TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Modeling in support of offshore wind farm end-of-life decision making N2 - The EU member states have set out ambitious long-term goals for deploying offshore wind energy. The installed offshore wind capacity is set to increase from 14.6 GW in 2021 to around 320 GW in 2050. This signifies the role of offshore wind energy as a major contributor to reaching the EU’s climate and energy goals. To ensure that the defined targets are met, a significant number of new wind farms has to be installed and existing wind farms reaching the end of their planned life need to be reused efficiently. Some of the relevant reuse alternatives are lifetime extension, repowering based on the existing support structures and repowering with new turbines. As a basis of the decision-making regarding the reuse of existing offshore wind farm, the expected utility of each relevant option should be determined based on the associated expected rewards, costs and risks. The optimal concept maximizes the utility of the decision-maker and fulfills the existing constraints and requirements. To facilitate such a quantitative decision-making, models and methods have to be developed. In particular, models are required that enable predictions of (a) the condition and performance of the turbines and support structures and (b) the renumeration, costs and consequences of adverse events. These predictions have to consider (a) the governing uncertainties, (b) the available information from the planning, construction, installation and operating phase, (b) potential repair, retrofitting and strengthening schemes and (c) possible monitoring, inspection and maintenance regimes for the future operating phase. Over the past years, several models, methods and tools have been developed at the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) to support the structural integrity management of offshore wind turbine substructures. These include: (a) a prototype for reliability-based, system-wide, adaptive planning of inspections of welded steel structures in offshore wind farms, (b) a method for monitoring and risk-informed optimization of inspection and maintenance strategies for jacket structures subject to fatigue, and (c) a probabilistic cost model of inspection and maintenance of welded steel structures in offshore wind farms. This contribution provides an overview on these works and discusses how they can be adapted and extended to support the decision-making regarding lifetime extensions and repowering of offshore wind farms. T2 - 12th International Forum on Engineering Decision Making (12th IFED) CY - Stoos, Switzerland DA - 05.12.2023 KW - Windenergie KW - Offshore Wind KW - Lifetime Extension KW - Repowering PY - 2023 AN - OPUS4-60430 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kemmler, Samuel T1 - Simulating Piping Erosion in Suction Buckets N2 - This presentation gives an overview of the recent achievements in simulating piping erosion during the installation process of suction bucket foundations for offshore wind turbines. The physical correctness of the code is validated, and the simulation code's performance on the LUMI supercomputer is presented. The simulation results are compared to experimental data. T2 - Forschungsbesuch CY - Aix-en-Provence, France DA - 14.05.2024 KW - Offshore wind turbine KW - Suction bucket KW - Coupled fluid-particle simulation KW - High-performance computing PY - 2024 AN - OPUS4-60136 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Degener, Sebastian T1 - Load Identification and Damage Detection by a Digital Twin of a Bridge applying Bayesian Model Calibration N2 - A digital twin for decision making during the life cycle of civil infrastructure is a promising concept combining simulation models with corresponding structure-specific sensor data to support maintenance decisions or to investigate the reliability. The sensor data quality as well as the model quality of the digital twin, comprising on modeling assumptions and correct model parameters strongly influences the prognosis results. T2 - 10th European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM 2024) CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Load identification KW - Damage detection KW - Digital Twin KW - Bayesian Model Calibration KW - Bridge model PY - 2024 AN - OPUS4-62186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vollmer, Malte A1 - Degener, Sebastian A1 - Bolender, Artjom A1 - Bauer, Andre A1 - Liehr, Alexander A1 - Stark, Andreas A1 - Schell, Norbert A1 - Barriobero-Vila, Pere A1 - Requena, Guillermo A1 - Niendorf, Thomas T1 - Time resolved insights into abnormal grain growth by in situ synchrotron measurements N2 - Large oligo-crystalline or single-crystalline metallic materials are of great interest for numerous applications, and a recently developed strategy for promoting abnormal grain growth induced by a cyclic heat treatment opens up new opportunities to manufacture single crystals with a size of several centimeters. So far, the entire available knowledge on this kind of abnormal grain growth has been elaborated based on time discrete observations and, thus, detailed insights into the interplay of elementary mechanisms are still lacking in open literature. The present study reveals time resolved insights into this kind of abnormal grain growth for the first time. It was possible to break down the influence of the individual heat treatment phases by in situ synchrotron high energy X-ray diffraction analysis during cyclic heat reatment. The results obtained not only help to gain a deep understanding of the abnormal grain growth mechanisms, they will also be the basis for an adjustment of the cyclic heat treatment process to improve its efficiency and to eventually obtain even larger single crystals. KW - Single crystals KW - Grain growth method KW - Synchrotron diffraction KW - High-energy X-ray diffraction KW - Grain boundary migration PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.119168 SN - 1359-6454 VL - 257 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-62188 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zinas, Orestis A1 - Wilhelm, Sigrid T1 - CPT-based probabilistic design of monopile foundations N2 - This work was presented in the two-day workshop ‘Reliability-based methods in geotechnics’ organized by BAM and DGGT AK 2.15 in cooperation with the DGGT Academy. The presentation provides an overview of the sources of uncertainty in geotechnical analyses. A probabilistic 3D ground model of the cone-tip resistance from CPTs is developed utilizing sparse CPT data from a real offshore wind farm site in the North Sea. The predictive cone tip resistance model is used to derive a design property, such as the friction angle, using geotechnical transformation models. The friction angle profiles are then used to show an example of monopile design under uncertainty. T2 - Workshop: Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung in der Geotechnik 2024 CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Geotechnical site-characterization KW - CPT KW - Spatial variability KW - Gaussian process regression KW - Design of monopiles KW - Offshore wind farms PY - 2024 AN - OPUS4-61716 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balscheit, Hagen T1 - Buckling Design of Soil Embedded Piles N2 - Monopiles sind die gängigste Gründungskonstruktion für Offshore-Windkraftanlagen, doch größere Turbinen erfordern Pfahldurchmesser über 10 m und Pfahllängen über 60 m, was das Risiko von lokalem Beulen in den eingebetteten Bereichen erhöht. Aktuelle Richtlinien berücksichtigen die Pfahl-Boden-Interaktion nicht ausreichend so dass nur ein vollständig numerischer GMNIA-Nachweis geführt werden kann. Für derartige Berechnungsmodelle fehlen allerdings derzeit noch validierungswerte für eingebettete Schalen. Experimente im Rahmen des VERBATIM-Projekts schließen diese Lücke. T2 - Phd Conference Univiersity Innsbruck CY - Innsbruck, Austria DA - 05.02.2025 KW - Buckling KW - Wind Energy KW - Monopile Foundation PY - 2025 AN - OPUS4-62534 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baier, Johanna A1 - Ziegert, Christof T1 - DIN 18940 für tragendes Lehmsteinmauerwerk – Potenzial und erste Anwendungserfahrungen N2 - Mit der Veröffentlichung der DIN 18940 Juni 2023 steht in Deutschland eine zeitgemäße