bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Theoretische und experimentelle Ermittlung der O-Ring-Berührbreite/Theoretical and Experimental Determination of O-Ring Contact Width
Authors: Bader S. , Haas W. , Hörl L. , Stiegler B.
Published: September 2021

Inhalt: Zur Ermittlung der Berührbreite von O-Ringen werden oftmals Finite-Element-Berechnungen durchgeführt, mit denen das Dichtungsverhalten bei der Montage, im Betrieb sowie unter auftretenden Temperatur- und Druckbelastungen simuliert werden kann. Gerade im Stadium der Vorauslegung würde es jedoch oftmals schon genügen, eine schnelle Abschätzung vornehmen zu können. Dieser Beitrag gibt einen kurzen Überblick über verschiedene in der Literatur beschriebene Verfahren zur Ermittlung der O-Ring-Berührbreite. Ein Versuchsaufbau zur Untersuchung der Geometrie verpresster Dichtungen wird beschrieben und eine neue Methode zur Ermittlung der O-Ring-Berührbreite vorgeschlagen. Die verschiedenen Verfahren werden anhand der Messwerte und der Ergebnisse anderer Autoren vergleichend gegenübergestellt.
Normen auch für Effizienzklassen von Frequenzumrichtern und Antriebssystemen
Authors: Brosch P. F.
Published: September 2021

Die europäische Union fordert mit der ErP-Richtlinie Maßnahmen ein, für Produkte, die in nennens-wertem Umfang elektrische Energie umsetzen. Bei ihnen sind Wirkungsgrad beziehungsweise Verluste zu bewerten. Somit werden nach den Elektromotoren nun auch die Stromrichter und endlich auch der gesamte Antrieb erfasst. Der grundlegende Ansatz der neuen Norm DIN EN 50598 ist der sogenannte „erweiterte Produktansatz“, der die elektrische Antriebseinheit als Ganzes betrachtet. Das Ziel ist, jedem Anwender die Auswahl eines optimierten Antriebssystems Hersteller-unabhängig zu ermöglichen.
Teleskopschienen für höchste Belastungen
Authors: Hermes K.-J.
Published: September 2021

„Feuerwehrmann“ steht traditionellerweise ganz oben auf der Liste der Wunschberufe. Wer sich tatsächlich für diese Tätigkeit entscheidet, den erwartet zunächst eine gründliche und anspruchsvolle Ausbildung. Dabei werden die zu löschenden Brände in speziellen, nur für diese Zwecke konzipierten Umgebungen simuliert. Die Stahlbau Janzer GmbH fertigt die dafür benötigten Brandcontainer und verwendet dabei besonders robuste Teleskopauszüge.
Neue europäische Energieeffizienz-Standards fördern Motortechnologien
Authors: Burghardt M.
Published: September 2021

Knapper werdende fossile Energieträger, Klimawandel, Erderwärmung – es gibt viele gute Gründe, Energie zu sparen. Wer Energie spart und die Energieeffizienz durch moderne Anlagen erhöht, schützt die Umwelt und den eigenen Geldbeutel. Die Europäische Union hat in diesem Feld sehr ehrgeizige Ziele. Mehr Effizienz, weniger CO2, so lautet die Devise. Bis zum Jahr 2020 will sie den Energiebedarf und den CO2-Ausstoß um 20 %, bezogen auf das Jahr 2005, reduzieren.
Hohe Ströme direkt schalten
Authors: Brousek N.
Published: September 2021

Im Zeitalter höchster Miniaturisierung, hochintegrierter Schaltkreise mit immer mehr Funktionen und immer größer werdenden Speichern, die auch in der Automatisierung Einzug gehalten haben, ist die konventionelle Schaltungstechnik fast in den Hintergrund geraten. Dennoch sichern sich Baugruppen für die direkte Erfassung von 230-V-Sensoren und einfache Ansteuerung von 230-V-Aktoren immer noch einen festen Platz in der Automatisierungswelt und bieten Vorteile für den Anwender.
Einfach: Engineering-Daten austauschen
Authors: Vettermann S. , Feldvoss B. , Handschuh S. , Fröhlich A.
Published: September 2021

Am Ende des Tages soll jeder das machen, wofür er bezahlt wird; der Konstrukteur konstruieren, der Einkäufer einkaufen, der Bediener Maschinen bedienen etc. Doch mit der zunehmenden Digitalisierung, die ja eigentlich alles leichter machen und Kosten einsparen soll, scheint das nicht ganz so einfach zu sein. Die Probleme treten, wie so oft, an den Schnittstellen der verschiedenen Bereiche und IT-Systeme auf. Wie ein barrierefreier Austausch von Engineering-Daten dennoch möglich und praktikabel ist, zeigt der folgende Beitrag auf.
Fahrzeuge sicher gestalten
Authors: Haupt M.
Published: September 2021

Die Entwicklung höchstfester Stähle hat in den letzten Jahren zu einer deutlich höheren Fahrzeugsicherheit bei konstantem Fahrzeuggewicht geführt. Ultrahochfeste TWIP-Stähle stellen eine vielversprechende Werkstoffklasse für crashrelevante Fahrzeugkomponenten dar. Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB 761 (Stahl – ab initio) wird am Institut für Bildsame Formgebung (IBF) der RWTH Aachen University die Eignung dieser Stähle für den Einsatz in crashrelevanten Bauteilen untersucht und im Vergleich zu bereits eingesetzten Werkstoffklassen quantifiziert. Dabei steht neben dem Einfluss der chemischen Zusammensetzung der TWIP-Stähle auf die Crasheignung auch die thermomechanische Behandlung vor der Fertigung anwendungsorientierter Bauteile im Forschungsmittelpunkt.
Optimierung der Modellbildung und Simulation beim Einsatz der physikbasierten mechatronischen Simulation/Optimization of Modeling and Simulation in the Use of Physics-based Mechatronic Simulation
Authors: Stich P. , Backhaus J. , Reinhart G.
Published: September 2021

