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Πολλά πρότυπα ασφαλούς επικοινωνίας, όπως το secure shell (SSH), IP security (IPsec), καθώς και διάφορες μορφές κρυπτογράφησης e-mail δημιουργήθηκαν για να προστατεύουν τις πληροφορίες κατά τη μεταφορά, διασφαλίζοντας το κανάλι επικοινωνίας. Ωστόσο, γίνεται αντιληπτό ότι τα δεδομένα σε αποθήκευση (data at rest) είναι επίσης ευάλωτα σε επιθέσεις και πρέπει να προστατευτούν. Το πρότυπο IEEE P1619, το οποίο έχει προταθεί από το IEEE, προσδιορίζει τα βασικά στοιχεία μιας αρχιτεκτονικής, η οποία παρέχει ασφάλεια σε sector-level-random-access διαμοιραζόμενα μέσα αποθήκευσης, επιλέγοντας ως το καταλληλότερο mode λειτουργίας το Electronic codebook (ECB). Βασικό μειονέκτημα αυτού του τρόπου κρυπτογράφησης είναι ότι κατά το ECB mode το ίδιο plaintext παράγει πάντα (κρυπτογραφείται) το ίδιο ciphertext, δημιουργώντας την ανάγκη για συχνή αλλαγή στο συμμετρικό κλειδί. Μια τέτοια πρακτική όμως δεν θα αποδίδει λόγω του απαιτούμενου χρόνου για την επέκταση των νέων κλειδιών. Το πρόβλημα αυτό αντιμετωπίζει το IEEE P1619, κάνοντας χρήση της θέσης (location) των δεδομένων ως την επιθυμητή μεταβαλλόμενη τιμή κλειδιού, εφαρμόζοντας block-cipher αλγόριθμους κρυπτογράφησης. Το νέο αυτό πρότυπο έχει προσελκύσει την προσοχή εταιριών, ως μια καλή λύση για τις απαιτήσεις των καταναλωτών για υψηλό επίπεδο ασφάλειας των δεδομένων σε συσκευές αποθήκευσης. Πρόσφατες ερευνητικές εργασίες ερευνούν ή/και παρουσιάζουν διάφορες αρχιτεκτονικές για την υλοποίηση του προτύπου σε υλικό (hardware), με στόχο την υιοθέτησή τους σε μελλοντικά προϊόντα. Οι προτεινόμενες προσεγγίσεις στοχεύουν στην αξιοποίηση είτε πόρων του υπολογιστή (προσεγγίσεις λογισμικού) είτε ειδικού σκοπού υλικού, στοχεύοντας σε διαφορετικές απαιτήσεις, ανάλογων της εφαρμογής. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται σε ένα Narrow-block Tweak-able σχήμα κρυπτογράφησης (XTS-AES) και διερευνά διάφορες αρχιτεκτονικές που προσφέρουν μια ποικιλία χαρακτηριστικών. Αυτή είναι η πρώτη προσπάθεια διερεύνησης αρχιτεκτονικών προσεγγίσεων (υφιστάμενων και προτεινόμενων), με σκοπό να αναδειχθεί η καταλληλότερη αρχιτεκτονική για μια ποικιλία εφαρμογών. Το βασικό χαρακτηριστικό των προτεινόμενων αρχιτεκτονικών είναι η μεγιστοποίηση της αξιοποίησης των πόρων που υλοποιούν το IEEE P1619, ώστε να επιτευχθεί η υψηλότερη απόδοση, λαμβάνοντας υπόψη διάφορα κριτήρια σχεδιασμού, όπως είναι η υψηλή ταχύτητα, η μικρή επιφάνεια, το χαμηλό κόστος και η σχεδιαστική πολυπλοκότητα. / A standard for the protection of data in shared storage media has been proposed by IEEE, the IEEE P1619. It specifies the fundamental elements of an architecture that provides security in block-based shared storage media applying block-cipher encryption algorithms to blocks of data. The newly presented standard has attracted the attention of the market vendors, as a good solution to the demands of the consumers for higher security levels in storage devices. The manufacturers have already developed future platforms based on IEEE P1619. Recent research works introduced various approaches targeting their adoption in future products. The proposed approaches are aiming to exploit either computer resources (software approaches) or special purpose hardware. This work focuses on the Narrow-block Tweakable encryption scheme (XTS-AES transform) and explores various architectures offering a variety of characteristics to the final implementation. This is the first, to the authors knowledge, attempt to explore the various architecture approaches that have been proposed until now and additionally introduce new ones, with an aim to highlight the appropriate architecture for a variety of applications. The key feature of the proposed architectures is parallelism, with respect to data block processing. The target is to exploit in full the resources of the core(s) implementing the IEEE P1619 and achieve the highest performance, respecting various design criteria as low cost, and/or design complexity. Basic details regarding IEEE P1619 and its dominant unit (the XTS-AES transform) are offered, a summary of previous works is presented and several issues are considered for potential optimization of the system architecture. Novel architectures are introduced, exploring time-scheduling of the processes to be performed and the characteristics of the various architectures are analyzed and compared.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Ionenimplantation auf die Materialeigenschaften verschiedener magnetischer Probensysteme. Durch die Implantation mit Ionen kann man auf vielfältige Art und Weise die Eigenschaften von magnetischen Materialien modifizieren und maßschneidern, so zum Beispiel die Sättigungsmagnetisierung und die magnetische Anisotropie. Aus der Untersuchung von drei verschiedenen Probensystemen ergibt sich die Dreigliederung des Ergebnisteils. Im ersten Teil der Arbeit, dem Hauptteil, wird die Strukturierung von Permalloyschichten durch Ionen und der Einfluss auf den anisotropen Magnetowiderstand (AMR) untersucht. Der AMR ist direkt abhängig von der Ausrichtung der Magnetisierung eines Materials zum angelegten Strom. Um die Magnetisierungsrichtung sichtbar zu machen wurde ein Kerrmikroskop benutzt. Dieses wurde im Rahmen dieser Arbeit technisch erweitert um gleichzeitig auch den AMR messen zu können. Damit war es erstmalig möglich den AMR und die magnetischen Domänenkonfigurationen direkt zu vergleichen. Durch eine weitere Modifikation des Kerrmikrosops ist es möglich quantitative Bilder eines kompletten Ummagnetisierungsvorganges zu messen. Es konnte gezeigt werden, dass der berechnete AMR des Bildausschnittes mit dem gemessenen übereinstimmt. Der AMR ist abhängig von der Streifenbreite, der Streifenausrichtung zum Strom, der Stärke der induzierten Anisotropie, dem angelegten Feldwinkel und der Sättigungsmagnetisierung. Im Fall von schmalen Streifen führt das zweistufige Schalten zu einem AMR-Maximum, wenn die Streifen mit der niedrigeren Sättigungsmagnetisierung geschaltet haben. Das Zusammensetzen der Streifenstruktur ermöglicht es den AMR gezielt zu manipulieren. Bei geringer induzierter Anisotropie sind verschiedene komplexe Domänen messbar, welche sich in einem asymmetrischen AMR widerspiegeln. So kann der AMR auf vielfältige Weise manipuliert und deren Abhängigkeit von den magnetischen Domänen mittels Kerrmikroskopie gemessen werden. Im zweiten Teil wurde die Erzeugung eines Anisotropiegradienten durch Ionenimplantation in einem Speichermedium untersucht. Hierbei handelt es sich um eine Kooperation mit Peter Greene (University of California Davis) und Elke Arenholz (Lawrence Berkeley Laboratory). Nachdem die Ionenverteilung in dem Material mit TRIDYN simuliert wurde, erfolgte eine Implantation in die oberen Schichten der Co/Pd Multilagen. Dieses hat eine Veränderung der magnetischen Anisotropie zur Folge. Die Ummagnetisierungskurven sind mit dem polaren magnetooptische Kerreffekt (polaren MOKE) und Vibrationsmagnetometrie vermessen worden. Außerdem fand eine Strukturanalyse mit Röntgenreflektrometrie und Röntgendiffraktometrie statt. Die abschließende Beurteilung des Schaltverhaltens erfolgte durch die Auswertung der Ummagnetisierungskurven erster Ordnung. Es ist uns gelungen die oberen Schichten durch die Implantation weichmagnetisch zu machen. Die darunterliegenden Schichten sind noch hartmagnetisch und das Material zeigt textit{exchange spring} Verhalten. Es erfüllt somit die Voraussetzungen, um als Speichermedium genutzt zu werden. Damit konnte erfolgreich gezeigt werden, dass man mit Ionenimplantation einen Anisotropiegradienten in einem Speichermedium erzeugen kann und dadurch das gewünschte Schaltverhalten erzeugt. Im dritten Teil, in einem Projekt mit Björn Obry (TU Kaiserslautern), geht es um die Erzeugung eines Spinwellenleiters und eines magnonischen Kristalls durch die Ionenimplantation in Permalloy. Zur Herstellung des Spinwellenleiters und des magnonischen Kristalls macht man sich die lokale Reduzierung der Sättigungsmagnetisierung durch die Implantation zu nutze. Es wurden Messungen mit dem polaren MOKE gemacht. Die Spinwellencharakterisierung ist mit dem Brillouin-Lichtstreumikroskop durchgeführt worden. Es war möglich die Ionenimplantation zur Herstellung eines magnonischen Kristalls und eines Spinwellenleiters zu nutzen. Das Verändern von magnetischen Materialeigenschaften durch Implantation eröffnet somit verschiedene Möglichkeiten. Mit Ionenimplantation kann man Permalloy so strukturieren, dass man den AMR gezielt manipulieren kann. Außerdem wurde Ionenimplantation genutzt um einen Anisotropiegradienten in einem Speichermedium zu erzeugen. Durch diesen Anisotropiegradient konnte das Schaltverhalten gezielt modifiziert werden. Mit Hilfe von Ionenimplantation kann man auch ein magnonisches Kristall und einen Spinwellenleiter herstellen. / This thesis deals with magnetic modification of ferromagnetic films by ion implantation, such as induced changes of the magnetic anisotropy and changes in the saturation magnetization. Three different sample structures were investigated. Therefore the result section is divided into three parts. The influence of ion induced magnetic patterning on the anisotropic magnetoresistance (AMR) is investigated in the first part. The AMR directly depends on the angle between the applied current and the magnetization of the material. To investigate this relationship a Kerr microscopy,for observing the magnetic domains was combined with resistance measurements. The measurements were performed on stripe patterned permalloy samples. This is the main part of the thesis. The creation of an anisotropy gradient in a storage media by ion implantation is the topic of the second part. It was a collaborative project with Peter Greene (University of California Davis) and Elke Arenholz (Lawrence Berkeley Laboratory). The goal was to create a magnetic anisotropy gradient by introducing ions in the upper layer of the Co/Pd- multilayer. After TRIDYN simulations of the ion distribution, the implantation was performed and the magnetization curves were measured with polar magneto-optical Kerr effect and vibrating sample magnetometry. In addition to this, structural characterization was carried out by x-ray reflection and x-ray diffraction measurements. For the final determination of the switching behavior first order reversal curves were analyzed. The aim of the third part was to create a spin wave guide and a magnonic crystal by local ion implantation. In this project with Björn Obry (TU Kaiserslautern) the characteristic of the ions to reduce the saturation magnetization in permalloy was used and the effect on the spin wave propagation was analyzed. Polar MOKE was performed to determine the saturation magnetization. Brillouin light scattering microscopy was used to analyze the spin wave behavior inside the material.

This paper explores the problem of electrical sports equipment includes 2D-animation, storage media and the safety-protection over out of control of speed and the supporting supervisory control apparatus. This paper succeeded in developing a highly efficient DSP-based motor driver system in the form of a jogging machine which employs IVSC and RISC control law. The simulation and experimental results show that the proposed system meets the requirements of servo tracking with excellent transient, steady state responses and robustness. This paper design a multi-functional FPGA uses in control system of sports equipment to provide the designing flexibility for different scales, solutions to the difficulties of production and maintenance, and the extension for future development of sports equipment.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Significant technological advances in dental materials and chemicals have occurred in recent decades, contributing to increased longevity of adhesive restorations. The aim of this study was to evaluate the influence of the chlorhexidine concentration, time and storage condition on the microtensile bond strength of adhesive systems. The study was conducted in two stages; for the first analysis of this study, thirty noncarious human molars were sectioned to expose middle-coronal dentin, which was etched with 37% phosphoric acid. Specimens were randomly assigned to the following treatments with chlorhexidine digluconate (CHX) (n=10): group C (control), not treatment was done; group 0.12Chx, aqueous solutions of 0.12% Chx; group 2CHX, aqueous solutions of 2% CHX. Each group was subdivided in accordance with adhesive systems (n=5): SC, Adper Scothbond Multi-Purpose; and XP, XP Bond. All were restored with resin composite Filtek Z350 XT. Resin-dentin sticks with cross-sectional area approximately of ±1.0mm2 were submitted to microtensile bond strength (&#956;TBS) test immediately (T0) and after 4 months of storage in artificial saliva (T4). For the second analysis this study, a flat middle dentin surface was prepared on 15 extracted human molars and was etched with 37% phosphoric acid. Specimens were randomly divided according to the treatments with CHX (n=10): Np, no pretreatment; 0.12CHX, aqueous solutions of 0.12% CHX; 2CHX, aqueous solutions of 2% CHX. All specimens were bonded with Adper Scothbond Multi-Purpose and restored with resin composite Filtek Z350 XT. Resin-dentin sticks with cross-sectional area of approximately ±1.0mm2 were submitted to microtensile bond strength test immediately (T0) and after 4 months of storage (T4) in mineral oil. The results of this second analysis were compared with the results of the groups that used the Adper Scothbond Multi- Purpose adhesive system of the first evaluation. The data were submitted to statistical analysis by 3-way analysis of variance (ANOVA) and the Tukey Honestly Significant Difference (HSD) test (&#945;=.05). Results of first evaluation showed statistically significant differences on bond strength values to aging factor (p<.001) and adhesive factor (p<.001). The failure mode was analyzed by Fisher s Exact Test, which demonstrated significant differences within the groups; prevalence of mixed in T0 and adhesive failure after aging to SC groups, except the groups treated with 2% CHX; and XP groups had a prevalence of adhesive failures at T0 and mixed failures in T4, except the groups treated with 2% chlorhexidine. For the second evaluation, was found statistically significant differences between the bond strength of storage media (p < .001) and between aging versus the storage media (p<.001). Fisher s Exact Test demonstrated significant differences between the failure mode within the groups; prevalence of mixed and adhesive failure. Therefore, the use of chlorhexidine did not influenced the bond strength values of the adhesive systems tested, however of 2% CHX showed influence in the dental structure. Differences in adhesives systems were detected, which 3-step etch-and-rinse adhesive presented higher bond strength values than 2-step etch-and-rinse adhesive; and after 4 months of aging, the bond strength values were lower, regardless of the adhesive system tested. Specimens stored in artificial saliva long-term showed interface degradation by hydrolysis and reduction on bond strength, unobserved characteristics in mineral oil storage. / Significantes avanços tecnológicos e químicos de materiais odontológicos ocorreram nas últimas décadas, contribuindo para aumento da longevidade de restaurações adesivas. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da concentração de clorexidina, tempo e diferentes meios de armazenagem na resistência de união de sistemas adesivos à dentina, por meio de ensaio mecânico de microtração. O estudo foi realizado em duas etapas; na primeira etapa 30 terceiros molares humanos íntegros foram selecionados. O esmalte oclusal foi seccionado, expondo dentina média, a qual foi condicionada com ácido fosfórico 37%. Os espécimes foram divididos em três grupos (n=10) de acordo com o tratamento da dentina com diferentes concentrações de digluconato clorexidina (CHX), sendo: grupo C (controle), não recebeu tratamento com clorexidina; grupo 0,12Chx, aplicação de CHX a 0,12% durante 60 s; e grupo 2Chx, aplicação de CHX 2% por 60 s. Posteriormente, cada grupo foi subdividido em dois grupos (n=5) de acordo com o sistema adesivo utilizado: SC, Adper Scothbond Multi-Purpose, e XP, XP Bond. Todos os espécimes foram restaurados com resina composta Filtek Z350 XT; e seccionados em palitos de área de seção de ±1 mm2. Estes foram submetidos ao ensaio de microtração imediatamente (T0) e após 4 meses de armazenagem (T4) em saliva artificial. Para segunda análise deste estudo, 15 terceiros molares humanos íntegros tiveram a superfície oclusal seccionada e condicionada com ácido fosfórico 37%. Os dentes foram divididos em três grupos (n=5) de acordo com o tratamento da dentina com clorexidina: Np (controle), não recebeu tratamento com clorexidina; 0,12CHX, tratamento dentinário com solução de clorexidina a 0,12% durante 60 s; e 2CHX, tratamento com clorexidina a 2% por 60 s. Os espécimes receberam aplicação de sistema adesivo Adper Scothbond Multi-Purpose e foram restaurados com resina composta Filtek Z350 XT. Palitos de resina/dentina de ±1 mm2 foram seccionados e submetidos ao ensaio de microtração imediatamente (T0) e após 4 meses de armazenagem (T4) em óleo mineral a 37ºC. Os resultados desta segunda análise foram comparados com os resultados dos grupos em que foi utilizado o sistema adesivo Adper Scothbond Multi-Purpose da primeira análise. Os dados obtidos foram estatisticamente analisados pela análise de variância fatorial e teste de Tukey (&#945; = 0,05). Os resultados da primeira análise mostraram diferença estatisticamente significante nos valores de resistência de união para o fator envelhecimento (p<0,001) e fator adesivo (p<0,001). O padrão de falha foi analisado pelo Teste Exato de Fisher, o qual mostrou diferença estatística dentro dos grupos; prevalecendo falha mista em T0 e falha adesiva após envelhecimento para os grupos SC, exceto os grupos tratados com CHX a 2%; e os grupos XP apresentaram prevalência de falhas adesivas em T0 e falhas mistas em T4, exceto os grupos tratados com clorexidina 2%. Na segunda análise deste estudo foi encontrada diferença estatisticamente significante para o meio de armazenagem (p<0,001), e entre envelhecimento e meio de armazenagem (p<0,001). Teste Exato de Fisher mostrou diferença significante no padrão de falha dentro de cada grupo; e prevalência de falhas mistas e adesivas. Portanto, o uso de clorexidina não influenciou nos valores de resistência de união dos sistemas adesivos testados, no entanto a CHX 2% mostrou ter influência no padrão de fratura. Diferença na resistência de união dos sistemas adesivos foi detectada, sendo que o adesivo de 3 passos apresentou maiores valores. E espécimes armazenados em saliva artificial apresentaram degradação da interface resina/dentina e redução na resistência de união, características não encontradas nos grupos armazenados em óleo mineral. / Mestre em Odontologia

O tratamento preconizado para dentes permanentes avulsionados devido a traumatismos dentários em crianças é o reimplante dental. Entretanto, sabe-se que o sucesso após o reimplante depende, especialmente, do tempo em que o dente permanece fora do alvéolo e do meio de conservação no qual o dente é armazenado. Nesse sentido, para que se tenha sucesso após o reimplante faz-se necessário que o dente seja imediatamente reimplantado e/ou seja mantido em um meio capaz de manter a vitalidade das células da superfície radicular. Se isso não for possível, o tratamento da superfície radicular deverá ser instituído com o objetivo de prevenir a reabsorção radicular. Dessa maneira, esta pesquisa teve como primeiro objetivo avaliar a influência de diferentes meios de conservação para dentes avulsionados, por meio de uma revisão sistemática, com a finalidade de estabelecer se há um consenso sobre o meio mais adequado para conservação capaz de prevenir sequelas como anquilose e reabsorção dentária. A seguir, o segundo objetivo desse estudo foi testar o Denosumab, um anticorpo monoclonal anti-RANKL, como substância para o tratamento tópico da superfície radicular, a fim de evitar a anquilose e a reabsorção dentária por substituição. Para tanto, foram utilizados 36 incisivos superiores direitos de ratos submetidos à extração cirúrgica, manutenção em meio extra-alveolar seco por 60 minutos e posterior reimplante. No grupo I, controle positivo, foi realizado o reimplante tardio sem tratamento de superfície; nos grupos II e III, grupos experimentais, previamente ao reimplante tardio foi realizado o tratamento da superfície radicular com solução de Denosumab a 60 mg/mL e a 30 mg/mL, respectivamente, por 10 minutos. Os canais radiculares dos animais dos três grupos foram preenchidos com pasta à base de hidróxido de cálcio, via retrógrada, e em seguida os dentes foram reimplantados. Decorridos 15 e 60 dias do reimplante, os animais foram submetidos à eutanásia e as peças, contendo dente e osso, foram removidas para o processamento histotécnico. A seguir cortes histológicos foram realizados, corados por hematoxilina e eosina (HE), para descrição das características da superfície dentária e do ligamento periodontal e para mensuração do comprimento (perímetro) da anquilose e/ou reabsorção por substituição e das áreas de reabsorção dentária, em microscopia de luz e, para mensuração da área do ligamento periodontal, em microscopia de fluorescência. Espécimes sequenciais foram analisados por meio de coloração de Brown & Brenn modificada para identificação de micro-organismos e imunohistoquímica para identificação dos marcadores RANKL, OPG e Periostina (PRT). As análises foram realizadas de forma descritiva e quantitativa. Dados quantitativos foram submetidos à analise estatística por meio do teste paramétrico ANOVA de uma via e pós-teste de Tukey e dos testes não-paramétricos de qui-quadrado e exato de Fisher, com nível de significância de 5%. Ao final da revisão sistemática da literatura pudemos concluir que não há evidência para estabelecer qual o melhor meio de conservação para dentes avulsionados. Dentre os meios que foram encontrados estão a água de coco, água da torneira, leite de soja, leite integral, solução salina, saliva, própolis, soro fisiológico, solução Euro-Collins, solução salina balanceada de Hanks (HBSS) e Viaspan®. Ainda que esta revisão tenha sido conduzida em modelo animal experimental, a baixa qualidade dos estudos bem como a sua heterogeneidade indicam que a extrapolação para humanos deva ser cautelosa. No estudo experimental em modelo animal, o tratamento de superfície com Denosumab a 60 mg/mL preveniu a anquilose, a reabsorção por substituição e a reabsorção dentária, após 60 dias, comparado com o grupo sem tratamento. A coloração de Brown & Brenn evidenciou uma menor contaminação nos tecidos mineralizados quando do tratamento de superfície com Denosumab, independente da concentração utilizada. Com relação à imunohistoquímica, o tratamento com Denosumab inibiu a síntese de RANKL sem modular OPG. A Periostina foi observada no ligamento periodontal dos dentes reimplantados. Porém, essa marcação estava ausente nas áreas de anquilose, em ambos os períodos experimentais, indicando que durante o processo de anquilose a síntese de periostina é inibida, o que resulta na fusão do osso à superfície radicular. / The treatment of choise for permanent dental avulsion is replantation. However, it is known that the success of the repair after replantation depend especially the extracellular and the storage medium in which is stored the tooth. Accordingly, in order to have success after replantation is necessary that the tooth is replanted immediately and/or to be kept in a medium capable of maintaining the cell´s vitality of the root surface. If that is not possible, treatment of the radicular surface should be done in order to prevent radicular resorption. Thus, the firstly aim was to perfom a systematic review to evaluate the in vivo effectiveness of different storage media for avulsed teeth. So, the second aim of this study is to test the substance as Denosumab, a monoclonal antibody, for the topical treatment of the root surface in order to prevent dental ankylosis and replacement resorption. For this, we used 36 rat incisors rights, extracted and replanted, and divided into: group I, positive control, delayed replantation without root surface treatment; groups II and III , experimental groups, delayed replantation without root surface treatmen with Denosumab 60 mg/mL and 30 mg/mL, respectively, for 10 minutes. The canals were filling with calcium hydroxide and the teeth were replanted. After periods of 15 and 60 days of the replantation, the animals will be euthanized. Then, samples are removed and processed for microscopic analysis. Histological sections were performed, stained with hematoxylin and eosin, to describe the characteristics of the dental surface and the periodontal ligament and to measure the length of ankylosis, replacement resorption and dental resorption by conventional microscopy, and for the measure the area of periodontal ligament, by fluorescence microscopy. Sequential specimens were analyzed by Brown & Brenn, for localization of bacteria; and markek by immunohistochemistryfor RANKL, OPG and Periostin (PRT). The analysis were displayed qualitatively or quantitatively. Data were subjected to statistical analysis by oneway ANOVA and the Tukey post-test and by chi-square and Fisher\'s exact tests. The significance level was set at 5%. The systematic review does not provide enough evidence to determine the best storage medium to achieve successful tooth replantation. This systematic review has identified many storage media that have been used to preserve avulsed teeth, including coconut water, tap water, soy milk, whole milk, saline solution, saliva, propolis, physiologic saline, Euro-Collins solution, HBSS, and Viaspan®. Although this review was conducted in an experimental animal model, a poor quality of the studies as well as their heterogeneity indicates that a human extrapolation should be cautious. In the experimental study in animal model, root surface treatment with Denosumab 60 mg/mL prevented ankylosis, replacement resorption, and tooth resorption, 60 days after replantation, compared with the untreated group. Brown & Brenn staining showed a lower contamination in the mineralized tissues in the Denosumab surface treatment group, regardless of the concentration used. As for immunohistochemistry, Denosumab inhibited the synthesis of RANKL without modulating OPG. Periostin was observed in periodontal ligament of tooth replanted. However, this labeling was absent in the ankylosis areas, in both experimental periods, indicating that during the ankylosis process, the periostin synthesis is inhibited, resulting in the fusion between bone and root surface.

O tratamento preconizado para dentes permanentes avulsionados devido a traumatismos dentários em crianças é o reimplante dental. Entretanto, sabe-se que o sucesso após o reimplante depende, especialmente, do tempo em que o dente permanece fora do alvéolo e do meio de conservação no qual o dente é armazenado. Nesse sentido, para que se tenha sucesso após o reimplante faz-se necessário que o dente seja imediatamente reimplantado e/ou seja mantido em um meio capaz de manter a vitalidade das células da superfície radicular. Se isso não for possível, o tratamento da superfície radicular deverá ser instituído com o objetivo de prevenir a reabsorção radicular. Dessa maneira, esta pesquisa teve como primeiro objetivo avaliar a influência de diferentes meios de conservação para dentes avulsionados, por meio de uma revisão sistemática, com a finalidade de estabelecer se há um consenso sobre o meio mais adequado para conservação capaz de prevenir sequelas como anquilose e reabsorção dentária. A seguir, o segundo objetivo desse estudo foi testar o Denosumab, um anticorpo monoclonal anti-RANKL, como substância para o tratamento tópico da superfície radicular, a fim de evitar a anquilose e a reabsorção dentária por substituição. Para tanto, foram utilizados 36 incisivos superiores direitos de ratos submetidos à extração cirúrgica, manutenção em meio extra-alveolar seco por 60 minutos e posterior reimplante. No grupo I, controle positivo, foi realizado o reimplante tardio sem tratamento de superfície; nos grupos II e III, grupos experimentais, previamente ao reimplante tardio foi realizado o tratamento da superfície radicular com solução de Denosumab a 60 mg/mL e a 30 mg/mL, respectivamente, por 10 minutos. Os canais radiculares dos animais dos três grupos foram preenchidos com pasta à base de hidróxido de cálcio, via retrógrada, e em seguida os dentes foram reimplantados. Decorridos 15 e 60 dias do reimplante, os animais foram submetidos à eutanásia e as peças, contendo dente e osso, foram removidas para o processamento histotécnico. A seguir cortes histológicos foram realizados, corados por hematoxilina e eosina (HE), para descrição das características da superfície dentária e do ligamento periodontal e para mensuração do comprimento (perímetro) da anquilose e/ou reabsorção por substituição e das áreas de reabsorção dentária, em microscopia de luz e, para mensuração da área do ligamento periodontal, em microscopia de fluorescência. Espécimes sequenciais foram analisados por meio de coloração de Brown & Brenn modificada para identificação de micro-organismos e imunohistoquímica para identificação dos marcadores RANKL, OPG e Periostina (PRT). As análises foram realizadas de forma descritiva e quantitativa. Dados quantitativos foram submetidos à analise estatística por meio do teste paramétrico ANOVA de uma via e pós-teste de Tukey e dos testes não-paramétricos de qui-quadrado e exato de Fisher, com nível de significância de 5%. Ao final da revisão sistemática da literatura pudemos concluir que não há evidência para estabelecer qual o melhor meio de conservação para dentes avulsionados. Dentre os meios que foram encontrados estão a água de coco, água da torneira, leite de soja, leite integral, solução salina, saliva, própolis, soro fisiológico, solução Euro-Collins, solução salina balanceada de Hanks (HBSS) e Viaspan®. Ainda que esta revisão tenha sido conduzida em modelo animal experimental, a baixa qualidade dos estudos bem como a sua heterogeneidade indicam que a extrapolação para humanos deva ser cautelosa. No estudo experimental em modelo animal, o tratamento de superfície com Denosumab a 60 mg/mL preveniu a anquilose, a reabsorção por substituição e a reabsorção dentária, após 60 dias, comparado com o grupo sem tratamento. A coloração de Brown & Brenn evidenciou uma menor contaminação nos tecidos mineralizados quando do tratamento de superfície com Denosumab, independente da concentração utilizada. Com relação à imunohistoquímica, o tratamento com Denosumab inibiu a síntese de RANKL sem modular OPG. A Periostina foi observada no ligamento periodontal dos dentes reimplantados. Porém, essa marcação estava ausente nas áreas de anquilose, em ambos os períodos experimentais, indicando que durante o processo de anquilose a síntese de periostina é inibida, o que resulta na fusão do osso à superfície radicular. / The treatment of choise for permanent dental avulsion is replantation. However, it is known that the success of the repair after replantation depend especially the extracellular and the storage medium in which is stored the tooth. Accordingly, in order to have success after replantation is necessary that the tooth is replanted immediately and/or to be kept in a medium capable of maintaining the cell´s vitality of the root surface. If that is not possible, treatment of the radicular surface should be done in order to prevent radicular resorption. Thus, the firstly aim was to perfom a systematic review to evaluate the in vivo effectiveness of different storage media for avulsed teeth. So, the second aim of this study is to test the substance as Denosumab, a monoclonal antibody, for the topical treatment of the root surface in order to prevent dental ankylosis and replacement resorption. For this, we used 36 rat incisors rights, extracted and replanted, and divided into: group I, positive control, delayed replantation without root surface treatment; groups II and III , experimental groups, delayed replantation without root surface treatmen with Denosumab 60 mg/mL and 30 mg/mL, respectively, for 10 minutes. The canals were filling with calcium hydroxide and the teeth were replanted. After periods of 15 and 60 days of the replantation, the animals will be euthanized. Then, samples are removed and processed for microscopic analysis. Histological sections were performed, stained with hematoxylin and eosin, to describe the characteristics of the dental surface and the periodontal ligament and to measure the length of ankylosis, replacement resorption and dental resorption by conventional microscopy, and for the measure the area of periodontal ligament, by fluorescence microscopy. Sequential specimens were analyzed by Brown & Brenn, for localization of bacteria; and markek by immunohistochemistryfor RANKL, OPG and Periostin (PRT). The analysis were displayed qualitatively or quantitatively. Data were subjected to statistical analysis by oneway ANOVA and the Tukey post-test and by chi-square and Fisher\'s exact tests. The significance level was set at 5%. The systematic review does not provide enough evidence to determine the best storage medium to achieve successful tooth replantation. This systematic review has identified many storage media that have been used to preserve avulsed teeth, including coconut water, tap water, soy milk, whole milk, saline solution, saliva, propolis, physiologic saline, Euro-Collins solution, HBSS, and Viaspan®. Although this review was conducted in an experimental animal model, a poor quality of the studies as well as their heterogeneity indicates that a human extrapolation should be cautious. In the experimental study in animal model, root surface treatment with Denosumab 60 mg/mL prevented ankylosis, replacement resorption, and tooth resorption, 60 days after replantation, compared with the untreated group. Brown & Brenn staining showed a lower contamination in the mineralized tissues in the Denosumab surface treatment group, regardless of the concentration used. As for immunohistochemistry, Denosumab inhibited the synthesis of RANKL without modulating OPG. Periostin was observed in periodontal ligament of tooth replanted. However, this labeling was absent in the ankylosis areas, in both experimental periods, indicating that during the ankylosis process, the periostin synthesis is inhibited, resulting in the fusion between bone and root surface.

In contemporary encryption the vast amount of text subject to cracking has brought about the demand for methods distinguish files more likely to be encrypted. The encryption software Truecrypt can encrypt files that are not possible to identify with a file signature. To solve the detection problem, an algorithm sensitive to the absence of structure in the very code of files was developed. The program was written in the programming language EnScript which is built into the forensic software suite EnCase. The essential part of the algorithm therefore deployes the statistic of a chi-square test for deviance from a uniform distribution to distinguish files with contents that appear to be random. The program managed to detect encrypted files that were created with Truecrypt. Test results indicate that the newly developed program is nearly double as fast and has at least the same accuracy in the detection as other pro- grams. The software is licensed under open source standard GNU GPL. The procedure developed will drastically facilitate for computer forensic experts to detect if any existing encrypted file is located on the hard drive.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Ionenimplantation auf die Materialeigenschaften verschiedener magnetischer Probensysteme. Durch die Implantation mit Ionen kann man auf vielfältige Art und Weise die Eigenschaften von magnetischen Materialien modifizieren und maßschneidern, so zum Beispiel die Sättigungsmagnetisierung und die magnetische Anisotropie. Aus der Untersuchung von drei verschiedenen Probensystemen ergibt sich die Dreigliederung des Ergebnisteils. Im ersten Teil der Arbeit, dem Hauptteil, wird die Strukturierung von Permalloyschichten durch Ionen und der Einfluss auf den anisotropen Magnetowiderstand (AMR) untersucht. Der AMR ist direkt abhängig von der Ausrichtung der Magnetisierung eines Materials zum angelegten Strom. Um die Magnetisierungsrichtung sichtbar zu machen wurde ein Kerrmikroskop benutzt. Dieses wurde im Rahmen dieser Arbeit technisch erweitert um gleichzeitig auch den AMR messen zu können. Damit war es erstmalig möglich den AMR und die magnetischen Domänenkonfigurationen direkt zu vergleichen. Durch eine weitere Modifikation des Kerrmikrosops ist es möglich quantitative Bilder eines kompletten Ummagnetisierungsvorganges zu messen. Es konnte gezeigt werden, dass der berechnete AMR des Bildausschnittes mit dem gemessenen übereinstimmt. Der AMR ist abhängig von der Streifenbreite, der Streifenausrichtung zum Strom, der Stärke der induzierten Anisotropie, dem angelegten Feldwinkel und der Sättigungsmagnetisierung. Im Fall von schmalen Streifen führt das zweistufige Schalten zu einem AMR-Maximum, wenn die Streifen mit der niedrigeren Sättigungsmagnetisierung geschaltet haben. Das Zusammensetzen der Streifenstruktur ermöglicht es den AMR gezielt zu manipulieren. Bei geringer induzierter Anisotropie sind verschiedene komplexe Domänen messbar, welche sich in einem asymmetrischen AMR widerspiegeln. So kann der AMR auf vielfältige Weise manipuliert und deren Abhängigkeit von den magnetischen Domänen mittels Kerrmikroskopie gemessen werden. Im zweiten Teil wurde die Erzeugung eines Anisotropiegradienten durch Ionenimplantation in einem Speichermedium untersucht. Hierbei handelt es sich um eine Kooperation mit Peter Greene (University of California Davis) und Elke Arenholz (Lawrence Berkeley Laboratory). Nachdem die Ionenverteilung in dem Material mit TRIDYN simuliert wurde, erfolgte eine Implantation in die oberen Schichten der Co/Pd Multilagen. Dieses hat eine Veränderung der magnetischen Anisotropie zur Folge. Die Ummagnetisierungskurven sind mit dem polaren magnetooptische Kerreffekt (polaren MOKE) und Vibrationsmagnetometrie vermessen worden. Außerdem fand eine Strukturanalyse mit Röntgenreflektrometrie und Röntgendiffraktometrie statt. Die abschließende Beurteilung des Schaltverhaltens erfolgte durch die Auswertung der Ummagnetisierungskurven erster Ordnung. Es ist uns gelungen die oberen Schichten durch die Implantation weichmagnetisch zu machen. Die darunterliegenden Schichten sind noch hartmagnetisch und das Material zeigt textit{exchange spring} Verhalten. Es erfüllt somit die Voraussetzungen, um als Speichermedium genutzt zu werden. Damit konnte erfolgreich gezeigt werden, dass man mit Ionenimplantation einen Anisotropiegradienten in einem Speichermedium erzeugen kann und dadurch das gewünschte Schaltverhalten erzeugt. Im dritten Teil, in einem Projekt mit Björn Obry (TU Kaiserslautern), geht es um die Erzeugung eines Spinwellenleiters und eines magnonischen Kristalls durch die Ionenimplantation in Permalloy. Zur Herstellung des Spinwellenleiters und des magnonischen Kristalls macht man sich die lokale Reduzierung der Sättigungsmagnetisierung durch die Implantation zu nutze. Es wurden Messungen mit dem polaren MOKE gemacht. Die Spinwellencharakterisierung ist mit dem Brillouin-Lichtstreumikroskop durchgeführt worden. Es war möglich die Ionenimplantation zur Herstellung eines magnonischen Kristalls und eines Spinwellenleiters zu nutzen. Das Verändern von magnetischen Materialeigenschaften durch Implantation eröffnet somit verschiedene Möglichkeiten. Mit Ionenimplantation kann man Permalloy so strukturieren, dass man den AMR gezielt manipulieren kann. Außerdem wurde Ionenimplantation genutzt um einen Anisotropiegradienten in einem Speichermedium zu erzeugen. Durch diesen Anisotropiegradient konnte das Schaltverhalten gezielt modifiziert werden. Mit Hilfe von Ionenimplantation kann man auch ein magnonisches Kristall und einen Spinwellenleiter herstellen.:Kurzfassung Abstract 1 Einführung 2 Grundlagen 2.1 Ferromagnetismus 2.2 Magnetische Domänen 2.3 Magnetooptischer Kerr-Effekt 2.4 Anisotroper Magnetowiderstand 2.5 TRIDYN 2.6 Spinwellen in magnonischen Kristallen 2.7 Brillouin-Lichtstreuung 3 Experimentelle Details 3.1 Duale Kerrmikroskopie mit gleichzeitiger Widerstandsmessung 3.1.1 Realisierung von Kerrmikroskopie mit simultaner Widerstandsmessung 3.1.2 Erweiterung zur dualen Kerrmikroskopie 3.2 Berechnung des Magnetowiderstandes 3.3 Röntgenzirkulardichroismus (XMCD) 3.4 Vibrationsmagnetometrie (VSM) 3.5 Röntgendiffraktometrie (XRD) 3.6 Röntgenreflektometrie (XRR) 3.7 Ummagnetisierungskurven erster Ordnung (FORC) 3.8 Brillouin-Lichtstreumikroskopie (BLS) 4 Anisotroper Magnetowiderstand in Hybridproben 4.1 Herstellung magnetischer Hybridproben durch Implantation 4.2 AMR von unstrukturiertem Permalloy mit induzierter Anisotropie 4.3 Modifikation des AMR durch Strukturierung 4.3.1 Streifenstrukturen senkrecht zur Stromrichtung 4.3.2 Zusammengesetze Streifenstruktur senkrecht und parallel zur Strom- richtung 4.3.3 Abhängigkeit des AMR von der Streifenbreite bei zusammengesetz- ten Streifenstrukturen 4.4 Einfluss der reduzierten Sättigungsmagnetisierung auf den AMR 4.5 Einfluss der Anisotropien auf den AMR 4.6 Nutzung der AMR Berechnung zur gezielten Manipulation des Widerstandes 4.7 Abhängigkeit des AMR vom Feldwinkel 5 Erzeugung eines Anisotropiegradienten durch Ionenimplantation 5.1 Herstellung eines senkrecht zur Ebene magnetisierten Materials 5.2 Simulation der Eindringtiefe der Ionen mit TRIDYN 5.3 Messungen der Rauigkeit 5.4 Messungen des Ummagnetisierungsverhalten 5.5 Domänenbetrachtung und Schaltfeldverteilung 6 Magnetisierungsveränderung durch Ionenimplantation 6.1 Herstellung eines Spinwellenleiters und eines magnonischen Kristalls 6.2 Messungen der Sättigungsmagnetisierung 6.3 Messungen der Spinwellenfrequenz 7 Zusammenfassung 8 Anhang Literaturverzeichnis Veröffentlichungen Danksagung / This thesis deals with magnetic modification of ferromagnetic films by ion implantation, such as induced changes of the magnetic anisotropy and changes in the saturation magnetization. Three different sample structures were investigated. Therefore the result section is divided into three parts. The influence of ion induced magnetic patterning on the anisotropic magnetoresistance (AMR) is investigated in the first part. The AMR directly depends on the angle between the applied current and the magnetization of the material. To investigate this relationship a Kerr microscopy,for observing the magnetic domains was combined with resistance measurements. The measurements were performed on stripe patterned permalloy samples. This is the main part of the thesis. The creation of an anisotropy gradient in a storage media by ion implantation is the topic of the second part. It was a collaborative project with Peter Greene (University of California Davis) and Elke Arenholz (Lawrence Berkeley Laboratory). The goal was to create a magnetic anisotropy gradient by introducing ions in the upper layer of the Co/Pd- multilayer. After TRIDYN simulations of the ion distribution, the implantation was performed and the magnetization curves were measured with polar magneto-optical Kerr effect and vibrating sample magnetometry. In addition to this, structural characterization was carried out by x-ray reflection and x-ray diffraction measurements. For the final determination of the switching behavior first order reversal curves were analyzed. The aim of the third part was to create a spin wave guide and a magnonic crystal by local ion implantation. In this project with Björn Obry (TU Kaiserslautern) the characteristic of the ions to reduce the saturation magnetization in permalloy was used and the effect on the spin wave propagation was analyzed. Polar MOKE was performed to determine the saturation magnetization. Brillouin light scattering microscopy was used to analyze the spin wave behavior inside the material.:Kurzfassung Abstract 1 Einführung 2 Grundlagen 2.1 Ferromagnetismus 2.2 Magnetische Domänen 2.3 Magnetooptischer Kerr-Effekt 2.4 Anisotroper Magnetowiderstand 2.5 TRIDYN 2.6 Spinwellen in magnonischen Kristallen 2.7 Brillouin-Lichtstreuung 3 Experimentelle Details 3.1 Duale Kerrmikroskopie mit gleichzeitiger Widerstandsmessung 3.1.1 Realisierung von Kerrmikroskopie mit simultaner Widerstandsmessung 3.1.2 Erweiterung zur dualen Kerrmikroskopie 3.2 Berechnung des Magnetowiderstandes 3.3 Röntgenzirkulardichroismus (XMCD) 3.4 Vibrationsmagnetometrie (VSM) 3.5 Röntgendiffraktometrie (XRD) 3.6 Röntgenreflektometrie (XRR) 3.7 Ummagnetisierungskurven erster Ordnung (FORC) 3.8 Brillouin-Lichtstreumikroskopie (BLS) 4 Anisotroper Magnetowiderstand in Hybridproben 4.1 Herstellung magnetischer Hybridproben durch Implantation 4.2 AMR von unstrukturiertem Permalloy mit induzierter Anisotropie 4.3 Modifikation des AMR durch Strukturierung 4.3.1 Streifenstrukturen senkrecht zur Stromrichtung 4.3.2 Zusammengesetze Streifenstruktur senkrecht und parallel zur Strom- richtung 4.3.3 Abhängigkeit des AMR von der Streifenbreite bei zusammengesetz- ten Streifenstrukturen 4.4 Einfluss der reduzierten Sättigungsmagnetisierung auf den AMR 4.5 Einfluss der Anisotropien auf den AMR 4.6 Nutzung der AMR Berechnung zur gezielten Manipulation des Widerstandes 4.7 Abhängigkeit des AMR vom Feldwinkel 5 Erzeugung eines Anisotropiegradienten durch Ionenimplantation 5.1 Herstellung eines senkrecht zur Ebene magnetisierten Materials 5.2 Simulation der Eindringtiefe der Ionen mit TRIDYN 5.3 Messungen der Rauigkeit 5.4 Messungen des Ummagnetisierungsverhalten 5.5 Domänenbetrachtung und Schaltfeldverteilung 6 Magnetisierungsveränderung durch Ionenimplantation 6.1 Herstellung eines Spinwellenleiters und eines magnonischen Kristalls 6.2 Messungen der Sättigungsmagnetisierung 6.3 Messungen der Spinwellenfrequenz 7 Zusammenfassung 8 Anhang Literaturverzeichnis Veröffentlichungen Danksagung

In Deutschland wird das Thema der Energiewende mit voranschreitender Diskussion über Kohle- und Atomausstieg immer populärer und konkreter. Hierbei wird es immer wichtiger, die Erneuerbaren Energien in den Vordergrund zu rücken und diese effizienter zu nutzen. Ein zentrales Problem, welches gelöst werden muss, ist die Speicherung dieser Energie. Es muss zu jeder Zeit möglich sein den Energiebedarf zu decken, unabhängig davon, ob Wind- und Solaranlagen Strom liefern. Ein möglicher Ansatz ist, aus überschüssiger Wind- und Sonnenenergie über eine Elektrolyse Wasserstoff zu erzeugen und diesen dann in unterirdischen Strukturen wie z.B. Salzkavernen, Aquiferstrukturen oder ausgeförderte Öl- oder Gaslagerstätten zu speichern. In dieser Arbeit sollen die thermodynamischen und fluiddynamischen Strömungsvorgänge in Salzkavernen während der Umwidmung von Erdgas auf Wasserstoff untersucht und simuliert werden. Für die Umstellung eines Kavernenspeichers von Erdgas auf Wasserstoff wurden zwei Möglichkeiten identifiziert. Die erste Variante ist, das Kaverne befindliche Erdgas als Kissengas zu nutzen. Diese Variante bringt den Vorteil, dass das Kissengas als natürliche Hemmschwelle zwischen dem Kavernensumpf und Wasserstoff dient, was wiederum eine Schwefelwasserstoff – Bildung hemmt. Als zweite Umstellungsvariante könnte die Kaverne mit vollgesättigter Sole gefüllt werden, um das Erdgas vollständig fördern zu können. Anschließend kann Wasserstoff in die mit Sole gefüllte Kaverne injiziert werden. Für diese Umstellungsvariante ist es nötig, den Soleentleerungsstrang in die Bohrung einzubauen, wofür eine Workoveranlage vonnöten ist. Diese Variante bringt den Vorteil, dass eine reine Wasserstoffkaverne zur Verfügung steht und geringere Anforderungen an die Gasaufbereitung gestellt werden müssen:Inhaltsverzeichnis Abkürzungs- und Symbolverzeichnis I 1. Einleitung 1 1.1 Aufgabenstellung 3 1.2 Bedeutung von Salzkavernen für die Speicherung 4 1.3 Stand der Technik 6 1.4 Aufbau der Arbeit 7 2. Eigenschaften von Methan, Wasserstoff und Methan – Wasserstoff – Mischgasen 9 2.1 Dichte 11 2.1.1 Methan 12 2.1.2 Wasserstoff 13 2.1.3 Methan – Wasserstoff – Mischgase 15 2.2 Realgasfaktor 15 2.2.1 Methan 16 2.2.2 Wasserstoff 17 2.2.3 Methan – Wasserstoff – Mischgase 18 2.3 Dynamische Viskosität 20 2.3.1 Methan 20 2.3.2 Wasserstoff 22 2.3.3 Methan – Wasserstoff – Mischgase 25 2.4 Spezifische Wärmekapazität und Isotropenexponent 27 2.4.1 Methan 27 2.4.2 Wasserstoff 29 2.4.3 Methan – Wasserstoff – Mischgase 30 2.5 Wärmeleitfähigkeit 30 2.5.1 Methan 30 2.5.2 Wasserstoff 32 2.5.3 Methan – Wasserstoff – Mischgase 33 2.6 Joule – Thomson – Koeffizient 34 2.6.1 Methan 34 2.6.2 Wasserstoff 36 2.6.3 Methan – Wasserstoff – Mischgase 36 2.7 Löslichkeit in salzhaltigem Wasser 36 2.7.1 Methan 36 2.7.2 Wasserstoff 39 2.7.3 Methan – Wasserstoff – Mischgase 39 2.8 Gegenüberstellung der Eigenschaften zwischen Erdgas, Wasserstoff und Erdgas – Wasserstoff – Mischgasen 40 2.8.1 Dichte 40 2.8.2 Realgasfaktor 41 2.8.3 Dynamische Viskosität 42 2.8.4 Spezifische Wärmekapazität 43 2.8.5 Wärmeleitfähigkeit 44 2.8.6 Joule – Thomson – Koeffizient 45 2.9 Zusammenfassung der genauesten Stoffgleichung 46 3. Physikalische Grundlagen 48 3.1.1 Wärmetransport 49 3.1.2 Konvektion 50 3.1.3 Diffusion 50 3.1.4 Charakterisierung von Strömungen 53 4. Auswertung der Stadtgas – Erfahrungen und Entwicklung von Gas – Mischungsreferenzfällen 57 4.1 Stadtgasspeicherung 57 4.2 Gasqualität und Gasqualitätsveränderungen während der Medienumstellung von Stadtgas auf Erdgas 58 4.2.1 Theoretische Betrachtungen der Stadtgas – Erdgas – Umstellung 59 4.2.2 Monitoring Umstellung der Kaverne LT 22 61 4.2.3 Umstellung weiterer Kavernen und die Entwicklung der Gasqualität in den Jahren 1997 bis 1998 63 4.2.4 Anwendbarkeit der Ergebnisse auf die Medienumstellung mit Wasserstoff 64 5. Entwicklung eines Simulationsmodells 65 5.1 Modellentwicklung 66 5.1.1 Modellkonzeption 66 5.1.2 Geometrie 68 5.1.3 Randbedingungen 69 5.1.4 Feuchteentwicklung bei der Gasspeicherung in Salzkavernen 70 5.1.5 Vernetzung 72 5.1.6 Beschreibung und Auswahl der verfügbaren Turbulenzmodule 75 5.1.7 Mathematische Beschreibung des verwendeten Turbulenzmoduls 79 6. Simulation der Medienumstellung 83 6.1 Umstellungsstrategien 83 6.2 Simulation der Injektionsphase für unterschiedliche Randbedingungen 84 6.2.1 Untersuchung des Einflusses der Eintrittsgeschwindigkeit 84 6.2.2 Untersuchung des Einflusses des Anfangsdrucks 88 6.2.3 Untersuchung des Einflusses der Temperaturverhältnisse der Gase 91 6.3 Simulation der Ruhephase 93 6.4 Simulation der Ausspeicherphase 97 6.5 Prognose der zu erwartenden Gasqualitäten 99 7. Zusammenfassung und Ausblick 101 Literaturverzeichnis 105 Abbildungsverzeichnis 111 Tabellenverzeichnis 115 Anlagenverzeichnis 116