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Berechnung hydraulischer Verluste fluidführender Systeme

Hüge, Carsten 31 May 2010 (has links)
Bestimmung der temperatur- und volumenstromabhängigen Druckverluste einer hydraulischen Baugruppe zur Abschätzung und Optimierung der Gesamtenergieffizienz im Verlauf der Neuentwicklung einer hochintegrativen Komponente eines Wärmepumpensystems
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Anforderungen an ein Datenmodell für energiesensitive Prozessketten von Powertrain-Komponenten

Krellner, Björn, Rünger, Gudula, Steger, Daniel 20 August 2010 (has links)
Die ressourcenschonende und energiesparende Herstellung von Produkten stellt ein wichtiges Kriterium zum Erfolg eines produzierenden Unternehmens dar. Nicht nur aus Marketing-Sicht, sondern zunehmend auch auf Grund der Kosten für Material- und Energiebeschaffung zur Herstellung eines Produkts, spielt Energieeffizienz im globalen Wettbewerb bei Automobil- und anderen Maschinenbaufirmen eine entscheidende Rolle. Neben der Entwicklung des Produkts ist dabei vor allem in der Fertigung Bedarf für Optimierungen zu finden. Eine in Hinblick auf Energie und Ressourcen effizient ausgerichtete Prozesskette zur Herstellung eines Produkts bildet die Grundlage für eine kosten- und ressourcenschonende Herstellung. Dabei fließen in die Betrachtungsweise eine ganze Reihe von Faktoren ein, nicht nur was Prozessplanung und Ergebnisse der Produktentwicklung betrifft, sondern auch Überlegungen zum gesamten Produktlebenszyklus und dessen Auswirkungen auf die Herstellung des Produkts. Im vorliegenden Bericht werden Prozessketten zur Herstellung von Antriebssträngen (Powertrain-Komponenten) betrachtet und hinsichtlich der Anforderungen an ein Datenmodell analysiert. Weiterhin wird eine IT-Unterstützung zur Betrachtung der unterschiedlichen Einflussgrößen sowie zur Optimierung der Prozesskette im Hinblick auf Energieeinsatz erarbeitet und formuliert.
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Niedrigenergiesortimente bei Topfkulturen

Wartenberg, Stephan 26 March 2015 (has links)
Von 2012 bis 2014 wurden Topfkulturen im Zierpflanzenbau auf Sortenunterschiede im Wärmebedarf untersucht. Hinsichtlich der Einsparung an Heizenergie durch Sortenwahl wurde bei Pelargonien ein Potenzial von 10 %, bei Neuguinea-Impatiens von 48 % und bei Poinsettien von 40 % ermittelt. Diese Potenziale sind wegen weiterer Kriterien für die Sortenwahl und Varianten der Kulturführung in der Praxis des Gartenbaus nicht in vollem Umfang nutzbar, aber die für jede Art ermittelten Niedrigenergiesortimente bieten gute Einsparmöglichkeiten. Die Ergebnisse sind auch ein starker Impuls für die stärkere Berücksichtigung des Wärmebedarfs bei der Neuzüchtung von Sorten.
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Simulationsbasierte Entwicklung energieeffizienter Steuerungsstrategien für Materialflusssysteme

Schmidt, Thorsten, Schulze, Frank 03 April 2018 (has links)
Die Kosten für die Energieversorgung eines Materialflusssystems übersteigen die Investitionskosten oft schon nach wenigen Jahren. Mit steigenden Energiepreisen wird dieser Zeitraum kürzer. Bei der Bewertung der Lebenszykluskosten eines Materialflusssystems rücken deshalb die Energiekosten immer mehr in den Vordergrund. Viele Möglichkeiten zur Energieeffizienz-Steigerung sind zwar bereits bekannt, jedoch wird davon meist nur punktuell, nicht aber systematisch Gebrauch gemacht. Dies gilt insbesondere für die Ebene der Anlagen- bzw. Systemsteuerung. Die Bemühungen um eine Steigerung der Energieeffizienz in der Intralogistik fokussieren bislang auf die Optimierung fördertechnischer Komponenten (Leichtbau, Antriebe). Damit wird jedoch nur das Symptom behandelt, nicht aber die Ursache: Der energetische Aufwand für Transportvorgänge – das Symptom – muss zweifellos reduziert werden. Das geschieht auch bereits. Zugleich ist aber sicherzustellen, dass zur Lösung einer konkreten logistischen Aufgabenstellung – der Ursache – Transporte nur im tatsächlich erforderlichen Umfang und in der richtigen Weise durchgeführt werden. Dafür Sorge zu tragen, ist Aufgabe einer energieeffizienten Anlagensteuerung. Die Forschungsarbeiten an der TU Dresden verfolgen drei Ziele: (a) Der Zusammenhang zwischen der mechanischen Leistung und dem elektrischen Energieverbrauch typischer Fördertechnik-Komponenten soll allgemeingültig beschrieben werden. (b) Es sollen Routinen entwickelt werden, mit denen in der ereignisdiskreten Simulation die mechanische Leistung einer Anlage und der resultierende elektrische Energieverbrauch bestimmt wird. (c) Mithilfe der Simulation soll gezeigt werden, wie und in welchem Umfang optimierte Steuerungsstrategien die Energieeffizienz von Materialflusssystemen steigern.
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Investigating the Cause and Effect of an AMD Zen Energy Management Anomaly

von Elm, Christian, Ilsche, Thomas, Schöne, Robert, Bielert, Mario, Schmidl, Markus 23 April 2021 (has links)
This paper discusses an architectural anomaly observed on server processors of the AMD Zen microarchitecture: At a specific operating point, increasing the number of active cores reduces system power consumption while increasing performance more than proportionally to the additional cores. The occurrence of the anomaly is rooted in the hardware control loop for energy management and software-independent. Experiments show a connection to the AMD turbo frequency feature Max Core Boost Frequency (MCBF). In less efficient configurations, this feature could be employed from a processor’s perspective, even though it is not necessarily used on any core. Voltage measurements indicate that the availability of MCBF leads to a higher voltage from mainboard voltage regulators, subsequently raising power consumption unnecessarily. We describe the impact of this anomaly on the performance and energy-efficiency of several micro-benchmarks. The reduced power consumption when additional cores are enabled can lead to higher core frequencies and increased per-core-performance. The presented findings can be used to avoid inefficient core configurations and reduce the overall energy-to-solution.
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Echtzeitfähige energiesensitive Maschinensimulation

Witt, Marco 08 May 2014 (has links)
Energieeffizienz gewinnt als Wettbewerbs- und Kostenfaktor für die industrielle Produktion seit einigen Jahren immer mehr an Bedeutung und sollte bereits in der Produkt- und Prozessentwicklung bzw. -verbesserung berücksichtigt werden. Entsprechend zeigt der Beitrag, wie mittels Maschinensimulation auf der Basis empirischer Messdaten die Energieverbräuche für zukünftige Fertigungsprozesse durch eine integrierte Visualisierung abgeschätzt werden können.
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Energy-Utility Function-Based Resource Control for In-Memory Database Systems LIVE

Kissinger, Thomas, Hähnel, Marcus, Smejkal, Till, Habich, Dirk, Härtig, Hermann, Lehner, Wolfgang 12 August 2022 (has links)
The ever-increasing demand for scalable database systems is limited by their energy consumption, which is one of the major challenges in research today. While existing approaches mainly focused on transaction-oriented disk-based database systems, we are investigating and optimizing the energy consumption and performance of data-oriented scale-up in-memory database systems that make heavy use of the main power consumers, which are processors and main memory. In this demo, we present energy-utility functions as an approach for enabling the operating system to improve the energy efficiency of scalable in-memory database systems. Our highly interactive demo setup mainly allows attendees to switch between multiple DBMS workloads and watch in detail how the system responds by adapting the hardware configuration appropriately.
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Untersuchung der separaten Feinstmahlung von Zementen zur Verbesserung der Energieeffizienz und der Zementeigenschaften

Fleiger, Philipp, Treiber, Kevin 28 November 2023 (has links)
Die Zementmahlung ist energieintensiv. Verfahrenstechnische Optimierung und optimale Nutzung von Mahlaggregaten verbessern die Effizienz des Zerkleinerungsprozesses maßgeblich. Den Anforderungen des europäischen Marktes werden die Produkte aus hocheffizienten Mahlanlagen allerdings nicht vollständig gerecht. Ein weiterer Freiheitsgrad in der Produktion durch Einführung separater Feinstmahlung wurde in der Zementindustrie bislang nicht realisiert. Gezielter Einsatz von Feinst- und Grobanteilen verbessert die Raumausfüllung der Zementschüttung und damit die Zementeigenschaften bedeutend. Der Energiebedarf bei mehrstufiger, angepasster Feinstzerkleinerung wird gesenkt. Die Steuerung von Hydratationsablauf und Festigkeitsentwicklung wird durch praxisnahe Beeinflussung der Korngrößenverteilung ermöglicht. Kleine Feinstmahlaggregate sind weniger kapitalintensiv und die Mischung mit hochfein aufgemahlenen Anteilen kann direkt in vorhandenen Mischeinrichtungen umgesetzt werden. Die Modellierung von Mischungen ermöglicht tiefergehende Erkenntnisse der Auswirkung von Kornform und Korngrößenverteilung auf die Raumausfüllung und damit auf die Zementeigenschaften. Das Design von Korngrößenverteilungen kann dauerhaft den Einsatz von neuen Bestandteilen im Zement fördern. Die Zementeigenschaften werden optimiert, die CO2-Bilanz durch Klinkersubstitution verbessert und nachhaltigere Nutzung von Ressourcen ermöglicht.
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Modellbildung dynamischer Systeme mittels Leistungsfluß / Power flow based modelling of dynamical systems

Geitner, Gert-Helge 23 October 2012 (has links) (PDF)
Im Beitrag wird zunächst die konventionelle auf Signalflüssen basierte Modellbildung mit modernen leistungsflussbasierten Methoden, die auf dem Prinzip von Aktion und Reaktion aufbauen, verglichen. BG (Bond Graph), POG (Power Oriented Graph) und EMR (Energetic Macroscopic representation) sind solche modernen Methoden die den Leistungsaustausch zwischen Teilsystemen als Grundlage für den Modellbildungsansatz nutzen. Diese Werkzeuge erhalten die physikalische Struktur, erlauben es in das dynamische System hineinzuschauen und unterstützen das Verständnis des Leistungsflusses. Unterschiede werden anhand verschiedener Eigenschaften in einer Tabelle angegeben. Nach Erläuterung der Grundlagen zu POG und BG erfolgt die Vorstellung einer Freeware Zusatzbibliothek zur Simulation von Bondgraphen. Spezielle Eigenschaften werden kurz umrissen. Diese Blockbibliothek läuft unter Simulink, besteht aus nur 9 mittels Menü konfigurierbaren Blöcken und realisiert bidirektionale Verbindungen. Die Beispiele Gleichstrommotor, Pulssteller und elastische Welle demonstrieren die Vorteile der leistungsflussorientierten Modellbildung. Zustandsregelung, Energieeffizienz und Simulink LTI Analysewerkzeuge führen in die Anwendung der vorgestellten Simulink Zusatzbibliothek für Bondgraphen ein. / The paper starts with a comparison of the conventional modelling method based on signal flow and modern power flow oriented modelling methods based on the principle of action and reaction. BG (Bond Graph), POG (Power Oriented Graph) and EMR (Energetic Macroscopic representation) are such modern methods based on the power exchange between partial systems as a key element for the basic modelling approach. These tools preserve the physical structure, enable a view inside dynamical systems and support understanding the power flow. Relationships between these graphical representations will be given. After the explanation of basics for POG and BG an overview and special features of a freeware add-on library for simulation of BGs will be outlined. The block library runs under Simulink, consists of nine menu-driven customised blocks only and realises bidirectional connections. Examples DC motor, chopper and elastic shaft demonstrate the advantages of power flow oriented modelling. State space control, energy efficiency and Simulink LTI analysis tools exemplify the application of the presented Simulink add-on BG library.
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Energie- und Ausführungszeitmodelle zur effizienten Ausführung wissenschaftlicher Simulationen / Energy and execution time models for an efficient execution of scientific simulations

