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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der systematischen Körperschallbeschreibung eines Bahn-Klimagerätes mit Einsatz von FE-Simulationsdaten. Es wird ein Simulationsmodell des Klimagerätes aufgebaut. Dieses wird dazu genutzt, dynamische Kenngrößen der Gerätestruktur zu ermitteln. Die strukturbeschreibenden Größen werden zusammen mit gemessenen Quellanregungen für die Körperschallbeschreibung des Klimagerätes genutzt. Es erfolgt ein Vergleich der Ergebnisse mit einer Körperschallberechnung die ausschließlich auf Messdaten basiert. Die unter den Betrachtungspunkten Modellierungsaufwand und Rechenzeit erreichte Ergebnisgenauigkeit und Einflüsse auf diese werden diskutiert.
Die Modalanalyse ist ein wichtiges Werkzeug zur Charakterisierung modaler Parameter einer Struktur. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an einem Versuchsträger gezeigt, welche Einflüsse Änderungen der Werkstoffverbindung auf die modalen Eigenschaften haben. Die Arbeit gibt einen Überblick sowohl über die Vorgehensweise der Modalanalyse im Experiment als auch über die der Simulation. Die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze wurden vergleichend dargestellt und bewertet. Dabei wurden Fehlerquellen und entsprechende Lösungsansätze genannt.
Die Konzeptstudie befasst sich mit der Evaluierung unterschiedlicher Konzepte von Avalanche Photodioden in einer 0,18 µm CMOS- Hochvolttechnologie. Die Anforderungen für die Avalanche Photodioden liegen bei einer Durchbruchspannung von 14 V in Sperrrichtung und haben eine maximale Quanteneffizienz von 850 nm/940 nm im nahen infraroten Bereich. In Betracht wurden fünf verschiedene Strukturen gezogen. Anhand von TCAD-Simulationen ließen sich unterschiedlichen Parameter der APDs untersuchen und Prozesseinflüsse definieren. Ein Abgleich der Simulationsmodelle erfolgt über die Messung mit einer Referenzdiode. Mit dieser Vergleichsmessung lässt sich die Gültigkeit der Simulation bestätigen oder widerlegen. Nur so können die Ergebnisse der APDs eingeordnet werden.
Zur motorunabhängigen Speisung des Bordnetzes für mobile Anwendungen soll eine Kombination von Reformer und Brennstoffzelle in Form einer APU zur Anwendung kommen. Bei der Gemischbildung für die Reformierung des flüssigen Kraftstoffes kommt das Prinzip der Druckstoßeinspritzung zum Einsatz. Auf Basis von hydraulischen und optischen Versuchen sowie PDA-Messungen am Einspritzprüfstand wird ein numerischen Einspritzstrahlmodell mit Hilfe 1D und 3D Simulationstools entwickelt. Hierfür werden u.a. numerische Modelle für den Tropfenzerfall sowie Tropfenverteilungsmodelle angewandt. Nach der Kalibrierung des numerischen Einspritzstrahls werden Varianten der Reformergeometrien für die Gemischbildung vorgestellt, wobei eine erzwungene Luftbewegung gezielt die Erzeugung eines homogenen Gemisches unterstützt.
