TY - CHAP A1 - Kroniger, Daniel A1 - Horikawa, Atsushi A1 - Funke, Harald A1 - Pfäffle, Franziska A1 - Kishimoto, Tsuyoshi A1 - Okada, Koichi T1 - Experimental and numerical investigation on the effect of pressure on micromix hydrogen combustion T2 - Conference Proceedings Turbo Expo: Power for Land, Sea and Air, Volume 3A: Combustion, Fuels, and Emissions N2 - The micromix (MMX) combustion concept is a DLN gas turbine combustion technology designed for high hydrogen content fuels. Multiple non-premixed miniaturized flames based on jet in cross-flow (JICF) are inherently safe against flashback and ensure a stable operation in various operative conditions. The objective of this paper is to investigate the influence of pressure on the micromix flame with focus on the flame initiation point and the NOx emissions. A numerical model based on a steady RANS approach and the Complex Chemistry model with relevant reactions of the GRI 3.0 mechanism is used to predict the reactive flow and NOx emissions at various pressure conditions. Regarding the turbulence-chemical interaction, the Laminar Flame Concept (LFC) and the Eddy Dissipation Concept (EDC) are compared. The numerical results are validated against experimental results that have been acquired at a high pressure test facility for industrial can-type gas turbine combustors with regard to flame initiation and NOx emissions. The numerical approach is adequate to predict the flame initiation point and NOx emission trends. Interestingly, the flame shifts its initiation point during the pressure increase in upstream direction, whereby the flame attachment shifts from anchoring behind a downstream located bluff body towards anchoring directly at the hydrogen jet. The LFC predicts this change and the NOx emissions more accurately than the EDC. The resulting NOx correlation regarding the pressure is similar to a non-premixed type combustion configuration. KW - NOx emissions KW - hydrogen KW - combustor KW - gas turbine Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1115/GT2021-58926 N1 - ASME Turbo Expo 2021: Turbomachinery Technical Conference and Exposition, June 7–11, 2021, Virtual, Online. Paper No: GT2021-58926, V03AT04A025 PB - ASME CY - New York, NY ER - TY - CHAP A1 - Handschuh, Nils A1 - Stollenwerk, Dominik A1 - Borchert, Jörg T1 - Operation of thermal storage power plants under high renewable grid penetration T2 - NEIS 2021: Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems N2 - The planned coal phase-out in Germany by 2038 will lead to the dismantling of power plants with a total capacity of approx. 30 GW. A possible further use of these assets is the conversion of the power plants to thermal storage power plants; the use of these power plants on the day-ahead market is considerably limited by their technical parameters. In this paper, the influence of the technical boundary conditions on the operating times of these storage facilities is presented. For this purpose, the storage power plants were described as an MILP problem and two price curves, one from 2015 with a relatively low renewable penetration (33 %) and one from 2020 with a high renewable energy penetration (51 %) are compared. The operating times were examined as a function of the technical parameters and the critical influencing factors were investigated. The thermal storage power plant operation duration and the energy shifted with the price curve of 2020 increases by more than 25 % compared to 2015. KW - storage optimisation KW - storage dispatch KW - thermal storage Y1 - 2021 SN - 978-3-8007-5651-3 N1 - NEIS 2021: Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems. 13-14 September 2021. Hamburg, Germany SP - 261 EP - 265 PB - VDE Verlag CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Bhattarai, Aroj A1 - Horbach, Andreas A1 - Staat, Manfred A1 - Kowalczyk, Wojciech A1 - Tran, Thanh Ngoc T1 - Virgin passive colon biomechanics and a literature review of active contraction constitutive models JF - Biomechanics N2 - The objective of this paper is to present our findings on the biomechanical aspects of the virgin passive anisotropic hyperelasticity of the porcine colon based on equibiaxial tensile experiments. Firstly, the characterization of the intestine tissues is discussed for a nearly incompressible hyperelastic fiber-reinforced Holzapfel–Gasser–Ogden constitutive model in virgin passive loading conditions. The stability of the evaluated material parameters is checked for the polyconvexity of the adopted