Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Kommunikation
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This work introduces a semi-Lagrangian lattice Boltzmann (SLLBM) solver for compressible flows (with or without discontinuities). It makes use of a cell-wise representation of the simulation domain and utilizes interpolation polynomials up to fourth order to conduct the streaming step. The SLLBM solver allows for an independent time step size due to the absence of a time integrator and for the use of unusual velocity sets, like a D2Q25, which is constructed by the roots of the fifth-order Hermite polynomial. The properties of the proposed model are shown in diverse example simulations of a Sod shock tube, a two-dimensional Riemann problem and a shock-vortex interaction. It is shown that the cell-based interpolation and the use of Gauss-Lobatto-Chebyshev support points allow for spatially high-order solutions and minimize the mass loss caused by the interpolation. Transformed grids in the shock-vortex interaction show the general applicability to non-uniform grids.
Energy Profiles of the Ring Puckering of Cyclopentane, Methylcyclopentane and Ethylcyclopentane
(2019)
Virtueller Journalismus
(2019)
Atmospheric aerosols affect the power production of solar energy systems. Their impact depends on both the atmospheric conditions and the solar technology employed. By being a region with a lack in power production and prone to high solar insolation, West Africa shows high potential for the application of solar power systems. However, dust outbreaks, containing high aerosol loads, occur especially in the Sahel, located between the Saharan desert in the north and the Sudanian Savanna in the south. They might affect the whole region for several days with significant effects on power generation. This study investigates the impact of atmospheric aerosols on solar energy production for the example year 2006 making use of six well instrumented sites in West Africa. Two different solar power technologies, a photovoltaic (PV) and a parabolic through (PT) power plant, are considered. The daily reduction of solar power due to aerosols is determined over mostly clear-sky days in 2006 with a model chain combining radiative transfer and technology specific power generation. For mostly clear days the local daily reduction of PV power (at alternating current) (PVAC) and PT power (PTP) due to the presence of aerosols lies between 13 % and 22 % and between 22 % and 37 %, respectively. In March 2006 a major dust outbreak occurred, which serves as an example to investigate the impact of an aerosol extreme event on solar power. During the dust outbreak, daily reduction of PVAC and PTP of up to 79 % and 100 % occur with a mean reduction of 20 % to 40 % for PVAC and of 32 % to 71 % for PTP during the 12 days of the event.
Start-ups stehen im Wettbewerb um qualifizierte Mitarbeiter in starker Konkurrenz zu etablierten Unternehmen und Konzernen. Der Bedarf an Fachkräften (etwa Software-Entwicklern) ist größer als je zuvor [1]. Wie stellen sich Start-ups als Arbeitgeber dar, um Personal für sich zu gewinnen? Dieser Frage wurde im Rahmen der Studie „Start-ups als Arbeitgeber“ nachgegangen.
Die Bilder aus dem Silicon Valley sind bekannt: Das Großraumbüro mit den Sitzecken zum Zurückziehen. Schaukeln, Kickern und Videospiele zum Relaxen in den Arbeitspausen. Überall gibt es etwas zu essen und zu trinken, und das natürlich gratis. – Diese Vorstellungen haben viele im Kopf. Finden sich diese Bilder in der Selbstdarstellung deutscher Start-ups als Arbeitgeber wieder?
Die hier vorgestellte Studie will keine allgemeingültigen Ergebnisse liefern, sondern ist explorativ angelegt und soll zur weiteren Beschäftigung mit diesem Forschungsfeld in Wissenschaft und Praxis anregen.
Background & Objective: Due to the policy goals for sustainable energy production, renewable energy plants such as photovoltaics are increasingly in use. The energy production from solar radiation depends strongly on atmospheric conditions. As the weather mostly changes, electrical power generation fluctuates, making technical planning and control of power grids to a complex problem. Due to used materials (semiconductors e.g. silicon, gallium arsenide, cadmium telluride) the photovoltaic cells are spectrally selective. It means that only radiation of certain wavelengths converts into electrical energy. A material property called spectral response characterizes a certain degree of conversion of solar radiation into the electric current for each wavelength of solar light.
Pseudopotential (PP)-basierte Lattice-Boltzmann-Methoden werden zunehmend für die Simulation von Mehrphasenströmungen eingesetzt. Da sie auf einem phänomenologischen Ansatz basieren, ist ihr Einsatz mit einem hohen Modellierungsaufwand verbunden. Zudem entstehen an den Phasengrenzen sogenannte Scheingeschwindigkeiten, welche Genauigkeit und numerische Stabilität beeinträchtigen. Daher werden PP-Modelle in dieser Arbeit um drei neue Aspekte erweitert. Erstens wird gezeigt, dass bei der Modellierung unterschiedlicher Kontaktwinkel mit gängigen Methoden in Kombination mit verbesserten Kräfteschemata Scheintröpfchen entstehen. Diese werden durch einen neuartigen Ansatz eliminiert, der auf zusätzlichen Randbedingungen für alle Wechselwirkungskräfte basiert. Diese Technik verhindert nicht nur das Auftreten der Scheintröpfchen, sondern erhöht auch die Stabilität in wandgebundenen Strömungen. Zweitens wird ein neuartiges Verfahren zur Reduktion von Scheingeschwindigkeiten eingeführt. Dabei wird die Diskretisierung der Interaktionskräfte erweitert und die zusätzlichen, freien Koeffizienten in Simulationen statischer Tropfen numerisch optimiert. Die resultierende Diskretisierung wurde in Simulationen stationärer und dynamischer Testfälle validiert, wobei Scheingeschwindigkeiten deutlich reduziert werden konnten. Drittens und letztens wurden die Diffusionseigenschaften in Mehrstoffsystemen detailliert untersucht, wobei eine kritische Abhängigkeit zwischen den makroskopischen Diffusionskoeffizienten und dem Kräfteschema aufgezeigt wird. Diese Analyse bildet die Grundlage für den Vergleich und die zukünftige Entwicklung neuer Potentialfunktionen (für Mehrstoffsysteme) und reduziert den Modellierungsaufwand.
In an effort to assist researchers in choosing basis sets for quantum mechanical modeling of molecules (i.e. balancing calculation cost versus desired accuracy), we present a systematic study on the accuracy of computed conformational relative energies and their geometries in comparison to MP2/CBS and MP2/AV5Z data, respectively. In order to do so, we introduce a new nomenclature to unambiguously indicate how a CBS extrapolation was computed. Nineteen minima and transition states of buta-1,3-diene, propan-2-ol and the water dimer were optimized using forty-five different basis sets. Specifically, this includes one Pople (i.e. 6-31G(d)), eight Dunning (i.e. VXZ and AVXZ, X=2-5), twenty-five Jensen (i.e. pc-n, pcseg-n, aug-pcseg-n, pcSseg-n and aug-pcSseg-n, n=0-4) and nine Karlsruhe (e.g. def2-SV(P), def2-QZVPPD) basis sets. The molecules were chosen to represent both common and electronically diverse molecular systems. In comparison to MP2/CBS relative energies computed using the largest Jensen basis sets (i.e. n=2,3,4), the use of smaller sizes (n=0,1,2 and n=1,2,3) provides results that are within 0.11--0.24 and 0.09-0.16 kcal/mol. To practically guide researchers in their basis set choice, an equation is introduced that ranks basis sets based on a user-defined balance between their accuracy and calculation cost. Furthermore, we explain why the aug-pcseg-2, def2-TZVPPD and def2-TZVP basis sets are very suitable choices to balance speed and accuracy.