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Im Projekt wurden mit Hilfe zeitaufgeloester optischer Messtechniken Relaxations-Dynamiken von optisch angeregten Ladungstraegern und Hochfrequenzeigenschaften von Hochtemperatursupraleitern untersucht. Oberhalb der Sprungtemperatur wurden die Elektron-Phonon-Kopplungskonstanten fuer YBCO und BSCCO bestimmt. Dabei wurde erstmalig ein direkter Zusammenhang zwischen der Sprungtemperatur und der Kopplungstaerke gefunden. Der Kopplungsmechanismus enthaelt sowohl phononische als auch elektronische (spindynamische) Anteile. Unterhalb von T_c wird die Dynamik durch Aufbrechen und Rekombination von Cooper-Paaren bestimmt. Bei den Arbeiten zu den kohaerenten Phononen wurde ein Modell entwickelt, das das 'Anwerfen' der Phononen und das Amplitudenverhalten unterhalb der Sprungtemperatur erklaert. Als begleitende Untersuchungen wurden breitbandige Hochfrequenz-Messungen vorgenommen. Die Methode erlaubt die Untersuchung von Ladungstraegerdichten und von Streumechanismen. Erstmalig wurde in verspannten YBCO-Duennfilmen eine starke temperaturabhaengige Resonanz-Absorption beobachtet, die als Josephson-Plasmaresonanz an intrinsischen Kontakten identifiziert werden konnte. Die Nutzbarkeit dieser Kontakte fuer Bauelemente wurde durch einen Mikrowellendetektor demonstriert. Durch den Nachweis von emittierter gepulster Strahlung aus einer stromdurchflossenen supraleitenden Bruecke nach optischer Anregung wurde erstmals die Einsatzmoeglichkeit von HTSL fuer schnelle optische Schalter demonstriert. Es wurde gezeigt, dass die Schaltgeschwindigkeit eine direkte Folge der Ladungstraegerdynamik ist.
Nutzung erneuerbarer Energien in Landesbauten : Dokumentation realisierter und geplanter Anlagen
(1997)
An BaTiO3 Keramik als Modellsubstanz und mit Nd:YAG- und Excimer-Lasern wurde die Mikrostrukturierung von Grünkörperpreßlingen, deren Schrumpfungsverhalten beim Sintern und die Mikrostrukturierung von gesinterten Keramiken untersucht. Für die bessere Vergleichbarkeit wurden alle keramischen Folien, Preßlinge und Sinterwerkstoffe im Rahmen des Projektes hergestellt. Die Nd:YAG Laserbearbeitung erfolgte mit einem Rasterverfahren, bei dem der fokussierte Strahl mit Hilfe eines Scanners und eines Umlenkspiegels entlang der Bearbeitungskontur geführt wurde. Bei der Excimer Laserbearbeitung wurden die Strukturen ohne Relativbewegung zwischen Strahlquelle und Bearbeitungsobjekt durch die Abbildung einer Maske erzeugt. Mit dem Nd:YAG Laser (Wellenlänge 1,06 µ m) war eine abtragende Bearbeitung nur bei den Grünkörpern, nicht aber bei den gesinterten Keramiken möglich. Mit dem Excimer Laser (Wellenlänge 248 nm) konnten dagegen sowohl Grünkörper als auch gesinterte Keramiken strukturiert werden. Wenn die Genauigkeitsanforderungen nicht unter ± 10 µm liegen, die Bearbeitungskonturen möglichst geradlinig sind und der Anteil der zu bearbeitenden Fläche klein ist, kann mit Nd:YAG-Lasern eine effiziente Mikrostukturierung von keramischen Grünkörpern durchgeführt werden. Strukturierte Grünkörper können reproduzierbar und unverzerrt zu keramischen Bauteilen gesintert werden. Mit Excimer-Lasern wird eine höhere Genauigkeit und Qualität bei der Bearbeitung von Grünkörpern und Keramiken erreicht. Die Bearbeitungseffizienz lässt sich durch eine hohe Pulswiederholfrequenz und durch die simultane Bearbeitung großer Flächen steigern. Das für Excimer-Laserstrahlung zweckmäßige Abbildungsverfahren hat besondere Vorteile, wenn ein flächiger Abtrag mit komplexen Strukturen verwirklicht werden soll, wobei Toleranzen und Reproduzierbarkeiten von besser als ± 5 µm realisiert werden konnten. Die Mikrostrukturierung mit Excimer-Lasern ist an Grünkörpern und an gebrannten Keramiken gleichermaßen möglich. Die Abtragsraten liegen bei Grünkörpern mit 0,2 µm pro Puls zwar um ca. 50% höher als bei Keramiken, es ist jedoch zweifelhaft, ob dieser Vorteil den größeren prozeßtechnischen Aufwand bei der Bearbeitung von Grünkörpern rechtfertigen kann.
Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke mit Druckwirbelschicht- oder mit Druckvergasungsverfahren ermöglichen die Verstromung von Kohle mit hohem Wirkungsgrad und niedrigen Emissionen. Eine Voraussetzung für den Betrieb dieser Anlagen ist die Entstaubung der Rauchgase bei hohen Temperaturen und Drücken. Abreinigungsfilter mit keramischen Elementen werden dazu eingesetzt. Eine Reduzierung gasförmiger Schadstoffe unter den gleichen Bedingungen könnte Rauchgaswäsche ersetzen. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, die Integration von Heißgasfiltration und katalytischem Abbau der Schadstoffe Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide in einen Verfahrensschritt zu untersuchen. Die Arbeitsschwerpunkte dieses Teilvorhabens betreffen:
die katalytische Wirkung eisenhaltiger Braunkohlenaschen,
die Wirksamkeit des Calciumaluminat als Katalysator des Abbaus unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Heißgasfilter,
numerische Simulation der kombinierten Abscheidung von Partikeln und gasförmigen Schadstoffen aus Rauchgasen
Es sollte herausgestellt werden, inwieweit kalte Vorbehandlungsverfahren das Deponierverhalten von mechanisch-biologisch vorbehandeltem Restmüll beeinflussen. Das Deponierverhalten von mechanisch-biologisch vorbehandeltem Abfall wurde an Lysimeterversuchen simuliert. Die Ergebnisse zeigen, daß durch die mechanisch-biologische Behandlung des Abfalls eine CSB-Entfrachtung bezogen auf das Wasser-Feststoffverhältnis von ca. 70 % erfolgt, die kumulierte TOC-Fracht um ca. 50 % sinkt, die NH4-N-Konzentrationen eine Reduktion von annähernd 80 % aufweist, die Gasproduktion um ca 80 % fällt. Insgesamt kann mit einer erheblichen Verkürzung der Nachsorgephase gerechnet werden. - Neben den Lysimeteruntersuchungen wurden Staub- und Keimemmissionsmessungen im Handsortierbereich der MBRA durchgeführt. Die durchgeführten Keimemissionsmessungen ergaben, daß die dort Beschäftigten im Vergleich zu anderen Arbeitsbereichen z.T. signifikant erhöhten Keimbelastungen ausgesetzt sind. Den größten Anteil der im Screening eindeutig bestimmten Bakterien hatten die Enterobakteriaceen, die Streptomyceten sowie Coliformen. Den größten Anteil am Pilzspektrum hatte die Gruppe der Penicillien. Die Differenzierung zeigte die Eigung von A. fumigatus als Leitkeim. - Die Staubmessungen erfolgten gleichzeitig mit den Keimemissionsmessungen. Die Analyse der Partikelzahlen in den unterschiedlichen Größenklassen zeigt, daß 95 % der Aerosole einatembar, 90 % thorakal- und 85 % alveolengängig sind. Des weiteren ergab die Korrelation der Partikelklasse > 2 bis < 5 Mikrometer und der Konzentration an luftgetragenen Pilzen eine signifikante Übereinstimmung. Bei zukünftigen Untersuchungen und routinemäßigen Messungen durch die Aufsichtsbehörde oder im Rahmen der arbeitsmedizinischen Vorsorge könnte demnach auf die bewährte Meßgröße "Staubgehalt" zurückgegriffen werden.
Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts 3 wurde experimentell und theoretisch die NO{sub x}-Bildung und -Reduktion bei der Druckkohlenstaubverbrennung untersucht. Der zuvor beschriebene Einfluss der Kohlemahlung auf die Flamme konnte auch anhand der NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Aachen bestaetigt werden. Waehrend mit Braunkohle im Staubfeuerungsbetrieb noch keine eindeutige Druckabhaengigkeit nachgewiesen werden konnte, haben vom Lehrstuhl durchgefuehrte NO{sub x}-Messungen an der DKSF-Anlage Dorsten im Schmelzkammerfeuerungsbetrieb mit der Steinkohle Spitzbergen zwischen 9 und 13 bar ein Absinken der Stickoxidkonzentrationen mit steigendem Druck ergeben. Fuer die rheinische Braunkohle soll dieser Druckeinfluss in den naechsten Versuchsfahrten ausfuehrlicher untersucht werden. Es wurde anhand von numerischen Simulationen zu einer Braunkohleflamme der 6. Versuchsfahrt ein Vergleich zwischen der NO{sub x}-Modellierung im Standard-FLUENT-Code und in dem mit User Defined Subroutines der international flame research foundation (IFRF), Ijmuiden, erweiterten FLUENT-Code vorgenommen. Es zeigte sich, dass bei der Modellierung der Stickoxidbildung die unterschiedlich vorhergesagten Flammentemperaturen eine entscheidende Rolle spielen. Eine genauere Analyse der NO{sub x}-Modelle im Vergleich zu Messergebnissen ist bei einer Schmelzkammerfeuerung mit einer stabilen Flamme vorzunehmen. Es wurden zusaetzlich Messungen zur Untersuchung der Kinetik homogener Gasphasenreaktionen in Rauchgasen an einem Stahlreaktor durchgefuehrt. Dabei wurde sowohl der thermisch bedingte als auch der durch zudosierte Additive katalysierte Abbau nitroser Komponenten betrachtet. Vergleichend wurden mit einem am Lehrstuhl entwickelten Programm die Kinetik beschrieben. Hierbei wird mit einer Sensitivitaetsanalyse eine Reduzierung der detaillierten Darstellung der Reaktionskinetik erreicht, die es erlaubt, mit einem CFD-Code wie FLUENT zwei- und dreidimensionale Rechnungen zum Abbau verschiedener Rauchgaskomponenten durchzufuehren. Die Uebereinstimmung zwischen ein- und zweidimensionalen Rechnungen und den Messungen ist gut.
Im Projekt INGMEDIA ist die Lernform "Praktikum" zu einer selbst bestimmten Lernumgebung weiterentwickelt worden. Vielfältige Kontextangebote bieten individuelle Lerneinstiegsmöglichkeiten und aktivieren selbstgesteuertes Lernen. Praktika aus drei Bereichen des Ingenieurstudiums, "physikalische Grundlagenpraktika", "Telematiklabore für Elektronik" in der Studienmitte und "virtuelle Technologiepraktika" für Fortgeschrittene , wurden mit Hilfe der Neuen Medien umgestaltet, erprobt und evaluiert. Alle Lern- und Praktikumseinheiten können mit Standard-Internet-Browsern über die INGMEDIA-Lernumgebung (ILIAS Open source) benutzt werden. Für Lehrende wird die Plattform durch ein komfortables Offline-Autorensystem ergänzt, mit dem mulitmediale Lern- und Praktikumseinheiten ohne spezielle Programmierkenntnisse erstellt und automatisch in die Datenbank der ILIAS Lernplattform importiert werden können. Die weiterentwickelten Praktikumseinheiten werden seit dem Wintersemester 2002/03 im regulären Lehrbetrieb eingesetzt und formativ evaluiert. Bei den Erprobungen der hypermedialen Lerneinheiten in physikalischen Grundpraktika schätzen die Lernenden den Stand ihrer Vorbereitung als befriedigend ein, die Praktikumsbetreuer konstatierten eine merkliche Verbesserung des Wissensstandes. Die Mehrheit der Studierenden begrüßte vor allem die durch die Telematik angebotene größere Freiheit eines zeit- und ortsunabhängigen Lernens und der eigenen Lernorganisation. Das virtuelle Technologie-Praktikum: "Sensor-Fertigung" ermöglicht die Neukonzeption einer industrienahen Ausbildung von Ingenieuren in innovativen Technologien und hat sich bereits bestens bewährt. Die empirischen Befunde über alle im INGMEDIA-Projekt evaluierten Praktika weisen darauf hin, dass Akzeptanz und Lernerfolg beim Einsatz neuer Medien umso deutlicher sichtbar werden je größer die Selbstlern- und Medienkompetenzen der Studierenden sind.
Bei der Einführung von Bachelor- und Masterstudiengängen sind die entsprechenden gesetzlichen Anforderungen zu beachten sowie die Anforderungen von Akkreditierungsrat und Akkreditierungsagentur. Bachelor- und Masterstudiengänge müssen modularisiert sein und in ein Leistungspunktesystem integriert. Die Leistungspunkte müssen auf der tatsächlichen Arbeitsbelastung der Studierenden basieren. Bei der Konzeption von Bachelor- und Masterstudiengängen soll zunächst eine Bedarfsermittlung erfolgen. Besteht ein Bedarf, soll ein Abschlussprofil basierend auf den Kompetenzen (besondere Beachtung verdienen die Schlüsselqualifikationen), über die der Absolvent verfügen soll, erstellt werden. Aus diesem wird ein Curriculum mit Modulen abgeleitet. Die Module werden mit Leistungspunkten versehen und auf einem Modulbogen zwecks Transparenz beschrieben. Dabei ist der Paradigmenwechsel vom Lehrenden zum Lernenden zu beachten – Lernergebnisse statt Lernziele. Die Lernergebnisse werden mittels Kompetenzen ausgedrückt. Der Studiengang wird des weiteren im Diploma Supplement, welches der Studierende bei Abschluss zusätzlich zum Zeugnis erhält, dokumentiert. ECTS ist aber auch mit weiteren Auflagen verbunden. Noch herrührend von ECTS als reinem Transfersystem müssen beim Austausch von Studierenden die Formulare ECTS Application, Learning Agreement und Transcript of Records vom Fachbereich in Abstimmung mit der jeweiligen Partnerhochschule ausgefüllt werden, (siehe Anlagen 4 und 5). Zur Information aller Studierenden sollen die folgenden Dokumente bereitstehen: Ein Ratgeber für Gaststudierende, eine Beschreibung der Hochschule und der Fachbereiche (nach bestimmten Kriterien) sowie Beschreibungen aller Module (siehe Anlage). Die Fachhochschule hat diese Informationen schon zum größten Teil auf ihrer Website dargestellt. Wichtig ist die Pflege der Daten, die von den einzelnen Fachbereichen bzw. den Lehrenden übernommen werden muss, da nur sie die Richtigkeit und Aktualität der Daten gewährleisten können.
AP 1 : Verknüpfung der organisatorischen Bildung von Modulen mit der Umstellung auf ein Leistungspunktesystem ; Abschlussbericht. Einleitung, Auswahl eines Leistungspunktesystems, Bedingungen bei der Einführung von ECTS, Verknüpfung der Kriterien Learning Outcomes und Workload, Konzeption eines Studiengangs, Erfassung der Arbeitsbelastung Studierender, Ergebnisse der Umfrage zu allgemeinen Kompetenzen, Diploma Supplement, Öffentlichkeitsarbeit
Der konstruktive Entwurf wird in derzeitigen CAD-Systemen gut unterstützt, nicht aber der konzeptuelle Gebäude-Entwurf. Dieser abstrahiert von konstruktiven Elementen wie Linie, Wand oder Decke, um auf die Konzepte, d.h. die eigentlichen Funktionen, heraus zu arbeiten. Diese abstraktere, funktionale Sichtweise auf ein Gebäude ist während der frühen Entwurfsphase essentiell, um Struktur und Organisation des gesamten Gebäudes zu erfassen. Bereits in dieser Phase muss Fachwissen (z. B. rechtliche, ökonomische und technische Bestimmungen) berücksichtigt werden. Im Rahmen des vorliegenden Projekts werden Software-Werkzeuge integriert in industrielle CAD-Systeme entwickelt, die den konzeptuellen Gebäude-Entwurf ermöglichen und diesen gegen Fachwissen prüfen. Das Projekt ist in zwei Teile gegliedert. Im Top-Down-Ansatz werden Datenstrukturen und Methoden zur Strukturierung, Repräsentation und Evaluation von gebäudespezifischem Fachwissen erarbeitet. Dieser Teil baut auf den graphbasierten Werkzeugen PROGRES und UPGRADE des Lehrstuhls auf. Der Bottom-Up-Ansatz ist industriell orientiert und hat zum Ziel, das kommerzielle CAD-System ArchiCAD zu erweitern. Hierbei soll der frühe, konzeptuelle Gebäude-Entwurf in einem CAD-System ermöglicht werden. Der Entwurf kann darüber hinaus gegen das definierte Fachwissen geprüft werden. Im Rahmen des graphbasierten Top-Down-Ansatzes wurde zunächst eine neue Spezifikationsmethode für die Sprache PROGRES entwickelt. Das PROGRES-System erlaubt die Spezifikation von Werkzeugen in deklarativer Form. Üblicherweise wird domänenspezifisches Fachwissen in der PROGRES-Spezifikation codiert, das daraus generierte visuelle Werkzeug stellt dann die entsprechende Funktionalität zur Verfügung. Mit dieser Methode sind am Lehrstuhl für Informatik III Werkzeuge für verschie-dene Anwendungsdomänen entstanden. In unserem Fall versetzen wir einen Domänen-Experten, z. B. einen erfahrenen Architekten, in die Lage, Fachwissen zur Laufzeit einzugeben, dieses zu evaluieren, abzuändern oder zu ergänzen. Im Rahmen der bisherigen Arbeit wurde dazu eine parametrisierte PROGRES-Spezifikation und zwei darauf aufbauende Werkzeuge entwickelt, welche die dynamische Eingabe von gebäude-technisch relevantem Fachwissen erlauben und einen graphbasierten, konzeptuellen Gebäude-Entwurf ermöglichen. In diesem konzeptuellen Gebäude-Entwurf wird von Raumgrößen und Positionen abstrahiert, um die funktionale Struktur eines Gebäudes zu beschreiben. Das Fachwissen kann von einem Architekten visuell definiert werden. Es können semantische Einheiten, im einfachsten Fall Räume, nach verschiedenen Kriterien kategorisiert und klassifiziert werden. Mit Hilfe von Attributen und Relationen können die semantischen Einheiten präziser beschrieben und in Beziehung zueinander gesetzt werden. Die in PROGRES spezifizierten Konsistenz-Analysen erlauben die Prüfung eines graphbasierten konzeptuellen Gebäude-Entwurfs gegen das dynamisch eingefügte Fachwissen. Im zweiten Teil des Forschungsprojekts, dem Bottom-Up-Ansatz, wird das CAD-System ArchiCAD erweitert, um den integrierten konzeptuellen Gebäude-Entwurf zu ermöglichen. Der Architekt erhält dazu neue Entwurfselemente, die Raumobjekte, welche die relevanten semantischen Einheiten während der frühen Entwurfsphase repräsentieren. Mit Hilfe der Raumobjekte kann der Architekt in ArchiCAD den Grundriss und das Raumprogramm eines Gebäudes entwerfen, ohne von konstruktiven Details in seiner Kreativität eingeschränkt zu werden. Die Arbeitsweise mit Raumobjekten entspricht dem informellen konzeptuellen Entwurf auf einer Papierskizze und ist daher für den Architekten intuitiv und einfach zu verwenden. Durch die Integration in ArchiCAD ergibt sich eine weitere Unterstützung: Das im Top-Down-Ansatz spezifizierte Fach-wissen wird verwendet, um den konzeptuellen Gebäude-Entwurf des Architekten auf Regelverletzungen zu überprüfen. Entwurfsfehler werden angezeigt. Zum Abschluss des konzeptuellen Gebäude-Entwurfs mit Raumobjekten wird durch ein weiteres neu entwickeltes Werkzeug eine initiale Wandstruktur automatisch erzeugt, die als Grundlage für die folgenden konstruktiven Entwurfsphasen dient. Alle beschriebenen Erwei-terungen sind in ArchiCAD integriert, sie sind für den Architekten daher leicht zu erlernen und einfach zu bedienen.
Forschungsbericht 2007
(2007)
Inhaltsverzeichnis 3 Vorwort 7 Profil der FH Aachen 8 Kontakte 9 TWT Forschungsprojekte: Fachbereich Architektur 11 Castro : Vorhersage und Management von Sturzfluten in urbanen Gebieten – URBAS Teilvorhaben Stadtplanung/Stadtentwicklung 13 Uwer : Flächenkonstanz Saar – Wege für das Land - Konzepte für ein ausgeglichenes Flächensaldo FB Bauingenieurwesen 15 Gossla : Entwicklung von Geschossdecken aus Stahlfaserbeton unter Verzicht auf herkömmliche Bewehrung aus Betonstahl 17 Vorbrüggen : Temperaturmessungen an unterirdischen Gebäuden und deren Simulation FB Angewandte Naturwissenschaften und Technik 19 Artmann : Entwicklung einer für die Routine geeigneten Apparatur zur Messung der Permeabilität an Zellmonolayern 21 Baumann : Algen als Produzenten nutzbarer Naturstoffe 22 Optimierung der biologischen Prozesse in der Biogasbildung 24 Biselli : Prozessoptimierung von Zellkulturfermentationen zur Herstellung von Biopharmazeutika 26 Breitbach : „FilterCaps” - Entwicklung eines Wärmespeichers für strömungsrichtungsinvertierende Lüftungssysteme mit integrierter Filterwirkung 27 Hochtemperatur-Druckwasserentölung und Entsalzung 27 Dikta : Time series methods to forecast patent filings 30 Dikta / Kern : Schadensradius von Blitzeinschlägen 32 Elbers : Ermittlung von Wirkschwellen für luftgetragene Schadstoffe an Gräsern mit der Nahinfrarot-Spektroskopie (IRS) 33 Elbers : Nahinfrarotspektroskopische Charakterisierung von Schwebstaub zur Herkunftsbestimmung 34 Faber : KWKK – Kraft-Wärme-Kopplung, Simulation und praxisrelevante Optimierung der Kraft-Wärme-Kopplung mit periodisch arbeitenden Sorptionsmaschinen im Leistungsbereich bis 10 kW 36 Lernen ohne Grenzen (LoG) 37 Hillen : 3D Presentation States : Parametrisierung der 3D-Darstellung segmentierter medizinischer Volumendaten 38 EXIST SEED: Medical Image Viewer : Entwicklung eines universell einsetzbaren Bildbetrachters für radiologische Bilder 40 Hodapp : Antriebe für Robotor und Werkzeugmaschinen 41 Entwicklung eines integrierten Mess-Systems für Linear- und Rundmotoren 42 Müller : EU ASIALINK – Energy and Environmental Engineering for Sustainability (EEES) : Entwicklung und Einführung eines Bachelorstudiengangs „Energie- und Umweltschutztechnik” an der Partner-Universität Vellore Institute of Technology (VIT) in Indien 43 Schöning : Wissenschaftliche Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Chemo- und Biosensoren 44 Schwarzer : Entwicklung eines Systems zur energetischen Kurzzeitanalyse von Gebäuden und deren technischen Ausstattung (TGA) (Mobila) FB Design 47 Armgardt / Boonzaaijer : Das AACHENER ZIMMER FB Elektrotechnik und Informationstechnik 49 Heuermann : Vorstudie HF-Zündung 50 Krause : EMiG - Energiemanagement in Gebäuden 51 EMSys – Energiemonitoringsystem 52 Mühl : Berührungslose Konturvermessung zur Qualitätssicherung textiler Produkte 54 Seehausen : Kenndaten-Generator/Lesegerät 55 Mikroanalytisches Disc-System zur Blutanalyse FB Luft- und Raumfahrttechnik 57 Esch : Leise elektromagnetische Ventile – Die Zukunft des nockenwellenfreien Verbrennungsmotors 59 Qualifizierungsverbund Hochschule/Forschung/Wirtschaft : Automotive/Aerospace Vehicle Integration 60 Funke : Flugmotorenprüfstand 61 Optimierung und Miniaturisierung der Mikro-Misch- Diffusionsverbrennung von Wasserstoff zur potenziellen Anwendung in einer Ultra-Mikro-Gasturbine 63 Harder : Auslegungskonzepte im Hochtemperaturbereich : Anwendung der vom IfW Darmstadt im Rahmen des Forschungsvorhabens AG Turob III entwickelten Werkstoffmodelle auf Turbinenbauteile (FEM Berechnung) 65 Ley : Compass-1 : Pico-Satelliten-Entwicklung an der FH Aachen 67 Durchführung der Vorqualifikationstests von Lithium-Polymer-Batterien 68 Röth : Stahl-Leichtmetall-Hybride 69 Schäfer : Nimbus 2000 70 Schmitz : Forschungsschwerpunkt (FSP) Mechatronik für Kfz-Anwendungen FB Wirtschaftswissenschaften 71 Grap : Analyse und Bewertung konzerninterner Wertschöpfungsketten 72 Hoepner : Marktchancen für Dienstleistungen im Bereich Reinraum 73 Pietsch : Projekt „Software-Management-Planspiel” FB Maschinenbau und Mechatronik 75 Gartzen : EXIST-SEED: CTaix 76 Laserschneiden von Naturfasern (Kooperationsprojekt mit der LBBZ GmbH) 77 Gebhardt : RTejournal, eine elektronische Zeitschrift für Rapid Technologien 83 KOPF Bioengineering 84 KOPF Energie und Umwelt 85 KOPF Polymere Materialien 86 KOPF Synergetic Aerospace and Automotive Engineering 87 Beteiligung an der KOPF Sound and Vibration Engineering (SAVE) 89 Institut für angewandte Polymerwissenschaften (IAP) 95 Institut für Industrieaerodynamik (I.F.I.) 99 Institut für Nano- und Biotechnologien (INB) 109 NOWUM-Energy 115 Solar-Institut Jülich (SIJ) 136 Aachen Institute of Applied Sciences e.V. (AcIAS) 138 Register 141 Bildnachweis
INNOTRAP - innovative Rußfilter für LKW-Dieselmotoren : Abschlussbericht Förderkennzeichen 16IN0313
(2009)
Forschungsbericht 2010
(2010)
Forschungsbericht / Themenheft : Energie, Mobilität, Luft- und Raumfahrt. 72 S. : Ill., graph. Darst. gedruckte Ausgabe unter der Signatur 91 AKN 100-2010 Inhaltsverzeichnis: 4 Grußworte Prorektorin Prof. Dr. rer. nat. Christiane Vaeßen 6 Highlightprojekte 10 Solar-Institut-Jülich 11 Aquasol und CuveWaters 13 PaRiKo 14 Science College Overbach 15 Summer School Renewable Energy 16 Solarturm Jülich 18 Hochtemperatur-Wanderbett-Wärmeübertrager 20 Stromversorgung mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energieerzeuger 21 Standards für solare Prozesswäre 22 Solarturmtechnik (viCERP) 24 Novum-Institut 25 MAK-Energie 26 Exbrut 27 Biogasversuchsanlage 28 MiProBa 30 Elektrotechnik 30 Ultrakompakte Leuchtstofflampe 32 ITP Mobilität 34 Elektromobilität 34 E_bike 37 Konzept-Elektrofahrzeug 4e4 40 Elektromobilitätskonzepte 43 Mobilität und Verkehr 43 Mobiliätskonzept für FH Aachen 44 Luft- und Raumfahrt, Automotive 44 Sonnensegel 46 COMPASS 48 Antriebe für Werkzeugmaschinen und Fahrzeuge 50 SAAE 52 Wasserstoff-Gasturbine 53 HyDI 54 Bioethanol als Flugbenzin 56 Zertifizierung von Luftfahrtantrieben 58 Hydrostatischer Probellerantrieb 59 Hybridantrieb und Flugzeug 61 Mix-SCR 62 Abgasnachbehandlung 3D-Keramik 63 VisMut 64 WING 68 Silent Structure 70 Entwicklungspotenzial bei variablen Kfz-Ölpumpen 72 Kunststoff-Rotationsmesser
Biofuels potentially interesting also for aviation purposes are predominantly liquid fuels produced from biomass. The most common biofuels today are biodiesel and bioethanol. Since diesel engines are rather rare in aviation this survey is focusing on ethanol admixed to gasoline products.
The Directive 2003/30/EC of the European Parliament and the Council of May 8th 2003 on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport encourage a growing admixture of biogenic fuel components to fossil automotive gasoline. Some aircraft models equipped with spark ignited piston engines are approved for operation with automotive gasoline, frequently called “MOGAS” (motor gasoline). The majority of those approvals is limited to MOGAS compositions that do not contain methanol or ethanol beyond negligible amounts. In the past years (bio-)MTBE or (bio-)ETBE have been widely used as blending component of automotive gasoline whilst the usage of low-molecular alcohols like methanol or ethanol has been avoided due to the handling problems especially with regard to the strong affinity for water. With rising mandatory bio-admixtures the conversion of the basic biogenic ethanol to ETBE, causing a reduction of energetic payoff, becomes more and more unattractive. Therefore the direct ethanol admixture is accordingly favoured.
Due to the national enforcements of the directive 2003/30/EC more oxygenates produced from organic materials like bioethanol have started to appear in automotive gasolines already. The current fuel specification EN 228 already allows up to 3 % volume per volume (v/v) (bio-)methanol or up to 5 % v/v (bio-)ethanol as fuel components. This is also roughly the amount of biogenic components to comply with the legal requirements to avoid monetary penalties for producers and distributors of fuels.
Since automotive fuel is cheaper than the common aviation gasoline (AVGAS), creates less problems with lead deposits in the engine, and in general produces less pollutants it is strongly favoured by pilots. But being designed for a different set of usage scenarios the use of automotive fuel with low molecular alcohols for aircraft operation may have adverse effects in aviation operation. Increasing amounts of ethanol admixtures impose various changes in the gasoline’s chemical and physical properties, some of them rather unexpected and not within the range of flight experiences even of long-term pilots.
Forschungsbericht 2011
(2011)
Forschungsbericht / Themenheft : Life Sciences 4 Grußwort Prorektorin Prof. Dr. rer. nat. Christiane Vaeßen 6 Highlightprojekte 9 Nano- und Biotechnologien, Medizintechnik, Bioengineering 10 Institut für Nano- und Biotechnologien 11 Multifunktionaler Bio-Sensorchip für biodegradierbare Biopolymere 12 Intelligente Logik-Gatter mit stimuli-responsiven Hydrogelen 13 Entwicklung eines Multisensorsystems in Siliziumtechnik zur Berurteilung der Gärbiologie eines Anaerobfermenters in der Flüssigphase 14 Optimierung des Betriebs eines Biogasfermenters mithilfe eines Feldeffekt-Biosensors auf der Basis eines lichtadressierbaren potenziometrischen Sensors (Bio-LAPS) 15 Modulares Sensorsystem für die Zellkultur-Prozessentwicklung (Cellsens) 16 "Nano-inspirierte Oberflächen für die Entwicklung spezifischer Feldeffekt-Biosensoren 17 Multimodale Sensoren für die Umweltanalytik in flüssigen Medien im industriellen Umfeld 18 Gassensorik für den qualitativen und quantitativen Nachweis von H2O2 für aseptische Verpackungen im Bereich der Lebensmitteltechnologie 19 „Entwicklung von therapeutischen Impfstoffen gegen Krebs“ 20 Institut für Bioengineering 22 Zellbiophysik : Personalisierte Medizin - Wirkstoffanpassung mit CardiaKytos 23 Labor für Biomaterialien : Biokompatibilität von Werkstoffen bludruchströmter Medizingeräte 24 Labor für Zell- und Mikrobiologie : Zusammenschluss von Molekularer Biophysik und Mikrobiologie 25 Labor für Biomechanik : Virtuelle Realität: Geglättete Finite-Elemente –Methode zur Simulation in der Medizintechnik 26Labor für Biomechanik : Optimierung chirurgischer Klammernahtgeräte zur operativen Darm-Anastomose 27 Labor für Medizinische & Molekulare Biologie : CARA - Entwicklung einer nichtinvasiven Sonde für den klinischen Einsatz zur Prognose des Risikos einer Frühgeburt bei Schwangeren 30 Kompetenzplattform Bioengineering 31 IceMole eine sich autonom ins Eis grabende Sonde für die Polarforschung und die Suche nach Leben im Sonnensystem 33 Nahinfrarotspektroskopie zur Überwachung von Biogasanlagen 34 Schlingensysteme zur Behandlung von Belasungsinkontinenz 36 Weitere Forschungsaktivitäten Telemedizin : Produktstudien 39 Angewandte Polymerchemie, Nuklearchemie, Umweltbiotechnologie 40 Institut für angewandte Polymerchemie (IAP) : "Intelligente Hydrogele" als kontaktfrei steuerbare Pharmadepots zur gezielten Tumorbekämpfung 43 Das Labor für Nuklearchemie 45 Institut NOWUM -Energy 46 EnergieEffizienz-Netzwerk : Eine Chance für die Life-Science-Industrie 48 MiProBa : Ein Projekt zum Thema Biogas 49 Weitere Forschungsaktivitäten : IMMOTHERM 50 Systematische Untersuchung des Biogas-Prozesses : Beteiligte Mikroorganismen und deren Stoffwechsel 51 Der pflanzliche Aromatenstoffwechsel : Aller guten Dinge sind drei? Aromatenstoffwechsel 51 54 Impressum