TY - BOOK A1 - Laumann, Jörg A1 - Feldmann, Markus A1 - Frickel, Jörg A1 - Krahwinkel, Manuel A1 - Kraus, Matthias A1 - Stranghöner, Natalie A1 - Ummenhofer, Thomas T1 - Petersen Stahlbau : Grundlagen der Berechnung und baulichen Ausbildung von Stahlbauten N2 - Die Theorie und Konstruktion der wichtigsten Bereiche der Stahlbautechnik werden von den Grundlagen her entwickelt und durch viele Beispiele praxisbezogen erläutert. Das Buch ist aus Vorlesungen im Grund- und Vertiefungsstudium des Bauingenieurwesens entstanden. Der Inhalt wird zum Teil systematisch, zum Teil exemplarisch dargestellt. Für Konstrukteure und Statiker in den technischen Büros, der Beratenden Ingenieure und der Prüfämter enthält das Buch aufbereitete Berechnungsverfahren und Konstruktionsvorschläge in großer Zahl. KW - Behälterbau KW - Bemessung KW - Brandschutz KW - Brückenbau KW - Festigkeitslehre Y1 - 2022 SN - 978-3-658-20510-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-20510-2 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 5. Auflage ER - TY - RPRT A1 - Kluge, Katharina A1 - Kirsch, Ansgar A1 - Budach, Christoph T1 - Digitale Lehre in der Geotechnik: Aktueller Stand und weitere Entwicklungen T2 - geotechntik N2 - Digitale Lehrmaterialien werden seit mehreren Jahren in den Hochschulen eingesetzt und eröffnen ganz neue Wege zur Vermittlung des Lehrstoffs. Die Erstellung dieser Lehrmaterialien kann allerdings je nach Art und Qualität sehr zeitintensiv sein und für Lehrende einen großen Mehraufwand bedeuten. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts zur Erstellung von Lehrvideos für geotechnische Feld- und Laborversuche haben die Autoren dieses Beitrags allerdings die Erfahrung gemacht, dass das gemeinsame, hochschulübergreifende Erstellen von Lehrmaterialien viele Vorteile mit sich bringt. Dadurch inspiriert, führten die Autoren dieses Berichts eine Umfrage unter den deutschsprachigen Geotechnik-Lehrstühlen der (Technischen) Universitäten und (Fach-)Hochschulen durch. Nach drei Semestern, in denen Lehrveranstaltungen an den Hochschulen aufgrund der Corona-Pandemie überwiegend digital durchgeführt werden mussten, war es ein Ziel dieser Umfrage, den Bestand und den Einsatz digitaler Lehrmaterialien im Fachgebiet Geotechnik zu erheben. Ein weiteres Ziel war die Initiierung eines Netzwerks, in dem sich Geotechnik-Professorinnen und -Professoren zu Lehrthemen austauschen können und gemeinsam (digitale) Lehrmaterialien erstellen und nutzen. Der vorliegende Beitrag stellt das gemeinsame Lehrprojekt der Autoren vor, präsentiert die Ergebnisse der durchgeführten Umfrage und berichtet über die ersten Aktivitäten des neuen Netzwerks. KW - digitale Lehre KW - Geotechnik KW - digital teaching KW - geotechnical engineering KW - Didaktik Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/gete.202200013 SN - 0172-6145 (Print) SN - 2190-6653 (Online) IS - Early View PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Moorkamp, Wilfried A1 - Peterson, Leif Arne A1 - Uibel, Thomas ED - Fouad, Nabil A. T1 - Nachhaltige Holzbrücken für Geh- und Radwege T2 - Bauphysik Kalender 2022: Holzbau, 22. Jahrgang N2 - Am Lehr- und Forschungsgebiet Holzbau der Fachhochschule Aachen wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens „Nachhaltige Standardbrücken in Holzbauweise“ Standardtypen für Geh- und Radwegbrücken entwickelt. Die Brücken sind durch konsequente Umsetzungen von Maßnahmen des konstruktiven Holzschutzes für eine Nutzung von mehr als 80~Jahren konzipiert. Innovative Lösungen für Bauteile und Anschlüsse sowie Materialalternativen im Bereich des Belages und der Geländer ermöglichen eine wartungsarme Konstruktion und tragen somit zur Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit bei. Um den Einsatz der entwickelten Standardbrückentypen in der Praxis zu erleichtern, wurden Leistungsverzeichnisse, Musterstatiken, Musterzeichnungen und umfangreiche Detailkataloge als Unterstützung für Planer und Bauherren erstellt. Damit die Randbedingungen für eine lange Lebensdauer während der Nutzung der Brücke erhalten bleiben, wurden Leitfäden für die Pflege und Wartung sowie für die Brückenprüfung erarbeitet. Der Beitrag gibt Einblicke in das Forschungsvorhaben und seine Resultate. Y1 - 2022 SN - 9783433033609 (Print) SN - 9783433611081 (Online) U6 - https://doi.org/10.1002/9783433611081.ch17 SP - 574 EP - 592 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - von Häfen, Hajo A1 - Krautwald, Clemens A1 - Stolle, Jacob A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Goseberg, Nils T1 - Overland flow of broken solitary waves over a two-dimensional coastal plane JF - Coastal Engineering N2 - Landslides, rock falls or related subaerial and subaqueous mass slides can generate devastating impulse waves in adjacent waterbodies. Such waves can occur in lakes and fjords, or due to glacier calving in bays or at steep ocean coastlines. Infrastructure and residential houses along coastlines of those waterbodies are often situated on low elevation terrain, and are potentially at risk from inundation. Impulse waves, running up a uniform slope and generating an overland flow over an initially dry adjacent horizontal plane, represent a frequently found scenario, which needs to be better understood for disaster planning and mitigation. This study presents a novel set of large-scale flume test focusing on solitary waves propagating over a 1:14.5 slope and breaking onto a horizontal section. Examining the characteristics of overland flow, this study gives, for the first time, insight into the fundamental process of overland flow of a broken solitary wave: its shape and celerity, as well as its momentum when wave breaking has taken place beforehand. KW - Landslide tsunamis KW - Hazard assessment KW - Large scale tests KW - Overland flow KW - Solitary waves Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2022.104125 SN - 1872-7379 VL - 175 IS - August PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Hebel, Christoph A1 - Herrmann, Ulf A1 - Ritz, Thomas A1 - Röth, Thilo A1 - Anthrakidis, Anette A1 - Böker, Jörg A1 - Franzke, Till A1 - Grodzki, Thomas A1 - Merkens, Torsten A1 - Schöttler, Mirjam T1 - FlexSHARE – Methodisches Framework zur innovativen Gestaltung der urbanen Mobilität durch Sharing- Angebote T2 - Transforming Mobility – What Next? N2 - Das Ziel des INTERREG-Projektes „SHAREuregio“ (FKZ: 34.EFRE-0300134) ist es, grenzüberschreitende Mobilität in der Euregio Rhein-Maas-Nord zu ermöglichen und zu fördern. Dazu soll ein elektromobiles Car- und Bikesharing- System entwickelt und in der Stadt Mönchengladbach, im Kreis Viersen sowie in den Gemeinden Roermond und Venlo (beide NL) zusammen mit den Partnern Wirtschaftsförderung Mönchengladbach, Wirtschaftsförderung für den Kreis Viersen, NEW AG, Goodmoovs (NL), Greenflux (NL) und der FH Aachen implementiert werden. Zunächst richtet sich das Angebot, bestehend aus 40 Elektroautos und 40 Elektrofahrrädern, an Unternehmen und wird nach einer Erprobungsphase, mit einer größeren Anzahl an Fahrzeugen, auch für Privatpersonen verfügbar gemacht werden. Die Fahrzeuge stehen bei den jeweiligen Anwendungspartnern in Deutschland und den Niederlanden. Im Rahmen dieses Projektes hat die FH Aachen „FlexSHARE“ entwickelt – ein methodisches Framework zur innovativen Gestaltung urbaner Sharing- Angebote. Das Framework ermöglicht es, anhand von messbaren Kenngrößen, bedarfsgerechte und auf die Region abgestimmte Sharing-Systeme zu entwickeln. Y1 - 2022 SN - 978-3-658-36429-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-36430-4_10 N1 - Tagungsband zum 13. Wissenschaftsforum Mobilität, Beiträge des Wissenschaftsforums SP - 153 EP - 169 PB - Springer Gabler CY - Wiesbaden ER - TY - THES A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Imaging techniques for investigation of free-surface flows in hydraulic laboratories N2 - This thesis aims at the presentation and discussion of well-accepted and new imaging techniques applied to different types of flow in common hydraulic engineering environments. All studies are conducted in laboratory conditions and focus on flow depth and velocity measurements. Investigated flows cover a wide range of complexity, e.g. propagation of waves, dam-break flows, slightly and fully aerated spillway flows as well as highly turbulent hydraulic jumps. Newimagingmethods are compared to different types of sensorswhich are frequently employed in contemporary laboratory studies. This classical instrumentation as well as the general concept of hydraulic modeling is introduced to give an overview on experimental methods. Flow depths are commonly measured by means of ultrasonic sensors, also known as acoustic displacement sensors. These sensors may provide accurate data with high sample rates in case of simple flow conditions, e.g. low-turbulent clear water flows. However, with increasing turbulence, higher uncertainty must be considered. Moreover, ultrasonic sensors can provide point data only, while the relatively large acoustic beam footprint may lead to another source of uncertainty in case of relatively short, highly turbulent surface fluctuations (ripples) or free-surface air-water flows. Analysis of turbulent length and time scales of surface fluctuations from point measurements is also difficult. Imaging techniques with different dimensionality, however, may close this gap. It is shown in this thesis that edge detection methods (known from computer vision) may be used for two-dimensional free-surface extraction (i.e. from images taken through transparant sidewalls in laboratory flumes). Another opportunity in hydraulic laboratory studies comes with the application of stereo vision. Low-cost RGB-D sensors can be used to gather instantaneous, three-dimensional free-surface elevations, even in flows with very high complexity (e.g. aerated hydraulic jumps). It will be shown that the uncertainty of these methods is of similar order as for classical instruments. Particle Image Velocimetry (PIV) is a well-accepted and widespread imaging technique for velocity determination in laboratory conditions. In combination with high-speed cameras, PIV can give time-resolved velocity fields in 2D/3D or even as volumetric flow fields. PIV is based on a cross-correlation technique applied to small subimages of seeded flows. The minimum size of these subimages defines the maximum spatial resolution of resulting velocity fields. A derivative of PIV for aerated flows is also available, i.e. the so-called Bubble Image Velocimetry (BIV). This thesis emphasizes the capacities and limitations of both methods, using relatively simple setups with halogen and LED illuminations. It will be demonstrated that PIV/BIV images may also be processed by means of Optical Flow (OF) techniques. OF is another method originating from the computer vision discipline, based on the assumption of image brightness conservation within a sequence of images. The Horn-Schunck approach, which has been first employed to hydraulic engineering problems in the studies presented herein, yields dense velocity fields, i.e. pixelwise velocity data. As discussed hereinafter, the accuracy of OF competes well with PIV for clear-water flows and even improves results (compared to BIV) for aerated flow conditions. In order to independently benchmark the OF approach, synthetic images with defined turbulence intensitiy are used. Computer vision offers new opportunities that may help to improve the understanding of fluid mechanics and fluid-structure interactions in laboratory investigations. In prototype environments, it can be employed for obstacle detection (e.g. identification of potential fish migration corridors) and recognition (e.g. fish species for monitoring in a fishway) or surface reconstruction (e.g. inspection of hydraulic structures). It can thus be expected that applications to hydraulic engineering problems will develop rapidly in near future. Current methods have not been developed for fluids in motion. Systematic future developments are needed to improve the results in such difficult conditions. Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.25926/BUW/0-172 ER - TY - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Griebel, Kai A1 - Montag, David A1 - Grömping, Markus ED - Huang, Xiaowu T1 - Concept development of a mainstream deammonification and comparison with conventional process in terms of energy, performance and economical construction perspectives JF - Frontiers in Microbiology N2 - Deammonification for nitrogen removal in municipal wastewater in temperate and cold climate zones is currently limited to the side stream of municipal wastewater treatment plants (MWWTP). This study developed a conceptual model of a mainstream deammonification plant, designed for 30,000 P.E., considering possible solutions corresponding to the challenging mainstream conditions in Germany. In addition, the energy-saving potential, nitrogen elimination performance and construction-related costs of mainstream deammonification were compared to a conventional plant model, having a single-stage activated sludge process with upstream denitrification. The results revealed that an additional treatment step by combining chemical precipitation and ultra-fine screening is advantageous prior the mainstream deammonification. Hereby chemical oxygen demand (COD) can be reduced by 80% so that the COD:N ratio can be reduced from 12 to 2.5. Laboratory experiments testing mainstream conditions of temperature (8–20°C), pH (6–9) and COD:N ratio (1–6) showed an achievable volumetric nitrogen removal rate (VNRR) of at least 50 gN/(m3∙d) for various deammonifying sludges from side stream deammonification systems in the state of North Rhine-Westphalia, Germany, where m3 denotes reactor volume. Assuming a retained Norganic content of 0.0035 kgNorg./(P.E.∙d) from the daily loads of N at carbon removal stage and a VNRR of 50 gN/(m3∙d) under mainstream conditions, a resident-specific reactor volume of 0.115 m3/(P.E.) is required for mainstream deammonification. This is in the same order of magnitude as the conventional activated sludge process, i.e., 0.173 m3/(P.E.) for an MWWTP of size class of 4. The conventional plant model yielded a total specific electricity demand of 35 kWh/(P.E.∙a) for the operation of the whole MWWTP and an energy recovery potential of 15.8 kWh/(P.E.∙a) through anaerobic digestion. In contrast, the developed mainstream deammonification model plant would require only a 21.5 kWh/(P.E.∙a) energy demand and result in 24 kWh/(P.E.∙a) energy recovery potential, enabling the mainstream deammonification model plant to be self-sufficient. The retrofitting costs for the implementation of mainstream deammonification in existing conventional MWWTPs are nearly negligible as the existing units like activated sludge reactors, aerators and monitoring technology are reusable. However, the mainstream deammonification must meet the performance requirement of VNRR of about 50 gN/(m3∙d) in this case. KW - anammox KW - energy efficiency KW - mainstream deammonification KW - nitrogen elimination KW - wastewater Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1155235 SN - 1664-302X VL - 14 IS - 11155235 SP - 1 EP - 15 PB - Frontiers ER - TY - CHAP A1 - Duffner, Markus A1 - Uibel, Thomas A1 - Peterson, Leif Arne A1 - Moorkamp, Wilfried ED - Fouad, Nabil A. T1 - Cross Layers Light – Ein ressourceneffizientes und recyclebares Holz-Wandsystem T2 - Bauphysik Kalender 2023: Nachhaltigkeit N2 - Ein neues tragendes, lagenweise aufgebautes Holzbau-Wandsystem und seine ökonomische und statische Entwicklung werden vorgestellt. Randbedingungen wie Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und eine beanspruchungsadaptive Konstruktionsweise sind für diese innovative Bauteilentwicklung von zentraler Bedeutung. Eine wesentliche Herausforderung ist die Herstellung der Verbindung der Lagen untereinander zu einem bauphysikalisch und statisch leistungsfähigen Wandsystem. Die Tragfähigkeit und Steifigkeit verschiedener Verbindungsvarianten wurden ebenso wie die Eigenschaften der Wandelemente analytisch, numerisch und experimentell untersucht. Y1 - 2023 SN - 9783433033890 (Print) SN - 9783433611289 (Online) U6 - https://doi.org/10.1002/9783433611289.ch13 SP - 483 EP - 501 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Moorkamp, Wilfried A1 - Peterson, Leif Arne A1 - Uibel, Thomas ED - Wehren, Cedric T1 - Standardholzbrücken für kommunale Geh- und Radwege T2 - Strukturen, Formen und Prinzipien : Festschrift zum 60. Geburtstag von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martin Trautz Y1 - 2023 SN - 978-3-95886-500-6 SP - 140 EP - 165 PB - RWTH Aachen CY - Aachen ER - TY - BOOK A1 - Uibel, Thomas A1 - Peterson, Leif Arne ED - Uibel, Thomas ED - Peterson, Leif Arne T1 - Tagungsband Aachener Holzbautagung 2023 Y1 - 2023 SN - 2197-4489 PB - FH Aachen CY - Aachen ER -