Diese Diplomarbeit bearbeitet die Entwicklung eines Schalensitzes in Faserverbundbauweise für ein Rennfahrzeug der World Rallye Championship. Dieser Schalensitz wird dazu entwickelt Vorteile gegenüber den auf dem Markt verfügbaren Sitzen in Bezug auf Ergonomie, Masse und passive Sicherheit zu besitzen. Weiterhin bestehen durch die Geometrie des Sitzes Vorteile für die Integration in die Bauraumumgebung des VW Polo R WRC. Die Auslegung und Berechnung erfolgt für Lastfälle nach Reglement der Federation Internationale de l'Automobile. Mittels der Simulationswerkzeuge des Altair® HyperWorks®-Paketes werden numerische Berechnungen zur Auslegung des Strukturbauteils angestellt. Im Fokus der Simulationen stehen Sensibilitätsanalysen geometrischer Veränderungen, strukturelle Topologie- und Topografieoptimierungen der Geometrie sowie die Berechnung und Optimierung des Lagenaufbaues. Darüber hinaus werden die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe ermittelt. Die Konstruktion wird ebenso wie die Aufbereitung von Fertigungsdaten und
Die Sicherstellung des Kaltstarts von Ottomotoren mit Direkteinspritzung unter Ver-wendung von E85 ist aufgrund der Eigenschaften des Kraftstoffes im Vergleich zum herkömmlich verwendeten Benzin kritischer und somit hinsichtlich der Applikation anspruchsvoller. Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, die optimalen Startparameter für einen ausgewählten Motor unter bestimmten Randbedingungen zu ermitteln. Dafür wurde ein Simulationstool, welches die Zylinderfüllung und die Verdampfung im Startvorgang berechnet, in Betrieb genommen und hinsichtlich der Beschreibung der Verdampfung und Gemischbildung weiterentwickelt. Anschließend wurden Kaltstartversuche zur Bewertung der Simulationsergebnisse durchgeführt, wobei diese Ergebnisse nur geringe Abweichungen zur Berechnung aufwiesen. Mit der Einarbeitung eines neuen Modellansatzes für die Gemischbildung sowie dem erneuten Abgleich mit realen Versuchen lassen sich die optimalen Parameter für einen akzeptablen Start für unterschiedliche Temperaturen noch genauer vorausberechnen. Zur Veranschaulichung der innermotorischen Prozesse wurde ein auf Excel basierendes Geometriemodell weiterentwickelt. Mit der überarbeiteten Version können eventuelle Kollisionen des Kraftstoffes mit Bauteilen sowie grundlegende Vorgänge im Brennraum optimal dargestellt werden.
Aus einem Überblick der in der Automobilindustrie zum Einsatz kommenden Karosserieblechen hinsichtlich Werkstoffgüte, Festigkeitskennwerte und Blechstärke werden Schlußfolgerungen zur Umformbarkeit getroffen. Ausgehend von der ungenügenden Darstellung der Rückfederung von Blechformteilen mit dem Simulationsprogramm Autoform 3.03 soll mittels Probepressungen mit zwei Werkzeugsätzen das Aufsprungverhalten verschiedener Werkstoffgüten experimentell untersucht werden. Es erfolgt eine Gegenüberstellung der Ergebnisse mit der parallel dazu stattfindenden Simulation in Autoform 3.03. Aus den Ursachen der geometrischen Abweichung der Blechformteile auf Grund der Rückfederung werden Vorschläge für eine gezielte Werkzeuganpassung mit dem Ziel der Aufsprungminimierung erarbeitet.
TRNSYS 17 bietet die Möglichkeit, detaillierte Berechnung des Strahlungswärmetransports durchzuführen. Die bisher verwendeten Standard-berechnungsmodelle sind dabei vereinfachend. Um die Unterschied zwischen den Standardmodellen und den detaillierten Modellen in der Behandlung des Strahlungswärmetransport und die Beziehungen zwischen den Abweichungen zwischen den verschiedenen Berechnungsansätzen und den gewählten Parametern zu untersuchen, wurden anhand eines normalen Mehrfamilienwohnhauses im unsaniert und im sanierten Zustand vergleichende Simulationen durchgeführt. Nach der Untersuchung von 4 Basisvarianten ist festzustellen, dass die Standardmodelle zur Berechnung des Strahlungswärmetransports die solaren Gewinne überschätzen. Der Hauptgrund dafür ist die Vernachlässigung der externen Verschattung. Außerdem verlässt weniger Strahlung das Gebäude durch die Außenfenster, was mit der vereinfachten Verteilung der diffusen Strahlung im Standardmodell zu tun hat. Darüber hinaus überschätzen die Standardmodelle die Transmissionsverluste. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Überschätzung der solaren Gewinne zu einer höheren Oberflächentemperatur der Wandinnenflächen des Gebäudes führt. Darüber hinaus hat auch das Standardmodell für die Berechnung der langwelligen Strahlung einen Einfluss darauf. Des Weiteren überschätzen die Standardmodelle den Heizenergiebedarf beim unsanierten Gebäude, während der Heizenergiebedarf beim sanierten Gebäude unterschätzt wird. Die Transmissionsverluste sind der Haupteinflussfaktor bei der Simulationen mit dem unsanierten Gebäude, während die solaren Gewinne der Haupteinflussfaktor bei den Simulationen mit dem sanierten Gebäude sind. Nach der Untersuchung von verschiedenen Simulationen mit einer Variaton der Einflussgrößen Standort, Raumsolltemperatur, solarer Absorptionsgrad und Emissionsgrad sind folgende Schlussfolgerung zu ziehen: Erstens ist festzustellen, dass die Standorte eine relativ große Auswirkung auf die Abweichungen haben. Es gibt hierbei hauptsächlich drei Gruppen von Wechselwirkungen. Je stärker die Solarstrahlung von einem Standort ist, desto größer ist die Abweichung der solaren Gewinne in kWh/a. Darüber hinaus gilt, je niedriger die Außentemperatur ist und je größer die Solarstrahlung eines Standortes ist, desto größer ist die Überschätzung der Transmissionsverluste des Gebäudes in kWh/a. Außerdem zeigt eine Kennzahl, die die meteorologischen Eigenschaften eines Standorts beschreibt und deren Ermittlung somit zunächst ohne Simulation erfolgt, wie stark die Überschätzung der solaren Gewinne die Abweichung des Heizenergiebedarfs beeinflusst. Je größer diese Kennzahl ist, umso kleiner ist der Wert der prozentualen Abweichung des Heizenergiebedarfs und umso größer ist der Einfluss der Überschätzung der solaren Gewinne. Zweitens hat die Raumsolltemperatur keinen Einfluss auf die solaren Gewinne und ihr Einfluss auf die Abweichung der Transmissionsverluste und des Heizenergiebedarfs ist gering. Drittens beeinflusst der solare Absorptionsgrad die Abweichung der solaren Gewinne. Je größer der solare Absorptionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der solaren Gewinne. Außerdem gilt, je mehr Zonen mit nur einem Fenster das Gebäude aufweist, desto stärker ist diese Abhängigkeit. Viertens reagieren die Standardmodelle auf die Veränderung des Emissionsgrads gar nicht und rechnen mit einem festen Wert von 0,9. In Gegensatz dazu, reagieren die detaillierten Modelle auf die Veränderung des Emissionsgrads. Deshalb gilt, je größer der Emissionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der Transmissionsverluste. Die mit den detaillierten Modellen gerechneten Simulationen benötigen rund doppelt so viel Zeit wie die mit den Standardmodellen gerechneten. Die detaillierten Modelle sind für Gebäude mit folgenden Merkmalen besonders zu empfehlen: Erstens, es sind externe Verschattungen einschließlich der Eigenverschattung des Gebäudes vorhanden. Zweitens, die Innenseite der Wände haben kleine Emissionsgrade und das Gebäude ist unsaniert. Diese zwei Merkmale spielen jeweils eine wichtige Rolle bei der Abweichung der solaren Gewinne und Transmissionsverluste und wirken sich somit zusammen auf den Heizenergiebedarf des Gebäudes aus. Es gibt auch andere Aspekte, die zur größeren Abweichung führen (wie in der Kapitel 8 erläutert). Aber diese zwei Aspekte führt zur nicht mehr zu vernachlässigenden Abweichung. Außer dieser zwei Situationen, für ein Gebäude mit einer gewöhnlichen Fassade mit gestanzten Fenstern die erhöhte Detailebene einen geringen Einfluss auf die Ergebnisse hat.
