Universität der Bundeswehr München: AtheneForschung
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Fähigkeiten zur Missionsdurchführung und Landmarkennavigation
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur Planung und Durchführung von komplexen Fahrmissionen eines autonomen Landfahrzeugs vorgestellt. Die explizite Repräsentation der einzelnen Fähigkeiten des Systems zur Wahrnehmung und Fortbewegung erlaubt zusammen mit einem Aktivierungs- und Kontrollmechanismus den effizienten Einsatz der Systemressourcen. Auf der Grundlage von Hintergrundwissen über das Operationsgebiet und die Leistungsfähigkeit der eigenen Fähigkeiten werden die langfristigen Aktionen geplant. Während der Missionsdurchführung werden die für den aktuellen Zeitpunkt geplanten Aktionen im System zur Verfügung gestellt. Eine Hierarchie von Entscheidungsinstanzen ist zuständig für die situationsgerechte Aktivierung der erforderlichen Fähigkeiten. Durch den ständigen Abgleich der resultierenden Fahrzeugbewegungen mit den geplanten Aktionen und durch die Positionsbestimmung an Landmarken wird der Fortschritt innerhalb der Mission auf mehreren zeitlichen und örtlichen Ebenen bestimmt. Nach Abschluß einer Fahrmission wird der Datengehalt der Hintergrundwissensbasen mit den gemachten Erfahrungen verglichen und bei Bedarf aktualisiert. Das entwickelte Konzept wurde im autonomen Versuchsfahrzeug VaMoRs realisiert und in verschiedenen Demoszenarien ausgiebig getestet. Im Rahmen einer zusammenhängenden Fahrmission konnten die Aufgaben amp;quot;Navigation auf einem Wegenetzamp;quot;, amp;quot;Navigation im Geländeamp;quot;, amp;quot;Positionsbestimmung an Landmarkenamp;quot; und die Transition zwischen den Domänen amp;quot;Straßeamp;quot; und amp;quot;Geländeamp;quot; in beiden Richtungen erfolgreich demonstriert werden
Leistungsbewertung von Satellitennavigation und Entwicklung des "Safety Case"
Get PDFOperational approval of satellite navigation applications for civil aviation exists for supplemental use in continental airspace and for primary use during oceanic en-route phases of flight for a small number of operators and in exceptional cases for Non-Precision Approach. This situation, that the operational approval does not keep pace with the technical capabilities of satellite navigation, is mainly the result of insufficient knowledge about the system´s integrity and institutional limitations including concern over single-State control, lack of "traceability" and a complete absence of binding performance guarantees.
In order to achieve progress towards extending the operational approval for satellite navigation applications, for the first time an attempt is made to combine parameters describing the Required Navigation Performance and those describing the performance of satellite navigation. The established set of parameters forms the basis for an exhaustive system evaluation comprising a unique flight trial programme which involves a wide-body commercial airliner. The overall aim is to build-up confidence in the satellite navigation system´s performance, in particular, concerning integrity and continuity of service by developing a total system concept.
A world-wide unique database system has been developed - following rigorous software engineering and quality assurance procedures - to contain the data recorded onboard the airliner. The subsequent data evaluation process demonstrates to what extend GPS RAIM satisfies the Required Navigation Performance for civil aviation during different phases of flight. It is demonstrated how an augmentation such as barometric-aiding can improve the system performance and can allow a wider range of operational applications. These results are the major input, via a hazard identification tree, into the GNSS Safety Case, the concept of which is developed herein. The Safety Case, incorporating a Risk Model at its core, is proposed for the first time as a methodology for an Traffic Service Provider to demonstrate that the operational use of satellite navigation can achieve its Target Level of Safety and that it can therefore be approved for operational use by Safety Regulatory Authorities.
This work is the unique attempt to use a scientific-technical approach to develop a total system concept which can contribute to progressing the operational approval of satellite navigation applications in civil aviation. Although the investigations are based on applications for civil aviation, research was conducted into the requirements of maritime and terrestrial user communities and how the Safety Case concept developed in this document could be applied in the context of multi-modal transport.Anwendungen der Satellitennavigation für die Zivilluftfahrt wurden bisher als ergänzendes Navigationsmittel im kontinentalen Luftraum und als primäres für eine geringe Anzahl von Flugzeugbetreibern im ozeanischen Luftraum operationell zugelassen, in besonderen Fällen erfolgten Genehmigungen des Einsatzes als primäres Navigationssystem für Nicht-Präzisionsanflüge. Diese Situation, in der die operationelle Zulassung mit den technischen Entwicklungen nicht Schritt halten kann, ist vornehmlich die Folge des nicht ausreichenden Kenntnisstandes bezüglich der Systemintegrität und der institutionellen Einschränkungen. Im einzelnen beziehen diese sich auf die Systemkontrolle, die von einem einzelnen Staat durchgeführt wird, auf die Nichtverfügbarkeit wichtiger Systeminformationen und das Fehlen verbindlicher Garantien für die Leistungsfähigkeit des Systems. Um Fortschritt in der operationellen Zulassung von Satellitennavigationsanwendungen zu erzielen, werden in dieser Arbeit erstmalig Parameter, die die allgemeinen Anforderungen an Navigationssysteme darstellen mit denen verknüpft, die die Leistungsfähigkeit der Satellitennavigation beschreiben. Der entwickelte Parametersatz stellt die Grundlage für eine umfangreiche Systembewertung dar, welche ein einmaliges Flugversuchsprogramm mit einem Großraumflugzeug umfasst. Erklärtes Ziel ist es, zuverlässige Aussagen über die Leistungsfähigkeit, insbesondere die Integrität und die Kontinuität der Satellitennavigation, machen zu können, indem ein gesamtheilicher Systemansatz entwickelt wird. Dazu ist ein weltweit einzigartiges Datanbanksystem, das strengen Anforderungen von "Software Engineering" und Qualitätssicherung gerecht werdend, entwickelt worden, welches die Daten enthält, die an Bord des Verkehrsflugzeuges aufgezeichnet worden sind. Der sich anschließende Datenauswertungsprozess zeigt, in wieweit GPS RAIM den Anforderungen der Zivilluftfahrt an ein Navigationssystem gerecht werden kann, das für die unterschiedlichen Phasen eines Fluges eingesetzt werden soll. Es wird aufgezeigt, wie die Leistungsfähigkeit des Navigationssystems durch eine Augmentierung, z.B. mit Hilfe der Information eines barometrischen Höhenmessers, gesteigert wird, und damit das operationelle Einsatzspektrum erweitert werden kann. Die erzielten Ergebnisse fließen über einen Fehleridentifikationsbaum in das in dieser Arbeit entwickelte Konzept des GNSS "Safety Case" ein. Der "Safety Case", der in seinem Kern auf einem Risikomodell basiert, wird erstmalig den Flugsicherungsorganisationen als eine Methode vorgeschlagen, die diese einsetzen könnnen um nachzuweisen, dass der operationelle Einsatz der Satellitennavigation die gestellten Sicherheitsanforderungen erfüllt und damit von Zulassungsbehörden genehmigt werden kann. Diese Arbeit stellt den erstmaligen Versuch dar, mit Hilfe eines technisch-wissenschaftlichen Ansatzes ein gesamtheitliches Systemkonzept zu entwickeln, das einen Beitrag zum Fortschritt in der operationellen Zulassung von Satellitennavigationsanwendungen liefern kann. Die Untersuchungen basieren auf Anwendungen für die Zivilluftfahrt. Es werden jedoch auch Nachforschungen angestellt welches die Anforderungen von maritimen und terrestrischen Nutzern sind und wie das in dieser Arbeit entwickelte Konzept des "Safety Case" in den Kontext des multi-modalen Transports übertragen werden kann
Official statistics in the area of conflict concerning scientific claim versus political influence : Eurostat - The Statistical Division of the European Communities as candidate for an institutional reform on supranational level
Get PDFDie vorliegende Arbeit geht von der These aus, dass amtliche Statistik und der Prozess ihrer Erstellung dem Zugriff politischer Entscheider und auch sonstiger Interessengruppen entzogen sein muss. Schließlich sind die Ergebnisse objektiv-wissenschaftlich erstellter amtlicher Statistik ebenso ein für demokratische Ge-meinwesen konstitutives Element wie etwa die Meinungsfreiheit selbst. In verschiedenen Schritten wird die Abhängigkeit des gegenwärtigen amtlichen Statistikwesens in Europa von Fremdinteressen belegt. Es stellt sich daher die Frage, wie die amtliche Statistik dem an sie gestellten Anspruch nach politischer Unabhängigkeit, Neutralität und Seriosität besser gerecht werden kann. Hierbei geht es zum einem um ein tatsächliches Mehr an Unabhängigkeit, zum anderen aber genauso um deren tatsächliche Wahrnehmbarkeit in der Öffentlichkeit. Denn die Basis glaubhafter statistischer Arbeit ist das Vertrauen aller Nutzergruppen, also nicht nur Regierung und Verwaltung, in die Zuverlässigkeit und Objektivität des statistischen Outputs. Als praxisbezogener Untersuchungsgegenstand wurde in der vorliegenden Arbeit Eurostat, das Statistische Amt der Europäischen Gemeinschaften, gewählt. Um aber dem Netzgedanken eines gesamtstatistischen Systems Rechnung zu tragen, wird in einem weiteren Schritt auch das amtliche Statistik-wesen innerhalb der Europäischen Gemeinschaften untersucht und Verbesserungsvorschlägen unterzogen.The present dissertation is based on the assumption that official statistics as well as their preparation must be insulated heavily from political decisionmakers and other interest groups, because the output of official statistics is a pillar of democratic systems as well as for instance the freedom of opinion. In certain steps the dissertation displays the dependence of the current system of official statistics in Europe on non-statistic related interests. Due to this the question comes up what can be done in such a way so that the official statistical divisions are enabled to fulfill their claim for political independence, neutrality and integrity. On one hand there must be a true increase in independence in means of institutional restructuring, but on the other hand - and this is almost on the same level of importance - this excess of independence must be perceived by the public. After all the trust of all user groups in the statistical output - not only the government and its administration - is vital for the system of official statistics. As object of investigation related to practice Eurostat - the Statistical Division of the European Communities - was chosen. But not to disregard the character of a statistical system as a closely connected network, in a further step the European one is analyzed and adequate suggestions of improvement are made as before for Eurostat
Athletic Career Transition in Former Chinese Elite Athletes : An Empirical Investigation and Cross-Cultural Comparison with Findings from Germany
Get PDFThe effects of competitive sport participation on the life-span development of elite athletes are receiving increasing amounts of research interests. An action theory framework is proposed in the present study (a) to integrate various theoretical approaches that are applied in the studies in this field, (b) to interpret the influences of different cultural backgrounds and sport system on the athletic career development and career transition process in former athletes from Germany and China, (c) to provide a methodological background for the quantitative and qualitative measurements used in the present study. An in-depth investigation was held in China in 1998. 350 covered questionnaires with simple introduction were delivered via post to former athletes in China. 149 (42.6%) valid answers are returned at the deadline. 