Inhalt: In der Produktentwicklung werden Simulationsanwendungen in immer mehr Bereichen erfolgreich eingesetzt. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Virtuelle Inbetriebnahme dar, d. h. die frühzeitige Absicherung der Steuerungssoftware vor der realen Inbetriebnahme mit einem digitalen Anlagenmodell. Da der hohe Modellierungsaufwand aktuell oftmals noch den Einsatz behindert, kommen vermehrt physikbasierte Simulationssysteme zum Einsatz. In diesem Beitrag wird ein Ansatz beschrieben, mit dem die Modellbildung und Simulation bei der physikbasierten Simulation zur Virtuellen Inbetriebnahme optimiert werden kann. Der entwickelte Ansatz wird abschließend an einem industriellen Anwendungsbeispiel umgesetzt.
Schutzmaßnahmen bei der Zerspanung
Authors: Löwe B.
Published: September 2021

In der Zerspanung sind nicht nur Präzision, Schnelligkeit und Produktivität bei der Bearbeitung der Werkstücke gefragt. Ebenso gilt es, das Bedienpersonal vor etwaigen Schäden durch herausgeschleuderte Metallspäne oder andere Komponenten zu schützen. Die Handtmann A-Punkt-Automation setzt dazu in ihren neuesten Horizontalbearbeitungszentren der Baureihe HBZ Trunnion (Bild 1) Sicherheitstüren mit dem dezentralen Positionier- und Türantriebssystem KFM Safety von Siei-Areg ein.
Steigerung der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit hochbeanspruchter Bauteile
Authors: Bleck Wolfgang , Zoch Hans-Werner , Eifler Dietmar , Höhn Bernd-Robert
Published: September 2021

Hochbeanspruchte Antriebskomponenten wie zum Beispiel Wälzlager oder Zahnräder in Fahrzeug- oder Industriegetrieben (Bild 1) versagen oft durch Wälzkontaktermüdung, was zu einem vorzeitigen Anlagenausfall führen kann. Werkstofftechnische Ursache sind häufig Mikrorisse, die von nichtmetallischen Einschlüssen im Gefüge ausgehen. Der bisher verfolgte Ansatz, den Reinheitsgrad der eingesetzten Werkstoffe zu steigern, um die Lebensdauer der Komponenten zu erhöhen, stößt jedoch inzwischen an technologische und wirtschaftliche Grenzen.
Neue Sensortechnik für Verpackungsprozesse
Authors: Fromm Alexander , Gurr Matthias , Wendt Gregor , Jänchen Ralph
Published: September 2021

Die Industrie nutzt hauptsächlich Wärmekontaktverfahren um Kunststoffverpackungen zu verschließen. Dünne Folien, hohe Taktzeiten sowie komplexe Packungsgeometrien bringen das Verfahren jedoch an seine Grenzen: ungewolltes Einsiegeln von Füllgut oder undichte Packungen können die Folge sein. Die Fraunhofer-Institute für Werkstoffmechanik IWM und für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV nutzen neuartige Dünnschichtsensoren direkt auf den Siegelschienenoberflächen für eine schnelle inline Qualitätsprüfung der Siegelnaht. Dadurch können die Hersteller Ausschuss oder undichte Packungen bei Kunden künftig vermeiden und eine packungsindividuelle Rückverfolgung der Siegel-parameter gewährleisten.
Magnetische Drehgeber mit IO-Link
Authors: Lantzsch Jörg
Published: September 2021

Drehgeber sind überall dort, wo rotierende Bewegungen kontrolliert werden müssen, ein wichtiges Bauelement in der Konstruktion von Maschinen und Anlagen. Je nach Art der Anwendung verwendet man Inkremental- oder Absolut-Drehgeber. Die magnetischen Drehgeber von ifm electronic vereinen beide Funktionsweisen in einem Gerät. Nur die Programmierung unterscheidet sich, und die kann einfach geändert werden.
Sehen was andere nicht sehen – Bildverarbeitung in der automatisierten Kontaktlinsen-Verpackung
Authors: Guptill Janina , Grootjans Jan
Published: September 2021

In der industriellen Automation geht es meistens um die Handhabung robuster Produkte. Hier müssen innerhalb des Fertigungs- und Verpackungsprozesses die integrierten Vision- und ID-Lösungen schnell und hochproduktiv sein. Jedoch gibt es auch bestimmte Anwendungen, die mit ihren Anforderungen noch weiter gehen – beispielsweise wenn empfindliche, durchsichtige Produkte in einer klaren Flüssigkeit erkannt werden müssen und dabei zugleich ein lichtdurchlässiger Code gelesen wird. Die niederländische Firma Stevens Engineering hat für NKL Contactlenzen, einen Hersteller von harten und weichen Kontaktlinsen, eine Verpackungsmaschine mit Vision- und ID-Systemen ausgerüstet, die nahezu Unsichtbares zuverlässig erkennen.
Vom Element zum System – Kupplungen in Windenergieanlagen
Authors: Banemann Reiner
Published: September 2021

Kupplungen sind ein wichtiger Bestandteil im Antriebsstrang einer Windenergieanlage. Im Zuge der technischen Entwicklung der Windkrafttechnik haben sie sich vom reinen Kupplungselement zur multifunktionellen Systemkomponente gewandelt, die nicht nur das Drehmoment zwischen Getriebe und Generator überträgt, sondern auch das Antriebssystem schützt und seine Lebensdauer entscheidend beeinflusst. Dabei sind auch die Anforderungen an Leistung, Lebensdauer und Verfügbarkeit stetig gestiegen und heute so hoch wie nie.
Eigenarten der Wasserstoffversprödung und standardisierte Testmethoden
Authors: Wackemann Ken , Pfeiffer Wulf
Published: September 2021

