 1,9; KI 1,4 ? 2,8; p<0,001). Patienten mit stark erhöhten GGT-Werten zeigen die schlech¬teste Pro¬gno¬se: im Vergleich zu Patien¬ten mit normalen GGT-Werten (entspr. niedrigem Alkohol¬konsum bzw. Abstinenz) wei¬sen sie ein über 3 mal so hohes Ster¬be¬risiko auf (HR 3,2; KI 2,0 ? 5,3; p < 0,0001). Erwartungsgemäß ist das Sterbe¬risiko der Patien¬tengruppe über 55 Jahre signifikant höher als das der bis 45-Jährigen (HR 1,9; KI 1,3 ? 2,8; p< 0,001). Da es sich bei der Erwerbslebenszeit um eine Größe handelt, die zwar auch von der Über¬lebenszeit abhängt, jedoch derart, daß sie durch diese begrenzt wird, konnte sie nicht als Kovariate im Cox-Modell geprüft werden. Es wurden mittlere Überlebens¬zei¬ten (Kaplan-Meier) für 3 Kategorien von Erwerbslebenszeiten berechnet: (ELZG1: bis max. 1 Jahr; ELZG2: 1 bis 5 Jahre und ELZG3: >5 Jahre nach Diagnose von LZ er¬werbstä¬tig). ELZG1 weist mit 171 (KI 150-192) Monaten eine mehr als doppelt so ho¬he Überlebenszeit auf wie ELZG2 mit 82 (KI 74-90) Monaten; ELZG3 hat erwar¬tungs¬gemäß den höchsten Wert: 189 (KI 169-209) Monate (Log-Rank-Test p<0,0001). Die¬se Unterschiede zwischen ELZG1 und ELZG2 bestehen ebenso für die beiden jün¬ge¬ren Altersgruppen und sowohl für Männer als auch für Frauen. Für die Variablen Ätiologie und soziale Schicht konnte kein statistischer Zusammen¬hang mit der Überlebenszeit nach Diagnose von LZ gefunden werden. Als Determinanten für die Dauer des Erwerbslebens konnten Alter bei Diagnose, me¬di¬zinischer Krankheitsgrad und Geschlecht identifiziert werden. Frauen haben nach Dia¬gnose von LZ eine 1,2 mal höhere Wahrscheinlichkeit berentet zu werden als Män¬ner (HR 1,2; KI 1,0 ? 1,5; p = 0,049). Gamma-GT-Werte als Indikatoren für Alko¬hol¬kon¬sum, die Ätiologie und die soziale Schicht waren nicht signifikant mit der Erwerbsle¬bens¬zeit assoziiert. Die vorliegende Arbeit soll dazu beitragen, Patienten mit LZ, ihren spezifischen Bela¬stungen und Bewältigungsmöglichkeiten einen höheren Stellenwert einzuräu¬men als die internationale Literatur bisher kennen läßt

Die zukünftige demographische Alterung und das Problem der Altersversorgung in China unter besonderer Berücksichtigung der Metropole Shanghai und der Provinz Gansu