28 individual interviews were carried out with the volunteers in the 149 final participants. All the quantitative and qualitative empirical results were analyzed and interpreted from an action theory perspective and compared with the empirical findings of a previous study conducted in Germany in 1997. Interesting differences and commonalities were detected with regard to the quantitative and qualitative data. Other than isolated cases, most interviewed athletes reported that they were rather satisfied with athletic careers. Differences in educational and occupational aspects were found between the two country (cultural) groups. Due to a close relationship and co-operation between universities and the sport system, more former Chinese elite athletes achieved an academic degree, mostly with a strong connection to sport. Further qualitative comparisons between the interviews provided a comprehensive description and understanding of the athletic career processes. Characteristics of the actors (elite athletes as intentional subjects developed in different social cultural backgrounds and sport systems), the task (athletic career transition, post-athletic career development in different value systems, norms etc.) and the environment (social-cultural and institutional characteristics of the competitive sport system) were considered. The results of the present study provided a meaningful theoretical perspective for the elaboration of an action theory based sport specific transition concept including life development intervention aspects (career counselling and environmental management). The action theory perspective has been proved to have unique advantages in the study of life-span career development process, the interpretation of social cultural influences on actions, as well as the methodological issues in both fields. A comprehensive understanding of athletic career transition and post-athletic career development process in different sport systems will be useful in the development and implementation of future career assistance programs
Feldeffekttransistoren mit Luftspalt für den Nachweis von Wasserstoff
Get PDFWasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Da Wasserstoff mit Luft in einem weiten Mischungsbereich (4 - 74 vol%) ein explosives Gemisch bildet und zudem durch die menschlichen Sinne nicht wahrnehmbar ist, geht von seiner Verwendung potentielle Gefahr aus. Demzufolge ist man auf die Erfassung von Wasserstoff durch Sensoren angewiesen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Wasserstoffsensors, der folgenden Forderungen genügt: klein, kostengünstig, geringer Energieverbrauch, in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar, Messbereich von 100 ppm bis 4 vol% H2. Als Sensor dient ein Hybrid Suspended Gate Feldeffekttransistor (HSGFET). Er gehört zur Klasse der Feldeffekt-Sensoren, bei denen die gasbedingte Austrittsarbeitsänderung einer sensitiven Schicht in ein Sensorsignal umgesetzt wird. Weil sich beim HSGFET zwischen dem Gate und dem FET ein Luftspalt befindet, wird er als MAIS-Bauteil (Metal-Airgap-Insulator-Semiconductor) bezeichnet. An der Unterseite des Gate, dem FET zugewandt, befindet sich die gassensitive Schicht. Der Vorteil dieser Bauweise ist, dass die gassensitive Grenzfläche für das Gas ohne Diffusion zugänglich ist. Neben der Entwicklung und Charakterisierung einer wasserstoffsensitiven Sensorschicht wird im Zuge dieser Arbeit auch ein H2FET aufgebaut, charakterisiert und dessen Funktionalität gezeigt. Zur Auswahl geeigneter Sensormaterialien werden Iridium, Palladium und Platin sowie mit Platin modifiziertes Iridium (IrPt) und Palladiumlegierungen (PdAg, PdNi) untersucht. Als dünne Schichten auf dem Trägermaterial (hochdotiertes p-Silizium) abgeschieden, werden die Materialien sowohl mit Hilfe der Kelvinsonde als auch dem sog. LaborFET auf ihre Sensitivität, Selektivität und Stabilität bezüglich Wasserstoff und relevanter Quergase (NO2, CO2, CO, NH3, Cl2) getestet. Die Experimente zeigen, dass Platin als gassensitive Schicht mit einer dünnen Pufferschicht aus Titan zwischen der Sensorschicht und dem Trägermaterial das geeignetste gassensitive Material (TiPt) ist: Es lässt keine mechanischen Veränderungen der Oberfläche durch Gaseinfluss erkennen und liefert bereits bei Raumtemperatur sowohl schnelle (t90-Zeiten von etwa 10 Sekunden) als auch voll reversible Sensorsignale. Das Platin ist zudem wenig sensitiv gegenüber den Quergasen und lässt auch keine Vergiftung durch diese erkennen. Mit der Titan Pufferschicht werden Schottky-Kontakte an der Grenzfläche zwischen dem Platin und dem Silizium vermieden. Dadurch wird nicht nur die Sensor-Baseline stabilisiert sondern auch die Haftung auf dem Trägermaterial verbessert. Des weiteren wurde ein starker