strain energy function using positive eigenvalue constraints of the Hessian matrix with MATLAB. The constitutive material description of the intestine with two collagen fibers in the submucosal and muscular layer each has been implemented in the FORTRAN platform of the commercial finite element software LS-DYNA, and two equibiaxial tensile simulations are presented to validate the results with the optical strain images obtained from the experiments. Furthermore, this paper also reviews the existing models of the active smooth muscle cells, but these models have not been computationally studied here. The review part shows that the constitutive models originally developed for the active contraction of skeletal muscle based on Hill’s three-element model, Murphy’s four-state cross-bridge chemical kinetic model and Huxley’s sliding-filament hypothesis, which are mainly used for arteries, are appropriate for numerical contraction numerical analysis of the large intestine. KW - virgin passive KW - strain energy function KW - smooth muscle contraction KW - viscoelasticity KW - damage Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3390/biomechanics2020013 SN - 2673-7078 VL - 2 IS - 2 SP - 138 EP - 157 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - THES A1 - Büchel, Carolin T1 - Fitnesssport: Gestaltung eines mobilen Outdoor-Trainingssystems N2 - Der Wunsch nach Gesundheit und Individualisierung der eigenen Freizeit als Ausgleich zum Alltag ist heute in der Gesellschaft so ausgeprägt wie noch nie. Dabei sind die positiven Auswirkungen körperlicher Aktivität auf das Immunsystem, die Lebenserwartung und die Leistungsfähigkeit immer bekannter. Diese Abschlussarbeit greift die erkannte Entwicklung und den wachsenden Wunsch der Nutzenden nach individuellem Fitnesstraining im Freien auf. Das entstandene Outdoor-Trainingssystem „TREICK“ ermöglicht ein mobiles, orts- und zeitunabhängiges Training der eigenen Fitness. Durch „TREICK“ kann der Sportler physiologisch sinnvolle Eigengewichtsübungen in einer selbst gewählten Umgebung ausführen, wodurch das Wohlbefinden und damit die Gesundheit gefördert werden kann. Das System kann als Rucksack oder Fahrradtasche transportiert werden, wobei die Trainingsmatte als Verpackung dient. KW - Outdoorfitness KW - Fitness KW - Training KW - Gesundheit KW - im Freien Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Hauk, Axel T1 - REGROW: Modular seating system N2 - Ein naturbelassenes System oder systematisch Natur? In der Bachelorarbeit COFFEE TO STAY entstand das modulare Seating-System REGROW. Sitzlandschaften für kurze Pausen, zwischen Kommen und Gehen, zwischen Begegnungen und Verabschiedungen – REGROW steht für die Entschleunigung im Alltag. Mit Material und Oberflächen, die von der Natur inspiriert sind, bietet REGROW Zufluchtsorte in urbanen Städten, geprägt von Beton und Asphalt. Ein Stück Natur, das sich dem räumlichen Kontext anpassen kann: Dank seiner flexiblen Modularität kann REGROW auf kleine und auf große Räume reagieren. Die Kollektion besteht aus Sitzelementen, die sich durch Rückenlehnen und Armlehnen ergänzen lassen. Mit den Beistelltischen lassen sich Sitzmodule miteinander im 45 oder 90 Grad Winkel verbinden. KW - Innenarchitektur KW - Nachhaltig KW - Möbel KW - Produktdesign KW - Möbeldesign Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Baeßler, Franziska A1 - Kleinkunen, Tristan T1 - MOBI: zukunftsorientiertes modulares Baukastensystem für Bibliotheken N2 - Das Ziel des Bibliothekskonzeptes ist es, Hybridbibliotheken als Symbiose aus zukunftsweisender Medientechnologie und klassischer Funktionalität in Modulbauweise in Bestandsarchitektur zu integrieren. Der Lösungsansatz liegt in einer kostengünstigen dynamischen Modularität, welche als Plug-In, Add-On, Single oder Mobilkonzept nutzbar ist. Das modulare System setzt hierbei auf Grundmodule, welche für unterschiedlichste räumliche Gegebenheiten skaliert werden können. Somit können Einrichtungen neue Funktionalitäten integrieren oder auf temporäre Anforderungen strategisch reagieren. Durch die einfache Montage und Transportfähigkeit lassen sich sehr schnell zeitbegrenzte oder dauerhafte Raumkonzepte umsetzen. Das System nimmt die Dynamik des sich verändernden Bedarfs auf und passt sich flexibel den Zielgruppen an, was im Gegensatz dazu bei statischen Systemen nicht der Fall ist. KW - Modularität KW - Bibliothek KW - Library Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Krier, Tessy T1 - Entwicklung eines Multifunktionsdrucksystems nach dem Modell der Kreislaufwirtschaft N2 - „Printen“ ist ein Multifunktionsdrucksystem, welches dem Nutzer ermöglicht, es zu reparieren. Das Elektroschrottaufkommen der Welt steigt, deshalb legte die EU neue Maßnahmen zum Ökodesign fest. Diese sollen die Reparierbarkeit von Produkten fördern und geplante Obsoleszenz unterbinden. Ein Vorzeigebeispiel für geplanten Obsoleszenz ist der Drucker. Das System besteht aus einem Drucker und Scanner, an dem der Nutzer Reparaturen vornehmen kann. Dadurch soll eine stärkere Bindung zum selbst reparierten Gerät entstehen und die Lebensdauer verlängert werden. Durch ein öffnungsfähiges Gehäuse wird die Reparatur ermöglicht. Eine Farbcodierung im Inneren erleichtert die Orientierung und visualisiert zusammengehörende Elemente. Außerdem wurde der Aufbau des Druckers aufgeräumt und vereinfacht. So können einzelne Komponenten problemlos ausgetauscht werden. Ganz nach der Devise: Einfach printen! KW - Kreislaufwirtschaft KW - Drucker KW - Reparatur KW - Scanner KW - Bürozubehör Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Loose, Pia T1 - Nachhaltige Nutzung textiler Ressourcen: optimiertes Kreislaufsystem für die Wiederverwendung von Textilien N2 - Die Fast-Fashion-Industrie produziert am laufenden Band neue Kleidung und so schnell wie sie gekauft wird, wird sie auch wieder entsorgt. Das Altkleidersystem ist allerdings an seiner Kapazitätsgrenze angekommen und die sich zuspitzende Lage verlangt nach einer neuen innovativen Lösung. „VABRIC“ ersetzt die herkömmlichen Altkleidercontainer in den Städten und verlängert den Lebenszyklus von Textilien. Durch eine gezielte Vorsortierung entsteht die Möglichkeit Kleidung weiterzuverteilen und in bestehende oder ganz neue Nutzungskreisläufe zu integrieren. Für die Nutzenden wird die Textilspende durch das hochwertige Erscheinungsbild, die zentralen Standorte und die Aufklärung zu einer positiven Erfahrung. „VABRIC“ verkörpert, am Beispiel von Textilien, die Vision, wie wir in Zukunft mit vermeintlichem Abfall umgehen und den wahren Wert von Ressourcen hervorheben und nutzbar machen. KW - Ressourcenschonung KW - Textilrecycling KW - Altkleider KW - C2C KW - Fast-Fashion Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Mas, Michèle T1 - Biological Cocoon: Gestaltung des künstlichen Frühgeborenenuterus unter Aspekt der User Experience N2 - Vor der 37. Schwangerschaftswoche geborene Babys gelten als Frühgeborene, was Stand 2010 weltweit auf jedes zehnte Neugeborene zutrifft. Komplikationen führten 2015 zu einer Million Todesfälle. Die Überlebenden leiden trotz medizinischer Versorgung an den direkten oder späten Folgen. Weltweit wird an einem künstlichen Uterus geforscht. Biological Cocoon ist - basierend auf neuestem Forschungsstand und bei Betreuung im Perinatalzentrum - für Frühgeborene ab der 22. bis 35. Schwangerschaftswoche konzipiert. Durch Nachahmung natürlicher Gegebenheiten wird die Entwicklung deutlich verbessert, wie zum Beispiel durch das Abspielen der Geräusche im Mutterleib. Die Eltern werden mit einbezogen und fördern die Weiterentwicklung besonders durch Interaktion mit ihrem Frühgeborenen vor Ort und auf Distanz per App. Biological Cocoon macht die Behandlung angenehm. Spätfolgen beim Neugeborenen werden vermieden. KW - Medizindesign KW - Schwangerschaft KW - Neugeborene KW - Komplikationen Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Schwinges, Katrin T1 - Der/Die/Das Spielzeug: Gestaltung eines geschlechtsneutralen Spielzeugs N2 - Das Projekt bezieht sich auf das globale Konsumverhalten gegenüber Spielwaren unter den Bedingungen des Gender-Marketings im Hinblick auf die nachteiligen Bedingungen für die Entwicklung des Kindes und der Umwelt. Gestaltet wurde ein Baukastensystem, das sich keiner geschlechtsspezifischen Zuweisung bedient, und so verhindert, dass Kinder, die sich im binären Rollenbild nicht wiederfinden, ausgegrenzt werden. Das Stecksystem ohne Vorgabe einer Anleitung ermöglicht freie Entfaltung beim Spiel und die Förderung der spielerischen und didaktischen Entwicklung eines Kindes. Spielen ist eine Art des Kindes sich und seine Umwelt zu begreifen und sich dazu auszudrücken. Es werden nicht nur Fähigkeiten erprobt, sondern auch Verhaltensweisen angeeignet und Identitätsmerkmale definiert. Dadurch erhält das Spielzeug eine Vorbildfunktion. Dieser Vorbildfunktion soll das entworfene Produkt gerecht werden. KW - Konstruktionsspielzeug KW - Baukastensystem KW - Rollenbild Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER -