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With the final objective of optimizing the "Micromix" hydrogen combustion principle, a round jet in a laminar cross-flow prior to its combustion is investigated experimentally using Stereoscopic Particle Image Velocimetry. Measurements are performed at a jet to cross-stream momentum ratio of 1 and a Reynolds number, based on the jet diameter and jet velocity, of 1600. The suitability to combine side, top and end views is analyzed statistically. The statistical theory of testing hypotheses, pertaining to the joint distribution of the averaged velocity along intersecting observation planes, is employed. Overall, the averaged velocity fields of the varying observation planes feature homogeneity at a 0.05 significance level. Minor discrepancies are related to the given experimental conditions. By use of image maps, averaged and instantaneous velocity fields, an attempt is made to elucidate the flow physics and a kinematically consistent vortex model is proposed. In the time-averaged flow field, the principal vortical systems were identified and the associated mixing visualized. The jet trajectory and physical dimensions scale with the momentum ratio times the jet diameter. The jet/cross-flow mixture converging upon the span-wise centre-line, the lifting action of the Counter Rotating Vortex Pair and the reversed flow region contribute to the high entrainment and mixedness. It is shown that the jet width is larger on the downstream side as compared to the upstream side of the centre-streamline. The deepest penetration of the particles on the outer boundary occurs in the centre-plane. Meanwhile, with increasing off-centre position, the boundaries all lay further from the centre-line position than does the boundary in the centre-plane, corresponding to a kidney-like shape of the flow cross-section. The generation of the Counter Rotating Vortex Pair and the instability mechanism is documented by instantaneous image maps and vector fields. The necessary circulation for the Counter Rotating Vortex Pair originates from a combined effect of steady in-hole, hanging and wake vortices. The strong cross-flow and jet interaction induces a three-dimensional waving, the stream-wise Counter Rotating Vortex Pair pair, leading to the formation of Ring Like Vortices. A secondary Counter Rotating Vortex Pair forms on top of the primary Counter Rotating Vortex Pair, resulting in mixing by "puffs". Overall, Stereoscopic Particle Image Velocimetry proofed capable of elucidating the Jet in Cross-Flow complex flow field. The gained insight in the mixing process will definitely contribute to the "Micromix" hydrogen combustion optimization.
In the Collaborative Research Center SFB 401 at RWTH Aachen University, the numerical aeroelastic method SOFIA for direct numerical aeroelastic simulation is being progressively developed. Numerical results obtained by applying SOFIA were compared with measured data of static and dynamic aeroelastic wind tunnel tests for an elastic swept wing in subsonic flow.
Computational aeroelastic analysis and design of the HIRENASD wind tunnel wing model and tests
(2007)
In this part of the MEGADESIGN project, aeroelastic effects are introduced into the aerodynamic analysis of aircrafts by coupling DLR’s flow solvers TAU and FLOWer to a Timoshenko-beam solver. The emerging aeroelastic solvers and a method for the automatic identification of Timoshenko-beam models for wing-box structures were integrated into a simulation environment enabling the combined optimisation of aerodynamic wing shape and structure.
Optical Instruments require an extremely stable thermal surrounding to prevent loss of data quality by misalignments of the instrument components resulting from material deformation due to temperature f luctuations (e.g. from solar intrusion). Phase Change Material (PCM) can be applied as a thermal damper to achieve a more uniform temperature distribution. The challenge of this method is, among others, the integration of PCM into affected areas. If correctly designed, incoming heat is latently absorbed during phase change of the PCM, i.e. the temperature of a structure remains almost constant. In a cold phase, the heat during phase change is released again latently until the PCM returns to its original state of aggregation. Thus, the structure is thermally stabilized. At FH Aachen– University of Applied Sciences research is conducted to apply PCM directly into the structures of affected components (baffles, optical benches, electronic boxes, etc.). Through the application of Additive Manufacturing, the necessary voids are directly printed into these structures and filled later with PCM. Additive Manufacturing enables complex structures that would not have been possible with conservative manufacturing methods. A corresponding Breadboard was developed and manufactured by Selective Laser Melting (SLM). The current state of research includes the handling and analysis of the Breadboard, tests and a correlation of the thermal model. The results have shown analytically and practically that it is possible to use PCM as an integral part of the structure as a thermal damper. The results serve as a basis for the further development of the technology, which should maximize performance and enable the integration of PCM into much more complex structures.
Sensitivity Analysis of General Aviation Aircraft with Parallel Hybrid-Electric Propulsion Systems
(2019)
Testing of a 10 kW diffusive micro-mix combustor for hydrogen-fuelled micro-scale gas turbines
(2007)
In Anbetracht weltweit zunehmend strengerer klimapolitischer
Ziele steigt auch der Druck für Nutzfahrzeughersteller, effizientere und umweltfreundlichere
Technologien zu entwickeln. Den Blick bei der Bewertung dieser
ausschließlich auf die Fahrzeugnutzung zu richten, ist längst nicht mehr zufriedenstellend.
Im Rahmen dieser Analyse wird ein gegenwärtig auf dem Markt erwerblicher
und in deutschen Städten bereits seit Jahren betriebener Hybridbus
energetisch und ökologisch mit einem konventionell angetriebenen, nahezu baugleichen
Modell entlang des Lebensweges bewertet.
Nach Definition von Ziel und Untersuchungsrahmen wird ein Überblick auf bereits
durchgeführte Lebenszyklusanalysen zu Hybridbussen im Stadtverkehr gegeben
und Schlussfolgerungen für die anschließende Analyse abgeleitet. Diese
wird im Rahmen einer energetischen und ökologischen Bewertung beider Produktsysteme
anhand der Parameter "Primärenergieeinsatz" und "CO2äq Emissionen"
praktiziert. Der Fahrzeugrumpf beider Fahrzeuge des gleichen Modells
wird dabei als einheitlich angenommen, sodass bei dem Vergleich der Herstellung
vereinfacht nur die sich unterscheidenden Komponenten des Antriebstranges
berücksichtigt werden. Die Resultate der Wirkungsabschätzung werden als
Differenz des Hybridbusses gegenüber dem Referenzfahrzeug über die einzelnen
Lebenszyklusphasen dargestellt. Schließlich werden Prognosen getroffen, ab
welcher Strecke die bei der Herstellung erzeugten höheren CO2äq Emissionen
des Hybridantriebstranges gegenüber dem Referenzmodell ausgeglichen werden.
Die Batterie ist eine der absolut zentralen Komponenten des Elektrofahrzeugs. Die serielle Entwicklung und Produktion dieser Batterien und die Verbesserung der Leistungen wird entscheidend für den Erfolg der Elektromobilität sein. Die Batterie ist jedoch nicht das einzige elektrofahrzeugspezifische System, das neu entwickelt, umkonzipiert oder verbessert werden muss. So sind ebenso die Entwicklung der neuen Fahrzeugstruktur sowie des elektrifizierten Antriebsstranges Teil dieses Kapitels. Weiterhin wird ein Blick auf das bedeutende Thema des Thermomanagements geworfen.
Die Fahrzeugkarosserie bildet als größte funktionale und organisatorische Systemeinheit ein zentrales Kompetenzfeld der OEMs. Für den Fahrzeughersteller stellt der Karosserierohbau eine hohe Kernkompetenz sowohl in der Produktentwicklung als auch in der Produktion dar. Neue, innovative Karosseriebauweisen, bspw. aufgrund eines neuen Fahrzeugkonzeptes oder neuer Anforderungen, bedeuten für den OEM auch gleichzeitig die intensive Auseinandersetzung mit Kompetenzfokussierung bzw. Wertschöpfungsverlagerungen.
Die urbane Mobilität ist im Wandel und insbesondere neue innovative Geschäftsmodelle werden einen wesentlichen Teil zur Lösung von künftigen Mobilitätsbedürfnissen beitragen. Die sogenannte „Shared Mobility“ gilt aktuell neben der Elektrifizierung des Antriebes und autonomem Fahrzeugtechnologien als einer der wichtigsten Trendthemen in der Automobilindustrie. Neue Mobilitätsdienstleistungen verlangen dabei verstärkt auch neue Fahrzeugkonzepte.
Urbane Mobilitätskonzepte der Zukunft erfordern neue Unternehmensformen, idealerweise aus Old Economy und New Economy, sowie eine enge Anbindung an die gesellschaftsrelevante Zukunftsforschung. Für neue Fahrzeugkonzepte des Carsharing bedeutet dies, dass alle kostenverursachenden Faktoren erfasst und analysiert werden müssen. Die FH Aachen, share2drive und FEV geben einen Ausblick auf die zukünftige Fahrzeugklasse der Personal Public Vehicles als „Rolling Device“.
Die Erfindung betrifft ein Kaltstartverfahren für eine Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine mit Anlasser und einer Motorsteuerung zur Ansteuerung von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, Zündung und voll variabel elektromagnetisch betätigbaren Gaswechselventilen an den einzelnen Zylindern, bei dem die Kurbelwelle über den Anlasser gedreht wird und zum Start für wenigstens einen Zylinder die dazugehörigen Gaswechselventile, die Kraftstoffeinspritzeinrichtung und die Zündung in einem vorgegebenen Taktzyklus angesteuert werden und zwar in den ersten Arbeitszyklen mit "Spätem Einlaß Öffnen".
Effective government services rely on accurate population numbers to allocate resources. In Colombia and globally, census enumeration is challenging in remote regions and where armed conflict is occurring. During census preparations, the Colombian National Administrative Department of Statistics conducted social cartography workshops, where community representatives estimated numbers of dwellings and people throughout their regions. We repurposed this information, combining it with remotely sensed buildings data and other geospatial data. To estimate building counts and population sizes, we developed hierarchical Bayesian models, trained using nearby full-coverage census enumerations and assessed using 10-fold cross-validation. We compared models to assess the relative contributions of community knowledge, remotely sensed buildings, and their combination to model fit. The Community model was unbiased but imprecise; the Satellite model was more precise but biased; and the Combination model was best for overall accuracy. Results reaffirmed the power of remotely sensed buildings data for population estimation and highlighted the value of incorporating local knowledge.
Solar-electric propulsion (SEP) is superior with
respect to payload capacity, flight time and
flexible launch window to the conventional
interplanetary transfer method using chemical
propulsion combined with gravity assists. This fact
results from the large exhaust velocities of electric
low–thrust propulsion and is favourable also for
missions to the giant planets, Kuiper-belt objects
and even for a heliopause probe (IHP) as shown in
three studies by the authors funded by DLR. They
dealt with a lander for Europa and a sample return
mission from a mainbelt asteroid [1], with the
TANDEM mission [2]; the third recent one
investigates electric propulsion for the transfer to
the edge of the solar system.
All studies are based on triple-junction solar arrays,
on rf-ion thrusters of the qualified RIT-22 type and
they use the intelligent trajectory optimization
program InTrance [3].
The impact of wake model effects is investigated for two highly
non-planar lifting systems. Dependent on the geometrical
arrangement of the configuration, the wake model shape is found
to considerably affect the estimation. Particularly at higher angles
of attack, an accurate estimation based on the common linear wake
model approaches is involved.
Euler-based induced drag estimation for highly non-planar lifting systems during conceptional design
(2013)