Applied Cybersecurity & Internet Governance Repository
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Sachbericht zum Verwendungsnachweis : Fördermaßnahme: Neue Methoden und Technologien für das Exascale-Höchstleistungsrechnen (SCALEXA)
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Projekt-Abschlussbericht
No full textIm Vorhaben wurde ein Konzept für einen Digitalen Zwillings, welcher den vorhandenen analogen Wertschöpfungsprozess bei Weichferriten vom Wareneingang bis -ausgang abbildet entwickelt. Die bei der Steuerung der einzelnen Prozessschritte anfallenden relevanten Daten wurden digital aufgearbeitet und in einer einheitlichen Datenbank zugänglich gemacht. Hierdurch sollen einerseits die informationstechnologischen Grundlagen für die Fertigung neuer Produkte sowie von Produkten mit verbesserten Eigenschaften entwickelt werden, andererseits durch gezielte Optimierungen und Weiterentwicklungen in den Schritten der Prozesskette die Produktqualität und Prozessstabilität erhöht werden. Zusätzlich soll durch die Optimierung der Verfahren der notwendige Einsatz von Ressourcen in der Fertigung (Rohstoffe, Energie, Personal, …) reduziert werden.
Die einzelnen Konzepte für die Speicherung und das Datenmanagement wurden entwickelt und verbildlicht, damit die Dateneingaben und -speicherung einheitlich sind. Dies beinhaltet Lieferantenzertifikate, Rezepturen, Messungen von Parametern in der Produktionskette sowie der abschließenden Messung der magnetischen Eigenschaften bis zum Versand. Mit den einzelnen Konzepten wurde für jede Stationen eine Testumgebung aufgebaut, in der Daten eingegeben und gespeichert werden können.
Es wurde eine Vielzahl von Erfahrungen in der Komplexität der Erstellung eines Digitalen Zwillings gesammelt, der den keramischen komplexen Fertigungsprozess mit seiner Vielzahl an unterschiedlichen Daten ausreichend detailliert abbildet, um eine Erstellung eines Speicher- und Datenbankkonzepts zu ermöglichen.
Darauf basierend konnten einzelne Testumgebungen programmiert werden, um einen Datenfluss zu simulieren
Sachbericht zum Verwendungsnachweis
No full textIm Rahmen des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) innerhalb der Fördermaßnahme „Wasser-Extremereignisse (WaX)“ im Bundesprogramm „Wasser: N“ als Teil der BMFTR-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit“ (FONA) Verbundvorhabens DryRivers (Laufzeit: 01.02.2022 – 31.01.2025; https://www.bmbf-wax.de/verbundvorhaben/dryrivers/) wurden ökologische Risiken kritischer Niedrigwasserverhältnisse für Fließgewässer systematisch analysiert und in ein modellbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem integriert. Der vorliegende Sachbericht stellt die Ergebnisse des Teilprojekts 3 (FKZ: 02WEE1628C) des umweltbüro essen Bolle und Partner GbR vor, das sich auf die niedrigwasserbedingten ökologischen Konsequenzen der biologischen Qualitätskomponente Makrozoobenthos (MZB) konzentrierte. Auf Basis einer an den Bewirtschaftungszielen der EG-Wasserrahmenrichtline (Richtlinie 2000/60/EG; WRRL) orientierten ökologischen Schadensklassifizierung und eines entwickelten mechanistischen Erklärungs-/Wirkungsmodells wurden die Zusammenhänge zwischen sommerlichen Niedrigabflüssen, Wassertemperatur, Fließgeschwindigkeit und Sauerstoffversorgung sowie deren Konsequenzen für die MZB-Bewertung untersucht. Mithilfe des KLIWA-IndexMZB als bioindikatorische Kenngröße und der bewertungsmaßgeblichen Indizes MMI und PTI des Erfassungs- und Bewertungsverfahrens für MZB Perlodes konnten für ausgewählte Gewässerabschnitte der Projektgewässer Selke, Rur und Mittlere Elbe Schwellenwerte und Bewertungsfunktionen zur Prognose niedrigwasserbedingter ökologischer Schäden abgeleitet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere erhöhte sommerliche Wassertemperaturen in Kombination mit verminderten Abflüssen maßgeblich zu Verschlechterungen der MZB-Bewertung beitragen und sich für das Niedrigwasserrisikomanagement quantifizierbar berücksichtigen lassen.As part of the joint project DryRivers, funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMFTR) within the framework of the “Water Extreme Events (WaX)” funding measure in the federal program “Water: N” as part of the BMFTR strategy “Research for Sustainability” (FONA) (duration: February 1, 2022 – January 31, 2025; https://www.bmbf-wax.de/verbundvorhaben/dryrivers/), the ecological risks of critical low-flow conditions for running waters were systematically analyzed and integrated into a model-based decision support system. This technical report presents the results of subproject 3 (FKZ: 02WEE1628C) of umweltbüro essen Bolle und Partner GbR, which focused on the ecological consequences of low-flow conditions on the biological quality component macrozoobenthos (MZB). Based on an ecological damage classification oriented towards the management objectives of the EC Water Framework Directive (Directive 2000/60/EC; WRRL) and a mechanistic explanatory/impact model, the relationships between summer low-flows, water temperature, flow velocity, and oxygen supply, as well as their consequences for MZB assessment, were investigated. Using the KLIWA index MZB as a bioindicator parameter and the MMI and PTI indices of the recording and assessment procedure for MZB Perlodes, which are relevant for the assessment, threshold values and assessment functions for predicting low flow-related ecological damage were derived for selected sections of the project waters Selke, Rur, and Middle Elbe. The results show that increased summer water temperatures in combination with reduced flows in particular contribute significantly to deteriorations in the MZB assessment and can be taken into account in a quantifiable manner for low water risk management
Schlussbericht zur Zuwendung
No full textDie zunehmende Nutzung des Weltraums in unserer modernen Gesellschaft erfordert eine genaue Kenntnis der Weltraumlage zur Vermeidung von Kollisionen und Vorhersage von Wiedereintritten. Kooperative Netzwerke von Phased-Array-Radaren bieten die Möglichkeit einer Leistungssteigerung der Weltraumüberwachung bezüglich erdnaher Orbits in Hinsicht auf die räumliche Abdeckung, die Empfindlichkeit und die Genauigkeit der Bahnbestimmung. In diesem Projekt werden eine Vielzahl erforderlicher Methoden und Algorithmen für Betrieb und Signalverarbeitung erarbeitet und anhand von Simulationen analysiert und optimiert. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Entwicklung und Optimierung eines dynamischen Radar-Ressourcen-Managements, um eine effiziente Nutzung der Netzwerke zu gewährleisten. Zwei verschiedene Ausprägungen von Netzwerken werden betrachtet, lokale Netzwerke mit einem Abstand bis zu wenigen hundert Metern zwischen Sendern und Empfängern und Netzwerke mittlerer Ausdehnung mit einem Abstand von einigen hundert Kilometern zwischen den Stationen. Die Ergebnisse liefern Lösungen für eine effektive Nutzung verschiedener Netzwerktopologien und die sich ergebenden methodischen Herausforderungen.The increasing use of space in our modern society requires a precise understanding of the space environment to avoid collisions and predict re-entries. Cooperative networks of phased-array radars offer the potential for enhanced space monitoring of near-Earth orbits in terms of spatial coverage, sensitivity, and accuracy of orbit determination. This project develops a variety of necessary methods and algorithms for operation and signal processing, which are analyzed and optimized through simulations. An important aspect of this is the development and optimization of a dynamic radar resource management to ensure efficient use of the networks. Two different types of networks are considered: local networks with a distance of up to a few hundred meters between transmitters and receivers, and networks of medium range with a distance of several hundred kilometers between the stations. The results provide solutions for the effective use of various network topologies and the resulting methodological challenges
Schlussbericht
No full textMLE konnte demonstrieren, dass eine Chiplet-taugliche Implementierung von offenen Standards und Protokollen geeignet ist, um die enormen Datenmengen für anspruchsvolle Berechnungen in hochautomatisierten Fahrzeugen sicher und in Echtzeit zu transportieren
Schlussbericht
No full textDie großtechnische Speicherung und der Transport von verflüssigtem (kryogenem) Wasserstoff (LH2) aufgrund der hohen Speicherdichte wird voraussichtlich eine grundlegende Rolle in einer künftigen Wasserstoffwirtschaft spielen. Das übergeordnete Ziel des Projekts war daher, einen Beitrag zur Sicherheit von LH2-Speicherung und -Transport zu leisten, durch (1) die experimentelle Bestimmung grundlegender sicherheitsrelevanter Parameter der Wasserstoffverbrennung, die für sehr niedrige Temperaturen noch nicht verfügbar sind, (2) die Entwicklung und Qualifizierung neuartiger Katalysatoren für katalytische Rekombinatoren zur Verhinderung der Bildung entzündlicher Gasgemische bei Wasserstoff-Leckagen, (3) die Anwendung fortschrittlicher numerischer Werkzeuge zur Untersuchung von Szenarien potenzieller Wasserstofflecks und zur Bewertung der Effizienz von Sicherheitsmaßnahmen.