Wasserstoffversprödung kann zu unerwartetem, spröden Versagen von metallischen Bauteilen führen. Ungünstigerweise kann die Wasserstoffversprödung gerade solche technischen Entwicklungen behindern, die von der Verfügbarkeit hochfester Stähle abhängig sind (beispielsweise Leichtbau) oder auch zukunftsweisende Konzepte der Energieversorgung wie Power to Gas (Transport und Speicherung von aus erneuerbaren Energien gewonnenem Wasserstoff). Der vorliegende Artikel beschreibt die Besonderheiten der Wasserstoffversprödung und einige standardisierte Prüfmethoden zur Werkstoffbewertung, wie sie unter anderem am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM eingesetzt werden.
Auslegung und Simulation eines Kettenfahrwerkes/Analysis and Optimization of a Crawler Track Unit
Authors: Haberer Christoph , Wolfschluckner Andreas , Landschützer Christian
Published: September 2021

Inhalt: Der Aufsatz beschreibt die Möglichkeiten, mittels Mehrkörpersimulation (MKS) eine gezielte Analyse und Optimierung von Raupenkettenfahrwerken von Untertagebau-Großgeräten durchzuführen. Vorgestellt wird die Modellbildung mit starren und flexiblen Mehrkörpern in einem kommerziellen System (MSC Adams) und die Analysemöglichkeit an diesen Simulationen. Ausgewählte Ergebnisse sowie der Ausblick auf tiefergehende Ansätze (nichtlineare FEM) bringen dem Leser Einblick in das Bewegungsverhalten von langsam laufenden Kettenfahrwerken und das Optimierungspotenzial. Durch Konstruktionsänderungen kann über das Hilfsmittel Simulation die Geometrie der interagierenden Maschinenbauteile des Kettenfahrwerkes dahingehend optimiert werden, um für die Bauteile bessere Kraftwirkungssituationen und für den Kettentrieb im gesamten ein besseres Laufverhalten bei höherer Lebensdauer herbeizuführen. Die Gegenüberstellung mit den langjährigen Erfahrungen und Messungen seitens Sandvik bestätigen die Richtigkeit der Vorgehensweise.
Nachschmierung von fettgefüllten Labyrinthdichtungen/Relubrication of Grease Filled Labyrinth Seals
Authors: Bosch Florian , Haas Werner
Published: September 2021

Inhalt: Ein fettgeschmiertes System zuverlässig gegen Staub abzudichten, klingt zunächst nach einer einfachen Aufgabe. Jedoch stecken die Herausforderungen im Detail. Abrasive, also scharfkantige Partikel führen zum Beispiel bei berührenden Dichtungen schnell zu starkem Verschleiß. Die Folge sind Leckage und notwendige Wartungsarbeiten. Abhilfe schaffen berührungsfreie Dichtungen. Deren Bestandteile berühren sich nicht und sind daher aus beliebigen Materialien herstellbar. Damit können gezielt mechanisch sowie chemisch beständige Werkstoffe gewählt werden. Allerdings gibt es keine universelle berührungsfreie Dichtung, die immer geeignet ist.
Die Zukunft von PLM: „Dinge” für das Internet der Dinge entwickeln
Authors: Ellenrieder Stephan
Published: September 2021

Konsumenten, Analysten und Produktentwickler sind sich einig: Das Internet der Dinge (IoT) steht nicht mehr nur für die Zukunft der Produkte, die unsere Welt von morgen in vielfältiger Art und Weise ausmachen werden. Es ist bereits heute Realität. Die IoT-Technologie hat schon jetzt Einfluss darauf, wie Produkte entwickelt und Informationen über die Produkte in die Entwicklung zurückgespiegelt werden, um damit zukünftige Produkte zu optimieren. Aber auch wenn sie als „intelligente”, vernetzte Produkte bezeichnet werden: Diese Dinge des IoT können das nicht von allein „tun”. Product Lifecycle Management – kurz PLM – ist entscheidend für Entwicklung, Administration, Inbetriebnahme und Nutzung dieser Produkte. Es muss sich jedoch weiterentwickeln, um die daraus resultierenden Herausforderungen zu meistern.
Kundenspezifische Motoren für den Antrieb von Mittelspannungs-Schaltgeräten
Authors: Wurm G.
Published: September 2021

Das Leben von Motoren in Schaltgeräten gleicht einem Hindernislauf: Auf Knopfdruck müssen sie in kürzester Zeit Höchstleistungen vollbringen. Ist die „Hürde“ dann genommen, herrscht erst einmal wieder Ruhe – bis zum nächsten Einsatz. Entsprechend wichtig ist bei diesen Motoren eine möglichst hohe Losbrechkraft. Einer der führenden Anbieter von Nieder- beziehungsweise Mittelspannungs-Schalt- anlagen und Schaltgeräten, Driescher Moosburg, verbaut in seinen modularen aufgebauten Lösungen Motoren von Groschopp (Bild 1). Eine kundenspezifische Auslegung gewährleistet, dass die Antriebe den speziellen Anforderungen der Anwendung gewachsen sind.
Schneidemaschine läuft auf X-Rail-Linearführung
Authors: Hermes Klaus-J.
Published: September 2021

Das niederländische Unternehmen Landustrie stellt nicht nur große Schneckenpumpen her, sondern konstruiert auch eine eigene Schneidemaschine, um Schnecken zur Wasserförderung auf das gewünschte Maß zu bringen (Bild 1). Dafür haben Konstrukteure einen Schneidbrenner auf einen Laufwagen montiert, der mithilfe einer 20 Meter langen Linearführung von Rollon präzise an der Schneckenkante entlangfährt (Bild 2).
Entscheidungshilfen zum Betrieb der Synchron-Reluktanzmaschine im Vergleich zu anderen Drehfeldmaschinen
Authors: Brosch Peter, F. , Olenberger Alexander
Published: September 2021

Als vor 90 Jahren das Patent für Reluktanzmaschinen erteilt wurde, ahnte niemand die Entwicklung. Obwohl die Maschinen seither immer wieder für spezielle Fälle eingesetzt wurden, gab es keine breite Anwendung. So blieb die Maschine weitgehend unbeachtet, weil ihr Makel der schlechte Wirkungsgrad bei gleichzeitig hoher Blindstromaufnahme aus dem Netz sowie die Kostenfrage bei der Läuferfertigung waren. Heute kann man durch Stanzen optimaler Blechkonturen mit Flussstegen und Flusssperren den Läufer kostengünstig gestalten und erhält Maschinen mit hoher Effizienzklasse. Und plötzlich ist sie für viele Einsatzfälle interessant und könnte die Asynchronmaschine verdrängen – nur keiner will das Versuchskaninchen sein.Wie das Betriebsverhalten zu werten ist und welche Eigenschaften der Antrieb mit Synchron-Reluktanzmaschinen (Bild 1) hat, zeigen die Messungen, über die im Folgenden berichtet wird. So erhält der Interessierte neutrale Entscheidungshilfen an die Hand.
Leckageortung mittels Thermografiekameras
Authors: Schwaneberg Falko , Schramm Sebastian , Schwake Christian , Nagel Frank , Marquardt Erik
Published: September 2021

Im Bereich der Digitalkameras können wir auf eine rasante Entwicklung in den letzten 15 Jahren zurückblicken. Im Smartphone eingebaut sind sie heute unser täglicher Begleiter und ohne Video-Konferenzen wäre der Berufsalltag von vielen nicht mehr denkbar. Doch auch jenseits des sichtbaren Spektralbereichs, insbesondere im Infraroten tut sich in Sachen Kameratechnik und Bildgebung viel. Wir zeigen hier einige Beispiele, wo Thermografiekameras schon heute einen Beitrag zur technischen Sicherheit leisten.
Comprehensive Chemistry of HeH+ in the Early Universe*
Authors: Courtney E. D. S. , Forrey R. C. , McArdle R. T. , Stancil P. C. , Babb J. F.
Published: September 2021

The recent detection of the helium hydride ion (HeH+) in the planetary nebula NGC 7027 has inspired studies revisiting the dominant processes for its formation and destruction. Because radiative association is the primary formation mechanism for the helium hydride ion at all redshifts, and many early universe chemistry models rely on accurate results for calculations of destruction rates, we explicitly computed rovibrationally distinguished partial cross sections and rate coefficients of helium hydride formation via radiative association, and modeled the abundance of HeH+ in the early universe using recently available rate coefficients for all relevant formation and destruction reactions. The rate coefficients for the radiative association formation reaction of HeH+ and radiative charge transfer in He+ + H collisions were obtained using two distinct methods. Our newly calculated rate coefficients along with other recently reported He chemistry reactions and updated cosmological parameters were incorporated into a new calculation of the abundance of HeH+ for redshifts between z = 10 and 4000. We find that the abundance of the helium hydride ion is at least three orders of magnitude larger than previous predictions for redshifts near z = 20. Rovibrationally distinguished radiative association rate coefficients are given as a function of temperature, and the significance of stimulated radiative association for redshifts z > 400 is also shown.
Ultra-delayed Neutrino-driven Explosion of Rotating Massive-star Collapse
Authors: Fujibayashi Sho , Takahashi Koh , Sekiguchi Yuichiro , Shibata Masaru
Published: September 2021

Long-term neutrino-radiation hydrodynamics simulations in full general relativity are performed for the collapse of rotating massive stars that are evolved from He-stars with initial masses of 20 and 32 M
⊙. It is shown that if the collapsing stellar core has sufficient angular momentum, the rotationally supported proto-neutron star (PNS) survives for seconds accompanying the formation of a massive torus of mass larger than 1 M
⊙. Subsequent mass accretion onto the central region produces a massive and compact central object, and eventually enhances the neutrino luminosity beyond 1053 erg s−1, resulting in a very delayed neutrino-driven explosion, in particular toward the polar direction. The kinetic energy of the explosion can be appreciably higher than 1052 erg for a massive progenitor star and compatible with that of energetic supernovae like broad-line type-Ic supernovae. By the subsequent accretion, the massive PNS collapses eventually into a rapidly spinning black hole, which could be a central engine for gamma-ray bursts if a massive torus surrounds it.
Simulating the Eclipsing Binary Yields of the Rubin Observatory in the Galactic Field and Star Clusters
Authors: Geller Aaron M. , Polzin Ava , Bowen Andrew , Miller Adam A.
Published: September 2021

We present a study of the detection and recovery efficiency of the Rubin Observatory for detached eclipsing binaries (EBs) in the galactic field, globular clusters (GCs), and open clusters (OCs), with a focus on comparing two proposed observing strategies: a standard cadence (baseline) and a cadence that samples the galactic plane more evenly (colossus). We generate realistic input binary populations in all observing fields of the Rubin Observatory, simulate the expected observations in each filter, and attempt to characterize the EBs using these simulated observations. In our models, we predict that the baseline cadence will enable the Rubin Observatory to observe about three million EBs; our technique could recover and characterize nearly one million of these in the field and thousands within star clusters. If the colossus cadence is used, the number of recovered EBs would increase by an overall factor of about 1.7 in the field and in globular clusters, and a factor of about 3 in open clusters. Including semidetached and contact systems could increase the number of recovered EBs by an additional factor of about 2.5 to 3. Regardless of the cadence, observations from the Rubin Observatory could reveal statistically significant physical distinctions between the distributions of EB orbital elements between the field, GCs, and OCs. Simulations such as these can be used to bias correct the sample of Rubin Observatory EBs to study the intrinsic properties of the full binary populations in the field and star clusters.
The Observed Cosmic Star Formation Rate Density Has an Evolution that Resembles a Γ(a, bt) Distribution and Can Be Described Successfully by Only Two Parameters
Authors: Katsianis Antonios , Yang Xiaohu , Zheng Xianzhong
Published: September 2021

