TY - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Paulsen, Svea A1 - Ott, Fabian A1 - Grömping, Markus T1 - Operational window of a deammonifying sludge for mainstream application in a municipal wastewater treatment plant JF - Water and Environment Journal N2 - The present work aimed to study the mainstream feasibility of the deammonifying sludge of side stream of municipal wastewater treatment plant (MWWTP) in Kaster, Germany. For this purpose, the deammonifying sludge available at the side stream was investigated for nitrogen (N) removal with respect to the operational factors temperature (15–30°C), pH value (6.0–8.0) and chemical oxygen demand (COD)/N ratio (≤1.5–6.0). The highest and lowest N-removal rates of 0.13 and 0.045 kg/(m³ d) are achieved at 30 and 15°C, respectively. Different conditions of pH and COD/N ratios in the SBRs of Partial nitritation/anammox (PN/A) significantly influenced both the metabolic processes and associated N-removal rates. The scientific insights gained from the current work signifies the possibility of mainstream PN/A at WWTPs. The current study forms a solid basis of operational window for the upcoming semi-technical trails to be conducted prior to the full-scale mainstream PN/A at WWTP Kaster and WWTPs globally. KW - Anammox KW - Mainstream KW - Nitrogen removal KW - Partial nitritation KW - Wastewater Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1111/wej.12898 SN - 1747-6593 N1 - Corresponding author: Dheeraja Cheenakula VL - 38 IS - 1 SP - 59 EP - 70 PB - Wiley CY - Chichester ER - TY - GEN A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Cheng, Kevin Toni T1 - Development and manufacturing of an interactive three-dimensional phase diagram of carbon dioxide for teaching sessions in thermodynamics T2 - Proceedings of the International Conference The Future of Education 2020 Y1 - 2020 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 - Mohan, Nijanthan A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Menzel, Karsten A1 - Theis, Fabian T1 - Opportunities and Challenges in the Implementation of Building Information Modeling for Prefabrication of Heating, Ventilation and Air Conditioning Systems in Small and Medium-Sized Contracting Companies in Germany – A Case Study T2 - WIT Transactions on The Built Environment, Vol. 205 N2 - Even though BIM (Building Information Modelling) is successfully implemented in most of the world, it is still in the early stages in Germany, since the stakeholders are sceptical of its reliability and efficiency. The purpose of this paper is to analyse the opportunities and obstacles to implementing BIM for prefabrication. Among all other advantages of BIM, prefabrication is chosen for this paper because it plays a vital role in creating an impact on the time and cost factors of a construction project. The project stakeholders and participants can explicitly observe the positive impact of prefabrication, which enables the breakthrough of the scepticism factor among the small-scale construction companies. The analysis consists of the development of a process workflow for implementing prefabrication in building construction followed by a practical approach, which was executed with two case studies. It was planned in such a way that, the first case study gives a first-hand experience for the workers at the site on the BIM model so that they can make much use of the created BIM model, which is a better representation compared to the traditional 2D plan. The main aim of the first case study is to create a belief in the implementation of BIM Models, which was succeeded by the execution of offshore prefabrication in the second case study. Based on the case studies, the time analysis was made and it is inferred that the implementation of BIM for prefabrication can reduce construction time, ensures minimal wastes, better accuracy, less problem-solving at the construction site. It was observed that this process requires more planning time, better communication between different disciplines, which was the major obstacle for successful implementation. This paper was carried out from the perspective of small and medium-sized mechanical contracting companies for the private building sector in Germany. KW - building information modelling KW - HVAC KW - prefabrication KW - construction KW - small and medium scaled companies Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.2495/BIM210101 SN - 1743-3509 N1 - 4th International Conference on Building Information Modelling (BIM) in Design, Construction and Operations, 1–3 September 2021. Santiago de Compostela, Spain SP - 117 EP - 126 PB - WIT Press CY - Southampton ER - TY - CHAP A1 - Schulze-Buxloh, Lina A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Miniature