TY - CONF A1 - Hufschläger, Daniel A1 - Gaal, Mate A1 - Ahmadzadeh, Majid T1 - Simulation und Vermessung von thermoakustischen Schallquellen N2 - Zur Simulation des Schallfeldes von beliebig geformten konventionellen Schallquellen existieren viele Ansätze (EFIT, GPSS). Sie alle basieren auf der Annahme eines monochromatischen akustischen Signals, was meist eine gültige Annäherung darstellt. Allerdings sind bei thermoakustischen Quellen aufgrund ihrer Funktionsweise und der hohen Bandbreite viele der existierenden Ansätze nicht direkt anwendbar und können Beobachtungen bei der Vermessung von thermoakustischen Wandlern nicht vollständig abbilden und erklären. In diesem Beitrag wurde die bekannte Methode der generalisierten Punktquellensynthese (GPSS) für die Berechnung von Schallfeldern von thermoakustischen Schallquellen angewendet. Dabei gehen zahlreiche Parameter wie die Dicke und Geometrie der leitfähigen Schicht, Krümmung des Substrats, sowie die Signalform der Anregung in die Simulation ein. Neu an dem präsentierten Ansatz ist die Abweichung von der üblichen monochromatischen Annäherung und die Berücksichtigung der großen Bandbreite von thermoakustischen Wandlern. Für die Validierung der Simulationen wurden Schallfelder von Quellen mit bekannter Anregung und Geometrie breitbandig durch ein optisches Mikrofon vermessen. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Thermoacoustics KW - Sensor characterization KW - Simulation PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-549944 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-54994 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Guangliang, Y. A1 - Mahon, D. A1 - Gardner, S. T1 - Muon tomography applied to assessment of concrete structures: First experiments and simulations. N2 - Non-destructive techniques for reinforced or prestressed concrete inspection such as ultrasound or radar have found regular, successful practical application but sometimes suffer from limited resolution and accuracy, imaging artefacts or restrictions in detecting certain features. Until the 1980s X-ray transmission was used in case of special demands and showed a much better resolution than other NDT techniques. However, due to safety concerns and cost issues, this method is almost never used anymore. Muon tomography has received much attention recently. Novel detectors for cosmic muons and tomographic imaging algorithms have opened new fields of application. As a first step towards practical application in civil engineering and as a proof of concept we used an existing system to image the interior of a reference reinforced 600 kg concrete block. Even with a yet not optimized setup for this kind of investigation, the muon imaging results are at least of similar quality compared to ultrasonic and radar imaging, potentially even better. In a second step, we have performed simulations to assess the potential for a set of important testing problems such as grouting defects in tendon ducts. The next steps include the development of mobile detectors and optimizing acquisition and imaging parameters. T2 - NDT-CE 2022 CY - Zurich, Switzerland DA - 16.08.2022 KW - Muon tomography KW - Concrete KW - Inspection KW - Simulation PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-563224 UR - https://www.ndt.net/article/ndtce2022/paper/60943_manuscript.pdf SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-56322 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Binder, F. A1 - Bellon, Carsten A1 - Wohlgemuth, F. A1 - Hausotte, T. T1 - Ein praxisnaher Leitfaden für computertomografische Untersuchungen mit der radiografischen Simulationsumgebung aRTist N2 - Radiografische Simulationswerkzeuge wie aRTist, ScorpiusXLab, SimCT oder CIVA CT verwenden analytische Methoden und physikalische Monte-Carlo-Teilchentransportsimulationen, um die Interaktionsprozesse zwischen Röntgenstrahlung und Materie zu simulieren. Die berechneten Projektionen bilden anschließend unter Berücksichtigung einer definierten Scan-Trajektorie die Basis der Simulation einer röntgencomputertomografischen Untersuchung. Für den erfolgreichen Einsatz der Computertomografie, sei es als zerstörungsfreie Prüfmethode oder beim dimensionellen Messen, ist es generell notwendig, bekannte Fehler- bzw. Abweichungsquellen des Messverfahrens auszuschließen oder zu reduzieren. Dabei hat sich gezeigt, dass die Auswahl der Messparameter und die Erfahrung des Anwenders direkten Einfluss auf das erzielbare Messergebnis einer computertomografischen Untersuchung nehmen. Es ist daher sinnvoll, die Parameterauswahl in einem virtuellen Simulationsaufbau vorher zu erproben und an die Messaufgabe anzupassen. Neben der Optimierung von Messparametern finden radiografische Simulationswerkzeuge auch