TY - THES A1 - Schulze, Maximilian Peter T1 - Optimierung des Kühlkonzepts einer Modellgasturbine mit Berücksichtigung des geänderten Sicherheitskonzepts und der erweiterten Diagnostik in die vorhandene Prüfstandsteuerung Y1 - 2021 UR - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:573-32835 CY - Ingolstadt ER - TY - THES A1 - Fenk, Alexander Ludwig T1 - Konzeption, Konstruktion und additive Fertigung eines Versuchsträgers zur näherungsweisen Abbildung der wasserführenden Leitbündel in Bäumen N2 - Obwohl die Frage nach den Mechanismen hinter dem Wassertransport in Bäumen historischen Charakter hat, ist sie nicht bis ins letzte Detail geklärt. Die aktuell gängige Theorie, die Kohäsionstheorie, lässt zentrale Aspekte unbeantwortet. Der Wichtigste ist, dass ihr zufolge das Wasser in den Leitbündeln unter einer Zugspannung von bis zu 3 MPa steht (Schopfer & Brennicke, 2010, S. 320). Diese Werte werden bisher in Laborversuchen nicht erreicht (Tötzke, 2009, S. 126). Um alternative und ergänzende Ansätze zu untersuchen braucht es einen Versuchsträger der die wasserführenden Leitbündel der Bäume, deren Anatomie und die Physiologie des Wassertransports abbildet. Bisherige Überlegungen legen den Fokus meist auf die exakte Darstellung der nanoporösen Blattstruktur (Lee et al., 2017; Tötzke, 2009). Das Xlyem wird dabei sehr stark abstrahiert und z. B. nur mit einer einzigen bzw. einigen wenigen Kapillaren dargestellt (Shi et al., 2020). Potentiell wichtige Merkmale des Wassertransports gehen dabei verloren. In dieser Arbeit wurde ein additiv gefertigter Versuchsträger mit Schwerpunkt auf die Abbildung des Xylems entwickelt, um initiale Versuche hinsichtlich der hydropneumatischen Transporttheorie zu erlauben. Diese bietet einen alternativen Erklärungsansatz, der mit den grundlegenden Mechanismen der Kohäsionstheorie koexistieren kann, jedoch andere Prozesse für die Steighöhe hauptverantwortlich macht. Es werden sowohl die Kohäsionstheorie, als auch die hydropneumatische Transporttheorie sowie deren zentrale physikalische Phänomene erläutert. Ferner wird die Anatomie des Wasserleitsystems erklärt und ein Überblick über bisherige Versuchsträger zum Wassertransport gegeben. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden zentrale Aspekte und Anforderungen für das zu entwerfende Modell herausgearbeitet. Eine methodische Konstruktion mit Funktionsstruktur, morphologischem Kasten und Konzeptauswahl führt zu einem Gesamtkonzept, das anschließend auskonstruiert wird. Die Fertigung wird beschrieben und vorbereitet. Die endgültige Konstruktion besteht aus einem einfachen, abgedichteten Reservoir, einer zentralen Gefäßmatrix und Transpirationskörpern aus poröser Keramik. Die Gefäßmatrix wird durch Aneinanderreihung einzelner Zellen mit 2 cm Länge und 0,5 mm Durchmesser gebildet. Die Fertigung ist mit einem Stereolithographiedrucker und dem Material Clear V4 Resin von Formlabs geplant. Zudem werden Experimente zur Ermittlung des Kontaktwinkels von Wasser mit dem verwendeten Werkstoff vorgestellt. Auch sind Untersuchungen zum Einfluss von Surfactants auf kapillare Steighöhen und Kontaktwinkel dokumentiert. Y1 - 2022 UR - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:573-34480 CY - Ingolstadt ER - TY - THES A1 - Niedermayer, Matthias T1 - Zweiphasen-Strömungssimulation verschiedener Betriebszustände einer Lavaldüse im Flachwasserkanal mit OpenFOAM einschließlich Validierungsexperimente N2 - Zweiphasen-Strömungssimulation verschiedener Betriebszustände einer Lavaldüse im Flachwasserkanal mit OpenFOAM einschließlich Validierungsexperimente. Y1 - 2022 UR - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:573-33711 CY - Ingolstadt ER - TY - THES A1 - Hefele, Maximilian Constantin T1 - Erstellung einer Prüfstandsteuerung mit Signalgenerierung zur Komponentenansteuerung und Messdatenaufzeichnung mit Hilfe einer objektorientierten Systementwicklungssoftware N2 - In der vorliegenden Bachelorarbeit wird für einen Kühlmittelpumpen-Prüfstand die entsprechende Ansteuerungssoftware entwickelt. Mit Hilfe der Software LabVIEW von National Instruments werden die Steuerungsabläufe der Komponenten Kühlmittelpumpe, LAUDA-Temperiergerät und Wärmeübertrager erstellt. Außerdem sind verschiedene Druck,- Volumenstrom- und Temperatursensoren verbaut, dessen Messergebnisse genauestens erfasst und dem Bediener angezeigt werden. Verschiedene Sicherheitskonzepte in Form von Türkontakten und Grenzwertdiagnosen werden integriert, um einen sicheren Betrieb im Labor zu gewährleisten. Entwickelt wird ebenso eine grafische Benutzeroberfläche auf der sowohl in einen manuellen Modus als auch in einen Automatik-Modus geschalten werden kann. Bei letzterem ist die Vorgabe sequenzielle Stufenprofile zu erstellen, um damit Wasserpumpen aus dem Automobilbereich zu vermessen und Pumpenkennfelder aufzunehmen. Dabei sollen sowohl Pumpen mit einer Ansteuerung über Pulsweitenmodulation (PWM) als auch Pumpen mit einem LIN-Bus Protokoll ansteuerbar sein. Y1 - 2021 UR - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:573-11718 CY - Ingolstadt ER - TY - THES A1 - Köhler, Daniel T1 - Numerische Vergleichsstudie zwischen Spiroid und konventionellen Winglets an verschiedenen Tragflügelgeometrien bei Re=100 000 und Ma=0,06 mit OpenFOAM N2 - Damit die Luftfahrt in ein klimaneutrales Zeitalter geführt werden kann, gibt es die Möglichkeit die Effizienz der Tragflügel zu steigern. Somit werden kerosinbetriebene Luftfahrtzeuge emissionsärmer, bzw. Flugzeuge mit alternativen Antrieben leistungsfähiger. Dazu untersucht diese Arbeit eine Randflügelgeometrie, die dem Flügeldesign von Vögeln nachempfunden wird. Diese sogennanten Spiroid Winglets werden mit konventionellen Winglets (Blended, Racket und Wingtip Fence), die bisher an vielen Tragflügeln eingesetzt werden, bezüglich des Auftriebs, des Widerstands und der Gleitzahl verglichen. Dabei beschränkt sich diese Arbeit auf Untersuchungen bei einer Reynoldszahl von 100 000, die für kleine Fluggeräte, wie zum Beispiel Drohnen, repräsentativ sind. Die Arbeit baut auf den beiden Papers Guerrero et al. (2011) und Murtaza et al. (2017) auf. Es wird die im Paper von Guerrero et al. entwickelte Spiroid Winglet Form übernommen, die laut dem Paper im Vergleich zum Tragflügel ohne Winglet Vorteile aufweist. Dieses Winglet hat eine parallelogramm ähnliche Geometrie, die laut dem Paper von Mostafa et al. (2014) eine bessere Leistungsfähigkeit als andere Formen bieten soll. Die Untersuchungen werden am Basisflügel durchgeführt, der keine Vorderkantenpfeilung und keine Verwindung, sowie eine trapezförmige Tiefenverteilung und eine Streckung von Λ=8,95 aufweist. Um eine Abhängigkeit der Tragflügelparamter zu untersuchen, wird die Vergleichsstudie der verschiedenen Wingletvarianten ebenfalls am Basisflügel mit einer veränderten Vorderkantenpfeilung von φ_VK=30° und einem Basisflügel mit veränderter Streckung von Λ=6 durchgeführt. Zu Beginn dieser Arbeit werden die Grundlagen der Strömungsmechanik und der numerischen Strömungssimulation gelegt, die für diese Arbeit notwendig sind. Es wird der RANS Solver simpleFOAM der Software OpenFOAM für die Durchführung der Simulation verwendet. Für die Untersuchung der Simulation auf physikalisch korrekte Ergebnisse wird eine Validierungssimulation an einem Tragflügel mit unendlicher Streckung durchgeführt. Anschließend werden die Simulationsergebnisse mit den experimentellen Daten verglichen und somit die optimalen Einstellparamter für die Simulation festgestellt. Die genauen Geometriedaten der konventionellen Winglets werden von bisherigen Formen, die an einigen Flugzeugtragflügeln eingesetzt werden, abgeleitet. Der Rechenraum wird von dem Paper von Guerrero et al. übernommen, sodass auf eine Rechenraumstudie verzichtet werden kann. Die Konvergenzstudie ergab, dass mindestens 800 Iterationen für ein ausreichend genaues Ergebnis für den Anstellwinkelbereich von -2° bis 8° notwendig sind. Dagegen benötigen die Simulationen bei Anstellwinkeln von 12° bis 16° mindestens 2000 Iterationen, da diese nicht konvergieren. Für ein ausreichend genaues Ergebnis sind circa 22 Millionen Elemente im Rechenraum notwendig. Die verursachten Fehler werden im niedrigen Anstellwinkelbereich auf 1,5 % abgeschätzt. Dagegen ist eine Beurteilung der Fehler im Anstellwinkelbereich von 12° bis 16° schwierig, da die stark instationäre Strömung durch den RANS Solver nur gemittelt werden kann und dadurch größere Abweichungen entstehen könnten. Die Vergleichsstudie zeigt, dass das Spiroid Winglet bei keiner Tragflügelgeometrie, die in dieser Arbeit untersucht wurde, Vorteile gegenüber bisheriger Winglets aufweisen kann. Bei allen Tragflügelgeometrien gibt es immer konventionelle Wingletvarianten, die einen höheren maximalen Auftrieb und eine höhere Gleitzahl als das Spiroid Winglet erreichen und somit für den Einsatz an Flugzeugen besser geeignet sind. Y1 - 2021 UR - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:573-22542 CY - Ingolstadt ER -