Neueste SCI Publikationen

Neueste Projekte

Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-01-01 - 2022-09-30

Ziel des Projektes ist die systemintegrierte und belastungsabhängige Bewertung der Langzeitzuverlässigkeit von Hochgeschwindigkeitsweichen mit Schwerpunkt auf Rissinitiierung und Risswachstum ausgehen vom Schienenfuß beweglicher Kreuzungspunkte. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung eines detaillierten Verständnisses der Dynamik des gesamten nichtlinearen Systems "Radsatz - Schiene - Feste Fahrbahn - Boden", wobei einerseits der Einfluss der Steifigkeit der Platte, des Betonasphaltmörtels und des Bodens und andererseits die niederamplitudigen, hochzyklischen Schwingungen aus dem Rad-Schiene-Kontakt auf die Belastung der Weichenschienen erfasst werden. Letztlich sollen die Eckpfeiler für ein integriertes Instandhaltungskonzept für Hochgeschwindigkeitsübergänge geschaffen werden. Das vorliegende Projekt selbst ist Teil des gemeinsam definierten Forschungsprogramms des COMET K2 Center on "Integrated Computational Material, Process and Product Engineering (IC-MPPE)" und unterstützt die Erreichung der in diesem Forschungsprogramm definierten Ziele. Die Beteiligung der BOKU (IPM) liegt in der Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens von R260 Stahl im Bereich sehr hoher Lastspielzahlen mittels Ultraschall-Ermüdungsversuche.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-02-01 - 2022-01-31

Das Projekte ThermoCluster BBT beschäftigt sich mit der grundlegenden Erhebung und Beurteilung des tunnelthermischen Potentials des Brenner Basistunnels, der Komponentenplanung der geothermischen und tunnelbautechnischen Bauteile sowie der Analyse des bestehenden Wärme- und Kältebedarfs naheliegender Verbraucher (Bedarfssituation) und der notwendigen Leitungs- und Anlagentechnik. Ziel ist die Ermittlung des aus der Tunnelanlage langfristig technisch nutzbaren Ausmaßes an geothermischer Energie sowie die langfristige Gewährleistung der bestmöglichen Aufbereitung bzw. Bereitstellung der tunnelthermischen Energie. Zentrale Punkte sind die Erstellung von Nutzungskonzepten v.a. hinsichtlich des geothermischen Wärmebereitstellungspotenzials in Form anfallender Tunnelwässer, der Zu- und Abluft sowie der oberflächennahen Erdwärmenutzung in unmittelbarem Nahbereich der Verbraucher (Wohnsiedlungsgebiete, Gewerbezonen, etc.), die Erhebung der Bedarfssituation hinsichtlich des Bestandsnetzes sowie die Erfassung der technischen Möglichkeiten zur Verschränkung der neuen und bestehenden Wärmesysteme. Neben der Ermittlung der Nutzungspotentiale ist auch eine Abschätzung möglicher Nutzungseinschränkungen, sowohl hinsichtlich technischer als auch wirtschaftlicher Machbarkeit, notwendig.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2020-08-01 - 2023-07-31

Metalle in Biomolekülen sind überraschend häufig und essentiell für viele biologische Aktivitäten und physiologische Funktionen wie z.B. Atmung oder Photosynthese. Etwa ein Drittel aller Proteine sind Metalloproteine, diese koordinieren Metalle typischerweise durch Aminosäurereste oder organische Co-Faktoren. Metalloproteine wurden eingehend untersucht, um ihre Struktur, Funktion und insbesondere die Metall-Ligand-Wechselwirkungen zu verstehen, die für die Entwicklung von Metalloenzyminhibitoren und Metallodrugs von Bedeutung sind. Die Modellierung und Simulation von Metalloproteinen ist in verschiedener Hinsicht eine Herausforderung. Molekulardynamik-Simulationen (MD) zusammen mit klassischen Kraftfeldern reichen nicht aus, um das Verhalten von Metallen und koordinierten Atomen zu beschreiben. Eine quantenmechanische (QM) Beschreibung der Systeme ist erforderlich, um elektronische Effekte zu erfassen. Die Effizienz dieser Methoden ist jedoch im Zusammenhang mit QM/MM-Hybridansätzen, die zur Untersuchung großer und komplexer Biomoleküle notwendig sind, eher gering. Um solche Hybridsysteme zu beschleunigen, scheinen Ansätze des maschinellen Lernens vielversprechend zu sein. Mit den Fortschritten der Algorithmen können QM-Potenziale reproduziert werden. Neuartige Ansätze in der computergestützten Chemie nutzen neuronale Netze (NNs) für die Quantenbeschreibung. Mit diesem Projekt schlagen wir einen hybriden NN/MM-MD Workflow vor, den wir in das GROMOS-Simulationspaket implementieren und die entwickelte Methodik auf Koordinationsverbindingen zunehmender Komplexität anwenden werden. Auf diese Weise hoffen wir, die Beschreibung von Metall-Ligand Wechselwirkungen in klassischen Simulationen mit einem spezifischen Schwerpunkt auf Metalloproteine zu verbessern. Das Projekt ebnet den Weg für zahlreiche Anwendungen und wird die Berechnung von Unterschieden in der freien Energie auf einer QM/MM Ebene ermöglichen, ohne die methodischen Herausforderungen und Kosten. Wir erwarten, dass ein erfolgreicher Abschluss der Arbeit erhebliche Auswirkungen auf dem Gebiet der molekularen Simulationen von Metalloproteinen haben wird.

Betreute Hochschulschriften