A debate is emerging regarding the recent inconsistent results of different studies for the cosmic star formation rate density (CSFRD) at high-z. We employ UV and IR data sets to investigate the SFR function (SFRF) at z ∼ 0–9. We find that the SFRFs derived from the dust-corrected UV (UVcorr) data contradict those from IR on some key issues because they are described by different distributions (Schechter versus double power law), imply different physics for galaxy formation (UVcorr data suggest an SFR limit/strong mechanism that diminish the number density of highly star-forming systems with respect to IR) and compare differently with the stellar mass density evolution obtained from spectral energy distribution fitting (UVcorr is in agreement, while IR differs up to 0.5 dex). However, both tracers agree on a constant CSFRD evolution at z ∼ 1–4 and point to a plateau instead of a peak. In addition, using both indicators, we demonstrate that the evolution of the observed CSFRD can be described by only two parameters and a function that has the form of a Gamma distribution (Γ(a, bt)). In contrast to previous parameterizations used in the literature, our framework connects the parameters to physical properties such as the SFR depletion time and cosmic baryonic gas density. The build-up of stellar mass occurs in Γ(a, bt) distributed steps and is the result of gas consumption up to the limit at which no eligible gas for SF at t = ∞ remains, resulting in a final cosmic stellar mass density of ∼

0.5
×

10

9

M

⊙

Mpc

3

.
The 59Fe (n,γ) 60Fe Cross Section from the Surrogate Ratio Method and Its Effect on the 60Fe Nucleosynthesis
Authors: Yan 颜 S. Q. 胜权 , Li 李 X. Y. 鑫悦 , Nishio K. , Lugaro M. , Li 李 Z. H. 志宏 , Makii H. , Pignatari M. , Wang 王 Y. B. 友宝 , Orlandi R. , Hirose K. , Tsukada K. , Mohr P. , Li 李 G. S. 广顺 , Wang 王 J. G. 建国 , Gao 高 B. S. 丙水 , Han 韩 Y. L. 银录 , Guo 郭 B. 冰 , Li 李 Y. J. 云居 , Shen 谌 Y. P. 阳平 , Sato T. K. , Ito Y. , Suzaki F. , Su 苏 J. 俊 , Yang 杨 Y. Y. 彦云 , Wang 王 J. S. 建松 , Ma 马 J. B. 军兵 , Ma 马 P. 朋 , Bai 白 Z. 真 , Xu 许 S. W. 世伟 , Ren 任 J. 杰 , Fan 樊 Q. W. 启文 , Zeng 曾 S. 晟 , Han 韩 Z. Y. 治宇 , Nan 南 W. 巍 , Nan 南 W. K. 威克 , Chen 陈 C. 晨 , Lian 连 G. 钢 , Hu 胡 Q. 强 , Duan 段 F. F. 芳芳 , Jin 金 S. Y. 树亚 , Tang 唐 X. D. 晓东 , Liu 柳 W. P. 卫平
Published: September 2021

The long-lived 60Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction 59Fe(n,γ)60Fe on 59Fe (half-life = 44.5 days) is the key reaction for the production of 60Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 γ-ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the 59Fe(n,γ)60Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.5 ± 3.5 mb at kT = 30 keV and 13.4 ± 1.7 mb at kT = 90 keV, roughly 10%–20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of 60Fe from the 59Fe(n,γ)60Fe rate are at most 25%. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of 60Fe.
The MACH Hi Absorption Survey. I. Physical Conditions of Cold Atomic Gas outside of the Galactic Plane
Authors: Murray Claire E. , Stanimirović Snežana , Heiles Carl , Dickey John M. , McClure-Griffiths N. M. , Lee M.-Y. , M. Goss W. , Killerby-Smith Nicholas
Published: September 2021

Tracing the transition between the diffuse atomic interstellar medium and cold, dense gas is crucial for deciphering the star formation cycle in galaxies. Here we present Measuring Absorption by Cold Hydrogen (MACH), a new survey of cold neutral hydrogen (HI) absorption at 21 cm by the Karl G. Jansky Very Large Array. We target 42 bright background sources with 60 < l < 110°, 30 < b < 62°, significantly expanding the sample of publicly available, sensitive 21 cm absorption outside the Galactic plane. With matching 21 cm emission data from the Effelsberg-Bonn Hi (EBHiS) Survey, we measure the total column density and cold Hi fraction, and quantify the properties of individual Hi structures along each sightline via autonomous Gaussian decomposition. Combining the MACH sample with results from recent Hi absorption surveys, we produce a robust characterization of the cool atomic medium at high and intermediate Galactic latitudes. We find that MACH Hi has significantly smaller column density relative to samples at similar latitudes, and the detected cold Hi structures have smaller line widths, temperatures, and turbulent Mach numbers, suggesting that MACH probes a particularly quiescent region. Using all available observations, we compute the cumulative covering fraction (c) of cold Hi at local velocities outside the disk: structures with τ > 0.001 are ubiquitous (c ∼ 100%), whereas high optical depths (τ > 1) are extremely rare (c ∼ 0%).
Estimation of the Eclipse Solar Radius by Flash Spectrum Video Analysis
Authors: Quaglia Luca , Irwin John , Emmanouilidis Konstantinos , Pessi Alessandro
Published: September 2021

