TY - THES A1 - Batos, Andrej T1 - Domänenübergreifende Mehrkörpersimulation bei Teilungsprozessen pflanzlicher Erntegüter: = Cross-domain multi-body simulation of plant separation processes Y1 - 2016 SN - 978-3-95886-128-2 N1 - RWTH Aachen University, Dissertation, 2016 PB - Verlagshaus Mainz CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Trofimov, Igor T1 - Modellgestützte Entwicklung eines Verfahrens zur Volumenstromermittlung an Vibrationsfördersystemen N2 - Das in dieser Arbeit behandelte Thema zur angewandten Forschung wird aus zwei großen Quellen gespeist. Zum einen ist das eine experimentelle Untersuchung des Verhaltens eines realen schwingungsfähigen mechanischen Systems. Das Ziel ist das Erstellen eines plausiblen numerischen Prozess- bzw. System-Modells durch Ermittlung der relevanten Systemeinfluss- und Ausgangsgrößen. Zum anderen sind das die Untersuchungen und die Optimierungsmaßnahmen an diesem Modell, um gewünschte Systemeigenschaften bzw. Funktionalitäten mithilfe eines Optimierungsverfahrens mit anschließender experimenteller Verifikation der Optimierungsergebnisse zu erreichen. Die angestrebten Systemfunktionalitäten lassen sich dabei wie folgt formulieren: Die Messeinrichtung des Reglers eines Linearschwingförderers für Schüttgut soll, mit Hilfe des wiegenden Sensors (Kraftsensor) alleine, bei einem kontinuierlichen Materialfluss den Massenstrom, also sowohl die Masse als auch die Geschwindigkeit des auf dem Förderorgan der Förderanlage bewegenden Gutes, ermitteln. Hierbei wird von einer sensorlosen Erfassung der Geschwindigkeit des Fördergutes gesprochen. Die Idee zur sensorlosen Erfassung der Geschwindigkeit eines konstanten Materialflusses am Linearschwingförderer beruht auf der Auswertung des Zeitsignals des im Systemregler integrierten wiegenden Sensors. Das Zeitsignal im sonst konstanten Signal kommt an dem Sensor aufgrund einer Massendiskontinuität (Massenfehler) zustande, die zu diesem Zweck im homogenen Materialfluss auf dem Förderorgan (Förderrinne) des Förderers absichtlich verursacht wird. Die Erzeugung des Massenfehlers wurden über die Variation des Schwingungsverhaltens der Förderanlage realisiert. Dafür wurden folgende Phänomena in einem mit Vibration belasteten Schüttgut ausgenutzt: Infolge der Veränderung der zugeführten Schwingungsenergie können sich sowohl das Profil des Materialstroms als auch die Dichte (Aggregatzustand1) des zu fördernden Materials verändern. Die Systemantwort auf Variation der Schwingungsenergie in Form des Zeitsignals des wiegenden Sensors wurde mit einem speziellen Auswertungsalgorithmus zur Fördergeschwindigkeit ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse fließen neben den Werten der Eingangsparameter des Prozesses in das mathematische Modell ein. Im Folgenden wurde das Modell als ein mehrdimensionales Optimierungsproblem betrachtet und unter Anwendung einer geeigneten Optimierungsmethode zielführend behandelt. Anschließend wurde das ermittelte Optimum messtechnisch validiert. KW - Fördergeschwindigkeit KW - Optimierungsmethode KW - Massenstrom KW - Schüttgut KW - mathematisches Prozessmodell Y1 - 2022 UR - https://publications.rwth-aachen.de/record/849332/files/849332.pdf U6 - https://doi.org/10.18154/RWTH-2022-06734 PB - Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Stuhlsatz, André T1 - Machine learning with Lipschitz classifiers N2 - complex image, like for example that of a known person, and to distinguish it from other objects within half a second. While for a solution of this task the brain has access to a massive parallelism and a vast, hierarchically organized, and auto-associative memory, common computer architectures are just able to a sequential processing of information stored in a non auto-associative memory. Even modern, parallelly operating, multi-processor systems are far away from the performance of our brain. However, nowadays, it is possible to solve complex and memory extensive pattern recognition problems, like the recognition of handwritten digits or the transcription of speech, satisfactorily with a common computer by the use of modern statistical and algorithmic learning approaches. One of the most successful pattern recognition methods is the so-called Support Vector Machine (SVM). The SVM is based on the learning paradigm of structural risk minimization, which outperforms empirical approaches if only few data is available for solving the considered classification problem. Although the SVM has proven very good recognition performances in many cases, the SVM also comes up with limitations, for example if specific a priori knowledge shall be used. In particular, the increasing complexity of applications requires a high adaptivity of the classification method to the specific problem. Also concerning this point, the SVM is limited due to a restricted variety of implementable classification functions. The objective of the present thesis is the development of new learning algorithms for the classification of patterns, that on the one hand overcome the limitations of the SVM, but on the other hand are based on the same theoretical concepts facilitating the good performance of the SVM. Two new algorithms will be presented that are justified by a theoretical generalization of the SVM, and which will be utilized for the first time for a practical implementation. In contrast to the SVM, the new methods make accessible a much larger function class for constructing a classifier. This is an important prerequisite for flexible adaptation of the classifier to difficult classification tasks with particular requirements as well as for the integration of a priori knowledge about the problem at hand. In this work, the way to implementable algorithms leads across different mathematical reformulations of the original problem. Starting with the theoretical generalization of the SVM, it results a restricted optimization problem that is difficult to solve in general. In a first step, this problem is expressed in terms of a restricted minimax-problem by a modification of the suitable classification functions to a still very large function class consisting of (affine-)linear combinations of at least one-time continuously differentiable functions. In the next step, the minimax-problem is converted into a so-called Semi-Infinite Problem (SIP). It turns out, that this particular mathematical problem is appropriate in order to obtain a solution of the original problem for the considered function class using well-known optimization methods. To further exploit the problem structure, an equivalent dual problem is derived from the SIP. Therefore, we prove a duality theorem about the equality of the optimal values of the dual and the original problem. For solving the dual problem, a multilevel iterative approach is developed from which the proposed algorithms follow by pursuing different solution strategies. Moreover, all sub-optimization methods of any stage necessary for an implementation in software are developed. Namely, these are an adapted interior-point-method, a simulated annealing based search heuristics and a particular gradient decent approach. Furthermore, options are depicted for an improvement of efficiency for future implementations. Besides the emphasis on the theoretical development of new learning methods and their practical implementations, all algorithms were implemented in the MATLAB(R) programming environment for the experimental part of the present thesis. Hence, they are also available for further research purposes in future. For the first time, classification results are explored and evaluated in comparison to the SVM on different data sets. As test data, an artificial 2d-dataset as well as two real-world datasets were used. In the concluding experiment, a scenario is prototypically considered to which the SVM is only inadequately applicable and which shall precisely prove the capability of the new methods in that case. It follows, regarding the considered datasets, the proposed learning methods reach comparably good classification accuracy like the SVM in standard applications. Moreover, the particular benefit of the new methods is reflected theoretically and experimentally in the ability to solve classification problems using decision functions that are not accessible to SVMs. Thereby, the underlying ideas, which make the SVM excel compared to other approaches with respect to generalization performances in case of few available learning information, are adequately transported into the proposed new environment. This opens the way for a design and a use of new classifiers that have not been implementable in a robust and generalizing basic concept so far. Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:101:1-201104192945 PB - Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg CY - Magdeburg ER - TY - THES A1 - Spiegel, Thomas T1 - Multi-criteria flexibility allocation for electric distribution networks N2 - Germany’s national climate protection policy, the German Energy Transition, is oriented towards the reduction of energy-related greenhouse gas emissions by rapidly expanding the share of renewable energy systems. New challenges arise regarding technical and energy economical integration as installed wind and photovoltaic power capacities increase continuously. This thesis contributes to the topic by introducing a framework for online multi-criteria flexibility allocation in electrical distribution networks with transport capacity limitations. It considers technical aspects and market participant interests that may contradict each other. Local master data is preprocessed using geospatial information of buildings, photovoltaic systems, wind turbines, and the human population within a spatial domain of interest. By combining weather forecast data, this establishes the foundation for predicting power flow in the electrical distribution network and generating grid-beneficial criteria utilizing the smart grid traff. Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:579-opus-1011990 PB - IRC-Library, Information Resource Center der Constructor University CY - Bremen ER - TY - THES A1 - Grote, Wolfgang T1 - Ein Beitrag zur modellbasierten Regelung von Entnahmedampfturbinen KW - Dynamische Modellierung KW - Dampfturbine KW - Prädiktive Regelung KW - Dampfkraftwerk Y1 - 2009 UR - https://hss-opus.ub.ruhr-uni-bochum.de/opus4/2109 PB - Bochum ER - TY - THES A1 - Neef, Matthias T1 - Analyse des Schlagfluges durch numerische Strömungsberechnung N2 - Mit Hilfe eines Finite-Volumen-Verfahrens wird die dreidimensionale reibungsbehaftete Stroemung um einen schlagenden Fluegel berechnet. Die Bewegungsparamter sind dabei vergleichbar mit den Bedingungen im Reiseflug grosser Voegel. Das numerische Verfahren wird fuer den gezeigten Anwendungsfall, indem eine Methode zur Realisierung von beliebigen periodischen Bewegungen implemetiert wird. Eine Verifizierung erfolgt durch den Vergleich mit analytischen, numerischen und experimentellen Ergebnissen aus der Literatur. Mit dem verifizierten Verfahren werden die instationaeren Groessen wie Druck und Geschwindigkeiten in der Umgebung des bewegten Fluegels berechnet. Daraus ergeben sich ferner die zeitlich gemittelten Groessen wie Schub und Wirkungsgrad des Schlagfluges. Ausserdem wird die Interaktion von Laengs- und Querwirbeln im Nachlauf des schlagenden Fluegels untersucht. Es zeigt sich ein dominanter Einfluss der pulsierenden Randwirbel aufgrund der endlichen Spannweite, waehrend die Anfahr- und Stoppwirbel, verursacht durch die Fluegelbewegung, im Reiseflug grosser Voegel nahezu vernachlaessigbar erscheinen. N2 - The three-dimensional viscous flow around a flapping wing is calculated by means of a finite volume code. The invoked motion parameters are comparable with the conditions in cruising flight of large birds. For the described application the numerical procedure is extended by implementing a method for realisation of arbitrary periodic motions. The verification is obtained by comparison with analytical, numerical and experimental results from existing literature. With the verified method the instationary quantities such as pressure and velocity are known in the vicinity of the wing. This also yields the time averaged values such as thrust and propulsive efficiency of the flapping wing propulsion. Additionally, the interaction between longitudinal and transverse vortices in the wake of the flapping wing is investigated. A dominant influence of the oscillating tip vortices due to the finite span can be seen, while the starting and stopping vortices due to the wing motion appear almost negligible in the cruising flight of large birds. Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:084-14501 UR - http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00001361 VL - ZLR-Forschungsbericht, 2 ER - TY - THES A1 - Biedermann, Till M. T1 - Aeroacoustic transfer of leading edge serrations from single aerofoils to low-pressure fan applications N2 - Leading edge serrations are well-known for their aeroacoustic potential in reducing aerofoil-turbulence interaction noise and are also associated with certain aerodynamic advantages. To prepare leading edge serrations for industrial application, two obstacles remain to be addressed. First is a combined analysis of the aeroacoustic and the aerodynamic performance of leading edge serrations to develop optimum designs. Second is the need to examine the transferability of the known effects of leading edge serrations from a single aerofoil to full rotors, which are considered to be the final area of application. This thesis aims to assist in the transfer of a well-investigated aerofoil with serrated leading edges from the rigid to the rotating domain. With this purpose, a single aerofoil type is selected and thoroughly analysed, experimentally and numerically, to generate a reliable data basis for aerodynamic performance and noise reduction capability. Aside from gathering information on the overall performance, the spatial distribution of the noise sources is localised, and the spectral composition of the noise reduction is found to follow a clearly defined scaling law. Aerodynamically, generated vortices are found to be responsible for a complex three-dimensional separation mechanism of the leading edge serrations, causing a delay of stall. The generated data basis is then used to design low-pressure axial fans of minimum complexity by keeping the initially chosen aerofoil type. The experimentally identified noise reduction mechanisms for the serrated axial fans are found to be more diverse than the single aerofoil and highly dependent on the inflow conditions and the operation point of the fan. A highly similar pattern for the spectral scaling of the noise reduction supports the finding that at optimum operation conditions, the previously identified noise reduction mechanisms for the single aerofoils are transferable to the rotating domain. On the other hand, additional aerodynamic mechanisms are found to dominate the noise reduction for the instability region of the fan, also contributing to reduced blade-to-blade interaction effects. Moreover, the blade-tip leakage flow is altered by delaying the development of coherent structures. The next step towards a more general description of the aeroacoustic and aerodynamic dependencies is developing a comprehensive model based on artificial neural networks. This model allows a combined analysis of the aerodynamic and acoustic performance of rotors with serrated leading edges and shows an accurate prediction of the overall performance and the spectral composition of the radiated noise. It also enables the development of multi-objective optima for serration designs and motivates further studies into the generalisability of the observed trends. Furthermore, the developed model represents a feasible tool to create tailored serration designs for maximum efficiency in both aeroacoustics and aerodynamics, contributing to the development of future low-noise fans and rotating machinery. N2 - Leading Edge Serrations sind hinlänglich für ihr Potential zur Reduktion von turbulenzinduziertem Schall bekannt. Ebenso können sie sich als aerodynamisch vorteilhaft erweisen. Mit dem Ziel, Leading Edge Serrations industriellen Anwendungen zugänglich zu machen, verbleiben primär noch zwei Hemmnisse. Zum einen die Notwendigkeit einer kombinierten Bewertung des aerodynamischen und des aeroakustischen Potentials mit dem Ziel der Identifikation optimaler Designansätze. Zum anderen sind Aussagen hinsichtlich der Übertragbarkeit der bekannten Schallreduktionsmechanismen von einem einzelnen Tragflügel hin zu rotierenden Strömungsmaschinen zu treffen, da letztere das finale Anwendungsgebiet von Leading Edge Serrations darstellen. Diese Arbeit zielt darauf ab, bei dem Transfer eines umfassend analysierten Tragflügeldesigns mit Leading Edge Serrations hin zu einem rotierenden System zu assistieren. Hierzu wird ein für spätere rotierende Anwendungen sinnvolles Tragflügelprofil gewählt und sowohl experimentell als auch numerisch umfassend untersucht, um eine Datenbasis des aerodynamischen und aeroakustischen Potentials zu generieren. Neben Informationen über die globalen Eigenschaften, wurde ebenfalls die räumliche Lage der Schallquellen lokalisiert. Zudem konnte der Verlauf des spektralen Schallreduktionsvermögens einer klaren Gesetzmäßigkeit zugeordnet werden. In Bezug auf die Aerodynamik wurden Wirbelstrukturen, welche sich an den Leading Edge Serrations bilden, als ursächlich für einen komplexen dreidimensionalen Ablösemechanismus identifiziert, welcher eine verzögerte Strömungsablösung bewirkt. Unter Beibehaltung des gewählten Tragflügelprofils wurde die generierte Datenbasis in einem zweiten Schritt zur Auslegung von axialen Niederdruckventilatoren niedriger Komplexität genutzt. Die hier experimentell identifizieren Schallreduktionsmechanismen sind, im Vergleich zu einem einzelnen Tragflügel, deutlich diverser und weisen eine klare Abhängigkeit vom Betriebspunkt des Ventilators sowie von den Einflussparametern auf. Unter optimalen Zuströmbedingungen kann eine klare Übertragbarkeit der Effekte vom ebenen in das rotierende System gezeigt werden. Im Gegensatz wird das Schallreduktionspotential im Instabilitätsbereich des Ventilators durch aerodynamische Strömungsphänomene dominiert, welche zudem zu einer vorteilhaften Beeinflussung von Schaufelinteraktionen beitragen. Des Weiteren wurde durch den Einsatz von Rotoren mit Leading Edge Serrations eine verzögerte Entstehung von kohärenten Strukturen im Blattspitzenbereich nachgewiesen. Um einen weiteren Schritt in Richtung einer globalen Beschreibung der erhaltenen aeroakustischen und aerodynamischen Abhängigkeiten zu gehen, wurde ein umfassendes Modell generiert, welches auf dem Training künstlicher neuronaler Netze beruht. Das generierte Modell ermöglicht eine kombinierte Prognose der aerodynamischen und aeroakustischen Performance der getesteten Prototypen und weist sowohl im Zeitbereich als auch hinsichtlich der spektralen Zusammensetzung der Signale eine hohe Prognosegüte auf. Dies ermöglicht die Definition multikriterieller Optima bezüglich des Serration Designs und motiviert weiterführende Studien hinsichtlich einer Generalisierbarkeit der beobachteten Trends. Schlussendlich ermöglicht das generierte Modell maßgeschneiderte Designansätze für eine maximale aerodynamische und aeroakustische Effizienz, was einen sinnvollen Beitrag zur zukünftigen Entwicklungen schallarmer Ventilatoren und Strömungsmaschinen darstellt. T2 - Strömungsakustischer Transfer von Leading Edge Serrations an einzelnen Tragflügeln hin zu Niederdruck-Axialventilatoren KW - aeroacoustics KW - aerodynamics KW - low-pressure axial fan KW - leading edge serrations KW - artificial neural networks KW - künstliche neuronale Netze KW - Vorderkantenzacken KW - Niederdruck-Axialventilatoren KW - Aerodynamik KW - Strömungsakustik Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.14279/depositonce-9075 PB - Technische Universität Berlin CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Deckert, Carsten T1 - Wissensorientiertes Projektmanagement in der Produktentwicklung BT - Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002. Y1 - 2002 PB - Shaker Verlag CY - Herzogenrath ER -