620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Refine
Year
Publication Type
- Article (22)
- Conference Proceeding (19)
- Report (6)
- Book (5)
- Lecture (5)
- Working Paper (4)
- Master's Thesis (3)
- Periodical (3)
- Part of a Book (2)
- Course Material (2)
Language
- German (50)
- English (20)
- Multiple languages (1)
Keywords
- Liner (10)
- liner (7)
- Circular ring (3)
- Elektrotechnik (3)
- Kreisring (3)
- Statik (3)
- Vorverformungen (3)
- Wasserdruck (3)
- elastische Bettung (3)
- local imperfection (3)
We have developed, manufactured and tested a unimorph deformable mirror for space applications based on piezoelectric actuation. The mirror was designed for the correction of low-order Zernike modes with a stroke of several tens of micrometers over a clear aperture of 50 mm. It was successfully tested in thermal vacuum, underwent lifetime tests, and was exposed to random vibrations, sinusoidal vibrations, and to ionizing radiation. We report on design considerations, manufacturing of the mirror, and present the test results. Furthermore, we discuss critical design parameters, and how our mirror could be adapted to serve recently proposed space telescopes such as HDST and TALC.
Over the past 5 years we have developed a new type of unimorph deformable mirror. The main advantages of this mirror technology are · very low surface scattering due to the use of superpolished glass · excellent coatings, even suitable for high power lasers, can be applied · active diameter of the mirrors can be between 10 mm and 100 mm · large strokes can be achieved even for small mirror diameters · integrated monolithic tip/tilt functionality based on a spiral arm design We have modeled these mirrors by analytical models as well as by the finite element method. This allows us to quickly design new mirrors tailored to specific applications. One example is a mirror for laser applications that has a diameter of 10 mm and can achieve a stroke in defocus mode of 5 μm. The stroke for these mirrors scales as the square of the mirror diameter, meaning that we can achieve, for example, a stroke of 125 μm for a mirror of 50 mm diameter. We will present design criteria and tradeoffs for these mirrors. We characterize our mirrors by the maximum stroke they can deliver for various Zernike modes, under the boundary condition that the Zernike mode has to be created with a certain fidelity, usually defined by the Maréchal criterion.
We have developed and manufactured a unimorph deformable mirror for space telescopes based on piezoelectric actuation. The mirror features 44 actuators, has an aperture of 50 mm, and is designed to reproduce low-order Zernike modes with a stroke of several tens of µm. We assessed the space compliance by operating the mirror in thermal vacuum, and exposing it to random and sinusoidal vibrations, as well as to ionizing irradiation. Additionally, the operational life time and the laser power handling capability were tested. The mirror was successfully operated in thermal vacuum at 100 K. We report on the conducted tests and the methods used to evaluate the mirror´s performance, and discuss the compliance with the demanded requirements
Large space telescopes made of deployable and lightweight structures suffer from aberrations caused by thermal deformations, gravitational release, and alignment errors which occur during the deployment procedure. An active optics system would allow on-site correction of wave-front errors, and ease the requirements on thermal and mechanical stability of the optical train. In the course of a project funded by the European Space Agency we have developed and manufactured a unimorph deformable mirror based on piezoelectric actuation. The mirror is able to work in space environment and is designed to correct for large aberrations of low order with high surface fidelity. This paper discusses design, manufacturing and performance results of the deformable mirror.
Trends of changes in waste management and possible optimizations within the waste collection process
(2013)
1. General waste management in Europe 2. Optimization process of disposal logistics a. Technologies (collection systems, vehicles etc.) b. Benchmarking c. Optimization 3. The future and sustainability of waste management
Die anhaltende Diskussion um Wirtschaftlichkeit, Leistungsfähigkeit und Qualität der Dienstleistung veranlasst zunehmend mehr Abfallwirtschaft- und Stadtreinigungsbetreibe sich mit der Frage auseinanderzusetzen, " Wo steht mein Betreib im Vergleich zu anderen und wie muss ich mich als Betrieb positionieren?". Erst Antworten hierzu kann u. A. auch eine Teilnahme an einem brancheninternen Benchmarking-Verfahren liefern.
Die Tigray and Afar Wasser Initiative (TAWI) ist ein Kooperationsprojekt der Mekelle Universität (Äthiopien), der Fachhochschule Münster und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. Gegenstand der Initiative ist die Wasserversorgung im ländlichen Raum der besonders wasserarmen Regionalstaaten Tigray und Afar im semi-ariden Norden Äthiopiens. Im Untergrund ist häufig noch Wasser zu finden, das gelegentlich auch von Menschen zu landwirtschaftlichen Zwecken extensiv genutzt wird. Dichtwände im Untergrund können dazu dienen, diese Nutzung zu intensivieren und zusätzlich den Landschafts-Wasserhaushalt positiv zu beeinflussen. Die so aufgestauten unterirdischen Wasserspeicher sollen als kleine bzw. kleinste Anlagen dezentral die Versorgungslage kleiner, lokaler Bevölkerungsgruppen verbessern. Gleichzeitig vermeidet die unterirdische Speicherung die Gefahr einer Erhöhung der Inzidenzrate für beispielsweise Malaria, wie sie infolge von oberirdisch angelegten Ponds nachgewiesen worden ist.
Further space exploration in the far-infrared (FIR) requires larger apertures in order to improve the spatial resolution of captured images. To this purpose, the Thinned Aperture Light Collector (TALC) concept of a deployable annular telescope has been recently developed at CEA, which offers novel perspectives for FIR space missions. The consortium ELICSIR consortium of European institutes and companies has been created to improve the technological readiness level (TRL) of its key systems and components.
Struktural design of linings
(2001)
The German Worksheet ATV-M 127-2 published in January 2000 after a seven years period of preparation and discussion is now well accepted in design practice for lining systems made of different materials and installed in various methods. The concept based on stress, deformation and stability analyses supports simple formula and diagram usage in standard cases like circular pipes up to ND 600 and more elaborate analyses for non-circular cross sections. Beside a short description of the design code the theoretical background is presented. Experimental test configurations are discussed regarding restrictions such as test specimen length, friction and load distribution. There is need of further research projects in co-operation with other universities to solve the problems left in theory and in practical use.
Statische Berechnung von Abwasserkanälen und -leitungen nach ATV-DVWK-A 127, 3. Auflage 08.2000
(2001)
Mit der 3. Auflage des Arbeitsblattes ATV-DVWK-A 127 vom August 2000 werden die folgenden Ziele verfolgt: Für den Rohrleitungsbau wichtige Neuentwicklungen werden berücksichtigt, z. B. neue Werkstoffe, profilierte Rohre, Erweiterung auf Druckentwässerungen usw. Zwar ist damit auch der Umfang der Vorschrift angewachsen, die Änderungen bleiben jedoch auch bei Handrechnungen überschaubar und plausibel. Beispiele sind die Abminderungsfaktoren beim Beulnachweis oder die einfach zu ermittelnden Vergrößerungsfaktoren, wenn ein nichtlinearer Nachweis geführt werden muss. In der Praxis sind Berechnungen mit dem PC üblich - dort fällt der Mehraufwand nicht ins Gewicht. Neben den gewohnten Handrechenverfahren (also die Verwendung von Beiwerten und geschlossenen Formeln) werden durch eine Öffnungsklausel auch EDV-Verfahren unter der Bedingung zugelassen, dass die bodenmechanischen Grenzzustände beachtet werden. Als Berechnungsmodell kann der elastisch gebettete Kreisring oder ein Stabwerk im Kontinuum verwendet werden. Wie in der 2. Auflage werden einfache und nachvollziehbare Formeln angegeben, mit deren Hilfe z. B. Einzeleinflüsse auf die Nachweise leicht überprüft werden können (Beispiel: die Verringerung der Beullast aufgrund der Vorverformungen des Rohres). Durch Diagramme werden die Auswirkungen von Parametern transparent gemacht.
Schadhafte Abwasserkanäle und -leitungen können durch Einziehen eines flexiblen Liners oder durch Teilauskleidung mit Platten saniert werden. Der Ringraum zwischen Rohr und Liner wird häufig mit Dämmer verfüllt. Die Standsicherheit muss für die Lebensdauer des sanierten Bauwerks unter den während der Sanierungsarbeiten und beim Betrieb des Abwasserkanals herrschenden Bedingungen gewährleistet sein. Das bedeutet, dass konservative Annahmen bezüglich des System- und Belastungsverhaltens zu treffen sind. Für einige wichtige Lastfälle (hydrostatischer Druck mit Auftrieb, Eigenlasten, Temperaturänderungen usw.) werden Lösungsansätze diskutiert und Durchschlagbeiwerte alpha D angegeben. Von besonderer Bedeutung für die Sicherheitsnachweise ist der richtige Ansatz der Vorverformungen: Sie müssen sowohl die Verformungen des Kanals repräsentieren als auch stabilitätstheoretischen Erkenntnissen entsprechen.
Konstruktionen aus dem Werkstoff PE-HD haben sich in besonderer Weise für den Einbau in einer Deponie bewährt. Zur Berücksichtigung der Einflüsse während des Betriebs wie Wärmeentwicklung, Chemikalieneinwirkung und hohe Belastungen ist eine sichere Dimensionierung mit analytischen und numerischen Verfahren möglich (Merkblatt ATV-M 127-1 und Finite Element Methode). Im Anschlussbereich Schachtmantel/-boden und Speicherrohr/Kopfschacht sind analytische Modelle auf der Grundlage der Schalentheorie zur Beurteilung von Randbedingungen vorteilhaft. Ferner liefern sie bei Anwendung der FEM Informationen für die an solchen Stellen er-forderliche Elementverfeinerung. Mit analytischen Verfahren lassen sich die relevanten Ein-flüsse von Imperfektionen der Konstruktion und von Grenzzuständen im Boden auf das Trag-verhalten systematisch aufzeigen. Bei zutreffender Modellierung kann das Tragverhalten von Rohren und Schächten in Deponien mit der Finite Element Methode gut angenähert werden. So muss mit geeigneten Schalenelementen der Einfluss von Schubverformungen erfasst werden. Bei Mitnahme des Bodens im Modell müssen Zugspannungen ausgeschlossen und die Schubspannungen im Boden be-grenzt werden. Bei profilierten Querschnitten ist eine Untersuchung der in Rohr- und Schachtanschlüssen auftretenden Spannungen von besonderer Bedeutung - die Schnittgrößen müssen in den inneren Wandaufbau verfolgt werden. Messprogramme an ausgeführten Bauwerken sind erfor-derlich, um die verwendeten Rechenmodelle weiter abzusichern.
Es werden die Verzweigungslasten von Kreisringen, die auf der Außenseite elastisch gebettet sind, nach der klassischen Stabilitätstheorie ermittelt und das Verhalten im überkritischen Bereich untersucht. Im Hinblick auf praktische Anwendungen werden sowohl Kreisringe mit Momentengelenken bzw. Momentenfedergelenken als auch biegesteife Ringe betrachtet. Als Ergebnisse werden die kritischen Lasten mitgeteilt und Hinweise für ihre Anwendung bei der Berechnung von Tunnelauskleidungen und unterirdischen Behältern gegeben.
The spatially varying intensity in a standing wave resonator leads to spatial hole burning in the gain medium of a laser. The spatial hole burning changes the gain of different longitudinal modes and can thus determine the optical spectrum of the laser. We simulate this longitudinal mode competition in standing wave resonators of thin-disk lasers. The resulting optical spectra of the laser are compared to measured optical spectra. We examine two types of resonators: I-resonators and V-resonators with different angles of incidence. In V-resonators, the non-normal incidence of the laser beam on the disk lifts the degeneracy of the polarization. Experiments show that the slight gain advantage for the p-polarization does not lead to polarized emission. For both types of resonators, the measured spectra are in good agreement with the simulated ones. The simulations allow to study the influence of spectral intra-cavity losses on the optical spectrum of a thin-disk laser.
We present a novel pump concept that should lead to single-frequency operation of thin-disk lasers without the need for etalons or other spectral filters. The single-frequency operation is due to matching the standing wave pattern of partially coherent pump light to the standing wave pattern of the laser light inside the disk. The output power and the optical efficiency of our novel pump concept are compared with conventional pumping. The feasibility of our pump concept was shown in previous experiments.
Statische Berechnungen von Linern zur Sanierung von Abwasserkanälen und -leitungen werden in Deutschland nach dem Merkblatt ATV-M 127-2 durchgeführt. Hierfür ist der Zustand der Altleitung durch die Altrohrzustände I, II und III zu beschreiben, die für die anzusetzenden Belastungen und Imperfektionen maßge-bend sind. Für den in der Praxis bedeutsamen Fall einer Störung der Kreisgeometrie (oder der Geometrie des Ei-querschnitts) durch eingebaute Telekommunikationskabel existiert noch keine gesonderte Berechnungsvor-schrift. Im folgenden werden hierfür auf der Grundlage der Vorgehensweise in ATV-M 127-2 und unter Be-rücksichtigung von Verfahrensprüfungen Nachweismöglichkeiten fortentwickelt und Vergleichsrechnungen dis-kutiert. Die Untersuchungen beschränken sich auf den Altrohrzustand I (keine Längsrisse), da dieser Fall für den Einbau von Kabeln eher geeignet ist
Die hier vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema "Realisierung und Implementierung einer zentralen, funkgestützten Steuerung der Rollladen eines Einfamilienhauses". Die entworfene Schaltung ist kompatibel zu einem bestehenden Funkschaltsystem für Steckdosen und Dimmer. Ein weiterer Zielpunkt dieser Diplomarbeit war, dass die neue Schaltung günstiger herzustellen ist, als schon existierende Systeme. Die Funktionalität eine Rolllade per Taster oder durch eine Funkfernbedienung, auf 433MHz Basis, zu bedienen bzw. zu steuern ist auch gegeben. Durch eine Verkleinerung der Platine bzw. eine Optimierung der Programmierung ist eine Verbesserung der Schaltung möglich. Weitere Funktionen können durch Ergänzung der Hard- und Software hinzugefügt werden.
We report on interferometric measurements of the thermo-optical aberrations of the laser medium of an Yb:YAG thin-disk laser in pumped and cw lasing conditions at several pump-power levels with a mean repeatability of 5 nm. These measurements build the basis for future intracavity compensation of the aberrations with our deformable mirror in order to improve the fundamental-mode efficiency.