Bemessungsgrundlage für tragendes Lehmmauerwerk zur Verfügung, die derzeit europaweit einmalig ist. Während nach bisherigen Vorschriften lediglich zweigeschossige Gebäude mit tragendem Lehmsteinmauerwerk realisierbar waren, ermöglicht die DIN 18940 nun den Einsatz von Lehmsteinmauerwerk in fünfgeschossigen, bis zu 13 m hohen Gebäuden. Das Bemessungskonzept der DIN 18940 lehnt sich an die Grundprinzipien der vereinfachten Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten nach DIN EN 1996-3/NA an und berücksichtigt dabei die materialspezifischen Eigenschaften von Lehmsteinmauerwerk. Anpassungen waren aufgrund der feuchteabhängigen Festigkeits- und Verformungskenngrößen sowie der im Vergleich zu herkömmlichem Mauerwerk geringen Steifigkeit erforderlich. Ein Vergleich mit konventionellem Mauerwerk aus Ziegeln, Porenbeton und Kalksandsteinen zeigt, dass Lehm hinsichtlich Tragfähigkeit und bauphysikalischen Eigenschaften im Bereich der Gebäudeklasse 1-4 konkurrenzfähig ist. Besonders die geringen CO2-Emissionen und die vollständige Rezyklierbarkeit machen Lehmsteinmauerwerk zu einer klimagerechten Alternative. Weiterhin werden erste Projekte vorgestellt, die nach DIN 18940 geplant wurden. Aus den Anwendungserfahrungen werden materialgerechte Entwurfsgrundsätze für Gebäude aus Lehmsteinmauerwerk formuliert. Abschließend zeigen Einblicke in laufende Forschung und zukünftige Entwicklung, wie das Potenzial von Lehmsteinmauerwerk weiter gesteigert werden kann. T2 - LEHM 2024 - 9. Internationale Fachtagung für Lehmbau CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Lehmmauerwerk KW - Ökobilanzierung KW - Normung PY - 2024 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-62030 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Zuverlässigkeitsbasierte Bemessung und Monte Carlo Simulation N2 - Am 19. und 20.11.2024 veranstaltete die BAM und der DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ in Zusammenarbeit mit der DGGT-Akademie einen zweitägigen Workshop zur Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung. Am ersten Tag wurden in einem Short Course die Grundlagen der Zuverlässigkeitsanalyse in der Geotechnik vermittelt, wobei den Teilnehmenden die Möglichkeit geboten wurde, unter Anleitung Aufgaben mit Hilfe geeigneter Software am PC selbstständig zu bearbeiten. In diesem Vortrag wurde die Grundlagen der zuverlässigkeitsbasierten Bemessung und die Monte Carlo Simulation zur Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit dargestellt. T2 - 2. Workshop des DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Zuverlässigkeitsanalyse KW - Geotechnik KW - Monte Carlo Simulation PY - 2024 AN - OPUS4-61905 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald A1 - Schwiersch, Niklas T1 - Betrieb und Planung - Ausgewählte Vorteile von Risikoanalysen im Ingenieur- und Wasserbau N2 - Am 19. und 20.11.2024 veranstaltete die BAM und der DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ in Zusammenarbeit mit der DGGT-Akademie einen zweitägigen Workshop zur Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung. Im Rahmen der Vortragsveranstaltung am zweiten Tag wurden zum einen die unterschiedlichen Sicherheits- und Bemessungsphilosophien nach dem bewährten Teilsicherheitskonzept sowie nach dem zuverlässigkeitsbasierten Konzept vorgestellt. Zum anderen werden verschiedene Anwendungen zuverlässigkeitsbasierter Verfahren aus der Ingenieurpraxis und Wissenschaft präsentiert. In diesem Vortrag wurden aus Sicht des Ingenieur- und Wasserbaus Vorteile von Risikoanalysen u. a. für die Planung von Inspektionszyklen, die Ursachenforschung im Versagensfall und die Konzeption von Hochwasserrisikomanagement-Maßnahmen präsentiert. T2 - 2. Workshop des DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Risikoanalyse KW - Offshore-Strukturen KW - Hochwasserschutz PY - 2024 AN - OPUS4-61906 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baier, Johanna A1 - Ziegert, Christof T1 - DIN 18940 für tragendes Lehmsteinmauerwerk – Potenzial und erste Anwendungserfahrungen N2 - Mit der Veröffentlichung der DIN 18940 Juni 2023 steht in Deutschland eine zeitgemäße Bemessungsgrundlage für tragendes Lehmmauerwerk zur Verfügung, die derzeit europaweit einmalig ist. Während nach bisherigen Vorschriften lediglich zweigeschossige Gebäude mit tragendem Lehmsteinmauerwerk realisierbar waren, ermöglicht die DIN 18940 nun den Einsatz von Lehmsteinmauerwerk in fünfgeschossigen, bis zu 13 m hohen Gebäuden. Das Bemessungskonzept der DIN 18940 lehnt sich an die Grundprinzipien der vereinfachten Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten nach DIN EN 1996-3/NA an und berücksichtigt dabei die materialspezifischen Eigenschaften von Lehmsteinmauerwerk. Anpassungen waren aufgrund der feuchteabhängigen Festigkeits- und Verformungskenngrößen sowie der im Vergleich zu herkömmlichem Mauerwerk geringen Steifigkeit erforderlich. Ein Vergleich mit konventionellem Mauerwerk aus Ziegeln, Porenbeton und Kalksandsteinen zeigt, dass Lehm hinsichtlich Tragfähigkeit und bauphysikalischen Eigenschaften im Bereich der Gebäudeklasse 1-4 konkurrenzfähig ist. Besonders die geringen CO2-Emissionen und die vollständige Rezyklierbarkeit machen Lehmsteinmauerwerk zu einer klimagerechten Alternative. Weiterhin werden erste Projekte vorgestellt, die nach DIN 18940 geplant wurden. Aus den Anwendungserfahrungen werden materialgerechte Entwurfsgrundsätze für Gebäude aus Lehmsteinmauerwerk formuliert. Abschließend zeigen Einblicke in laufende Forschung und zukünftige Entwicklung, wie das Potenzial von Lehmsteinmauerwerk weiter gesteigert werden kann. T2 - LEHM 2024 - 9. Internationale Fachtagung für Lehmbau CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Lehmmauerwerk KW - Ökobilanzierung KW - Normung PY - 2024 SP - 1 AN - OPUS4-62034 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Liehr, Alexander A1 - Dingel, Kristina A1 - Kottke, Daniel A1 - Degener, Sebastian A1 - Meier, David A1 - Sick, Bernhard A1 - Niendorf, Thomas T1 - Data selection strategies for minimizing measurement time in materials characterization N2 - Every new material needs to be assessed and qualified for an envisaged application. A steadily increasing number of new alloys, designed to address challenges in terms of reliability and sustainability, poses significant demands on well-known analysis methods in terms of their efficiency, e.g., in X-ray diffraction analysis. Particularly in laboratory measurements, where the intensities in diffraction experiments tend to be low, a possibility to adapt the exposure time to the prevailing boundary conditions, i.e., the investigated microstructure, is seen to be a very effective approach. The counting time is decisive for, e.g., complex texture, phase, and residual stress measurements. Traditionally, more measurement points and, thus, longer data collection times lead to more accurate information. Here, too short counting times result in poor signal-to-background ratios and dominant signal noise, respectively, rendering subsequent evaluation more difficult or even impossible. Then, it is necessary to repeat experiments with adjusted, usually significantly longer counting time. To prevent redundant measurements, it is state-of-the-art to always consider the entire measurement range, regardless of whether the investigated points are relevant and contribute to the subsequent materials characterization, respectively. Obviously, this kind of approach is extremely time-consuming and, eventually, not efficient. The present study highlights that specific selection strategies, taking into account the prevailing microstructure of the alloy in focus, can decrease counting times in X-ray energy dispersive diffraction experiments without any detrimental effect on data quality for the subsequent analysis. All relevant data, including the code, are carefully assessed and will be the basis for a widely adapted strategy enabling efficient measurements not only in lab environments but also in large-scale facilities. KW - Materials characterization KW - Machine learning KW - X-ray diffraction KW - Measurement optimization PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-630831 DO - https://doi.org/10.1038/s41598-025-96221-1 SN - 2045-2322 VL - 15 IS - 1 SP - 1 EP - 12 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-63083 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -