Prof. Dr. Gerd Steinebach
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A Method of Lines Flux-Difference Splitting Finite Volume Approach for 1D and 2D River Flow Problems
(2001)
In this paper, a gas-to-power (GtoP) system for power outages is digitally modeled and experimentally developed. The design includes a solid-state hydrogen storage system composed of TiFeMn as a hydride forming alloy (6.7 kg of alloy in five tanks) and an air-cooled fuel cell (maximum power: 1.6 kW). The hydrogen storage system is charged under room temperature and 40 bar of hydrogen pressure, reaching about 110 g of hydrogen capacity. In an emergency use case of the system, hydrogen is supplied to the fuel cell, and the waste heat coming from the exhaust air of the fuel cell is used for the endothermic dehydrogenation reaction of the metal hydride. This GtoP system demonstrates fast, stable, and reliable responses, providing from 149 W to 596 W under different constant as well as dynamic conditions. A comprehensive and novel simulation approach based on a network model is also applied. The developed model is validated under static and dynamic power load scenarios, demonstrating excellent agreement with the experimental results.
Neue technologische Entwicklungen basieren immer mehr auf einer
zunehmenden Mathematisierung, gerade in den Ingenieurwissenschaften.
Nicht erst seit PISA ist jedoch zu beobachten, dass sich das
belastbare mathematische Grundwissen vieler Studienanfänger in den letzten Jahren verringert hat.
Im vorliegenden Beitrag wird dieses Spannungsfeld, in dem sich die Ingenieurmathematik befindet, aus Sicht von Fachhochschuldozenten beschrieben. Ausgehend von den Ausbildungszielen der Ingenieurmathematik werden Anforderungen an die Schulmathematik abgeleitet.
Diese Anforderungen werden beispielhaft für die Einführung und den Umgang mit den mathematischen Objekten Zahlen, Terme, Gleichungen und Funktionen konkretisiert.
Ziel ist eine Sensibilisierung von Mathematiklehrerinnen und -lehrern, um ihre Schulabsolventinnen und -absolventen besser für ein zukünftiges ingenieurwissenschaftliches Studium zu rüsten.
Chloride in Mosel und Saar
(1992)
Rosenbrock–Wanner methods for systems of stiff ordinary differential equations are well known since the seventies. They have been continuously developed and are efficient for differential-algebraic equations of index-1, as well. Their disadvantage that the Jacobian matrix has to be updated in every time step becomes more and more obsolete when automatic differentiation is used. Especially the family of Rodas methods has proven to be a standard in the Julia package DifferentialEquations. However, the fifth-order Rodas5 method undergoes order reduction for certain problem classes. Therefore, the goal of this paper is to compute a new set of coefficients for Rodas5 such that this order reduction is reduced. The procedure is similar to the derivation of the methods Rodas4P and Rodas4P2. In addition, it is possible to provide new dense output formulas for Rodas5 and the new method Rodas5P. Numerical tests show that for higher accuracy requirements Rodas5P always belongs to the best methods within the Rodas family.
Ein mathematisches Modell zur schiffahrtsbezogenen Wasserstandsvorhersage am Beispiel des Rheins
(1996)
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".