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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.
In energieeffizienten Gebäuden spielt der Bedarf an Energie für die Raumheizung gegenüber der benötigten Energie für Warmwasser und zum Antrieb elektrischer Geräte eine zusehends untergeordnete Rolle. Die thermische Energie für elektrische Haushaltsgeräte, wie Waschmaschine, Kühlschrank etc., wird für gewöhnlich dezentral im Gerät erzeugt. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel eines Forschungsprojekts der Bau und der Test eines Funktionsmusters zur funktionalen und energetischen Kopplung der Haushaltsgeräte und der Heizungs- und Lüftungstechnik des Gebäudes. Grundgedanke dabei ist die Nutzung von Synergien bei Komponenten und Wärmeströmen, wie der Wärmepumpe als Kälteaggregat für den Kühlschrank, und die effiziente Nutzung von Abwärme der Haushaltsgeräte für die Warmwasserbereitung und Raumheizung.
Um bauliche Veränderungen in bestehenden Kraftwerksprozessen auf ihre Wirkungsweise untersuchen und thermodynamisch beziehungsweise wirtschaftlich bewerten zu können, werden thermische Kraftwerksprozesse mit geeigneter Simulationssoftware abgebildet und in verschiedenen Detaillierungsstufen ausgelegt oder nachgerechnet. Im Folgenden wird ein Weg aufgezeigt, wie mit Hilfe einer stationären Simulationssoftware die Gesamtjahresbilanz eines Kraftwerks vorausberechnet werden kann. Mit Hilfe von Prozessdaten aus Vorjahren wird nachgewiesen, dass das Berechnungsmodell das bestehende Kraftwerk mit einer Abweichung von weniger als drei Prozent bezüglich erzeugter elektrischer Leistung und Brennstoffeinsatz und bei bekannter Dampfproduktion abbilden kann. Das so verifizierte Modell kann zur Untersuchung von Zubaumaßnahmen oder Veränderungen im Kraftwerksprozess eingesetzt werden.
Parabolrinnen nutzen parabolisch gekrümmte Spiegel, um die direkte Globalstrahlung auf ein Vakuum-Absorberrohr zu konzentrieren. Eine Effizienzsteigerung dieser Technologie wird durch eine vollständige Automatisierung der Sonnennachführung optimiert. Die an einem Parabolrinnen-Versuchsträger der Hochschule Düsseldorf realisierte Steuerung und Berechnung der Nachführung werden kontinuierlich über einen Microcontroller realisiert. Eine Kalibrierung der Parabolrinne im Labormaßstab zur Erkennung des Winkels erfolgt über Infrarotsensoren. Die Berechnung des Sonnenstandes, durch den Algorithmus, kann unabhängig von einer Stromzufuhr durch eine Real-Time-Clock bestimmt werden. Mittels Schrittmotor und Treiber verfährt die Parabolrinne in die errechnete Position. Die Feinausrichtung der Parabolrinne erfolgt über ein Verschattungsmodul und zwei Photowiderstände. Durch den Einsatz von 3D-gedruckten Bestandteilen sind die genutzten Komponenten kostengünstig und können standortunabhängig reproduziert werden. Durch das Zusammenspiel der Komponenten ist ein autonomer Einsatz möglich.
LUST (lebenswerte und umweltgerechte Stadt) ist ein interdisziplinäres Projekt der Fachbereiche Architektur, Maschinenbau und Verfahrenstechnik sowie Kultur- und Sozialwissenschaften der Hochschule Düsseldorf. Mittelpunkt des Projektes ist die fachübergreifende Entwicklung neuer Konzepte für eine lebenswerte und umweltgerechte Stadt. Es wurde gefördert vom Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des Programms „FH Struktur“.