Lang, Jens 15 January 2015 (has links) (PDF)
Das wissenschaftliche Rechnen mit der Computersimulation hat sich heute als dritte Säule der wissenschaftlichen Methodenlehre neben der Theorie und dem Experiment etabliert. Aufgabe der Informatik im wissenschaftlichen Rechnen ist es, sowohl effiziente Simulationsalgorithmen zu entwickeln als auch ihre effiziente Implementierung. Die vorliegende Arbeit richtet ihren Fokus auf die effiziente Implementierung zweier wichtiger Verfahren des wissenschaftlichen Rechnens: die Schnelle Multipolmethode (FMM) für Teilchensimulationen und die Methode der finiten Elemente (FEM), die z. B. zur Berechnung der Deformation von Festkörpern genutzt wird. Die Effizienz der Implementierung bezieht sich hier auf die Ausführungszeit der Simulationen und den zur Ausführung notwendigen Energieverbrauch der eingesetzten Rechnersysteme. Die Steigerung der Effizienz wurde durch modellbasiertes Autotuning erreicht. Beim modellbasierten Autotuning wird für die wesentlichen Teile des Algorithmus ein Modell aufgestellt, das dessen Ausführungszeit bzw. Energieverbrauch beschreibt. Dieses Modell ist abhängig von Eigenschaften des genutzten Rechnersystems, von Eingabedaten und von verschiedenen Parametern des Algorithmus. Die Eigenschaften des Rechnersystems werden durch Ausführung des tatsächlich genutzten Codes für verschiedene Implementierungsvarianten ermittelt. Diese umfassen eine CPU-Implementierung und eine Grafikprozessoren-Implementierung für die FEM und die Implementierung der Nahfeld- und der Fernfeldwechselwirkungsberechnung für die FMM. Anhand der aufgestellten Modelle werden die Kosten der Ausführung für jede Variante vorhergesagt. Die optimalen Algorithmenparameter können somit analytisch bestimmt werden, um die gewünschte Zielgröße, also Ausführungszeit oder Energieverbrauch, zu minimieren. Bei der Ausführung der Simulation werden die effizientesten Implementierungsvarianten entsprechend der Vorhersage genutzt. Während bei der FMM die Performance-Messungen unabhängig von der Ausführung der Simulation durchgeführt werden, wird für die FEM ein Verfahren zur dynamischen Verteilung der Rechenlast zwischen CPU und GPU vorgestellt, das auf Ausführungszeitmessungen zur Laufzeit der Simulation reagiert. Durch Messung der tatsächlichen Ausführungszeiten kann so dynamisch auf sich während der Laufzeit verändernde Verhältnisse reagiert und die Verteilung der Rechenlast entsprechend angepasst werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass modellbasiertes Autotuning es ermöglicht, die Effizienz von Anwendungen des wissenschaftlichen Rechnens in Bezug auf Ausführungszeit und Energieverbrauch zu steigern. Insbesondere die Berücksichtigung des Energieverbrauchs alternativer Ausführungspfade, also die Energieadaptivität, wird in naher Zukunft von großer Bedeutung im wissenschaftlichen Rechnen sein. / Computer simulation as a part of the scientific computing has established as third pillar in scientific methodology, besides theory and experiment. The task of computer science in the field of scientific computing is the development of efficient simulation algorithms as well as their efficient implementation. The thesis focuses on the efficient implementation of two important methods in scientific computing: the Fast Multipole Method (FMM) for particle simulations, and the Finite Element Method (FEM), which is, e.g., used for deformation problems of solids. The efficiency of the implementation considers the execution time of the simulations and the energy consumption of the computing systems needed for the execution. The method used for increasing the efficiency is model-based autotuning. For model-based autotuning, a model for the substantial parts of the algorithm is set up which estimates the execution time or energy consumption. This model depends on properties of the computer used, of the input data and of parameters of the algorithm. The properties of the computer are determined by executing the real code for different implementation variants. These implementation variantss comprise a CPU and a graphics processor implementation for the FEM, and implementations of near field and far field interaction calculations for the FMM. Using the models, the execution costs for each variant are predicted. Thus, the optimal algorithm parameters can be determined analytically for a minimisation of the desired target value, i.e. execution time or energy consumption. When the simulation is executed, the most efficient implementation variants are used depending on the prediction of the model. While for the FMM the performance measurement takes place independently from the execution of the simulation, for the FEM a method for dynamically distributing the workload to the CPU and the GPU is presented, which takes into account execution times measured at runtime. By measuring the real execution times, it is possible to response to changing conditions and to adapt the distribution of the workload accordingly. The results of the thesis show that model-based autotuning makes it possible to increase the efficiency of applications in scientific computing regarding execution time and energy consumption. Especially, the consideration of the energy consumption of alternative execution paths, i.e. the energy adaptivity, will be of great importance in scientific computing in the near future.

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