Der gemeinsame Förderaufruf der European Interest Group CONCERT-Japan „Joint Call on Sustainable Hydrogen Technology as Affordable and Clean Energy“ zielte zudem darauf ab, nachhaltige und multilaterale Forschungszusammenarbeiten zu unterstützen, insbesondere durch die Förderung der grenzüberschreitenden Mobilität zwischen europäischen und japanischen Forschern. Die STACY-Partner organisierten daher drei gemeinsame Symposien bzw. Workshops, die in Kobe/Japan (2022), Orléans/Frankreich (2023) und Jülich/Deutschland (2024) stattfanden und den beteiligten Studenten und jungen Forschern einzigartige Gelegenheiten boten, sich interkulturell auszutauschen. Die gemeinsame japanisch-europäische Finanzierung ermöglichte zudem mehrere gemeinsame Versuchskampagnen, bei denen eine japanische Delegation von Studenten und ihrem Professor von der KGU in jedem Projektjahr eine Woche lang im Wasserstofflabor des FZJ in Deutschland verbrachte. Im deutschen Teilprojekt wurde eine Doktorandin über das Vorhaben finanziert, die ihre Promotion erfolgreich abschließen konnte. Zwei mehrwöchige Forschungsaufenthalte der Jülicher Doktorandin beim CNRS in Orléans ermöglichten vertiefte reaktionskinetische Studien, die zu einem wertvollen Baustein für die Anfertigung der Dissertation wurden.
Die Verbrennung von Wasserstoff und die Phänomene, die zur Auslösung einer Explosion führen, sind aufgrund jahrzehntelanger Forschung für eine große Bandbreite von Druck- und Temperaturbedingungen gut erforscht. Das französische Teilprojekt „Grundlagen der Verbrennung“ befasste sich mit der bisher wenig untersuchten Explosionsneigung von Wasserstoff unter kryogenen Bedingungen. Hierzu wurden grundlegende Verbrennungs-parameter bei niedrigen Temperaturen bestimmt. CNRS-ICARE hat durch Experimente bei niedrigen Temperaturen in einer zylindrischen Brennkammer das Verständnis der wesentlichen Verbrennungseigenschaften in Bezug auf die Sicherheit erweitert.
Die Verdünnung und Belüftung von Wasserstofffreisetzungen in geschlossenen Raumbereichen sind die wirksamsten Mittel, um die Bildung entzündlicher Gemische zu vermeiden. In schlecht belüfteten Bereichen, z.B. auf einem maritimen Wasserstofftransporter, können katalytische Rekombinatoren darüber hinaus eine wichtige Wasserstoff-senke darstellen. In diesem Zusammenhang verfolgte das vorliegende deutsche Teilprojekt „Betriebsverhalten katalytischer Rekombinatoren“ das Ziel, Katalysatoren zu qualifizieren sowie Rechenmodelle zu entwickeln, die eine Bewertung der Effektivität der Sicherheitsmaßnahmen ermöglichen sollen. Die Testergebnisse zeigen, dass die direkte Übertragung der Rekombinatortechnologie auf Anwendungen außerhalb von Kernkraftwerken nicht unmittelbar möglich ist. Insbesondere zum Starten werden erheblich höhere Eingangskonzentrationen benötigt. Sobald der Katalysator aktiviert ist, bleibt er nur bis zu Temperaturen von etwa -40 °C aktiv. Die Senkung der Einlasstemperatur hatte dabei keinen signifikanten Einfluss auf den Rekombinationsprozess. Eine kontinuierliche elektrische Erwärmung der Katalysatoren könnte einen schnelleren Start des Rekombinatorbetriebs ermöglichen. Es wird daher empfohlen, bei der zukünftigen Betrachtung von Rekombinatoren auch beheizte Katalysatoren zu berücksichtigen.
Das japanische Teilprojekt „Katalysatorentwicklung“ hatte zum Ziel, einen neuartigen Katalysator zu entwickeln, der speziell unter den Randbedingungen von LH2-Anwendungen bei niedrigen Temperaturen funktioniert. Die Forschung an der Kwansei Gakuin University konzentrierte sich auf die Entwicklung fortschrittlicher Katalysatortechnologien mit dem Ziel, die katalytische Aktivität bei niedrigen Temperaturen zu verbessern, die Reaktivität unter sauerstoffarmen Bedingungen zu erhöhen, die Zündung durch Unterdrückung der katalytischen Aktivität zu verzögern und die Widerstandsfähigkeit gegen Katalysatorvergiftung sicherzustellen. Darüber hinaus wurden in den REKO-Einrichtungen des Forschungszentrums Jülich Untersuchungen durchgeführt, um den Einfluss niedriger Temperaturen auf die Start- und Umwandlungseffizienz von Katalysatoren zu untersuchen und so Daten für die Entwicklung von Rekombinatorsimulationen zu generieren.
Das spezifische Ziel des französischen Teilprojekts „Bewertung der Sicherheitsmethodik“ bestand darin, bewährte Codes zur Simulation der Wasserstoffverteilung und -vermischung anzuwenden, um potenzielle Modellierungslücken zu ermitteln, mögliche Unfallszenarien zu untersuchen und Informationen über potenzielle Randbedingungen und räumliche Anordnungen für zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zu liefern. IRSN hat hierzu Risikobewertungsmethoden und -codes aus der Bewertung von Kernkraftwerken genutzt, um die Anwendbarkeit und Grenzen bestehender numerischer Simulationswerkzeuge zu demonstrieren. Hierbei wurde das im deutschen Teilprojekt entwickelte numerische Modell verwendet, um die Effizient der Installation von Rekombinatoren im Maschinenraum eines LH2-Transportschiffs zu simulieren.
Im Laufe des Projekts wurden die im Rahmen von STACY durchgeführten Arbeiten von den STACY-Partnern kontinuierlich auf relevanten Konferenzen vorgestellt. Die Netzwerkaktivitäten des STACY-Projekts umfassten auch die Teilnahme an Treffen thematisch verwandter Projekte. Intensive Diskussionen mit der internationalen Wasserstoffsicherheitsgemeinschaft über den Arbeitsplan und die Ergebnisse des Projekts fanden bei den internationalen Research Priorities Workshops statt, die von der International Association on Hydrogen Safety (IA HySafe) organisiert wurden
Abschlussbericht zum BMFTR-Verbundprojekt
No full textAtemwegsinfektionen durch das Respiratorische Synzytialvirus (RSV), Influenzaviren und Streptococcus pneumoniae verursachen weltweit eine erhebliche Krankheitslast. Während der COVID-19-Pandemie führten die implementierten nicht-pharmazeutischen Interventionen (NPI) als Kollateraleffekt zu einem deutlichen Rückgang dieser Infektionen. Gleichzeitig wurde dadurch der Aufbau natürlicher Immunität in der Bevölkerung reduziert, was mittelfristig größere und möglicherweise außersaisonale Ausbrüche erwarten ließ. Diese Kollateraleffekte waren zum Zeitpunkt des Projektbeginns in bestehenden Modellen nicht abgebildet und wissenschaftlich kaum quantifiziert.
Das Verbundprojekt RESPINOW setzte genau hier an. Ziel war die Entwicklung eines integrierten Modells zur Simulation der Übertragung mehrerer Atemwegserreger und der kurz- und langfristigen Kollateraleffekte von NPI auf deren Krankheitslast – mit dem Ziel, politischen Entscheidungsträgern und dem öffentlichen Gesundheitswesen sowohl für zukünftige Pandemien als auch für die interpandemische Phase evidenzbasierte Werkzeuge bereitzustellen