The value of the eclipse solar radius during the 2017 August 21 total solar eclipse was estimated to be S
⊙ = (959.″95 ± 0.″05) at 1 au with no significant dependence on wavelength. The measurement was obtained from analysis of a video of the eclipse flash spectrum recorded at the southern limit of the umbral shadow path. Our analysis was conducted by extracting light curves from the flash spectrum and comparing them to simulated light curves. The simulations were performed by integrating the limb darkening function over the exposed area of the photosphere. These numerical integrations relied on very precise computations of the relative movement of the lunar and solar limbs.
Lags in Desorption of Lunar Volatiles
Authors: Sarantos M. , Tsavachidis S.
Published: September 2021

Monte Carlo simulations of gas motion inside a granular medium are presented in order to understand the interaction of lunar gases with regolith and improve models for surface-boundary exospheres, a common type of planetary atmosphere. Results demonstrate that current models underestimate the lifetime of weakly bonded adsorbates (e.g., argon) on the surface by not considering the effect of Knudsen diffusion, and suggest that thermal desorption of adsorbates should be modeled as a second-or-higher-order process with respect to adsorbate coverage. An additional discrepancy between present models and outgassing from a realistic porous boundary is found for surface-adsorbate systems containing a distribution of activation energies (e.g., water). In that case, the mobility of adsorbates between desorption events (i.e., surface diffusion), not considered in global models of the exosphere, controls their surface residence time via transitions between sites of low and high binding energy. Without mobility the equatorial surface retains more water over a lunar day because sites of low binding energy are not repopulated by motion along the grain surface when depleted. The effects of Knudsen and surface diffusion apply to other volatile species and help us partly understand why measurements of lunar exosphere constituents appear to indicate stronger bonding of gas with the lunar surface than measured in some laboratory experiments.
Dark Age of Type II Supernova Remnants
Authors: Yasuda Haruo , Lee Shiu-Hang , Maeda Keiichi
Published: September 2021

Supernova remnants (SNRs) are important objects in terms of their connections with supernova (SN) explosion mechanism(s), progenitor stars, and cosmic-ray acceleration. Nonthermal emission from SNRs is an effective probe of the structure of their surrounding circumstellar media (CSM), which can in turn shed lights on the mechanism and history of the elusive mass loss of massive stars. In this work, we calculate the time evolution of broadband nonthermal emission from SNRs originating from Type II SNe embedded in a CSM environment linked to the mass-loss history of the progenitor. Our results predict that Type II SNRs experience a prolonged period of weak radio and γ-ray emission if they run into a spatially extended bubble of low density and high temperature created by the stellar wind during main sequence. For a typical red supergiant progenitor evolved within an average interstellar medium, this “dark age” corresponds to a range of SNR ages spanning from ∼1000 to 5000 yr old. This result suggests that a majority of Type II SNRs are too faint to be detected, which may help explain why the number of known Galactic SNRs is significantly less than what we expect from the SN rate in our Galaxy.
Non-verbal Aspects of Collaboration in Virtual Worlds: a CSCW Taxonomy-development Proposal Integrating the Presence Dimension
Authors: Cruz Armando , Paredes Hugo , Morgado Leonel , Martins Paulo
Published: September 2021

Virtual worlds, particularly those able to provide a three-dimensional physical space, have features that make them suitable to support collaborative activities. These features distinguish virtual worlds from other collaboration tools, but current taxonomies of the field of Computer-Supported Cooperative Work do not account for several distinctive features of virtual worlds, namely those related with non-verbal communication. We intended to find out how the use of an avatar, gestures, spatial sounds, etc., influence collaboration in order to be able to include non-verbal communication in taxonomies of the field Computer-Supported Cooperative Work. Several cases of collaboration in virtual worlds are analysed, to find the impact of these non-verbal characteristics of virtual worlds. We proposed adding the concept of Presence to taxonomies of Computer-Supported Cooperative Work and contribute with guidance for future taxonomy development that includes it as a new dimension. This new dimension of Presence is subdivided into "avatar" and "physical space" subdimensions. In turn, these are divided into "physical appearance", "gestures, sounds and animations" and "focus, nimbus and aura"; "environment" and "objects / artefacts". This new taxonomy-development proposal may contribute to inform better design of virtual worlds in support of cooperative work.
Chez soi en « résidence service » : entre dépendance et indépendance, un témoignage
Authors: Laferrère Lisbeth
Published: September 2021

En mai 2019, Lisbeth emménage dans une résidence pour personnes âgées. L’idée de l’interroger pour le numéro spécial « Vieillir chez soi » de Gérontologie et société a germé dans l’esprit de sa fille, coordonnatrice du numéro, qui a noté quelques-unes des réflexions échangées pendant plus d’une année. Époque riche en événements ; certains plus ou moins attendus comme le vieillissement, d’autres beaucoup plus imprévisibles comme l’arrivée d’un virus. Peut-on se sentir chez soi en résidence service après 90 ans ? Une année et demie d’expérience permet de dégager quelques éléments importants. On perd une forme d’indépendance devenue impossible voire pesante chez soi, pour gagner une autre forme d’autonomie permise par un logement confortable et des services adaptés. Mais les pathologies de l’âge nous rattrapent, accentuées par le confinement lié au Covid-19.
La France et les opérations sous le seuil : pour le retour d’une stratégie intégrale
Authors: Jaminet François-Régis
Published: September 2021

Le XXI e  siècle est marqué par une forme de révisionnisme stratégique. Par le biais de stratégies agressives, des puissances à vocation mondiale souhaitent obtenir des changements dans l’ordre international au détriment des situations établies à l’issue de la guerre froide. Cherchant des situations de fait accompli, elles s’appuient sur l’ambiguïté de leurs actions qui se déploient sous le seuil estimé des conflits armés. Sous peine de vivre un irréversible déclassement, la France, dans le cadre européen, gagnerait à concevoir sa propre stratégie intégrale, dont le volet militaire n’est qu’un des aspects.
France–États-Unis : se défaire de l’illusion des cercles de Titchener pour mieux se préparer à la haute intensité
Authors: Marchand Pierre-Olivier
Published: September 2021

