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  • Books  (14)
  • Chemistry
  • thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues
  • Logos Verlag Berlin  (14)
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  • 1
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    Unknown
    Providing orbit information with predetermined bounded accuracy (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-14
    Description: The exchange of orbit information is becoming more important in view of the increasing population of objects in space as well as the increase in parties involved in space operations. The aim of this thesis was to investigate how orbit information maintained by a space surveillance system can be provided to its users. Services like collision avoidance require very accurate information, while other services might be less stringent. An approach was studied, which allows to derive orbit and covariance information of predetermined accuracy from a reference orbit. Using Chebyshev polynomials, continuous state vector and covariance matrix information can be provided. The major advantage is that no inter- or extrapolation on the user's side is required. A method to reduce the data amount by interpolating the variance envelope functions was also studied. The proposed method in this thesis gives access to highly accurate information from the catalogue, where this information is required. On the other hand it can also provide less accurate information, where requirements are less restrictive, thereby allowing for a significantly reduced amount of data to be transferred and stored.
    Keywords: Computers ; Computer Science ; Technology & Engineering ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::U Computing and Information Technology::UY Computer science ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: English
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    E-BOOK
  • 2
    facet.materialart.
    Unknown
    High Performance Propagation of Large Object Populations in Earth Orbits (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-14
    Description: Orbital debris is becoming an increasing problem for space flight missions. New satellite launches, explosions, collisions and other events cause a steady rise in the number of objects orbiting the Earth. It is therefore important to determine the future development of the object population, as well as the effectiveness of debris mitigation measures, in long-term simulations. Orbital propagation, the calculation of an object's movement in its orbit, poses a challenge for this research due to the high computation times of the complex perturbation models involved. With populations consisting of hundreds of thousands of objects as well as simulation time frames of up to 200 years, these calculations can take up hours of computation time. To speed up this process, the analytical propagator Ikebana is introduced in this work of applied computer science in engineering. The program runs on graphics processing units, hardware designed for massively parallel execution of up to thousands of concurrent threads. This reduces the overall run time for large object populations from hours to minutes. Porting software from a conventional CPU is not a trivial task and involves a number of potential pitfalls and optimization opportunities which are detailed in this work. The propagator is integrated into other applications via a generic, multi-platform interface specifically designed for this task. It allows to develop the propagator separately and integrate it into other tools as a plugin at run time. The interface's architecture serves as a design template for analytical propagation software.
    Keywords: Computers ; Computer Science ; Technology & Engineering ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::U Computing and Information Technology::UY Computer science ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: English
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    E-BOOK
  • 3
    facet.materialart.
    Unknown
    Bewertung neuer Verfahren zur Kühlung von Turbinenrotorschaufeln (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-11
    Description: Das Wachstum des zivilen Luftverkehrs bedeutet eine große Herausforderung für die Luftfahrtbranche. Nur durch effizientere Triebwerke können der spezifische Verbrauch von fossilen Energieträgern und die spezifischen Emissionen reduziert werden und so der Zugang zu Flugreisen für die wachsende Weltbevölkerung sichergestellt werden. Einen maßgeblichen Beitrag zur Steigerung der Effizienz kann die Optimierung der Kühlung von heißen Komponenten des Kerntriebwerks leisten. Gerade im thermisch hoch belasteten Bereich der ersten Turbinenstufen werden große Mengen an Kühlluft verwendet, die sich negativ auf den thermischen Wirkungsgrad auswirken. Neue Kühlverfahren ermöglichen es, den Kühlluftbedarf bei gleichen Standzeiten der Bauteile zu verringern. Vor einem möglichen Einsatz müssen diese neuen Verfahren untersucht und ihre Leistungsfähigkeit bestimmt werden, vor allem die Vorhersage der Materialtemperatur der Schaufeln muss hoch präzise erfolgen. Die vorliegende Arbeit präsentiert neue Verfahren zur Kühlung von Rotorschaufeln. Es wird speziell auf die Drallkühlung eingegangen, die sich in grundlegenden Untersuchungen und in Verbindung mit den sich rapide verbessernden Möglichkeiten der additiven Fertigung als vielversprechendes Verfahren herausgestellt hat. Zur Beurteilung der neuen Konzepte werden Untersuchungen durchgeführt, bei denen die wichtigen strömungsmechanischen Ähnlichkeitskennzahlen der Maschine eingehalten werden. So können die Ergebnisse unmittelbar auf den Einsatz im Triebwerk übertragen werden. Die Untersuchungen bedeuten eine Herausforderung für die als Messtechnik eingesetzte Infrarotthermographie. Neue Kalibrierverfahren werden entwickelt und überprüft. Durch Anwendung dieser Verfahren kann die Oberflächentemperatur der Prüflinge hoch genau bestimmt werden. Anhand der mit den neuen Verfahren bestimmten Verteilung der Oberflächentemperatur und weiteren aerodynamischen Messungen werden abschließend Empfehlungen formuliert, wie ein auf Drallkühlung basierendes Kühlsystem für Turbinenrotorschaufeln leistungsfähiger werden kann und so die geforderte Lebensdauer dieser Bauteile sicherstellen kann.
    Keywords: Technology & Engineering ; Construction ; Science ; Technology & Engineering ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TN Civil engineering, surveying and building::TNK Building construction and materials ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues
    Language: German
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  • 4
    facet.materialart.
    Unknown
    Examining auditory selective attention (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-11
    Description: The aim of the present thesis is to examine the cognitive control mechanisms underlying auditory selective attention by considering the influence of variables that increase the complexity of an auditory scene. Therefore, technical aspects such as dynamic binaural hearing, room acoustics and head movements as well as those that influence the efficiency of cognitive processing are taken into account. Step-by-step the well-established dichotic-listening paradigm is extended into a realistic spatial listening paradigm. Conducted empirical surveys are based on a paradigm examining the intentional switching of auditory selective attention. Performance measure differences between the repetition of the target's spatial position and the related switch describe the loss of efficiency associated with redirecting attention from one target's location to another. To examine whether the irrelevant auditory information is decoded, interference in the processing of task-relevant and task-irrelevant information is created in the paradigm. Using the binaural-listening paradigm, the ability to intentionally switch auditory selective attention is tested when applying different methods of spatial reproduction. Essential differences between real sources, an individual and a non-individual binaural synthesis are found. As a step towards multi-talker scenarios in realistic environments participants are tested in differently reverberating environments, resulting in highly affected switch costs. Age-related effects are found when applying the binaural-listening paradigm, indicating difficulties for elderly to suppress processing the distractor's speech.
    Keywords: Technology & Engineering ; Electronics ; Technology & Engineering ; Psychology ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TJ Electronics and communications engineering::TJF Electronics engineering ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JM Psychology
    Language: English
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  • 5
    facet.materialart.
    Unknown
    Potenzialanalyse von Solarturmkraftwerken mit Flüssigmetallen als Wärmeträgermedium -- An Analysis of Potential of Solar Tower Power Plants Using Liquid Metals as Heat Transfer Fluid (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-11
    Description: In einem Solarturmkraftwerk werden hunderte bis tausende Spiegel (sogenannte Heliostate) einzeln der Sonne nachgeführt, sodass das Sonnenlicht auf die Spitze eines Turmes konzentriert wird. Dort befindet sich der Receiver, der die Solarstrahlung absorbiert und an das Wärmeträgermedium weitergibt. Große thermische Energiespeicher erlauben die ganztägige Stromproduktion (auch Nachts). In aktuellen Solarturmkraftwerken kommen als Wärmeträger- und Speichermedium häufig flüssige Nitratsalze wie Solar Salt zum Einsatz. Aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität und den geringen Kosten eignen sie sich sehr gut zur thermischen Energiespeicherung, jedoch bringen sie auch einige Nachteile mit sich. Flüssigmetalle weisen in vielen Punkten Vorteile gegenüber den Flüssigsalzen auf. In der vorliegenden Arbeit werden die Eigenschaften von Flüssigmetallen detailliert analysiert und mit Solar Salt verglichen. Zur Bewertung werden die Jahreserträge bzw. die Stromgestehungskosten (LCOE) herangezogen. Die Ergebnisse zeigen ein Potenzial zur Reduktion der Stromgestehungskosten mit Flüssigmetallen um bis zu 16 % gegenüber dem Referenzsystem mit Solar Salt, ohne dabei den Kraftwerksblock und den thermischen Speicher zu verändern.
    Keywords: Technology & Engineering ; Construction ; Technology & Engineering ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TN Civil engineering, surveying and building::TNK Building construction and materials ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 6
    facet.materialart.
    Unknown
    Entwicklung und experimentelle Validierung eines Ansatzes für die Modellierung des Anstreifverhaltens von Labyrinthdichtungen mit Honigwabeneinlaufbelägen (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-11
    Description: Die Optimierung dynamischer Dichtsysteme ist eine kostengünstige Methode zur Erhöhung der Wirkungsgrade, Lebensdauer und Betriebssicherheit von Turbomaschinen. Zuverlässige und effiziente Dichtsysteme lassen sich nur realisieren, wenn die Anstreifvorgänge zwischen rotierenden und statischen Komponenten sowie ihre Folgen schon bei der Auslegung berücksichtigt und im Betrieb beherrscht werden können. Bis heute sind die physikalischen Vorgänge beim Anstreifen jedoch nur unzureichend verstanden und es fehlen zuverlässige Modellierungsansätze für ihre Vorhersage. Die vorliegende Arbeit liefert einen essentiellen Beitrag zum Verständnis des Anstreifverhaltens und somit zur Optimierung einlaufender dynamischer Dichtsysteme mit Fokus auf Labyrinthdichtungen mit Einlaufbelägen aus Hohlkörperstrukturen. Mit Hilfe aufwändiger experimenteller Untersuchungen wird in dieser Arbeit ein tiefergreifendes physikalisches Verständnis der Anstreifvorgänge bereitgestellt. Die experimentell gewonnenen Erkenntnisse bilden schließlich die Grundlage für die Entwicklung eines Modellierungsansatzes, der erstmals unter Berücksichtigung aller Einflussparameter die zuverlässige Vorhersage des Anstreifverhaltens einlaufender Labyrinthdichtungen ermöglicht.
    Keywords: Technology & Engineering ; Construction ; Technology & Engineering ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TN Civil engineering, surveying and building::TNK Building construction and materials ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: German
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  • 7
    facet.materialart.
    Unknown
    Untersuchung der innermotorischen Einflussgrößen auf die Partikelemission eines Ottomotors mit Saugrohreinspritzung (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-11
    Description: Die vorliegende Dissertation umfasst experimentelle Untersuchungen zu den Ursachen der Partikelentstehung in Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung sowie die Ableitung möglicher Maßnahmen zur Optimierung der Gemischbildung und somit zur Verringerung der Partikelemission. Grundlegende Untersuchungen zur Gemischbildung wurden an einer Verdunstungskammer in der Gestalt eines Einlasskanals durchgeführt. Die Verdunstungsneigung verschiedener Sprayauslegungen konnten so bewertet werden. Zur Analyse und Minimierung von Kraftstoffwandfilmen wurden Aufnahmen an einem geschleppten Transparentmotor mit Glaszylinder mit Hilfe von High-Speed-Kameras realisiert. Hierdurch konnten Wandfilme innerhalb des Brennraums visualisiert und anhand ihrer Fläche quantifiziert werden. Eine Vielzahl von innermotorischen Einflussparametern auf die Partikelemission wurde schließlich an einem mit Endoskopen sowohl im Brennraum als auch im Saugrohr optisch zugänglichen Vollmotor untersucht. Drei dominierende Quellen für die Partikelentstehung im Brennraum von Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung konnten dabei identifiziert werden: Kraftstoffwandfilme an den Einlassventilen, Wandfilme an der Zylinderlaufbuchse sowie Inhomogenitäten in der Gasphase. Die innermotorischen Parameter Motorlast, Motortemperatur, Ventilsteuerzeiten, Einspritztiming, Ladungsbewegung, Injektorsprayauslegung und Kraftstoffdruck wurden hinsichtlich ihres Einflusses auf die Partikelentstehung sowie auf ihr Potential zur Reduktion der Partikelemission untersucht und bewertet.
    Keywords: Technology & Engineering ; Chemical & Biochemical ; Technology & Engineering ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TD Industrial chemistry and manufacturing technologies::TDC Industrial chemistry and chemical engineering ; thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues
    Language: German
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    E-BOOK
  • 8
    facet.materialart.
    Unknown
    Chemiebezogene Kompetenzen in der Übergangsphase zwischen dem Sachunterricht der Primarstufe und dem Chemieunterricht der Sekundarstufe I (Volume 336) (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-05
    Description: Chemiebezogene Kompetenzen werden bereits im Sachunterricht der Grundschule entwickelt und sollen im Chemieunterricht der Sekundarstufe I aufgegriffen und weiterentwickelt werden. Ziel dieser Studie war es, die chemiebezogenen Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler in der Übergangsphase zwischen Sachunterricht und Chemieunterricht zu analysieren. In einer Ergänzungsstudie wurden zusätzlich sowohl die Auswirkungen der Schulschließungen aufgrund der SARS-CoV-II Pandemie auf die Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler als auch der Einfluss einer veränderten Testadministration untersucht. Insgesamt wurden die Kompetenzen von 2262 Lernenden der Jahrgangsstufen 5 bis 9 zu drei Messzeitpunkten analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die chemiebezogenen Kompetenzen sowohl zum Ende der Grundschulzeit als auch zu Beginn des Chemieunterrichts über alle Kompetenzbereiche hinweg sehr heterogen ausfallen. Dennoch sind sie zu Beginn des Chemieunterrichts in einigen Kompetenzbereichen höher ausgeprägt als zum Ende der Grundschulzeit. Nach den pandemiebedingten Schulschließungen waren die Kompetenzen ähnlich ausgeprägt wie in den gleichen Jahrgangsstufen vor den Schulschließungen. Eine während der Schulschließungen notwendige Bearbeitung der Testhefte von zu Hause aus führte vor allem bei den jüngeren Schülerinnen und Schülern zu besseren Testergebnissen als die Bearbeitung in der Schule. Um die Entwicklung chemiebezogener Kompetenzen in der Übergangsphase zu optimieren, sollte der Erwerb dieser Kompetenzen bereits im Sachunterricht einheitlicher gestaltet werden.
    Keywords: Science ; Chemistry ; Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PN Chemistry ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education
    Language: German
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    E-BOOK
  • 9
    facet.materialart.
    Unknown
    Study of an alternative phase field model for low interfacial energy in elastic solids (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-05
    Description: In 2005, the hybrid model was published by Prof. H.-D. Alber and Prof. P. Zhu as an alternative to the Allen-Cahn model for the description of phase field transformations. With low interfacial energy, it is more efficient, since the resolution of the diffuse interface is numerically broader for the same solution accuracy and allows coarser meshing. The solutions of both models are associated with energy minimisation and in this work the error terms introduced in the earlier publications are discussed and documented using one and two dimensional numerical simulations. In the last part of this book, phase field problems, initially not coupled with material equations, are combined with linear elasticity and, after simple introductory examples, a growing martensitic inclusion is simulated and compared with literature data. In addition to the confirmed numerical advantage, another phenomenon not previously described in the literature is found: with the hybrid model, in contrast to the examples calculated with the Allen-Cahn model, an inclusion driven mainly by curvature energy does not disappear completely. The opposite problem prevents inclusions from growing from very small initial configurations, but this fact can be remedied by a very finely chosen diffuse interface width and by analysing and adjusting the terms that generate the modelling errors. The last example shows that the hybrid model can be used with numerical advantages despite the above mentioned peculiarities.
    Keywords: Science ; Chemistry ; Mathematics ; Science ; Physics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PN Chemistry ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PB Mathematics ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PH Physics
    Language: English
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  • 10
    facet.materialart.
    Unknown
    Entwicklung und Evaluation einer Lehrkräftefortbildung zur Planung von selbstgesteuerten Experimenten (Volume 319) (2022)
    Logos Verlag Berlin | Logos Verlag Berlin
    Details
    Publication Date: 2024-04-05
    Description: Das selbstgesteuerte Experimentieren ist laut den nationalen Bildungsstandards sowie den Lehrplänen im Fach Chemie ein wichtiger Bestandteil der naturwissenschaftlichen Schulbildung. Offene Experimentierformen sind jedoch wenig etabliert. Um das selbstgesteuerte Experimentieren in die Unterrichtspraxis zu implementieren, wurde im Rahmen dieses Forschungsprojekts eine eintägige Lehrkräftefortbildung zur Konzeption von selbstgesteuerten Experimenten im Chemieunterricht durchgeführt. Dazu wurde ein literaturbasiertes Strukturierungskonzept entwickelt, mit dem die Lehrkräfte kochbuchartige Schulversuche zu selbstgesteuerten und kompetenzorientierten Experimenten mit beliebigen Öffnungsgraden modifizieren können. Begleitend zur Fortbildung wurde im Prä-Post-Follow-Up-Design das fachdidaktische Wissen der Teilnehmenden hinsichtlich der Planung von selbstgesteuerten Experimenten empirisch überprüft. Zur Erfassung dieses Konstrukts wurde ein neues Messinstrument literaturbasiert entwickelt und die Güte des Messinstruments evaluiert. Die Auswertungen zeigen, dass die Fortbildung hinsichtlich des fachdidaktischen Wissens der Lehrkräfte kurz- sowie langfristig lernförderlich ist und die Fortbildung von den Teilnehmenden positiv bewertet wird. Die Reliabilitätsanalyse sowie die Validierungsstudie zeigen, dass der Test sowohl reliabel als auch valide ist. In Folgestudien könnte die langfristige Verhaltensänderung der Lehrkräfte bezüglich der Implementierung des selbstgesteuerten Experimentierens in den Unterricht untersucht werden.
    Keywords: Science ; Chemistry ; Science ; Education ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PN Chemistry ; thema EDItEUR::P Mathematics and Science::PD Science: general issues ; thema EDItEUR::J Society and Social Sciences::JN Education
    Language: German
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