Diese Diplomarbeit beinhaltet den Vergleich und die Bewertung der Softwarelösungen für Prozesse der Umformtechnik Stampack und Autoform. Hauptziel der Arbeit ist die Formulierung einer konkreten Anschaffungsempfehlung für den Auftraggeber, die Fahrzeug-Entwicklung-Sachsen (FES-AES GmbH). Zur Bewertung der Softwarelösungen werden Anforderungen aufgestellt und entsprechende Bewertungskriterien abgeleitet. Es erfolgt die Prüfung der Funktionsumfänge und Benutzerfreundlichkeit hinsichtlich Tiefziehsimulation und Rückfederungsberechnung. Zusätzlich werden die Module der Autoformsoftware für Ziehanlagengestaltung und Rückfederungskompensation untersucht und bewertet. Die Übereinstimmung von Versuchsdurchführungen und Simulationsergebnissen wird im praktischen Teil der Arbeit exemplarisch an zwei Prototypenwerkzeugen überprüft. Hierbei zeigt Autoform, im Gegensatz zu Stampack, sehr gute Übereinstimmungen. Weiterhin wird die Wirtschaftlichkeit der Softwarelösungen mittels Return On Investment
Die Arbeit leitet mit der allgemeinen Bedeutung der Verringerung des CO2 Ausstoßes ein und definiert Messgrößen und Bilanzierungsmethoden, um einer weiteren Erhöhung entgegenzuwirken. Anschließend werden Faserstoffe, Faserhalbzeuge und Herstellungsmethoden für die Anfertigung von Faserverbundwekstoffen unter ökologischen Gesichtspunkten beschrieben. Danach werden bei der Durchführung eines ausgewählten Prozess relevante Daten aufgezeichnet und diese in ein Modell überführt. Die Modellierung dient als Grundlage einer Simulation mit anwenderorientierten Design. Materialdaten werden aus einer recherchierten und für diese Arbeit zusammengestellten Datenbank entnommen. Die Arbeit schließt mit der Validierung der gewonnen Daten ab und zeigt weitere Möglichkeiten auf, wie diese Validierung geschehen kann. Zum Schluss findet eine Diskussion der Ergebnisse statt und ein Ausblick für weitere Versuche wird gegeben.
Im Umfeld der Neuroprothetik werden dreidimensionale Neuro-elektroden entwickelt. Es ist bekannt, dass diese Elektroden gute Ergebnisse bezüglich Faserselektivität in komplexen Nerven erzielen können. Die Faserselektivität wird mittels des den nervendurch-dringenden Potentialfeldes erreicht. Wesentlichen Einfluss auf die Ausprägung des Potentialfeldes hat das Elektrodendesign. Beschrieben ist der Aufbau eines Messplatzes, der es ermöglicht, die dreidimensionale Potentialverteilung von Mikroelektroden mit einer örtlichen Auflösung von 10 µm sicher aufzunehmen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf Sondenpositionierung, Sondendesign und elektrische Messschaltung gelegt. Daneben erfolgt die Implementierung eines Simulationsprogramms der FEM. Die numerische Berechnung der Feldverteilung planerer und dreidimensionaler Neuroelektroden wird durchgeführt. Es wird ein Nerven-Kompartementmodell erstellt, welches die Portierbarkeit der gewonnen Messdaten auf elektrische Vorgänge am realen Nerv abzuschätzen hilft. <!-- #h:dissdiplNeuroelektrode.doc# -->
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Software für die zentrale Fahrzeugssteuerung (Betriebsstrategie) eines PKW mit Hybridantrieb entwickelt. Mit dem Simulationsmodell des Hybridfahrzeugs wir die Funktion der Software überprüft. Im letzten Teil der Arbeit werden Optimierungsmethoden für Betriebsstrategien aufgezeigt.
In einer vorhergehenden Arbeit wurden methodische Ansätze zur Simulation von Schallentstehung durch Strömung und dessen Ausbreitung in das Programmpaket OpenFOAM implementiert und teilweise validiert. Inhalt der hier vorliegenden Diplomarbeit ist die experimentelle Validierung der genannten Löser. Hierzu werden zunächst die notwendigen theoretischen Grundlagen der numerische Strömungsberechnung und der Strömungsakustik vorgestellt. Anschließend wird auf die zur Anwendung kommende Berechnungsmethodik eingegangen. Weiterhin werden Voruntersuchungen an einem geraden Rohr durchgeführt, um die Genauigkeiten der Berechnungen beurteilen zu können. Zur Validierung des Lösers für die Schallausbreitung wird eine Dämpfergeometrie nachgerechnet, um die erzielten Resultate im Anschluss mit vorliegenden Daten einer Prüfstandsmessung zu vergleichen. Für die Validierung der Berechnungen zu strömungserzeugten Geräuschen werden Messungen angestellt. Die daher gewonnen Daten dienen dann dem Abgleich mit den Berechnungsergebnissen, für die eine Large-Eddy-Simulation zur Strömungsberechnung verwendet wird. Abschließend wird die technische Anwendbarkeit der Methodik anhand der erzielten Ergebnisse bewertet.