Les armées américaines, similaires, mais non semblables aux françaises, sont, dans le cadre de la préparation à la haute intensité, un exemple à suivre dans le domaine du changement, dans leur capacité à définir des ambitions en phase avec la menace, dans leur esprit pionnier et dans la simplification des tâches ancillaires. Pour autant, il faut s’attacher aux modèles français, dans les domaines de la (course à la) technologie, de l’éthique, des ressources humaines, et se défier de l’exceptionnalisme. Cette analyse objective, s’affranchissant de l’illusion des « cercles de Titchener », aidera à construire les outils requis pour un parangonnage ( benchmarking ) objectif et une interopérabilité efficace en préparation de la haute intensité.
La construcción por estratos. Técnicas y estrategias del proyecto moderno (1923-1945)
Authors: Arribas-Blanco Ruth
Published: September 2021

La influencia de la industrialización en la arquitectura de la primera mitad del siglo 20 modificó el modo de trabajar de los arquitectos, quienes recurrieron a productos industrializados para crear una arquitectura caracterizada por la Construcción por Estratos. Nuevas estrategias se pusieron en práctica y el rol de la técnica se convirtió en algo más que un simple recurso a nuevos materiales o tecnologías industrializadas avanzadas. El componente estético se convirtió en un aspecto inherente al propio edificio y siempre estuvo sutilmente presente para reflejar la coherencia con la que se utilizaron los criterios objetivos propios del método científico. El principal objetivo de esta investigación es, utilizando el método del caso, analizar, desde un punto de vista técnico-constructivo, las nuevas estrategias de proyecto surgidas a principios del sigo XX a partir de la aparición de nuevos paradigmas, así como demostrar las capacidades creativas del propio proceso de construcción y verificar la vigencia de las estrategias identificadas.
Efficient Markets and Alienation
Authors: Maguire Barry
Published: September 2021

Efficient markets are alienating if they inhibit us from caring about one another in our productive activities. I argue that efficient market behaviour is both exclusionary and fetishistic. As exclusionary, the efficient marketeer cannot manifest care alongside their market behaviour. As fetishistic, the efficient marketeer cannot manifest care in their market behaviour. The conjunction entails that efficient market behavior inhibits care. It doesn’t follow that efficient market behavior is vicious: individuals might justifiably commit to efficiency because doing so serves the common good. But efficient market systems nevertheless have significant opportunity costs. This serves as a corrective to the prevailing assumption amongst welfare state capitalists, liberal egalitarians and market socialists that resolving distributive objections to markets will resolve this relational objection.
Robust Economic Dispatch of Microgrid With Highly Penetrated Renewables and Energy Storage System
Authors: Dey Bishwajit , Bhattacharyya Biplab , Sharma Sharmistha
Published: September 2021

Economic dispatch (ED) of a grid-connected and renewable integrated microgrid is considered in this article. Here, the renewable energy sources (RES) taken into consideration are wind farms. A parameter worst-case-transaction-cost which arises due to the stochastic availability and uncontrollable nature of wind farms is also emphasised and efforts have been taken to minimize it too. Hence, the article focuses on separately optimizing the generation costs and the worst-case transaction costs. It also optimises the net microgrid cost as a whole, which is the summation of generation costs and the worst-case transaction costs. Two different cases with highly varying transaction prices are studied. Various types of loads, ramp rates of generators, charging and discharging limits of the batteries are taken into consideration while minimizing the microgrid cost. Four meta-heuristic soft computing algorithms are applied for optimization and a comparative analysis among them is studied. Numerical results are tabulated to justify the effectiveness of the novel approach.
Micro-Grid Planning and Resilience Within Bulk System Planning and Operation
Authors: Belay Tefaye
Published: September 2021

Micro grid is widely used in real worlds for advanced forecasting and demand response of renewable energy source, grid integration, and operations. Micro grid consists of conventional and nonconventional energy source such as wind energy, solar energy, biomass energy, hydro power, diesel power, fuel cell, geothermal power, thermal power, etc. Micro grid is a combination of AC power and DC power such as wind, solar, fuel cell, biomass, and Hydro power, which is mostly used in micro grids. Grid can be operated by grid connected mode or islanding modes. Micro grid is classified into traditional micro grids and smart micro grids.
IoT Big Data Security, Privacy and Challenges Related to Smart Grid
Authors: Kumari Kimmi , Mrunalini M.
Published: September 2021

The highly interconnected network of heterogeneous devices which enables all kinds of communications to take place in an efficient manner is referred to as “IOT.” In the current situation, the data are increasing day by day in size as well as in terms of complexities. These are the big data which are in huge demand in the industrial sectors. Various IT sectors are adopting big data present on IOT for the growth of their companies and fulfilling their requirements. But organizations are facing a lot of security issues and challenges while protecting their confidential data. IOT type systems require security while communications which is required currently by configuration levels of security algorithms, but these algorithms give more priority to functionalities of the applications over security. Smart grids have become one of the major subjects of discussions when the demands for IOT devices increases. The requirements arise related to the generation and transmission of electricity, consumption of electricity being monitored, etc. The system which is responsible to collect heterogeneous data are a complicated structure and some of its major subsystems which they require for smooth communications include log servers, smart meters, appliances which are intelligent, different sensors chosen based on their requirements, actuators with proper and efficient infrastructure. Security measures like collection, storage, manipulations and a massive amount of data retention are required as the system is highly diverse in its architecture and even the heterogeneous IOT devices are interacting with each other. In this article, security challenges and concerns of IOT big data associated with smart grid are discussed along with the new security enhancements for identification and authentications of things in IOT big data environments.
An Optimal Photovoltaic Conversion System for Future Smart Grids
Authors: Makdisie Carlo , Haidar Badia , Alhelou Hassan Haes
Published: September 2021

