Forschungsbereich | Angewandte Mechanik
Forschungs- & Entwicklungsschwerpunkte
➤ Oberflächennahe Geothermie
➤ Forschung für die Wärmewende
Prof.in Dr.-Ing. Anke Bucher
Professur Angewandte Mechanik
Institut
EMB | Institut für Entwicklungsorientierten Maschinenbau
Telefon: +49 (0)341 3076 4224
E-Mail: anke(dot)bucher(at)htwk-leipzig.de
Projekte
EASyQuart-Plus
Energieeffiziente Auslegung und Planung dezentraler Versorgungsnetze zum geothermischen Heizen und Kühlen von Stadtquartieren – Digitalisierung und Praxiswirksamkeit
Gesamtziel des Vorhabens ist die praxiswirksame Ertüchtigung und Umsetzung von Konzepten, Workflows und Instrumentarien eines Entscheidungshilfesystems zum Heizen und Kühlen von Gebäuden und Quartieren unter Nutzung oberflächennaher geothermischer Ressourcen. Methodische Vorarbeiten für Komponenten des Systems sowie deren Validierung wurden im Vorgängervorhaben EASyQuart geleistet. Nun sollen die Entscheidungshilfen von Handlungsempfehlungen hin zu einem ganzheitlichen digitalen Instrumentarium geformt werden. Dieses basiert auf Workflows, Algorithmen, Schnittstellen und Softwarekomponenten, die in einer frühen Phase der Planung von Gebäude- und Quartiersprojekten für Machbarkeitsstudien und auch im eigentlichen Dimensionierungsprozess zum Einsatz kommen.
Förderung: BMWK
Projektpartner:geoENERGIE Konzept GmbH; heatbeat engineering GmbH; Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ, Department Umweltinformatik und Department Monitoring- und Erkundungstechnologien; Universität Leipzig, Institut für Kommunikations- und Medienwissenschaft, Professur für Online-Kommunikation
Projektlaufzeit: 01/2024 – 12/2026
EASyQuart
Energieeffiziente Auslegung und Planung dezentraler Versorgungsnetze zum Heizen und Kühlen von Stadtquartieren unter Nutzung des oberflächennahen geologischen Raumes
Ziel ist die Entwicklung eines standortbasierten Entscheidungshilfesystems zum Heizen und Kühlen von Stadtgebieten mit oberflächennahen geothermischen Ressourcen. Basierend auf den erwarteten Ergebnissen sollen Entwurfsverfahren, rechtliche Rahmenbedingungen und Geschäftsmodelle in Form von Handlungsempfehlungen flexibler gestaltet werden können. Verbesserte Instrumente werden im Bereich innovativer Methoden zur Exploration und Überwachung im Untergrund, der Gebäudetechnik, der numerischen Simulation von unterirdischen Prozessen und Gebäudetechnikkomponenten der betrachteten Energiesysteme sowie der integrierten 3D-Visualisierung im Entscheidungshilfesystem eingeführt. Analysen an Demonstrationsstandorten dienen zur Parametrisierung von Simulationsmodellen und zur Auswertung einzelner Projektergebnisse.
Förderung: BMWK
Projektpartner: geoENERGIE Konzept GmbH Freiberg, UFZ | Helmholtz Zentrum für Umweltforschung
Projektlaufzeit: 10/2019 – 03/2023
RegioZukunft:Wärme
Grüne Wärme – Wärmeversorgung der „Stadt der Zukunft“ und der Region im Kontext von Transformation und Adaption
Die Bündnispartner werden in der Region Borna-Leipzig-Bitterfeld ein Zukunftskonzept für Wärmewende und Sektorkopplung entwickeln. Das Bereitstellen von Wärme und Kälte im Gebäudebereich verursacht laut Umweltbundesamt gut ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland. Diesem Gebiet kommt daher eine entscheidende Rolle bei der Energiewende zu und es werden in diesem Zusammenhang dringend Lösungen für eine klimaneutrale Umstellung des Wärmesektors benötigt – ökonomisch effiziente, ökologisch nachhaltige, sozial verträgliche und versorgungssichere Konzepte zur Wärme- und Kälteversorgung von Städten und Stadtregionen sind das Ziel.
Förderung: BMWi
Projektpartner: Netzwerk Energie & Umwelt e.V., Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
SAGS
Entwicklung von Methoden zur standortoptimierten geotechnischen Auslegung großflächiger Geothermiesysteme
Projektlaufzeit: 2013 - 2016
FHprofUnt-Projekt SAGS | SAGS-Abschlussbericht
AiF-Projekt
Verfahren zur sicherheitstechnischen Bewertung von Gashochdruckleitungen aus Stahl
Projektlaufzeit: 2013 - 2015
Numerische Simulation gekoppelter Aufgaben der Mechanik
Projektlaufzeit: 2006 - 2007
Forschungstätigkeit im DFG-Projekt „Numerische Simulation gekoppelter Aufgaben der Mechanik“ (Paketantrag): Materialmodellierung bei mehrphasigen Materialien (elastische Inkompressibilität und Poroelastizität) für die Implementierung in das hauseigene FEM-Programm SPC-PMxx der TU Chemnitz; neue Linearisierungstechniken für gemischte Formulierungen; inverse Modellierung für gekoppelte Probleme
Numerische Simulation auf massiv parallelen Rechnern
Projektlaufzeit: 2000 - 2005
Forschungstätigkeit im Teilprojekt D1 des SFB 393 „Numerische Simulation auf massiv parallelen Rechnern“: Entwicklung und Umsetzung effizienter numerischer Methoden für große inelastische Verzerrungen im Rahmen des an der TU Chemnitz entwickelten FEM-Programms SPC-PMxx; Materialmodellierung bei finiter Elastoplastizität; Realisierung verallgemeinerter Materialschnittstellen; effiziente Integrationsalgorithmen für Anfangswertprobleme; Adaptive Algorithmen zur Netzanpassung inklusive innovativer Konzepte zur Übertragung von Feldgrößen auf die neuen Netze