urban farming plant: a complex educational “Toy” for engineering students T2 - The Future of Education 11th Edition 2021 N2 - Urban farming is an innovative and sustainable way of food production and is becoming more and more important in smart city and quarter concepts. It also enables the production of certain foods in places where they usually dare not produced, such as production of fish or shrimps in large cities far away from the coast. Unfortunately, it is not always possible to show students such concepts and systems in real life as part of courses: visits of such industry plants are sometimes not possible because of distance or are permitted by the operator for hygienic reasons. In order to give the students the opportunity of getting into contact with such an urban farming system and its complex operation, an industrial urban farming plant was set up on a significantly smaller scale. Therefore, all needed technical components like water aeriation, biological and mechanical filtration or water circulation have been replaced either by aquarium components or by self-designed parts also using a 3D-printer. Students from different courses like mechanical engineering, smart building engineering, biology, electrical engineering, automation technology and civil engineering were involved in this project. This “miniature industrial plant” was also able to start operation and has now been running for two years successfully. Due to Corona pandemic, home office and remote online lectures, the automation of this miniature plant should be brought to a higher level in future for providing a good control over the system and water quality remotely. The aim of giving the student a chance to get to know the operation of an urban farming plant was very well achieved and the students had lots of fun in “playing” and learning with it in a realistic way. KW - urban farming KW - food production KW - smart engineering KW - 3D printing KW - sustainability Y1 - 2021 N1 - FOE 2021 : The Future of Education International Conference – Fully Virtual Edition; 01.07.2021-02.07.2021; Florence, Italy ER - TY - CHAP A1 - Blanke, Tobias A1 - Schmidt, Katharina S. A1 - Göttsche, Joachim A1 - Döring, Bernd A1 - Frisch, Jérôme A1 - van Treeck, Christoph ED - Weidlich, Anke ED - Neumann, Dirk ED - Gust, Gunther ED - Staudt, Philipp ED - Schäfer, Mirko T1 - Time series aggregation for energy system design: review and extension of modelling seasonal storages T2 - Energy Informatics N2 - Using optimization to design a renewable energy system has become a computationally demanding task as the high temporal fluctuations of demand and supply arise within the considered time series. The aggregation of typical operation periods has become a popular method to reduce effort. These operation periods are modelled independently and cannot interact in most cases. Consequently, seasonal storage is not reproducible. This inability can lead to a significant error, especially for energy systems with a high share of fluctuating renewable energy. The previous paper, “Time series aggregation for energy system design: Modeling seasonal storage”, has developed a seasonal storage model to address this issue. Simultaneously, the paper “Optimal design of multi-energy systems with seasonal storage” has developed a different approach. This paper aims to review these models and extend the first model. The extension is a mathematical reformulation to decrease the number of variables and constraints. Furthermore, it aims to reduce the calculation time while achieving the same results. KW - Energy system KW - Renewable energy KW - Mixed integer linear programming (MILP) KW - Typical periods KW - Time-series aggregation Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1186/s42162-022-00208-5 SN - 2520-8942 N1 - 11th DACH+ Conference on Energy Informatics, 15-16 September 2022, Freiburg, Germany VL - 5 IS - 1, Article number: 17 PB - Springer Nature 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 - JOUR A1 - Hörenbaum, Christoph A1 - Laumann, Jörg A1 - Prokop, Ines T1 - Zur Anwendung des Eurocode 3 Teil 1-2 für die Heißbemessung und Anregungen für dessen Novellierung JF - Stahlbau N2 - Die Eurocodes werden bis zum Jahr 2020 im Europäischen Komitee für Normung (CEN), Technisches Komitee TC 250, überarbeitet. In Vorbereitung auf die Eurocode-Novellierung haben engagierte Ingenieure im Rahmen der Initiative PraxisRegeln Bau (PRB) die für die praktische Anwendung häufig genutzten Teile des Eurocode 3 untersucht. Mit dem Ziel, die Praxistauglichkeit des Eurocode 3 für die Heißbemessung zu verbessern, wurden die bestehende Norm EN 1993 Teil 1-2 insbesondere in Bezug auf die Anwenderfreundlichkeit analysiert und Vorschläge für die europäische Novellierung erarbeitet. Die Analysen zeigen, dass durch Umstrukturierungen und durch die Einführung von Tabellen die Verständlichkeit und Anwenderfreundlichkeit der Regeln für die Heißbemessung bedeutend erhöht werden können. KW - EN 1993-1-2 KW - Tragwerksbemessung KW - Brandfall KW - Forschung, pränormativ KW - structural design Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.201610382 SN - 1437-1049 VL - 85 IS - 6 SP - 429 EP - 434 PB - Ernst & Sohn GmbH CY - Berlin ER - TY - RPRT A1 - Geißler, Karsten A1 - Prokop, Ines A1 - Bubner, André A1 - Egner, Ralf A1 - Heyde, Stefan A1 - Kempkes, Marian A1 - Kühn, Bertram A1 - Laumann, Jörg A1 - Lieberwirth, Peter A1 - Naumes, Johannes A1 - Ruga, Julija A1 - Schilling, Sivo A1 - Schmidt, Herbert A1 - Ummenhofer, Thomas T1 - Verbesserung der Praxistauglichkeit der Baunormen durch pränormative Arbeit – Teilantrag 3: Stahlbau, Abschlussbericht Y1 - 2015 SN - 978-3-8167-9539-1 PB - Fraunhofer IRB Verlag CY - Stuttgart ER - 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 - JOUR A1 - Kindmann, Rolf A1 - Kraus, Matthias A1 - Laumann, Jörg A1 - Vette, Jan T1 - Verallgemeinerte Berechnungsmethode für in Beton eingespannte Stahlprofile – Einspanntiefen, Tragfähigkeitsnachweise und Bemessungshilfen JF - Stahlbau N2 - Stützen und Träger aus Stahlprofilen können in Fundamente oder Wände aus Stahlbeton einbetoniert werden. Diese Anschlüsse wirken in der Regel wie Einspannungen, die eine ausreichende Einspanntiefe erfordern. Im Folgenden wird eine verallgemeinerte Berechnungsmethode für in Stahlbetonkonstruktionen eingespannte Stahlprofile aus gewalzten I-Profilen, geschweißten I-Profilen, runden Hohlprofilen, eckigen Hohlprofilen und einzelligen Kastenquerschnitten vorgestellt. Für Beanspruchungen infolge einachsiger Biegung um die starke und schwache Profilachse werden der profilabhängige Ansatz der Betondruckspannungen im Einspannbereich und die Ermittlung der Einspanntiefe behandelt. Unter Berücksichtigung der Normalkraft werden an den maßgebenden Stellen Tragfähigkeitsnachweise für die Stahlprofile geführt. Als Ergänzung zu den Berechnungsformeln werden Bemessungshilfen zur Verfügung gestellt, die die Wahl der mitwirkenden Breiten und der Einspanntiefen erleichtert. KW - Stahlprofile KW - Anschlüsse an Stahlbeton KW - Einspanntiefen KW - Eingespannte Stützen und Träger KW - steel profiles Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.202200024 SN - 1437-1049 VL - 93 IS - Early View SP - 1 EP - 25 PB - Ernst & Sohn GmbH CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Emig, J. A1 - Hebel, Christoph A1 - Schwark, A. T1 - Einsatzbereiche für Verkehrsnachfragemodelle JF - Straßenverkehrstechnik N2 - In der Praxis bestehen vielfältige Einsatzbereiche für Verkehrsnachfragemodelle. Mit ihnen können Kenngrößen des Verkehrsangebots und der Verkehrsnachfrage für den heutigen Zustand wie auch für zukünftige Zustände bereitgestellt werden, um so die Grundlagen für verkehrsplanerische Entscheidungen zu liefern. Die neuen „Empfehlungen zum Einsatz von Verkehrsnachfragemodellen für den Personenverkehr“ (EVNM-PV) (FGSV 2022) veranschaulichen anhand von typischen Planungsaufgaben, welche differenzierten Anforderungen daraus für die Modellkonzeption und -erstellung resultieren. Vor dem Hintergrund der konkreten Aufgabenstellung sowie deren spezifischer planerischer Anforderungen bildet die abzuleitende Modellspezifikation die verabredete Grundlage zwischen Auftraggeber und Modellersteller für die konkrete inhaltliche, fachliche Ausgestaltung des Verkehrsmodells. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.53184/SVT10-2022-2 SN - 0039-2219 VL - 66 IS - 10 SP - 727 EP - 736 PB - Kirschbaum Verlag GmbH CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Hahn, Geogr W. A1 - Hebel, Christoph A1 - Manz, W. T1 - Die neuen Empfehlungen für Verkehrsnachfragemodellierung im Personenverkehr JF - Straßenverkehrstechnik N2 - Die neu erschienenen „Empfehlungen zum Einsatz von Verkehrsnachfragemodellen für den Personenverkehr“ liefern erstmals als Empfehlungspapier der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen einen umfassenden Überblick zu den verschiedenen Aspekten der Modellierung und geben dem Fachplaner konkrete Hilfestellung für die Konzeption von Nachfragemodellen. Das Empfehlungspapier zielt unter anderem darauf ab, die Erwartungen und das Anspruchsniveau in Hinblick auf Sachgerechtigkeit der Modelle, die erzielbare Modellqualität und den Detaillierungsgrad der Modellaussagen zu harmonisieren. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.53184/SVT10-2022-1 SN - 0039-2219 VL - 66 IS - 10 SP - 721 EP - 726 PB - Kirschbaum Verlag GmbH CY - Bonn 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 - JOUR A1 - Cheenakula, Dheeraja A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Krafft, Simone A1 - Reinecke, Diana A1 - Klose, Holger A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Grömping, Markus T1 - Anaerobic digestion of algal–bacterial biomass of an Algal Turf Scrubber system JF - Biomass Conversion and Biorefinery N2 - This study investigated the anaerobic digestion of an algal–bacterial biofilm grown in artificial wastewater in an Algal Turf Scrubber (ATS). The ATS system was located in a greenhouse (50°54′19ʺN, 6°24′55ʺE, Germany) and was exposed to seasonal conditions during the experiment period. The methane (CH4) potential of untreated algal–bacterial biofilm (UAB) and thermally pretreated biofilm (PAB) using different microbial inocula was determined by anaerobic batch fermentation. Methane productivity of UAB differed significantly between microbial inocula of digested wastepaper, a mixture of manure and maize silage, anaerobic sewage sludge, and percolated green waste. UAB using sewage sludge as inoculum showed the highest methane productivity. The share of methane in biogas was dependent on inoculum. Using PAB, a strong positive impact on methane productivity was identified for the digested wastepaper (116.4%) and a mixture of manure and maize silage (107.4%) inocula. By contrast, the methane yield was significantly reduced for the digested anaerobic sewage sludge (50.6%) and percolated green waste (43.5%) inocula. To further evaluate the potential of algal–bacterial biofilm for biogas production in wastewater treatment and biogas plants in a circular bioeconomy, scale-up calculations were conducted. It was found that a 0.116 km2 ATS would be required in an average municipal wastewater treatment plant which can be viewed as problematic in terms of space consumption. However, a substantial amount of energy surplus (4.7–12.5 MWh a−1) can be gained through the addition of algal–bacterial biomass to the anaerobic digester of a municipal wastewater treatment plant. Wastewater treatment and subsequent energy production through algae show dominancy over conventional technologies. KW - Biogas KW - Methane KW - Algal Turf Scrubber KW - Algal–bacterial bioflm KW - Circular bioeconomy Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1007/s13399-022-03236-z SN - 2190-6823 N1 - Corresponding author: Dheeraja Cheenakula VL - 13 SP - 15 Seiten PB - Springer CY - Berlin ER - TY - RPRT A1 - Thoma, Andreas A1 - Laarmann, Lukas A1 - Merkens, Torsten A1 - Franzke, Till A1 - Möhren, Felix A1 - Buttermann, Lilly A1 - van der Weem, Dirk A1 - Fischer, Maximilian A1 - Misch, Philipp A1 - Böhme, Mirijam A1 - Röth, Thilo A1 - Hebel, Christoph A1 - Ritz, Thomas A1 - Franke, Marina A1 - Braun, Carsten T1 - Entwicklung eines intermodalen Mobilitätskonzeptes für die Pilotregion NRW/Rhein-Maas Euregio und Schaffung voller Kundenakzeptanz durch Transfer von Standards aus dem PKW-Bereich auf ein Flugtaxi : Schlussbericht : Projektakronym: SkyCab (Kategorie B) : Laufzeit in Monaten: 6 : Hauptthema: Kategorie B: Innovative Ideen mit Bezug zu UAS/Flugtaxis Y1 - 2020 N1 - Förderkennzeichen BMVI 45UAS1027A-F PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - RPRT A1 - Hebel, Christoph A1 - Merkens, Torsten A1 - Feyerl, Günter A1 - Kemper, Hans A1 - Busse, Daniel T1 - Elektromobilität - Verbundprojekt "COSTARTebus": Comprehensive strategy to accelerate the integration of electric-buses into existing public transport systems - Teilprojekt A : Berichtszeitraum: 01.01.2018-31.10.2020 Y1 - 2021 N1 - Förderkennzeichen BMVI 03EMEN10A Verbundnummer 01182550 PB - Fachhochschule Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Valero, Daniel A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Erpicum, Sebastien A1 - Peltier, Yann A1 - Dewals, Benjamin T1 - Unsteady shallow meandering flows in rectangular reservoirs: a modal analysis of URANS modelling JF - Journal of Hydro-environment Research N2 - Shallow flows are common in natural and human-made environments. Even for simple rectangular shallow reservoirs, recent laboratory experiments show that the developing flow fields are particularly complex, involving large-scale turbulent structures. For specific combinations of reservoir size and hydraulic conditions, a meandering jet can be observed. While some aspects of this pseudo-2D flow pattern can be reproduced using a 2D numerical model, new 3D simulations, based on the unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, show consistent advantages as presented herein. A Proper Orthogonal Decomposition was used to characterize the four most energetic modes of the meandering jet at the free surface level, allowing comparison against experimental data and 2D (depth-averaged) numerical results. Three different isotropic eddy viscosity models (RNG k-ε, k-ε, k-ω) were tested. The 3D models accurately predicted the frequency of the modes, whereas the amplitudes of the modes and associated energy were damped for the friction-dominant cases and augmented for non-frictional ones. The performance of the three turbulence models remained essentially similar, with slightly better predictions by RNG k-ε model in the case with the highest Reynolds number. Finally, the Q-criterion was used to identify vortices and study their dynamics, assisting on the identification of the differences between: i) the three-dimensional phenomenon (here reproduced), ii) its two-dimensional footprint in the free surface (experimental observations) and iii) the depth-averaged case (represented by 2D models). KW - coherent structures KW - hydraulic modelling KW - model performance KW - Proper Orthogonal Decomposition KW - Q-criterion Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jher.2022.03.002 SN - 1570-6443 IS - In Press PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Hagenkamp, Markus A1 - Blanke, Tobias A1 - Döring, Bernd T1 - Thermoelectric building temperature control: a potential assessment JF - International Journal of Energy and Environmental Engineering N2 - This study focuses on thermoelectric elements (TEE) as an alternative for room temperature control. TEE are semi-conductor devices that can provide heating and cooling via a heat pump effect without direct noise emissions and no refrigerant use. An efficiency evaluation of the optimal operating mode is carried out for different numbers of TEE, ambient temperatures, and heating loads. The influence of an additional heat recovery unit on system efficiency and an unevenly distributed heating demand are examined. The results show that TEE can provide heat at a coefficient of performance (COP) greater than one especially for small heating demands and high ambient temperatures. The efficiency increases with the number of elements in the system and is subject to economies of scale. The best COP exceeds six at optimal operating conditions. An additional heat recovery unit proves beneficial for low ambient temperatures and systems with few TEE. It makes COPs above one possible at ambient temperatures below 0 ∘C. The effect increases efficiency by maximal 0.81 (from 1.90 to 2.71) at ambient temperature 5 K below room temperature and heating demand Q˙h=100W but is subject to diseconomies of scale. Thermoelectric technology is a valuable option for electricity-based heat supply and can provide cooling and ventilation functions. A careful system design as well as an additional heat recovery unit significantly benefits the performance. This makes TEE superior to direct current heating systems and competitive to heat pumps for small scale applications with focus on avoiding noise and harmful refrigerants. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1007/s40095-021-00424-x N1 - Corresponding author: Markus Hagenkamp VL - 13 SP - 241 EP - 254 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Reger, Vitali A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Koaxiale Stahlenergiepfähle JF - Stahlbau N2 - Ein entscheidender Teil der Energiewende ist die Wärmewende im Gebäudesektor. Ein Schlüsselelement sind hier Wärmepumpen. Diese benötigen eine Wärmequelle, der sie Energie entziehen können, um sie auf ein höheres Temperaturniveau zu transformieren. Diese Wärmequelle kann bspw. das Erdreich sein, dessen Wärme durch Erdsonden erschlossen werden kann. In diesem Beitrag werden in Stahlpfähle integrierte Koaxialsonden mit dem Stand der Technik von Erdsonden gleichen Durchmessers bezüglich ihrer thermischen Leistungsmerkmale verglichen. Die Stahlenergiepfähle bieten neben der Wärmegewinnung weitere Vorteile, da sie auch eine statische Funktion übernehmen und rückstandsfrei zurückgebaut werden können. Es werden analytische und numerische Berechnungen vorgestellt, um die thermischen Potenziale beider Systeme zu vergleichen. Außerdem wird ein Testaufbau gezeigt, bei dem Stahlenergiepfähle in zwei verschiedenen Längen mit vorhandenen gängigen Erdsonden verglichen werden können. Die Berechnungen zeigen einen deutlichen thermischen Mehrertrag zwischen 26 % und 148 % der Stahlenergiepfähle gegenüber dem Stand der Technik abhängig vom Erdreich. Die Messergebnisse zeigen einen thermischen Mehrertrag von über 100 %. Es lässt sich also signifikante Erdsondenlänge einsparen. Dabei ist zu beachten, dass sich damit der thermisch genutzte Bereich des Erdreichs reduziert, wodurch die thermische Regeneration und/oder das Langzeitverhalten des Erdreichs an Bedeutung gewinnt. Y1 - 2021 VL - 90. 2021 IS - 6 SP - 417 EP - 424 PB - Wiley CY - Weinheim ER -