Smart grid technology is the key for a reliable and efficient use of distributed energy resources. Amongst all the renewable sources, solar power takes the prominent position due to its availability in abundance. In this chapter, the authors present smart grid infrastructure issues and integrating solar PV-sourced electricity in the smart grid. Smart grid has many features, including reliability, flexibility on network topology, efficiency, sustainability, and market-enabling. The authors select a photovoltaic active power line conditioner as a case study. This line conditioner is a device designed to extract the maximum power of a photovoltaic (PV) system and to compensate the nonlinear and unbalanced loads of the electrical power systems. The performance of the PV conditioner with the neuro-fuzzy control designed has been analyzed through a simulation platform.
Implementation of Smart Grid Test Bed Using OPNET and PLC
Authors: Huh Jun-Ho
Published: September 2021

In this chapter, a design that allows testing of the performances of various models was developed with OPNET for the simulations in the PLC-base data link layer. As the model proposed earlier, the design includes a smart home and a Smart Grid environment where a comparison between Zigbee and WiMax-based models can be performed. The Smart Grid Test Bed has been implemented using OPNET and Power Line Communication is proposed in this book. It is being designed to allow Test Bed experiments in four layers among seven OSI layers. This chapter is organized as follows: the physical layer and datalink layer for Smart Grid Test Bed in Section 1; the transport layer for Smart Grid Test Bed in Section 2; and finally, application layer for Smart Grid Test Bed in Section 3.
IoT-Based Management of Smart Microgrid
Authors: Chhaya Lipi
Published: September 2021

The present power grid is going through a substantial and radical transformation process. Unification of existing electrical infrastructure with information and communication network is an unavoidable requirement of smart grid deployment and operation. The key characteristics of smart grid technology are full duplex communication, advanced metering infrastructure, integration of renewable and alternative energy resources, distribution automation and complete monitoring, as well as control of entire power grid. Smart grid communication infrastructure consists of varied and hierarchical communication networks. Application of smart grid can be realized in the various the facets of energy utilization. Internet of things also plays a pivotal role in smart grid infrastructure as it provides a ubiquitous communication network. This chapter describes an implementation of internet of things (IoT)-based wireless energy management system for smart microgrid communication infrastructure.
Formal Verification of ZigBee-Based Routing Protocol for Smart Grids
Authors: Rashid Adnan , Hasan Osman
Published: September 2021

Smart grids provide a digital upgradation of the conventional power grids by alleviating the power outages and voltage sags that occur due to their inefficient communication technologies and systems. They mainly tend to strengthen the efficiency, performance, and reliability of the traditional grids by establishing a trusted communication link between their different components through routing protocols. The conventional methods, i.e., the computer-based simulations and net testing, for analyzing these routing network protocols are error-prone and thus cannot be relied upon while analyzing the safety-critical smart grid systems. Formal methods can cater for the above-mentioned inaccuracies and thus can be very beneficial in analyzing communication protocols used in smart grids. In order to demonstrate the utilization and effectiveness of formal methods in analyzing smart grid routing protocols, we use the UPPAAL model checker to formally model the ZigBee-based routing protocol. We also verify some of its properties, such as, liveness, collision avoidance and deadlock freeness.
Securing SDN-Enabled Smart Power Grids
Authors: Ghosh Uttam , Chatterjee Pushpita , Shetty Sachin
Published: September 2021

Software-defined networking (SDN) provides flexibility in controlling, managing, and dynamically reconfiguring the distributed heterogeneous smart grid networks. Considerably less attention has been received to provide security in SDN-enabled smart grids. Centralized SDN controller protects smart grid networks against outside attacks only. Furthermore, centralized SDN controller suffers from a single point of compromise and failure which is detrimental to security and reliability. This chapter presents a framework with multiple SDN controllers and security controllers that provides a secure and robust smart grid architecture. The proposed framework deploys a local IDS to provide security in a substation. Whereas a global IDS is deployed to provide security in control center and overall smart grid network, it further verifies the consequences of control-commands issued by SDN controller and SCADA master. Performance comparison and simulation result show that the proposed framework is efficient as compared to existing security frameworks for SDN-enabled smart grids.
Price Discounts and Consumer Load-Shifting Behavior in the Smart Grid
Authors: Al-Ahmadi Eeyad , Erkoc Murat
Published: September 2021

This paper studies the impact of consumers' individual attitudes towards load shifting in electricity consumption in an electricity market that includes a single electricity provider and multiple consumers. A Stackelberg game model is formulated in which the provider uses price discounts over a finite number of periods in order to induce incentives for consumers to shift their peak period loads to off-peak periods. The equilibrium outcomes are investigated and the analytical results are derived for this type of market, where not only the response behaviors of independent consumers are diverse but also an individual consumer's valuation of electricity consumption varies across periods. The obtained results demonstrate that consumer sensitivities to price discounts significantly impact price discounts and load-shifts, which are not necessarily monotonic. The authors also observe that a diverse market leads to lower peak-to-average values and provider payoffs compared to a homogenous market unless the latter one is composed of consumers with relatively lower inconvenience costs during the peak periods.
Issues Associated With Microgrid Integration
Authors: Khan Baseem , Tanwar Sudeep
Published: September 2021

Microgrid (MG) is the vital technology that can be utilized to supply electricity to rural areas by fulfilling various aspects of electricity such as sustainability and reliability. Further, MG technology can also be used as localized generation sources and back up supply source. As MG can be worked in interconnected mode, various issues related to interconnection with utility grid are raised. Several issues such as technical, regulatory, and operational are associated with grid integration. Therefore, this chapter deals with the issues that are associated with the grid integration of microgrid.