Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Kommunikation
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Die im Folgenden dargestellten wichtigsten Ergebnisse des Teilprojektes 5 "Mathematische Beschreibung der relevanten physikalischen Prozesse und numerische Simulation von Wasseraufbereitung und -verteilung" beziehen sich auf die Arbeitspakete 2 "Daten und Methoden zum Modellaufbau, zur Zustandsschätzung, Prognose und Bewertung" und 3 "Physikalische Modelle und Numerische Verfahren".
Solar energy plants are one of the key options to serve the rising global energy need with low environmental impact. Aerosols reduce global solar radiation due to absorption and scattering and therewith solar energy yields. Depending on the aerosol composition and size distribution they reduce the direct component of the solar radiation and modify the direction of the diffuse component compared to standard atmospheric conditions without aerosols.
Messkampagnen im Projekt METPVNET zur Verbesserung der PV- Erzeugungsprognose auf Verteilnetzebene
(2018)
The elucidation of conformations and relative potential energies (rPEs) of small molecules has a long history across a diverse range of fields. Periodically, it is helpful to revisit what conformations have been investigated and to provide a consistent theoretical framework for which clear comparisons can be made. In this paper, we compute the minima, first- and second-order saddle points, and torsion-coupled surfaces for methanol, ethanol, propan-2-ol, and propanol using consistent high-level MP2 and CCSD(T) methods. While for certain molecules more rigorous methods were employed, the CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//MP2/aug-cc-pV5Z theory level was used throughout to provide relative energies of all minima and first-order saddle points. The rPE surfaces were uniformly computed at the CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//MP2/aug-cc-pVTZ level. To the best of our knowledge, this represents the most extensive study for alcohols of this kind, revealing some new aspects. Especially for propanol, we report several new conformations that were previously not investigated. Moreover, two metrics are included in our analysis that quantify how the selected surfaces are similar to one another and hence improve our understanding of the relationship between these alcohols.
We present the performance of the upGREAT heterodyne array receivers on the SOFIA telescope after several years of operations. This instrument is a multi-pixel high resolution (R≳107) spectrometer for the Stratospheric Observatory for Far-Infrared Astronomy (SOFIA). The receivers use 7-pixel subarrays configured in a hexagonal layout around a central pixel. The low frequency array receiver (LFA) has 2×7 pixels (dual polarization), and presently covers the 1.83–2.07THz frequency range, which allows to observe the [CII] and [OI] lines at 158μm and 145μm wavelengths. The high frequency array (HFA) covers the [OI] line at 63μm and is equipped with one polarization at the moment (7 pixels, which can be upgraded in the near future with a second polarization array). The 4.7THz array has successfully flown using two separate quantum-cascade laser local oscillators from two different groups. NASA completed the development, integration and testing of a dual-channel closed-cycle cryocooler system, with two independently operable He compressors, aboard SOFIA in early 2017 and since then, both arrays can be operated in parallel using a frequency separating dichroic mirror. This configuration is now the prime GREAT configuration and has been added to SOFIA’s instrument suite since observing cycle 6.
Seit 2012 wird an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg die Studieneingangsphase im Qualitätspakt Lehre gefördert. Ein wesentliches Anliegen im Projekt „Pro-MINT-us“ ist die Einbeziehung der gesamten Hochschule, um keine isolierten Maßnahmen anzubieten, sondern die im Projekt entwickelten Lehrideen nachhaltig zu verankern.
Transition point prediction in a multicomponent lattice Boltzmann model: Forcing scheme dependencies
(2018)
Um das digitale Storytelling für Medienunternehmen lukrativ nutzbar zu machen, existiert eine zunehmende Zahl von Tools, Software also, die das deutlich weniger zeitaufwendige Produzieren mithilfe zur Verfügung stehender Seitenvorlagen möglich machen. Drei oftmals verwendete Tools zur Produktion als auch zur Veröffentlichung von Beiträgen im digitalen Storytelling sind Atavist, Pageflow und Shorthand. Statt eigenem Programmieren können verschiedene multimediale Elemente in der Regel mit wenigen Mausklicks integriert werden. Nicolas Kaufmann beschäftigt sich in seiner Abschlussarbeit zum Bachelor of Science mit dem Thema "Digitales Storytelling - Eine Untersuchung zu Darstellungsformen, Nutzen und Tools".
Design and Analysis of an OFDM-Based Orthogonal Chaotic Vector Shift Keying Communication System
(2018)
We propose a new non-coherent multicarrier spread-spectrum system that combines orthogonal chaotic vector shift keying (OCVSK) and orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM). The system enhances OCVSK by sending multiple groups of information sequences with the same orthogonal chaotic vector reference sequences over the selected subcarriers. Each group carries M information bits and is separated from other groups by orthogonal chaotic reference signals. We derive the information rate enhancement (IRE) and the energy saving enhancement (ESE) factors as well as the bit error rate theory of OFDM-OCVSK under additive white Gaussian noise and multipath Rayleigh fading channels and compare the results with conventional OCVSK systems. For large group numbers, the results show that the IRE and ESE factors approachM×100% andM/(M+1)×100%, respectively, and thus outperform OCVSK systems. The complexity analysis of the proposed scheme as compared with OFDM-DCSK shows a significant reduction in the number of complex multiplications required.
Wo Laborexperimente zu aufwendig, zu teuer, zu langsam oder zu gefährlich oder Stoffeigenschaften gar nicht erst experimentell zugänglich sind, können Computersimulationen von Atomen und Molekülen diese ersetzen oder ergänzen. Sie ermöglichen dadurch Reduktion von Kosten, Entwicklungszeit und Materialeinsatz. Die für diese Simulationen benötigten Molekülmodelle beinhalten zahlreiche Parameter, die der Simulant einstellen oder auswählen muss. Eine passende Parametrierung ist nur bei entsprechenden Kenntnissen über die Auswirkungen der Parameter auf die zu berechnenden Größen und Eigenschaften möglich. Eine Gruppe von Standardparametern in molekularen Simulationen sind die Partialladungen der einzelnen Atome innerhalb eines Moleküls. Die räumliche Ladungsverteilung innerhalb des Moleküls wird durch Punktladungen auf den Atomzentren angenähert. Für diese Annäherung existieren diverse Ansätze für verschiedene Molekülklassen und Anwendungen. In diesem Teilprojekt des Promotionsvorhabens wurde systematisch der Einfluss der Wahl des Partialladungssatzes auf potentielle Energien und ausgewählte makroskopische Eigenschaften aus Molekulardynamik-Simulationen evaluiert. Es konnte gezeigt werden, dass insbesondere bei stark polaren Molekülen die Auswahl des geeigneten Partialladungssatzes entscheidenden Einfluss auf die Simulationsergebnisse hat und daher nicht naiv, sondern nur ganz gezielt getroffen werden darf.