Einfluss der Oberflächenmorphologie des Platins auf die Reaktionsgeschwindigkeit und Temperaturabhängigkeit der Sensorsignale ermittelt. Die diesbezüglichen Untersuchungen werden dargestellt und diskutiert. Um die Machbarkeit eines solchen Sensors zu demonstrieren, wird ein H2FET aufgebaut. Dazu wird ein mikromechanisch strukturiertes Gate mit TiPt beschichtet und mit Hilfe eines Flip-Chip-Bonders sowie Klebetechnik auf dem FET positioniert und fixiert. Der so entstandene H2FET hat einen sehr niedrigen Energieverbrauch von einigen �W und wird in Bezug auf seine Eigenschaften als Wasserstoffsensor charakterisiert sowie seine Funktionsfähigkeit bei Raumtemperatur und feuchter Atmosphäre gezeigt. Da für den so hergestellten H2FET nur Techniken und Methoden verwendet werden, die in der Halbleiterindustrie standardmäßig zur Verfügung stehen, hat dieser ein sehr hohes Potential für eine kostengünstige Fertigung im industriellen Maßstab.Hydrogen is predicted to be the main energy source of the future. As it is undetectable to the human senses, however, and can build an explosive mixture in air over a wide range of concentrations (4 - 74 vol%), there is an increasing need to detect hydrogen by using sensors. This work deals with the development of a hydrogen sensor which fulfils following demands: small, cheap, low energy consumption, wide operational temperature range, measurement range between 100 ppm and 4 vol% H2. A Hybrid Suspended Gate Field-Effect Transistor (HSGFET) is used as the sensor. Such a HSGFET is one of the class of field-effect sensors in which the gas-induced work function change of a sensitive layer is used to detect gases. It is termed a MAIS-device (Metal-Air-gap-Insulator-Semiconductor) as this sensor has an air-gap between the gate and the FET. The gas sensitive layer is deposited on the bottom of the gate, facing towards the FET. The big advantage of this construction is the free access to the gas sensitive interface without necessity of gas diffusion. In addition to the development and characterization of a suitable hydrogen sensitive layer, a H2FET will be built, characterized and its functionality demonstrated. In order to find a proper gas sensitive material, iridium, palladium, platinum as well as iridium modified with a thin layer of platinum (IrPt) and palladium alloys (PdAg, PdNi) will be investigated. Deposited as thin layers on a substrate (highly doped p-silicon), the sensitivity, selectivity and stability of the materials will be tested by means of a Kelvin-probe and a so-called LaborFET in relation to hydrogen and other relevant cross-gases (NO2, CO2, CO, NH3, Cl2). The experiments reveal that platinum, together with a thin titanium buffer-layer between the sensor layer and the substrate (TiPt), is the most suitable gas-sensitive system: It shows no gas-induced change to its surface morphology, reacts very quickly (t90-times of about 10 seconds) and fully reversible to hydrogen even at room temperature. Furthermore, platinum is insensitive to the cross-gases and no poisoning was found. The titanium buffer-layer avoids Schottky-contacts between the platinum and the substrate, is stabilizing the sensor baseline and improving the adhesion of the platinum on the base. Additionally, the velocity and temperature dependence was found to be strongly influenced by the surface morphology of the platinum. The respective results will be shown and discussed. A H2FET were built up in order to demonstrate the feasibility of such a device. For this purpose, a micromechanical structured gate was coated with TiPt. Afterwards, the gate was adjusted and mounted to a FET by means of a flip-chip-bonder and gluing. This H2FET has shown its functionality as a hydrogen sensor at low temperatures and in humid atmosphere in combination with an energy consumption of some �W. As only semiconductor industry standard methods and materials were used to build up the H2FET, this device is expected to have a high potential for low priced industrial production
NC process chain for small business : requirements, selection of best practice, system implementation and upgrading
Get PDFSich verändernde Marktbedingungen zwingen auch Kleinbetriebe vermehrt zu Innovationen und Investitionen um die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten. Für Unternehmen, die spanende Fertigungsverfahren einsetzen, bedeutet dies zunehmend den Einstieg in die NC-Technik, deren Wirtschaftlichkeit wesentlich von den eingesetzten Verfahren und Hilfsmitteln zur Erstellung der Maschinensteuerprogramme abhängt. Hier sind in der Praxis häufig Defizite festzustellen, was nicht zuletzt an fehlenden Hinweisen für Auswahl und Einsatz geeigneter Programmierlösungen liegt. Diese Arbeit stellt einen Leitfaden für Anwender aus Kleinbetrieben dar, mit dem sie unter Berücksichtigung der besonderen Randbedingungen durch ein systematisches Vorgehen eine geeignete NC-Prozeßkette aufbauen oder eine vorhandene NC-Programmierumgebung kritisch überprüfen können.To sustain competitiveness even small business are forced to innovation and additional investment due to changing market conditions. For firms with metal-cutting manufacturing this means increasingly the introduction of digitally programmed machine tool. Its economic efficiency is closely connected to the methods and facilities that are used for the generation of machine tool controller programs. Missing hints for the selection and the use of suitable solutions are often the reason for deficiencies in practice. This work intends to be a guideline for users in the environment of small business. It should help them in consideration of the specific conditions there, to establish an optimized NC process chain or to analyze the suitability of existing NC programming tools by a systematic procedure
Effects of a kinesthetic training on learning the golf swing
Get PDFZiel der vorliegenden Untersuchung war es, zu überprüfen, welche Wirkung ein kinästhetisches Training auf das Erlernen einer komplexen motorischen Bewegung hat. Exemplarische Sportart war das Golfen. Das kinästhetische Training beinhaltete eine gezielte Schulung der Schwerpunkte Gleichgewichtsregulation, Körperwahrnehmung im Raum und Wahrnehmung aktiver und passiver Kräfte. Hierdurch sollte das kinästhetische System gezielt angesprochen und eine verbesserte Wahrnehmung des Schülers erreicht werden. In die Studie wurden 86 Golfanfänger einer Golfschule einbezogen. 56 Teilnehmer/-innen (27 weiblich, 29 männlich) bildeten die Kontrollgruppe, 30 Teilnehmer/-innen (17 weiblich, 13 männlich) die Experimentalgruppe. Das zusätzliche kinästhetische Training der Experimentalgruppe umfasste 30 Minuten und fand jeweils vor der üblichen Kurseinheit statt. Jeder Anfängergolfkurs umfasste wiederum 8 x 2 Stunden und hatte maximal 6 Teilnehmer. Am Ende des Kurses wurden alle Kursteilnehmer, unabhängig ob Kontroll- oder Experimentalgruppe, einem Test im Putten, Chip-Shot, Pitch-Shot und Approach-Shot unterzogen. Darüber hinaus wurde bei 23 Probanden (15 mit und 8 ohne ein kinästhetisches Training) der Golfschwung mittels biomechanischer Analyse untersucht. Diese Aufnahmen wurden zur Quantifizierung des Bewegungsflusses (englisch: amp;quot;jerk-costamp;quot;) herangezogen. Die Resultate der vorliegenden Untersuchung zeigen, dass das kinästhetische Training beim Erlernen des Golfschwungs einen besseren und stabileren Golfschwung bewirkt. Im Blickpunkt der Bewegungssteuerung liefert die Untersuchung unterstützende Argumente für einen Einfluss der Peripherie auf die Bewegungssteuerung. Eine koordinierte Bewegung setzt die Wahrnehmung von inneren Kräften und Spannungen, aber auch reaktiver Phänomene über die Propriozeption voraus. Zielt nun das Training genau auf die Reizung der Propriozeptoren ab und führt zu einer besseren und stabileren Bewegungsausführung, so kann diese Bewegung nicht allein zentral gesteuert sein. Dementsprechend kann, in Anlehnung an Bernstein (vgl. 1967,1987) der motorische Effekt des zentralen Impulses nicht im Zentrum im Voraus entschieden werden, sondern in der Peripherie. Die Interaktion mit der Umwelt und die daraus resultierenden physikalischen Dimensionen haben somit einen entscheidenden Einfluss auf die Bewegungsausführung.The objective of this study was to test the effects kinesthetic training on learning complex motor movement. The sport studied was golf. The kinesthetic training focused on improving balance, spatial awareness and the perception of all active and passive forces. Training the kinesthetic system was supposed to improve the participants´ perception. In the study 86 beginners took a golf course. The control group consisted of 56 participants (27 females and 29 males), while a further 30 participants were put into the test group (17 females and 13 males. All participants received a beginners´ golf course which consisted of 8 two-hour lessons and had a maximum of 6 participants. The experiment group received an additional thirty-minute session of kinesthetic training prior to each session of the standard golf course. At the end of the course all the participants of the experiment and control groups were tested for their ability to putt, chip, pitch and do approach shots. In addition, 15 participants with kinesthetic training and 8 without kinesthetic training underwent a further test: a biomechanical analysis of their swings was used to quantify the jerk-cost. The results of this study show that the kinesthetic training leads to a better and more stable swing. As regards movement control, the results of the study provide arguments that support the idea of peripheral influences. Co-ordinated movement requires the perception of inner forces and tensions as well as reactive phenomena via proprioceptors. If training aimed at stimulating proprioceptors leads to better and more stable movement, then movement cannot be only centrally controlled. Therefore, as suggested by Bernstein (cf. 1967, 1987), the motor effects of the central impulse cannot be decided in advance; they can be decided in the periphery
Generation of Objects for 3D Urban Models
Get PDFDer Bedarf an 3D-Stadtmodellen wächst stetig. Sie werden für unterschiedlichste Anwendungen benötigt. Darunter fallen beispielsweise Funknetzplanungen, Simulationen für die Raumplanung aber auch als Hintergrund für Spielumgebungen und andere Anwendungen. Die Verfahren und die darauf beruhende Software, die bisher für die Erzeugung von Objekten für 3D-Stadtmodellen verwendet werden, haben überwiegend photogrammetrischen Bezug. Sie müssen von Fachleuten bedient werden, benötigen hochwertige Eingangsdaten und verursachen relativ hohe Kosten mit einem ansprechendem Ergebnis. Zudem rechnen sich die Verfahren nur, wenn relativ große Gebiete bearbeitet werden, da bereits in der Verfahrensvorbereitung hohe Fixkosten entstehen. Mit dem in dieser Arbeit entwickelten Verfahren wird versucht, Kosten zu reduzieren, indem auf ein photogrammetrisches Verfahren verzichtet wird und als Eingangsdaten bereits bestehende Datensätze verwendet werden. Die Daten, beispielsweise Grundrissdaten, Bebauungspläne, Katasterunterlagen, wurden also eigentlich zu anderen Zwecken ermittelt und erhalten so eine Mehrfachnutzung. Die Mehrfachnutzung der Daten, macht diese besonders kosteneffizient. Basis für das Verfahren ist eine umfassende Definition der Objektklassen, die in 3D-Stadtmodellen häufig vorkommen. Als Objektklassen wurden Gebäude und Vegetation ausgewählt. Die Klasse der Vegetationsobjekte wird beschrieben, indem Attributwerte zu Objekthöhe und Kronendurchmesser, sowie Alter und Baumart gemacht werden. Daraus werden die drei Modellrichtungen Kugelform, L-System und Kreuztextur entwickelt. Kugelbaum-Modelle vereinfachen die Umrissform der Baumkrone zu einem in alle Richtungen skalierbaren Sphäroid. Der Baumstamm wird als Zylinder dargestellt. Mit L-Systemen wird versucht, den Wachstumsprozess von Pflanzen nachzuvollziehen. Es entsteht je Baum ein Baumstamm, sowie Äste und Blätter als Baumteile. Je nach Baumalter entstehen weitere Verästelungen. Kreuztafelmodelle verwenden ebene bildliche Projektionen der jeweiligen Baumart. Mit dem Bild werden zwei Flächen texturiert, welche dann kreuzweise zueinander aufgestellt werden. Texturen für Vegetationsobjekte können aus Fotografien aber auch aus Abbildungen künstlich erstellter Baumvisualisierungen, hervorgegangen aus L-Systemen, gewonnen werden. Die vorgestellten Modelle können mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad realisiert werden, um die Vereinfachungsmöglichkeiten bei zunehmendem Abstand vom Betrachter (Level of Detail) nutzen zu können. Zur Modellierung der Gebäude sind unterschiedliche Dachformen bereitgestellt worden. Insgesamt werden 16 Dachformen unterstützt. Die in Europa üblichen Dachformen werden gebildet aus Kombinationen von traufeseitige Formen (Giebel, Walm, Krüppelwalm) und giebelseitigen Formen (Sattel, Mansarde, Pult). Hinzu kommen noch Sonderformen wie das Flachdach. Auf das Mauerwerk werden Fenster aufgebracht. Das Gebäudemodell wird durch ein Texturmodell verfeinert. Es sind unterschiedliche Texturen für Mauerwerk, Fenster, Dachunterseite und Dachoberseite möglich. Die Speicherung der Daten erfolgt im XML-Format
Numerical Investigation of unsteady Wake-Boundary Layer Interaction in Turbine- and Compressorblade Cascades and Comparison with Measurements
Get PDFDas Strömungsfeld in einer Turbomaschine wird maßgeblich von instationären Vorgängen bestimmt. Nachläufe von stromaufliegenden Schaufelreihen treffen auf Schaufeloberflächen nachfolgender Reihen und interagieren mit deren Profilgrenzschichten. Diese instationäre Nachlauf/Grenzschicht-Interaktion beeinflusst in erheblichem Masse das Transitionsverhalten stromabliegender Profilgrenzschichten und damit die entstehenden Profilverluste einer Turbokomponente. Im Rahmen dieser Arbeit wird versucht, mit zwei völlig unterschiedlichen Ansätzen die hierbei auftretenden Phänomene numerisch zu erfassen. Die Ergebnisse werden denen von Messungen gegenübergestellt. Es kann festgestellt werden, dass mit beiden Verfahren z.T. sehr gute Übereinstimmung mit den Meßergebnissen erreicht werden kann.Turbomachinery flow is mainly influenced by unsteady phenomena. Wakes generated by upstream blade rows hit the surfaces of following cascades and interact with the boundary layers along the profile surfaces. This effect of unsteady wake/boundary layer interaction is mainly responsible for the transitional behaviour of the boundary layer and hence the profile loss of the component. Two completely different numerical approaches have been used to simulate the resulting phenomena. The results have been compared to experimental data. Both numerical means have shown their capability to predict the main effects of wake/blade interaction with regard to boundary layer development and partly show excellent agreement with the measurements
Ein Beitrag zur Herleitung und Lösung nichtlinearer, thermomechanisch gekoppelter Grundgleichungen für Schalentragwerke
Get PDFZiel der vorliegenden Arbeit ist es, aufbauend auf den thermodynamischen Hauptsätzen, die mit der Wärmeleitgleichung gekoppelten Schalengleichungen aufzustellen, hierauf eine kinetische Stabilitätstheorie anzuwenden und numerische Verfahren zu entwickeln, die sich zur Lösung der gekoppelten Differentialgleichungssysteme eignen. Schließlich sollen die Lösungsmethoden an verschiedenen Berechnungsbeispielen erprobt werden. Dabei geht es insbesondere um die Beschreibung derjenigen Phänomene, die aus der Mitnahme des thermoelastischen Kopplungsterms in den Grundgleichungen resultieren, da dieser Term üblicherweise vernachlässigt wird. Bei den Anwendungsbeispielen können unter anderem die folgenden Erkenntnisse gewonnen werden: Bei der Platte unter schockartiger Erwärmung lässt sich eine dämpfende Wirkung des Kopplungseffektes nachweisen. Die für eine Platte unter harmonisch-zeitveränderlicher Erwärmung durchgeführten kinetischen Stabilitätsanalysen zeigen sowohl stabilisierende als auch destabilisierende Einflüsse der Kopplung.This paper aims at developing the shell equations that are coupled with the equation of heat conduction, based on the thermodynamic laws. After that a kinetic theory of stability is applied and numeric methods suitable to solving the coupled differential equation systems are established. Finally, these methods are to be tested with several calculation examples. Also, a strong emphasis is put upon describing those phenomenon resulting from the thermo-elastic coupling term in the basic equation, which usually is left neglected. The following conclusions can be obtained from the application examples: A damping effect of the coupling can be recognized for the plate under shock-type heating. Kinetic stability analyses of a plate under harmonically time-varying heating showed stabilizing, as well destabilizing effects of the coupling