Cette thèse présente une étude numérique et expérimentale d’écoulements gazeux raréfiés confinés, induits par gradients thermiques. L’écoulement d’un gaz raréfié peut en effet être généré en appliquant uniquement un gradient tangentiel de température le long d'une paroi. Ainsi, sans gradient initial de pression, le gaz peut se déplacer de la région froide vers la région chaude. Ce phénomène, appelé transpiration thermique, est à la base du fonctionnement des pompes dites de Knudsen, capables de générer un pompage du gaz sans utiliser de pièces mécaniques mobiles. L’apport principal de ce travail est relatif à l’investigation numérique de l’écoulement de transpiration thermique dans trois nouvelles configurations de pompe Knudsen. Dans ce but, une méthode numérique de simulation d’écoulements dans le régime de glissement a été développée ; elle implémente des conditions aux limites de saut de vitesse et de température spécifiques dans un code CFD commercial. Parallèlement, un code DSMC a été mis en œuvre pour étudier des écoulements plus fortement raréfiés dans les géométries les plus complexes. Des écoulements de transpiration thermique générés dans des canaux courbés, dans des canaux convergents/divergents ou entre deux surfaces spécialement micro-texturées ont ainsi été étudiés. D’autre part, l’analyse expérimentale d’un écoulement de transpiration thermique dans un microtube de section circulaire a été réalisée sur un nouveau banc d’essais conçu pour être adaptable à diverses géométries de canaux ou de pompes Knudsen. / This thesis presents a numerical and experimental analysis of internal rarefied gas flows induced by temperature fields. In rarefied gases, a flow can be generated by solely applying a tangential temperature gradient along a wall: without any initial pressure gradient, the gas macroscopically moves from the cold toward the hot region. This phenomenon is the so-called thermal creep or thermal transpiration effect. It is the main operating principle of the Knudsen pump, which can generate gas pumping without the need of any moving parts. The main aspect of this work is centered on numerical investigations of thermal transpiration flows in three new possible configurations of Knudsen pumps. For that goal, a numerical model for slip flows has been developed in which the appropriate slip boundary conditions are implemented in a commercial CFD code and a DSMC code has been adapted for studying transition flows in complex geometries. The pumping effect of curved-channel Knudsen pumps, the thermal transpiration flows through tapered channels and between two ratchets surfaces at different uniform temperatures have been investigated. In addition, an experimental study of thermal transpiration flow through a single micro-tube has been carried out on a new experimental set-up designed to be adaptable for testing thermally driven flows through various kinds of microchannels or generated by autonomous Knudsen compressors

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Die Partikelabscheidung aus Gasen findet bei einer Vielzahl industrieller Prozesse Anwendung. Die im Bereich der Emissionsminderung für die Abscheidung fester Partikel zumeist herkömmlich eingesetzten Anlagen gleichen einander stark und werden häufig auch als Entstaubungsanlagen oder -einrichtungen bezeichnet. Diese bestehen vorwiegend aus eckigen Gehäusen mit intern positionierten Filterelementen. Zum Schutz und zur Entlastung der Filterelemente finden häufig interne Prallbleche bzw. externe Fliehkraftabscheider Verwendung. Kaum bekannt und untersucht hingegen ist die Kombination von filternder Technologie mit Fliehkraftabscheidern innerhalb eines Gehäuses. Die vorliegende Arbeit untersucht das technologische Konzept kombinierter Bauformen und entwickelt zwei weitere Varianten. Die wissenschaftliche Untersuchung von deren Funktion erfolgt am eigens entwickelten Versuchsstand. Die zusätzliche experimentelle Analyse einer herkömmlichen Entstaubungseinrichtung ermöglicht die Gegenüberstellung der unterschiedlichen technologischen Konzepte. Überdies erfolgt die Entwicklung und Validierung eines numerischen Berechnungsmodells sowie der Vergleich mit verfügbaren Standard-Berechnungsmodellen. Ferner findet das validierte numerische Berechnungsmodell bei der strömungstechnischen Analyse der experimentell untersuchten kombinierten Bauformen Anwendung. Letztendlich erfolgt auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse die Definition von Vor- und Nachteilen sowie potentieller Anwendungsgebiete. Darüber hinaus werden für die zukünftige Dimensionierung