Ziel dieser Dissertation ist es, den künftigen Prozess der Bevölkerungsalterung in China aufzuzeigen und die auftretenden Probleme der Altersversorgung zu analysieren. Die rapide Zunahme der Bevölkerungsüberalterung, die steigende Gesamtzahl alter Menschen und der hohe Anteil alter Menschen an der Gesamtbevölkerung sind die drei wichtigsten Grundzüge der Bevölkerungsentwicklung in China. Für diesen Alterungsprozess der Bevölkerung sind einerseits der Baby-Boom der 50er und 60er Jahren und andererseits der dramatische Rückgang der Geburtenrate seit Anfang der 70er Jahre infolge der staatlichen Politik zur Geburtenkontrolle und der späteren ?Ein-Kind-Politik? verantwortlich. Der Rückgang der Sterberate und die Zunahme der Lebenserwartung verstärken diesen Prozess, der durch starke zeitliche und räumliche Differenzen charakterisiert ist, insbesondere zwischen den verschiedenen Regionen und zwischen Land und Stadt. Die rapide zunehmende Anzahl alter Menschen stellt China vor große soziale und wirtschaftliche Herausforderungen gerade bei der Altersversorgung. Traditionell übernahmen die Kinder die Verantwortung für die Altersversorgung der Eltern. Mit der Machtübernahme durch die Kommunistische Partei Chinas übernahmen hauptsächlich der Staat und die Kollektive die Versorgungsfunktionen der Bevölkerung. Die seit 1978 eingeleitete Wirtschaftsreform und Öffnungspolitik sowie der soziale Wandel bringen große Veränderungen der Lebensbedingungen, die zu neuen Rahmenbedingungen für die Altersversorgung führen. Der Staat, besonders die staateigenen Unternehmen in den Städten und die Kollektive auf dem Land, ziehen sich aus der Verantwortung für die soziale Sicherheit zurück. Die Verantwortung der alten Menschen für sich selbst und die Abhängigkeit von ihren Familien nimmt stark zu. Gleichzeitig aber ist die Funktion der "Familie" im traditionellen Sinne in der Altersversorgung geschwächt, weil die durchschnittliche Familiengröße sich wegen der politischen Durchsetzung der Geburtenkontrolle verringert hat, weil erwachsene Kinder und ihre Eltern jetzt getrennte Haushalte haben und weil die Mobilität und der Arbeitsdruck der mittleren Generation zunimmt. Die Familie kann die Verantwortung für die Altersversorgung nicht mehr allein tragen. Dies muss der ganzen Gesellschaft stärker ins Bewusstsein gerufen werden. In einem Entwicklungsland wie China kann die Regierung nur eine begrenzte Rolle bei der Altersversorgung spielen. Deswegen müssen der Staat, die Gesellschaft, die Familie und die Individuen zusammenarbeiten, um dem Problem gerecht werden zu können. Die Dissertation zielt darauf ab, einen Rahmen für eine methodische Analyse des Problems der Bevölkerungsüberalterung in China zu entwerfen. Da die künftige Tendenz und die Probleme der Altersversorgung in China von den demographischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Entwicklungen abhängen, können die Probleme der Altersversorgung in China durch die Beobachtung der bisherigen Entwicklung der Altersversorgung und durch die Analyse der Einflussfaktoren und ihrer Entwicklungstendenz dargestellt werden

Thermal Management Concept for the Exhaust Aftertreatment of Commercial Vehicle Diesel Engines Using Variable Mixtures of Diesel Fuel and Rapeseed Oil

The use of vegetable oil as a fuel for agricultural and forestry vehicles allows a CO2 reduction of up to 60 %. On the other hand, the availability of vegetable oil is limited, and price competitiveness depends heavily on the respective oil price. In order to reduce the dependence on the availability of specific fuels, the joint research project “MuSt5-Trak” (Multi-Fuel EU Stage 5 Tractor) aims at developing a prototype tractor capable of running on arbitrary mixtures of diesel and rapeseed oil. Depending on the fuel mixture used, the engine parameters need to be adapted to the respective operating conditions. For this purpose, it is necessary to detect the composition of the fuel mixture and the fuel quality. Regardless of the available fuel mixture, all functions for regular engine operation must be maintained. A conventional active regeneration of the diesel particulate filter (DPF) cannot be carried out because rapeseed oil has a flash point of 230°C, compared to 80°C for diesel fuel. This leads to a condensation of rapeseed oil while using post-injection at low and medium part load operating points, which causes a dilution of the engine oil. In this work, engine-internal measures for achieving DPF regeneration with rapeseed oil and mixtures of diesel fuel and rapeseed oil are investigated. In order to provide stationary operating conditions in real engine operation, a “high-idle” operating point is chosen. The fuel mixtures are examined with regard to compatibility concerning a reduction of the air-fuel ratio, late combustion phasing and multiple injections. The highest temperatures are expected from a combination of these control options. After the completion of a regeneration cycle, the fuel input into the engine oil is controlled. These investigations will serve as a basis for the subsequent development of more complex regeneration strategies for close-to-reality engine operating cycles with varying load conditions

A statistical representation of oil spill fate in the Salish Sea based on AIS ship traffic, oil transfer data, and a Monte Carlo model framework.

Bequeathing future generations a Salish Sea that is absent of oil spill impacts requires good information on the spatial distribution of the most likely oil spill scenarios and their consequences in order to help develop effective plans for oil spill prevention and response. We developed a data-informed modeling framework for generating statistical maps of oil spill fate in the Salish Sea to help provide this information. Oil spill location, month and volume are randomly generated from a year’s worth of AIS ship track data that was organized into vessel time exposure maps for seven different vessel classifications. For oil cargo vessels, we use the time attribution in AIS ship tracks to create voyages that identify the ship’s origin and destination. Ships that are either identified as having U.S. origin or destination or that are in U.S. waters and without a Canadian origin or destination are attributed with an oil type that is determined by the Washington State Department of Ecology oil transfer data. We randomly select a spill day, hour and year between January 1, 2015 and December 31, 2018 to capture a wide range of spill conditions. Our 7-day spill scenarios use currents, winds and waves that are predicted by the SalishSeaCast, HRDPS and WW3 models, respectively. We generated 10,000 random oil spills with our Monte Carlo simulation and predicted oil dispersion, emulsification, dilution, biodegradation, beaching and advection for these spills using a modified version of the MOHID oil spill model. In this talk, we will detail the design of the Monte Carlo simulation and present maps of the likelihood of oil presence and volume based on region and oil type

Caustic Waste-Soil Weathering Reactions and Their Impacts on Trace Contaminant Migration and Sequestration

The principal goal of this project was to assess the molecular nature and stability of radionuclide immobilization during weathering reactions in bulk Hanford sediments and their high surface area clay mineral constitutents

Dauerhafte Betonfahrbahndecken durch Verwendung unterschiedlicher Bindemittel in Ober- und Unterbeton

Gemäß dem Regelwerk für Betonstraßen muss für zweischichtige Betonfahrbahndecken derselbe Zement in Ober- und Unterbeton verwendet werden. Weiterhin ist die Anrechnung von Flugasche auf den w/z-Wert nicht gestattet. Durch eine flexiblere Handhabung der Bindemittel könnten sich Vorteile für die Betonbauweise ergeben. So könnte z.B. der stärker durch Frost beanspruchte Oberbeton mit CEM I hergestellt werden, während Zemente mit höheren Hüttensandgehalten nur im Unterbeton angewendet werden. Im Unterbeton könnten dann Gesteinskörnungen eingesetzt werden, die in einer herkömmlichen CEM I-Rezeptur als AKR-kritisch eingestuft würden. Anhand von AKR-Performance-Prüfungen konnte die hohe Wirksamkeit hüttensandhaltiger Zemente sowie auch von Flugasche auf die AKR-Verminderung aufgezeigt werden. Schon mit einem CEM II/B-S wurden AKR-kritische Rezepturen in den unkritischen Bereich verschoben. Der Frost-Tausalz-Widerstand der Betone wurde bei hohen Gehalten an Hüttensand bzw. Hüttensand + Flugasche verringert, bewegte sich aber in jedem Fall noch im günstigen Bereich. Um eine Beeinträchtigung der baupraktischen Umsetzbarkeit zu vermeiden, sollte sich die Festigkeitsentwicklung von Ober- und Unterbeton im jungen Alter nicht zu stark unterscheiden. Modellberechnungen zur Festlegung einer Mindestfestigkeit für die frühe Belastung sind derzeit noch in Bearbeitung

The impact of hyperhidrosis on patients' daily life and quality of life : A qualitative investigation

Background: An understanding of the daily life impacts of hyperhidrosis and how patients deal with them, based on qualitative research, is lacking. This study investigated the impact of hyperhidrosis on the daily life of patients using a mix of qualitative research methods. Methods: Participants were recruited through hyperhidrosis patient support groups such as the Hyperhidrosis Support Group UK. Data were collected using focus groups, interviews and online surveys. A grounded theory approach was used in the analysis of data transcripts. Data were collected from 71 participants, out of an initial 100 individuals recruited. Results: Seventeen major themes capturing the impacts of hyperhidrosis were identified; these covered all areas of life including daily life, psychological well-being, social life, professional /school life, dealing with hyperhidrosis, unmet health care needs and physical impact. Conclusions: Psychosocial impacts are central to the overall impacts of hyperhidrosis, cutting across and underlying the limitations experienced in other areas of life.Peer reviewe