Optical measurements on thermal convection processes inside thermal energy storages during stand-by periods

Thermal energy storages (TES) are increasingly important for storing energy from renewable energy sources. TES that work with liquid storage materials are used in their most efficient way by stratifying the storage fluid by its thermal density gradient. Mixing of the stratification layers during stand-by periods decreases the thermal efficiency of the TES. Tank sidewalls, unlike the often poorly heat-conducting storage fluids, promote a heat flux from the hot to the cold layer and lead to thermal convection. In this experimental study planar particle image velocimetry (PIV) measurements and background-oriented schlieren (BOS) temperature measurements are performed in a model experiment of a TES to characterise the influence of the thermal convection on the stratification and thus the storage efficiency. The PIV results show two vertical, counter-directed wall jets that approach in the thermocline between the stratification layers. The wall jet in the hot part of the thermal stratification shows compared to the wall jet in the cold region strong fluctuations in the vertical velocity, that promote mixing of the two layers. The BOS measurements have proven that the technique is capable of measuring temperature fields in thermally stratified storage tanks. The density gradient field as an intermediate result during the evaluation of the temperature field can be used to indicate convective structures that are in good agreement to the measured velocity fields

Modelling the development of herbicide resistance

A population dynamic and genetic model was used to simulate the genetic evolution in an Apera spica-venti (L.) P. Beauv. population. The basis of the model is a life cycle of an annual weed population which is divided into five development stages. These are the seed bank, the seedlings, young plants, the seed producing plants and the produced seeds. The stages are linked through transition probabilities. The interaction between resistant and susceptible genotypes is mediated by a genetic submodel. The model supports the development of management strategies to prevent, reduce or at least retard the development of resistance. Through an embedment into a cellular automaton the dispersal of genetic information is simulated at field scale. Three simulations with different herbicide treatments are compared regarding the resistance evolution.Keywords: Apera spica-venti, cellular automaton, evolution, genetic model, population dynamics, resistance managementModellierung der Entwicklung von HerbizidresistenzEin populationsdynamisches und genetisches Modell wurden verwendet um die genetische Entwicklung in einer Apera spica-venti (L.) P. Beauv. Population zu simulieren. Die Grundlage des Modells ist der Lebenszyklus einer einjährigen Ungraspopulation, welche in fünf Entwicklungsstufen unterteilt ist. Diese sind die Samenbank, die Keimlinge, die Jungpflanzen, die samenbildenden Pflanzen und die gebildeten Samen. Die Stufen sind über Übergangswahrscheinlichkeiten verbunden. Die Interaktion zwischen resistenten und sensitiven Genotypen wird durch ein genetisches Submodell vermittelt. Das Modell unterstützt die Entwicklung von Managementstrategien, um die Entwicklung von Resistenzen zu verhindern, rückgängig zu machen oder wenigstens zu verlangsamen. Durch die Einbindung in einen Zellularen Automaten wird die Ausbreitung der genetischen Information simuliert. Drei Simulationen mit unterschiedlichen Herbizidanwendungen werden bezüglich der Resistenzentwicklung verglichen. Stichwörter: Apera spica-venti, Evolution, genetisches Modell, Populationsdynamik, Resistenzmanagement, Zellularer Automa

The effects of different herbicide strategies on the genetic composition of Apera spica-venti (L.) P. Beauv.

Herbicide resistance in weeds is an increasing problem in crop production systems. Resistance to acetolactat  synthase (ALS) inhibitors is common worldwide. In Germany, there is recently an increase in the number of ALS resistant biotypes of Apera spica-venti.The effects of different herbicide strategies on the weed species A. spica-venti were analyzed by a field trial. Two fields with a previous detected ALS target site resistance were chosen for a three year experiment. Four different herbicide strategies were applied: An ALS inhibitor each year, a soil-acting herbicide each year, an alternation between ALS inhibitor and soil-acting herbicide and a combination of several herbicidal mode of action groups. To assess the spatial distribution of resistant biotypes, plant samples were taken on fixed grid points before and after the herbicide treatment. The plant samples were analyzed for SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) on the ALS codon P197. The results show that the different herbicide strategies exert an influence on the dynamics of resistance development.Keywords: ALS target site resistance, field trials, Germany, herbicide resistance, loose silky-bentDie Effekte von verschiedenen Herbizidstrategien auf die genetische Zusammensetzung vonApera spica-venti (L.) P. Beauv.Herbizidresistenz ist ein immer stärker werdendes Problem in der Getreideproduktion. Resistenzen gegenüber Acetolactatsynthase (ALS)-Hemmern sind weltweit verbreitet. In Deutschland gibt es eine steigende Zahl an ALS-Resistenzfällen bei Apera spica-venti-Populationen. Die Effekte von verschiedenen Herbizidstrategien auf die Ungrasart A. spica-venti wurden durch Feldversuche untersucht. Zwei Felder mit einer nachgewiesenen ALS-Wirkortresistenz wurden ausgewählt um einen 3-jährigen Feldversuch durchzuführen. Vier verschiedene Herbizidstrategien wurden angewandt: Ein ALS-Hemmer in jedem Jahr, ein Bodenherbizid in jedem Jahr, Wechsel zwischen ALS-Hemmer und Bodenherbizid und eine Kombination aus unterschiedlichen Herbizidgruppen. Um die Verteilung der resistenten Biotypen zu bestimmen wurden Pflanzenproben an einem festen Raster vor und nach den Herbizidbehandlungen entnommen. Die Pflanzenproben wurden dann auf SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) auf dem ALS-Kodon P197 untersucht. Die Ergebnisse zeigen das unterschiedliche Herbizidstrategien einen Einfluss auf die Resistenzdynamik ausüben.Stichwörter: ALS-target-site Resistenz, Deutschland, Feldversuch, Herbizidresistenz, Windhal

Modeling the development of a target site resistant Apera spica-venti (L.) P. Beauv. population – A comparison of model output and field data

A population dynamic model was combined with a genetic model and embedded into a cellular automaton.The model was evaluated with data from two three year field trials which were conducted on commercial fieldsin Lower Saxony and Saxony where target-site resistance to acetolactate synthase (ALS) inhibitors wasdetected in Apera spica-venti. The cropping system consisted of continuous winter wheat in the trial period. On four plots different herbicide strategies were tested. These were continuous application of a soil herbicide, alternation between ALS inhibitor and soil herbicide, continuous use of an ALS inhibitor and two applications per growing season with different mode of actions (MoA). In the beginning of the trial soil samples were taken to estimate the number of viable seeds in the seed bank. This data was used to produce seed distribution maps by interpolating the estimated seed data over the field. These seed maps were then used as the initial seed bank in the model and simulations over three years were executed with the assumption of herbicide use as conducted in the field trial. A comparison of the model output with the field data showed very good analogies in the weed density. Also the development of resistance was reproduced well. The model can now be used to assess herbicide management strategies concerning the development of herbicide resistance for A. spica-venti.Keywords: ALS resistance, genetical model, population dynamic model, loose silky bentModellierung der Entwicklung einer Target-site resistenten Apera spica-venti Population – Ein Vergleich von Modelergebnissen und FelddatenZusammenfassungEin populationsdynamisches Modell wurde mit einem genetischen Modell verbunden und in einen zellularen Automaten eingebunden. Das Modell wurde mit Daten von zwei dreijährigen Feldversuchen evaluiert. Diese wurden auf Resistenzstandorten (Target-Site Resistenz gegen Acetolactat Synthase (ALS) Hemmer) in Niedersachsen und Sachsen durchgeführt. Angebaut wurde Winterweizen während des Versuchszeitraums. In vier verschiedenen Versuchsgliedern wurden unterschiedliche Herbizidstrategien untersucht. Diese waren kontinuierlicher Einsatz eines Bodenherbizids, Wechsel zwischen einem ALS-Hemmer und einem Bodenherbizid, kontinuierlicher Einsatz eines ALS-Hemmers und zwei Herbizidapplikationen mit Produkten verschiedener Wirkmechanismen innerhalb einer Vegetationsperiode. Zu Versuchsbeginn wurden Bodenproben entnommen und das Samenpotential im Boden bestimmt. Diese Daten wurden genutzt um durch Interpolation Samenverteilungskarten zu erstellen. Diese Daten wurden dann als Anfangssamenverteilung für das Modell genutzt und Simulationen über drei Jahre durchgeführt mit denselben Herbizidstrategien aus den Feldversuchen. Der Vergleich der Felddaten mit den Modellausgaben zeigte eine gute Übereinstimmung in der Unkrautdichte. Auch die Resistenzentwicklung konnte wiedergeben werden. Das Model kann jetzt dazu genutzt werden Herbizidmanagementstrategien in Bezug auf ihr Resistenzentwicklungspotential zu bewerten.Stichwörter: ALS Resistenz, genetisches Modell, populationsdynamisches Modell, Windhal

Análisis cuantitativo de las fases mineralógicas de los clínkeres del cemento portland. Análisis cualitativos y cuantitativos por espectroscopia infrarroja de las fases mineralógicas del clínker del cemento portland

Not availablePara la determinación cuantitativa de las fases mineralógicas del clinker de cemento portland, tan sólo se emplean el análisis microscópico y el de difracción de rayos X. Ambas técnicas exigen una preparación de muestras muy cuidadosa, lo que lleva bastante tiempo. A causa de estas circunstancias surge el interés de desarrollar un procedimiento con el que se pueda obtener resultados de exactitud y con poco trabajo, basado en la espectroscopia infrarroja. En principio existen dificultades, tanto en el método de trabajo como de interpretación de resultados. Por ejemplo, la formación y composición de las fases del clíñker se hallan sometidas a variaciones; por otra parte, aún no se ha llegado a elaborar un procedimiento para estudio por IR de sistemas que contengan varios componentes inorgánicos en estado sólido. Se ha pensado en la realización previa de análisis elementales, con los que se aclararían los de las fases minerales de los clínkeres, ya que no está aún suficientemente resuelto —a pesar de la importancia que esto representa— el análisis cuantitativo de estas fases

SmartPIV: flow velocity estimates by smartphones for education and field studies

In this paper, a smartphone application is presented that was developed to lower the barrier to introduce particle image velocimetry (PIV) in lab courses. The first benefit is that a PIV system using smartphones and a continuous wave (cw-) laser is much cheaper than a conventional system and thus much more affordable for universities. The second benefit is that the design of the menus follows that of modern camera apps, which are intuitively used. Thus, the system is much less complex and costly than typical systems, and our experience showed that students have much less reservations to work with the system and to try different parameters. Last but not least the app can be applied in the field. The relative uncertainty was shown to be less than 8%, which is reasonable for quick velocity estimates. An analysis of the computational time necessary for the data evaluation showed that with the current implementation the app is capable of providing smooth live display vector fields of the flow. This might further increase the use of modern measurement techniques in industry and education

Using a Socio-Technical Model of a Global Software Development Project for Facilitating Risk Management and Improving the Project Structure

Any global software development project needs to deal with distances – geographical, cultural, time zone, etc. – between the groups of developers engaged in the project. To successfully manage the risks caused by such distances, there is a need to explicate and present the distances in a form suitable for manual or semi-automatic analysis, the goal of which is to detect potential risks and find ways of mitigating them. The article presents a technique of modeling a global software development project suitable for such analysis. The project is modeled as a complex socio-technical system that consists of functional components connected to each other through output-input relationships. The components do not coincide with the organizational units of the project, and their teams can be distributed through the geographical and organizational landscape of the project. The modeling technique helps to explicate and represent various kinds of distances between the functional components to determine which of them constitute risk factors. The technique was developed during two case studies, of which the second is used for presenting and demonstrating the new modeling technique in the article