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DFG fördert zwei neue Sonderforschungsbereiche

DFG fördert zwei neue Sonderforschungsbereiche

© N. Doherty|S.Grusche /CC-BY-SA-3.0|IfE/LUH

Ein großer Erfolg für die Forschung an der Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG fördert den Sonderforschungsbereich 1463 "Integrierte Entwurfs- und Betriebsmethodik für Offshore-Megastrukturen". Sprecher ist Prof. Dr.-Ing. Raimund Rolfes vom Institut für Statik und Dynamik. Ebenso gefördert wird der Sonderforschungsbereich 1464 "Relativistische und quantenbasierte Geodäsie (TerraQ)". Sprecher ist hier Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller vom Institut für Erdmessung. Anfang des Monats hatte die DFG bereits bekanntgegeben, dass sie das neu bewilligte Internationale Graduiertenkolleg IRTG 2657 zur mathematischen Modellbildung und das erfolgreiche Graduiertenkolleg i.c.sens fördert.

SFB 1464 Relativistische und quantenbasierte Geodäsie (TerraQ)

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Bereich Geodäsie und der Physik arbeiten im Sonderforschungsbereich "Relativistische und quantenbasierte Geodäsie (TerraQ)" zusammen, um grundlegend neue Sensoren, Messtechniken, Analysemethoden und Modellierungsansätze zu entwickeln. Auf diese Weise sollen neueste Erkenntnisse vor allem aus der Quanten- und Gravitationsphysik dazu beitragen, die Genauigkeit geodätischer Messungen signifikant zu erhöhen.

"Damit können wir die gravimetrische Erdbeobachtung wesentlich verbessern und einen essentiellen Beitrag für die Klimaforschung liefern, mit enormen Auswirkungen auf das gesamte Feld der Geowissenschaften", erläutert Professor Jürgen Müller vom Institut für Erdmessung der Leibniz Universität und designierter SFB-Sprecher.

Schon heute kann der variierende Abstand zweier Satelliten, die die Erde auf einer niedrigen Bahn umkreisen, präzise gemessen und damit die Gravitationskraft der Erde und ihre zeitlichen Variationen – also der Massenvariationen, die wichtige Indikatoren für Klimawandelprozesse sind – global sehr exakt bestimmt werden. In TerraQ werden die Forschenden nun unter anderem laser-gestützte Systeme entwickeln, um diese Abstandsmessungen in der Erdumlaufbahn auf das nächste Genauigkeitsniveau zu heben. Für den Einsatz auf der Erde erforschen sie Quantensensoren für die schnelle und präzise Schweremessung zur Erfassung von kleinräumigen Prozessen, wie Änderungen der Grundwasserspeicher. Diese Entwicklungen umfassen sowohl kompakte, mobile Geräte für Messkampagnen in geowissenschaftlich interessanten Gebieten wie auch große stationäre Geräte mit extremer Präzision. Darüber hinaus werden auch Atom-Uhren zur Bestimmung des Schwerefeldes eingesetzt – eine völlig neue Messmethode für die Geodäsie. Hier nutzen die Forschenden Eigenschaften der Einstein’schen Relativitätstheorie aus.

Im Sonderforschungsbereich 1464 "TerraQ – Relativistische und quantenbasierte Geodäsie" haben sich sieben Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen: Leibniz Universität Hannover, DLR-Institut für Satellitengeodäsie und Inertialsensorik Hannover, Physikalisch Technische Bundesanstalt Braunschweig, Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation Bremen, GeoForschungsZentrum Potsdam, HafenCity Universität Hamburg und Technische Universität Graz. Die Leibniz Universität ist als Sprecherhochschule federführend und mit dem Institut für Erdmessung, dem Institut für Gravitationsphysik und dem Institut für Quantenoptik beteiligt. Laufzeit ist vom 01. Januar 2021 bis zum 31. Dezember 2024 mit der Möglichkeit der Verlängerung bis 2032. Die Fördersumme beträgt rund 9,6 Millionen Euro bis 2024. 

SFB 1463 Integrierte Entwurfs- und Betriebsmethodik für Offshore-Megastrukturen

Der Sonderforschungsbereich "Integrierte Entwurfs- und Betriebsmethodik für Offshore-Megastrukturen" legt den Fokus auf die Energiewende und die künftige Energieversorgung mithilfe sogenannter Mega-Offshore-Windenergieanlagen. Der SFB will bisher getrennt gedachte baubezogene Prozesse wie Entwurf, Fertigung, Betrieb und Rückbau von Windenergieanlagen zusammenbringen und durch ein schrittweise mitwachsendes Digitalisierungskonzept verknüpfen. Langfristig will der Verbund neue Erkenntnisse zum Entwurf und Betrieb von Bauwerken mit komplexem Tragverhalten liefern.

Ziel des Sonderforschungsbereichs ist die Erforschung physikalischer und methodischer Grundlagen, basierend auf dem Konzept eines digitalen Zwillings. Der digitale Zwilling ist ein gekoppeltes Gesamtmodell einer konkreten Windenergieanlage, das mit Hilfe von Messdaten an den aktuellen Zustand der realen Struktur angepasst wird. So ergeben sich Simulationsmodelle, die einzelne, reale Anlagen über die gesamte Lebensdauer beschreiben und immer an den aktuellen Zustand angepasst werden können. 

"Mit Hilfe des digitalen Zwillings können zukünftige Windenergieanlagen sicher, wirtschaftlich und ressourcenschonend entworfen und betrieben werden", erläutert Professor Rolfes, designierter Sprecher des Sonderforschungsbereichs. Dies ermögliche Anlagen, die im Vergleich zu heutigen Modellen eine effizientere Stromerzeugung und kontinuierlichere Stromeinspeisung bieten und – bezogen auf ihre Leistung – schneller aufgebaut und kostengünstiger in der Wartung sind. 

Für den Sonderforschungsbereich 1463 „Integrierte Entwurfs- und Betriebsmethodik für Offshore-Megastrukturen“ haben sich vier Forschungseinrichtungen unter der Leitung der Leibniz Universität Hannover zusammengeschlossen. Neben der LUH sind die Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt und die Technische Universität Dresden beteiligt. An der Leibniz Universität sind insgesamt zehn Institute der Fakultäten für Bauingenieurwesen und Geodäsie, für Maschinenbau, für Mathematik und Physik und für Elektrotechnik und Informatik involviert. Ein Großteil der beteiligten Institute der Leibniz Universität Hannover und der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg sind bereits im Forschungsverbund ForWind vernetzt. Laufzeit ist vom 01. Januar 2021 bis zum 31. Dezember 2024 mit der Möglichkeit der Verlängerung bis 2032. Die Fördersumme beträgt rund 8,5 Millionen Euro.

(Quellen: DFG, LUH)

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