Anwendung für Machbarkeitsstudien und werden zur Schulung von Anwendern im Bereich der Röntgen-Computertomografie verwendet. Radiografische Simulationswerkzeuge befinden sich in einem stetigen Wandel, beispielsweise durch die Entwicklung neuer Rekonstruktionsmethoden, durch Erweiterung von analytischen Modellen, durch Integration komplexer Trajektorien oder durch Berücksichtigung von prozessbedingten geometrischen Abweichungen. Im laufenden EMPIR-Projekt „AdvanCT“ entsteht deshalb ein „Good Practice Guide“ für die Simulationsumgebung aRTist. Ziel dieses Guides ist es, die mit steigender Komplexität verbundenen Einstiegshürden für Anwender von aRTist zu reduzieren, um damit einen praxisnahen Zugang zur virtuellen Computertomografie zu ermöglichen. Dabei werden anhand von praktisch nachvollziehbaren Beispielen die grundlegenden Mechanismen der Simulationsumgebung erklärt und ein strukturierter Leitfaden zur Simulation röntgencomputertomografischer Untersuchungen mit aRTist vermittelt. In diesem Beitrag werden erste Auszüge des Guides sowie eine Übersicht der weiteren geplanten Themen für die anschließende Diskussion vorgestellt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2021 CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Computertomografie KW - Simulation PY - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-530476 UR - https://jahrestagung.dgzfp.de/portals/jt2021/bb176/inhalt/poster.htm SN - 978-3-947971-18-3 VL - 176 SP - 1 EP - 9 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-53047 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Grauel, Bettina A1 - Würth, Christian A1 - Homann, C. A1 - Krukewitt, Lisa A1 - Andresen, Elina A1 - Roik, Janina A1 - Recknagel, Sebastian A1 - Haase, M. A1 - Resch-Genger, Ute T1 - Volume and surface effects on two-photonic and three-photonic processes in dry co-doped upconversion nanocrystals N2 - Despite considerable advances in synthesizing high-quality core/shell upconversion (UC) nanocrystals (NC; UCNC) and UCNC photophysics, the application of near-infrared (NIR)-excitable lanthanide-doped UCNC in the life and material sciences is still hampered by the relatively low upconversion luminescence (UCL) of UCNC of small size or thin protecting shell. To obtain deeper insights into energy transfer and surface quenching processes involving Yb3+ and Er3+ ions, we examined energy loss processes in differently sized solid core NaYF4 nanocrystals doped with either Yb3+ (YbNC; 20% Yb3+) or Er3+ (ErNC; 2% Er3+) and co-doped with Yb3+ and Er3+ (YbErNC; 20% Yb3+ and 2% Er3+) without a surface protection shell and coated with a thin and a thick NaYF4 shell in comparison to single and co-doped bulk materials. Luminescence studies at 375 nm excitation demonstrate backenergy transfer (BET) from the 4G11/2 state of Er3+ to the 2F5/2 state of Yb3+, through which the red Er3+ 4F9/2 state is efficiently populated. Excitation power density (P)-dependent steady state and time-resolved photoluminescence measurements at different excitation and emission wavelengths enable to separate surface-related and volume-related effects for two-photonic and threephotonic processes involved in UCL and indicate a different influence of surface passivation on the green and red Er3+ emission. The intensity and lifetime of the latter respond particularly to an increase in volume of the active UCNC core. We provide a threedimensional random walk model to describe these effects that can be used in the future to predict the UCL behavior of UCNC. KW - Nano KW - Nanomaterial KW - Upconversion KW - Nanoparticle KW - Lanthanide KW - Photoluminescence KW - Quantum yield KW - Pphotophysics KW - Lifetime KW - Sensor KW - Excitation KW - Power density KW - Single particle KW - Brightness KW - NIR KW - Mechanism KW - Modeling KW - Simulation KW - Energy transfer PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-535317 SN - 1998-0124 VL - 15 IS - 3 SP - 2362 EP - 2373 PB - Springer AN - OPUS4-53531 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reuter, T. A1 - Plotzki, David A1 - Borges de Oliveira, F. A1 - Hausotte, T. T1 - Simulative Untersuchung des Einflusses von Bildrauschen auf dimensionelle Messungen mit industriellen Computertomografen N2 - Die industrielle Röntgen-Computertomografie (CT) etabliert sich für die Anwendung in der dimensionellen Messtechnik. Sie bietet als zerstörungsfreies Messverfahren das Potential, sowohl innen- als auch außenliegende Merkmale holistisch zu erfassen. Für die Bestimmung der Güte eines Messwerts muss die dem Messwert zugeordnete Messunsicherheit ermittelt werden. Dabei kann, nach derzeitigem Stand der Technik und Normung, die aufgabenspezifische Messunsicherheit nach VDI/VDE 2630 Blatt 2.1 nur unter hohem Aufwand mit einer