allgemeingültige Regeln und eine Berechnungsvorschrift abgeleitet. / Particle separation of gases has been applied to a variety of industrial processes. Conventional concepts for the separation of solid particles resemble each other and are often referred to as dust collectors. They mainly consist of square housings with internal filter elements. For the protection and relief of the filter elements one often uses internal baffles and external cyclones. However, very little is known and studied regarding the combination of filtering technology and centrifugal separators within the same housing. This dissertation examines the state of the art of combined designs and presents the development of two further variants. Their scientific investigation took place on an especially designed test rig. An additional experimental analysis of a conventional dust collector allows the comparison of the developed different technological concepts. Moreover, experiments were carried out in order to develop and validate a numerical simulation model and to allow a comparison with available standard computational models. Furthermore, the validated numerical model has been applied to the aerodynamic analysis of the experimentally investigated combined designs. Moreover, based on the derived results, advantages and disadvantages as well as potential areas of application were identified. Eventually, some universal rules and a calculation rule have been derived for future designs and lay outs.

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Die Partikelabscheidung aus Gasen findet bei einer Vielzahl industrieller Prozesse Anwendung. Die im Bereich der Emissionsminderung für die Abscheidung fester Partikel zumeist herkömmlich eingesetzten Anlagen gleichen einander stark und werden häufig auch als Entstaubungsanlagen oder -einrichtungen bezeichnet. Diese bestehen vorwiegend aus eckigen Gehäusen mit intern positionierten Filterelementen. Zum Schutz und zur Entlastung der Filterelemente finden häufig interne Prallbleche bzw. externe Fliehkraftabscheider Verwendung. Kaum bekannt und untersucht hingegen ist die Kombination von filternder Technologie mit Fliehkraftabscheidern innerhalb eines Gehäuses. Die vorliegende Arbeit untersucht das technologische Konzept kombinierter Bauformen und entwickelt zwei weitere Varianten. Die wissenschaftliche Untersuchung von deren Funktion erfolgt am eigens entwickelten Versuchsstand. Die zusätzliche experimentelle Analyse einer herkömmlichen Entstaubungseinrichtung ermöglicht die Gegenüberstellung der unterschiedlichen technologischen Konzepte. Überdies erfolgt die Entwicklung und Validierung eines numerischen Berechnungsmodells sowie der Vergleich mit verfügbaren Standard-Berechnungsmodellen. Ferner findet das validierte numerische Berechnungsmodell bei der strömungstechnischen Analyse der experimentell untersuchten kombinierten Bauformen Anwendung. Letztendlich erfolgt auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse die Definition von Vor- und Nachteilen sowie potentieller Anwendungsgebiete. Darüber hinaus werden für die zukünftige Dimensionierung allgemeingültige Regeln und eine Berechnungsvorschrift abgeleitet. / Particle separation of gases has been applied to a variety of industrial processes. Conventional concepts for the separation of solid particles resemble each other and are often referred to as dust collectors. They mainly consist of square housings with internal filter elements. For the protection and relief of the filter elements one often uses internal baffles and external cyclones. However, very little is known and studied regarding the combination of filtering technology and centrifugal separators within the same housing. This dissertation examines the state of the art of combined designs and presents the development of two further variants. Their scientific investigation took place on an especially designed test rig. An additional experimental analysis of a conventional dust collector allows the comparison of the developed different technological concepts. Moreover, experiments were carried out in order to develop and validate a numerical simulation model and to allow a comparison with available standard computational models. Furthermore, the validated numerical model has been applied to the aerodynamic analysis of the experimentally investigated combined designs. Moreover, based on the derived results, advantages and disadvantages as well as potential areas of application were identified. Eventually, some universal rules and a calculation rule have been derived for future designs and lay outs.

Diese Dissertation umfasst drei Studien über Finanzberichterstattung gemäß International Financial Reporting Standards (IFRS) und Wirtschaftsprüfung. Da die IFRS ein prinzipienbasiertes Standardsystem sind, haben Abschlussersteller beabsichtigte Ermessensspielräume bei der Erstellung ihrer Finanzberichte. Die ersten beiden Studien widmen sich den Fragen, wie genau Abschlussersteller entsprechende Ermessensspielräume ausüben und inwieweit dies von der Wahl des Abschlussprüfers abhängt. Die erste Studie untersucht die Anhangangaben zu Ermessensentscheidungen und Schätzunsicherheiten (gemäß IAS 1). Sie liefert deskriptive Belege für ein insgesamt zunehmendes Niveau der Offenlegung dieser Anhangangaben und dafür, dass das Offenlegungsniveau über verschiedene Abschlussprüfer hinweg variiert. Inspiriert durch die Ergebnisse der ersten Studie widmet sich die zweite Studie der Frage, welche Arten von Abschlussprüfern (d.h. dominierende im Vergleich zu nicht dominierenden Abschlussprüfern) Unternehmen dazu motivieren, (mehr) relevante Angaben zu den erwarteten Auswirkungen der erstmaligen Anwendung des neuen IFRS 16 „Leasingverhältnisse“ im Erstanwendungsjahr offenzulegen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mandanten dominierender Abschlussprüfer weniger standardisierte Angaben („boilerplate disclosures“) machen und der Zusammenhang zwischen der Leasingintensität und dem Detaillierungsgrad der Angaben bei diesen Mandanten stärker ist. Die dritte Studie nimmt die Ergebnisse der ersten beiden Studien zum Anlass, die Struktur des Prüfungsmarktes zu untersuchen. Der Fokus liegt hierbei auf der Entwicklung der Konzentration des Abschlussprüfermarktes in Großbritannien und Deutschland rund um eine regulatorische Änderung auf EU-Ebene, die neue Prüfungsanforderungen mit sich bringt, einschließlich der obligatorischen regelmäßigen Rotation von Prüfungsgesellschaften. Während die Ergebnisse auf einen etwa gleichstarken Rückgang der Konzentration der Prüfungsmärkte in beiden Ländern hindeuten, zeigen weitere statistische Tests, dass dieser Rückgang auf nationale Besonderheiten zurückzuführen ist. / This dissertation comprises three papers on financial reporting and auditing. The first two papers examine whether the extent to which the principles-based character of International Financial Reporting Standards (IFRS) allows management to exercise judgement in the preparation of firms’ disclosures is contingent on auditor-type. The first paper explores judgment and estimation uncertainty disclosures (IAS 1) and provides descriptive evidence on an overall increasing trend of disclosure levels and that disclosure levels vary in the cross-section, among other things, by auditor. Inspired by that, the second paper goes a step further and emphasises on the question what type of auditors (i.e., dominant in comparison to non-dominant auditors) motivate firms to provide (more) relevant disclosures on how they expect IFRS 16 – a new standard on leasing – to affect their financial statements in the period of initial application. Results suggest that clients of dominant auditors use less boilerplate disclosures and that the association between leasing intensity and disclosure detail is stronger for those clients. Due to the results of both papers suggesting that the auditor choice matters when firms face judgement in the preparation of their disclosures, the (development of the) audit market structure underlying certain regulations becomes relevant. Thus, the third paper takes these findings of the first two papers as motivation to examine the audit market concentration in the UK and Germany around a regulatory change at the EU level that entails new audit requirements including mandatory audit firm rotation on a regular basis. While aggregate statistics suggest a decrease in market concentration of similar size in both countries, further tests reveal that these decreases are driven by national peculiarities.