Vielzahl an experimentellen Wiederholmessungen ermittelt werden. Ziel diverser Forschungs-projekte zu diesem Thema ist es daher, eine numerische Messunsicherheitsbestimmung zu erreichen. Dafür ist es notwendig, alle signifikanten Einflussgrößen zu erfassen, deren Unsicherheitsbeiträge zu bestimmen und zu bewerten. In diesem Beitrag wird der Einfluss des Bildrauschens auf verschiedene dimensionelle Messgrößen simulativ untersucht. Mithilfe eines prismatischen Prüfkörpers, der eine Vielzahl an Geometrieelementen aufweist, werden verschiedene Messgrößen unterschiedlicher Komplexität betrachtet. Ziel ist es, für diese Messgrößen zu testen, wie diese auf das Bildrauschen reagieren. Dieses wird dabei durch das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) der Projektionsgrauwerte beschrieben und variiert. Es werden Wiederholsimulationen durchgeführt, damit eine statistische Aussage über die Verteilung der Messwerte möglich ist und der Einfluss des Rauschens auf verschiedene Messgrößen individuell beurteilt werden kann. Das Simulationsszenario wird so gestaltet, dass lediglich das Bildrauschen Einfluss auf die Messung hat. Die berechneten Verteilungsbreiten lassen mit sinkendem SNR eine deutliche Zunahme erkennen, insbesondere bei der Bestimmung von Formabweichungen. Simuliert wird mit der Software aRTist 2.10 (BAM). T2 - DGZfP-Jahrestagung 2021 CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Rauschen KW - Computertomografie KW - Dimensionelle Messung KW - Simulation PY - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-527144 SP - 1 EP - 11 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-52714 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kanzler, D. A1 - Rentala, V. K. A1 - Bertovic, Marija A1 - Heckel, Thomas A1 - Tkachenko, Viktoriya A1 - Given, Joseph A1 - Keßler, S. A1 - Dethof, F. A1 - Jüngert, A. A1 - Vrana, J. T1 - Lasst uns mal POD standardisieren! N2 - Seit beinahe 50 Jahren werden Zuverlässigkeitsbewertungen zerstörungsfreier Prüfverfahren erfolgreich in unterschiedlichen Industriebranchen eingesetzt. Dennoch gibt es weiterhin viele Vorbehalte, da die Bewertungsgrundlage nicht standardisiert ist und konkrete Handlungsanweisungen fehlen. Dem gegenüber steht die Anerkennung in der ZfP-Community. Es ist bisher nur Wenigen bekannt, dass dem Wissen über die Zuverlässigkeit eines zerstörungsfreien Prüfverfahren eineSchlüsselfunktion für die ZfP 4.0 zukommt. Im Vortrag wird die Notwendigkeit für eine Norm oder eine Richtlinie zum Thema Zuverlässigkeitsbewertungen aufgezeigt. Es wird darauf eingegangen, warum es bisher (in Deutschland) noch keine Richtlinie gab und gibt und was der:die Anwender:innen aus einer Richtlinie zur Zuverlässigkeitsbewertung von ZfP-Prüfverfahren erwarten kann. Es werden konkrete Schritte und Vorgehensweisen zur Bewertung der Zuverlässigkeit eines Verfahrens aufgezeigt; von der Definition eines Anwendungsfalls, über die Herstellung geeigneter Testkörper bis hin zur Durchführung und Bewertung von Prüfungen unter Einbeziehung von menschlichen Einflüssen. Die Beispiele umfassen sowohl Anwendungen aus dem Bauwesen als auch aus dem Maschinen- und Anlagenbau. Der Vortrag fasst die bisherigen und geplanten Arbeiten in dem WIPANO Projekt „Normung für die probabilistische Bewertung der Zuverlässigkeit für zerstörungsfreie Prüfverfahren“ zusammen. T2 - DGZfP Jahrestagung 2022 CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Zuverlässigkeit KW - POD KW - Probability of detection KW - Reliability KW - Human Factors KW - Simulation PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-560113 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-56011 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Deumer, J. A1 - Pauw, Brian Richard A1 - Marguet, S. A1 - Skroblin, D. A1 - Taché, O. A1 - Krumrey, M. A1 - Gollwitzer, C. T1 - Small-angle X-ray scattering: characterization of cubic Au nanoparticles using Debye’s scattering formula N2 - A versatile software package in the form of a Python extension, named CDEF (computing Debye’s scattering formula for extraordinary form factors), is proposed to calculate approximate scattering profiles of arbitrarily shaped nanoparticles for small-angle X-ray scattering (SAXS). CDEF generates a quasi-randomly distributed point cloud in the desired particle shape and then applies the open-source software DEBYER for efficient evaluation of Debye’s scattering formula to calculate the SAXS pattern (https://github.com/j-from-b/CDEF). If self-correlation of the scattering signal is not omitted, the quasi-random distribution provides faster convergence compared with a true-random distribution of the scatterers, especially at higher momentum transfer. The usage of the software is demonstrated for the evaluation of scattering data of Au nanocubes with rounded edges, which were measured at the four-crystal monochromator beamline of PTB at the synchrotron radiation facility BESSY II in Berlin. The implementation is fast enough to run on a single desktop computer and perform model fits within minutes. The accuracy of the method was analyzed by comparison with analytically known form factors and verified with another implementation, the SPONGE, based on a similar principle with fewer approximations. Additionally, the SPONGE coupled to McSAS3 allows one to retrieve information on the uncertainty of the size distribution using a Monte Carlo uncertainty estimation algorithm. KW - X-ray scattering KW - SAXS KW - Non-spherical nanoparticles KW - Nanoparticles KW - Nanomaterials KW - Debye scattering equation KW - Simulation KW - Data fitting PY - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-557652 VL - 55 IS - Pt 4 SP - 993 EP - 1001 PB - International Union of Crystallography CY - Chester, England AN - OPUS4-55765 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Winkelmann, Aimo A1 - Nolze, Gert A1 - Voss, M. A1 - Salvat-Pujol, F. A1 - Werner, W. S. M. T1 - Physics-based simulation models for EBSD: advances and challenges N2 - EBSD has evolved into an effective tool for microstructure investigations in the scanning electron microscope. The purpose of this contribution is to give an overview of various simulation approaches for EBSD Kikuchi patterns and to discuss some of the underlying physical mechanisms. T2 - EMAS 2015 - 14th European Workshop on MODERN DEVELOPMENTS AND APPLICATIONS IN MICROBEAM ANALYSIS CY - Portoroz, Slovenia DA - 03.05.2015 KW - Electron backscatter diffraction KW - Simulation KW - Dynamical theory KW - Kinematic theory PY - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-377469 VL - 109 SP - 012018-1 EP - 012018-13 AN - OPUS4-37746 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bachmann, Marcel A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Welding with high-power lasers: trends and developments N2 - High-power laser beam welding became new stimuli within the last 10 years due to the availability of a new generation of high brightness multi kilowatt solid state lasers. In the welding research new approaches have been developed to establish reliable and praxis oriented welding processes meeting the demands of modern industrial applications during this time. The paper focuses on some of the current scientific and technological aspects in this research field like hybrid laser arc welding, simulation techniques, utilization of electromagnetic fields or reduced pressure environment for laser beam welding processes, which contributed to the further development of this technology or will play a crucial role in its further industrial implementation. T2 - 9th International Conference on Photonic Technologies - LANE 2016 CY - Fürth, Germany DA - 19.09.2016 KW - High-power Laserbeam Welding KW - Electromagnetic Force KW - Vacuum KW - Simulation PY - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-377280 VL - 83 SP - 15 EP - 25 PB - Elsevier B.V. CY - Berlin, Germany AN - OPUS4-37728 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Kolkoori, Sanjeevareddy A1 - Deresch, Andreas T1 - Influence of scattered radiation on the efficiency of dual high-energy X-Ray imaging for material characterization N2 - In this contribution, we discuss the influence of scattered radiation on materials’ effective attenuation coefficients at higher X-ray energies. The selected X-ray spectra for the dual-energy experiments correspond to 3 MV and 7.5 MV acceleration potential of the used betatron. Experiments were performed on a test phantom containing step wedges of different low- and high-Z materials. We evaluated the ratio between low- and high-energy X-ray attenuation coefficients quantitatively based on simulated poly-energetic high-energy X-ray source spectra and the detector sensitivity using the “analytical Radiographic Testing inspection simulation tool” (aRTist) developed at BAM. Furthermore, the influence of scattered radiation is evaluated using an efficient Monte-Carlo simulation. The simulation results are compared quantitatively with experimental investigations. Finally, important applications of the proposed technique in the context of aviation security are discussed. T2 - 19th World Conference on Nondestructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.06.2016 KW - Monte Carlo methods KW - Dual-energy imaging KW - Simulation KW - Experiments PY - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-365925 SN - 978-3-940283-78-8 VL - 158 SP - 1 EP - 10 PB - DGZfP CY - Berlin, Germany AN - OPUS4-36592 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -