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Predicting Flow in Firebrand Pile using Pore Network Model

Wu, Ditong 21 December 2023 (has links)
Firebrand pile ignition of adjacent materials requires an in-depth understanding of heat transfer and flow profile within the firebrand pile. Modeling the firebrand pile as a fibrous porous medium, this study identified a porosity-permeability correlation that accurately describes the transport properties of a firebrand pile. The conduction-based model and Kozeny-Carman model were identified and examined by experiment, where firebrand porosity and permeability were collected with a wind tunnel. The conduction-based model was more stable and more accurate in the porosity range of interest. Pore network models were developed for the simulation of flow profiles utilizing the permeability data collected. The non-uniform network, which better represents a randomly stack firebrand pile, resulted in a more complex multidimensional flow within the pile. / Master of Science / Firebrands are known to be one of the primary ways wildfires can spread. They are mostly small pieces of flammable materials originating from vegetation or wooden structures that can be carried by wind ahead of the fire. The accumulation of firebrands on flammable materials tends to create ignitions, which calls for an in-depth understanding of temperature and airflow within the firebrand pile. Simplifying the firebrand pile as a porous medium, this study identified a relationship between how much void is present in the pile and the resistance of airflow of a firebrand pile. The conduction-based model and Kozeny-Carman model were identified and examined by experiment with a wind tunnel. The conduction-based model was determined to better describe the relationship. Pore network models were developed for the simulation of flow through the firebrand pile utilizing the data collected in the experiment, which provided an understanding of how airflow behaves inside the pile. A non-uniform flow network inside the pile led to a more complex, multidimensional flow through the firebrand pile.
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A three-dimensional flow model for different cross-section high-velocity channels

Abo, Abdulla January 2013 (has links)
High velocity channels are typically designed to discharge surplus water during severe flood events, and these types of flow are distinguished by high velocity, usually supercritical. A major challenge in high velocity channel design is to predict the free surface flow. Being able to predict the free surface flow profile beforehand can assist in selecting the best design for the channel as a whole. When the flow encounters a bridge pier, the streamline of the flow is separated and pressure may drop to a minimum; in contrast, velocity rises to its maximum value. As a result, cavitation damage may occur. The present study has used the computational fluid dynamics code ANSYS-CFX to investigate a full scale, three-dimensional engineering flow simulation of high velocity channels with different cross sections. The simulations were carried out on a high performance computing HPC cluster with 32 nodes. The code is based on the finite volume method and the Volume of Fluid (VOF) method was used to predict the position of the free surface profile. The impact of variation of the following parameters was investigated in terms of the free surface flow profile, both along the centreline and the wall of the channel: the minimum cavity index, and maximum shear stress on both bed and wall of the channel and on bridge pier; aspect ratio (channel bed width/flow depth), bed and side slopes of the channel, different discharges, which are represented by Froude numbers; the length and thickness of the bridge pier. First, the code sensitivity tools for convergence were examined. For this purpose, cases with different mesh sizes were examined and the best size chosen, depending on computation expense and convergence. Then, different turbulence models, such as the standard k-ε, RNG k-ε, and SST turbulence models were tested. The results show that the standard k-ε gives satisfactory results. Next, efforts were made to establish whether the flow achieved steady state conditions. This involved simulating two cases, one with steady state and the other with a transient state. Comparison of the two results shows that the flow properties do not change after three seconds and stay stable thereafter, so the flow can be considered as attaining a steady state. Finally, symmetry within the model geometry was tested, as this would allow a reduction in computation time, with only one side of the symmetrical model needing to be simulated. Two cases were investigated: firstly a simulation of only half of the channel geometry, and secondly a full geometry simulation. A comparison of the results of each case showed that the flow can be considered symmetrical along the centreline of the channel. Next, the code was validated against both numerical and experimental published results. For the free surface flow profile and velocity distribution the published experimental and numerical work of Stockstill (1996) was used; the ANSYS-CFX code results agree more closely with Stockstill’s experimental data than Stockstill’s numerical data. To test for shear stress distribution on the wall, uniform flow within a trapezoidal cross section channel was investigated and the results compared with those presented in the literature. The comparison shows good agreement between the ANSYS-CFX and published experimental works, for the predicted shear stress distributions on the walls and the bed of the channel. In total, sixty cases were simulated in order to investigate the impact of variations in the aforementioned parameters on maximum flow depth (both along the centreline and the wall of the channel) minimum cavity index, and maximum shear stress on both bed and wall of the channel and on bridge pier. Finally, non-dimensional curves are provided in addition to formulae derived from the data regression, which are intended to provide useful guidelines for designers.
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Stanovení konzupmčních křivek na vybraných hydrologicých profilech KFGG / Assessment of rating curves on selected hydrological profiles of the KFGG

Kabelka, Tomáš January 2016 (has links)
This thesis deals with the creation of rating curves and evaluating these curves on profiles KFGG. There are described various methods of extrapolating discharge beyond instrumentally measured data. On selected profiles is performed extrapolation using 1D hydrological model MIKE 11. Data used in this work are obtained by field survey made by workers KFGG. Key words: rating curve, extrapolation, hydrological modeling, ADCP, MIKE 11
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Strömungsprofilmessungen mittels PIV-Verfahren an einem Stabbündel

Franz, R., Hampel, U. 22 May 2013 (has links) (PDF)
Umströmte Rohr- bzw. Stabbündel sind als Übertrager von Wärmeenergie in einem breiten Spektrum von Anwendungsgebieten zu finden. Beispiele sind Heizkörper, Kühlaggregate, Heizpatronen, industrielle Wärmetauscher und Brennelemente in Kernreaktoren. Für jede dieser Anwendungen besteht die Anforderung, die Wärmeübertragung an den Wärmeübertragerflächen zu optimieren. Dabei besteht eine enge Kopplung zwischen Wärmetransport und Strömungsstruktur. Eine besonders effiziente Form der Wärmeübertragung ist die Verdampfung. Diese wird unter anderem bei Brennelementen in Druckwasserreaktoren genutzt. Hier siedet das Kühlwasser an der Brennstaboberfläche. Durch Kondensation der Dampfblasen in der unterkühlten Kernströmung wird die Wärme dann effizient in die Flüssigphase übertragen. Durch die hohe Verdampfungsenthalpie des Wassers wird beim Strömungssieden ein viel höherer Wärmestrom in das Kühlwasser übertragen, als bei rein einphasig-konvektivem Wärmetransport. Sicherheitstechnisch relevant für Brennelemente in Leichtwasserreaktoren ist der Übergang vom Blasensieden zum Filmsieden (kritischer Wärmestrom). Dieser muss unter allen Umständen vermieden werden, um die Integrität der Brennstabhüllen zu gewährleisten, die bei Überschreiten der kritischen Heizflächenbelastung aufschmelzen bzw. reißen können. Aus diesem Grund werden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes (Förderkennzeichen 02NUK010A) numerische Strömungsberechnungsmodelle entwickelt, die bei der Beschreibung und numerischen Behandlung der Siedephänomene helfen sollen. Zur Validierung dieser Modelle anhand von Experimenten wurde ein Strömungskanal konstruiert, in dem ein vertikales Stabbündel von einem Kältemittel (RC318) aufwärtig durchströmt wird. Der Versuchsstand ist so konzipiert, dass ein optischer und messtechnischer Zugang zu den umströmten Einbauten gegeben ist. Damit sind Messungen in Zweiphasenströmungen ebenso möglich, wie Untersuchungen zur einphasigen Durchströmung. Für später erfolgende Zweiphasen-Experimente mit Stabbeheizung wurden zunächst Voruntersuchungen zur einphasigen Durchströmungen durchgeführt, welche insbesondere Aufschluss über die Homogenität der Strömung in den Unterkanälen sowie die Existenz von Querströmungen geben sollten. Als Messverfahren dafür wurde die Particle Image Velocimetry (PIV) ausgewählt, welche es ermöglicht, zweidimensionale Strömungsfelder aufzuzeichnen. Die experimentellen Studien erfolgten am Optical Multi-Phase Flow Research Laboratory des Nuclear Engineering Department der Texas A&M University in College Station, USA. Die Untersuchungen wurden für drei Volumenstromraten durchgeführt. Der vorliegende Bericht umfasst die Beschreibung des Versuchsstandes und der Messmethodik, eine Vorstellung des Auswerteverfahrens und relevanter Ergebnisse sowie eine Fehlerbetrachtung.
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Characterization of Pressure-Driven and Electro-Kinetically Driven Flow in a Micro-Fluidic Chip Using Particle Imaging Velocimetry

Weckel, Alexis 01 June 2015 (has links)
The flow profiles of pressure-driven and electro-kinetic driven flows were compared for a microfluidic chip. It was found that the pressure-driven flow had a parabolic profile while the electro-kinetic flow had a plug shaped flow profile. The measured velocities were similar to those determined by the Poiseuille flow model and the Helmholtz-Smoltchowski equation. Flow uniformity is very important for control in microfluidic mixers. Parabolic flow profiles lead to inconsistent reactions while the more uniform plug shape flow allow for a more steady reaction across the channel. Previous work had been performed to measure the flow of a solution of fluorescent polystyrene beads in PDMS channels using a laser confocal microscope. This showed that particles easily stuck to the channel making it difficult to measure over time. In addition, bubble formation in the channel made measuring velocities difficult. Current work used a LabSmith Video Synchronized microscope with software to measure the flow rates at different areas of the channel. Solutions of fluorescent polystyrene beads were used to visually observe the flow within a channel under a microscope. Four different channels were used for the pressure-driven flows of varying dimensions and materials. The channel with the best measured profile was also measured under electro-kinetic flow. A LabSmith High Voltage Sequencer was used to apply a voltage across the channel for electro-kinetic measurements. This research confirmed the different flow profiles under pressure-driven and electro-kinetic driven flow. Future work can be done to determine how this effects mixing in the channels.
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Strömungsprofilmessungen mittels PIV-Verfahren an einem Stabbündel

Franz, R., Hampel, U. January 2013 (has links)
Umströmte Rohr- bzw. Stabbündel sind als Übertrager von Wärmeenergie in einem breiten Spektrum von Anwendungsgebieten zu finden. Beispiele sind Heizkörper, Kühlaggregate, Heizpatronen, industrielle Wärmetauscher und Brennelemente in Kernreaktoren. Für jede dieser Anwendungen besteht die Anforderung, die Wärmeübertragung an den Wärmeübertragerflächen zu optimieren. Dabei besteht eine enge Kopplung zwischen Wärmetransport und Strömungsstruktur. Eine besonders effiziente Form der Wärmeübertragung ist die Verdampfung. Diese wird unter anderem bei Brennelementen in Druckwasserreaktoren genutzt. Hier siedet das Kühlwasser an der Brennstaboberfläche. Durch Kondensation der Dampfblasen in der unterkühlten Kernströmung wird die Wärme dann effizient in die Flüssigphase übertragen. Durch die hohe Verdampfungsenthalpie des Wassers wird beim Strömungssieden ein viel höherer Wärmestrom in das Kühlwasser übertragen, als bei rein einphasig-konvektivem Wärmetransport. Sicherheitstechnisch relevant für Brennelemente in Leichtwasserreaktoren ist der Übergang vom Blasensieden zum Filmsieden (kritischer Wärmestrom). Dieser muss unter allen Umständen vermieden werden, um die Integrität der Brennstabhüllen zu gewährleisten, die bei Überschreiten der kritischen Heizflächenbelastung aufschmelzen bzw. reißen können. Aus diesem Grund werden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes (Förderkennzeichen 02NUK010A) numerische Strömungsberechnungsmodelle entwickelt, die bei der Beschreibung und numerischen Behandlung der Siedephänomene helfen sollen. Zur Validierung dieser Modelle anhand von Experimenten wurde ein Strömungskanal konstruiert, in dem ein vertikales Stabbündel von einem Kältemittel (RC318) aufwärtig durchströmt wird. Der Versuchsstand ist so konzipiert, dass ein optischer und messtechnischer Zugang zu den umströmten Einbauten gegeben ist. Damit sind Messungen in Zweiphasenströmungen ebenso möglich, wie Untersuchungen zur einphasigen Durchströmung. Für später erfolgende Zweiphasen-Experimente mit Stabbeheizung wurden zunächst Voruntersuchungen zur einphasigen Durchströmungen durchgeführt, welche insbesondere Aufschluss über die Homogenität der Strömung in den Unterkanälen sowie die Existenz von Querströmungen geben sollten. Als Messverfahren dafür wurde die Particle Image Velocimetry (PIV) ausgewählt, welche es ermöglicht, zweidimensionale Strömungsfelder aufzuzeichnen. Die experimentellen Studien erfolgten am Optical Multi-Phase Flow Research Laboratory des Nuclear Engineering Department der Texas A&M University in College Station, USA. Die Untersuchungen wurden für drei Volumenstromraten durchgeführt. Der vorliegende Bericht umfasst die Beschreibung des Versuchsstandes und der Messmethodik, eine Vorstellung des Auswerteverfahrens und relevanter Ergebnisse sowie eine Fehlerbetrachtung.
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Computational Fluid Dynamic Modeling of Aortic Blood Flow

Brown, Suzie 23 December 2014 (has links)
<p>Computational fluid dynamic (CFD) models of aortic blood flow have developed over the past decade from rigid one dimensional models to three dimensional models that include wall flexibility. Although anatomically correct, these models have been significantly idealized as compared to their physiologic in vivo conditions. This thesis investigates the effect of addition of four dimensional MRI inlet flow, motion of the heart at the aortic inlet and addition of wall elasticity coupled with tissue backing support. Results show that the addition of MRI inlet data and aortic inlet motion of the heart significantly change flow in the aorta and should be included in future aortic CFD simulations.</p> / Master of Applied Science (MASc)
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Optimization of gas flow uniformity in enhancement of Metal Organic Chemical Vapor Deposition growth for III-nitrides

Olsson, Kevin January 2019 (has links)
The thesis focuses on the gas flow profile optimization of a non-conventional injector in a hot-wall MOCVD system. The injector’s gas flow profile is simulated with CFD and demonstrates awell-behaved laminar flow with a parabolic profile. To ensure the theory is in coherence with the reality, a qualitative study with five thermocouples in a test graphite piece of the was performed. First the thesis will take you through an introduction of the semiconductor field to arrive in a problem formulation. Then you will read about the principles of MOCVD systems, fluid dynamics principles and thermocouple theory. The experiment’s way of approach is thendescribed through all steps from blue print to results. A discussion about the result and the conclusion will be read before the proposals of future work based on the thesis work. The laminar flow is confirmed according to the resulting data and the limitations of the system is set to two different cases depending on background temperature. At 1000 °C a laminar flow is strongly indicated to be obtained at position 3A, closest to the growth area, within the gas flow range of 25 SLM regardless of background pressure, except for 700 mBar indicating turbulent flow for 15 SLM an up. At 20 and 200 mBar the laminar flow limit is suggested by data to be even higher and reaching a value of 35 SLM. At 450 °C the data indicate a laminar flow up to 20 SLM at position 3A regardless of background pressure condition, except for 700 mBar where the data indicate a laminar flow at 35 and 40 SLM. 50 mBar strongly indicates a laminar flow profile up to a gas flow of 35 SLM. With a background pressure of 20 mBar, the data suggests a laminar flow profile up to at least 25 SLM. At 100 mBar the data indicates a laminar flow within the range of 30 SLM.
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In Vitro and In Vivo Applications of Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy / In vitro und in vivo Anwendungen der Fluoreszenz-Kreuzkorrelations-Spektroskopie

Staroske, Wolfgang 18 November 2010 (has links) (PDF)
Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) analyzes the fluctuations in the fluorescence intensity, which is emitted from a tiny excition volume, to obtain information about the concentration, the mobility, and the molecular interactions of labeled molecules. The more advanced fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS) increases the precision in the determination of fl ow velocities and binding constants compared to standard FCS. The miniaturization in biomedical and chemical engineering has been developing rapidly, propelled by the vision of a fully functional laboratory on a single chip and its use in human therapeutics, for example, as implanted drug delivery system. A key requirement to fulfill this vision is the ability to handle small fl uid volumes. Handling liquids using the electrohydrodynamical principle circumvents many of the disadvantages of other systems. The complex flow pattern in the active region of such a pump could not be resolved by common tracking techniques. In this thesis, two-focus FCCS (2f-FCCS) was used to map the flow pro file inside a micropump. The high precision of 2f-FCCS in the determination of fl ow measurements even with small fluorescent particles allowed the measurement of the flow velocities induced by electrohydrodynamic forces acting on the solvent, while excluding the effects of dielectrophoretic forces acting on larger particles. Analysis of the fl ow data indicates a fl ow pattern that consists of two vortices of different size and opposite direction of rotation. The flow pattern derived by 2f-FCCS explains the observed complex particle trajectories in the force field and the accumulation of particles in well-de fined regions above the microelectrode array. In the second part of this thesis, the mechanism of RNA interference (RNAi) was studied by dual-color FCCS in vivo. RNAi is an evolutionary conserved gene silencing mechanism, which uses short double-stranded RNA molecules, called short interfering RNAs (siRNAs), as effector molecules. Due to its speci city and simplicity, RNAi yields a great potential for a widespread therapeutic use. To broaden the therapeutic applications, the in vivo stability of siRNAs has to be improved by chemical modi cations, but some of these modi fications inhibit the gene silencing mechanism. The presented FCCS assays are very well suited to investigate the individual assembly steps of RNAi machinery with very high specifi city and sensitivity in real time and to study the cleavage activity of the activated RNAi machinery. A direct correlation between activity of the RNAi machinery and the results from the FCCS measurements could be shown. The in fluence of several chemical modi cations on the assembly and activity of the RNAi machinery was investigated with these assays. / Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) analysiert die Fluktuationen im Fluoreszenzsignal eines kleinen angeregten Volumens, um Informationen über die Konzentration, die Bewegung und die Interaktionen der markierten Moleküle zu erhalten. Die Fluoreszenz-Kreuzkorrelations-Spektroskopie (FCCS) erhöht die Genauigkeit bei der Messung von Fließgeschwindigkeiten und Bindungskonstanten im Vergleich zur Standard-FCS. Die Miniaturisierung der Biomedizin und Chemie hat sich rapide entwickelt, angetrieben von der Vision eines kompletten Labors auf einem Chip und dem Einsatz dieses in der medizinischen Therapie, zum Beispiel als implantierter Medikamentenspender. Ein Schlüsselelement zur Erfüllung dieser Vision ist der Transport von kleinsten Flüssigkeitsmengen in diesen miniaturisierten Systemen. Der Transport von Flüssigkeiten mittels des elektrohydrodynamischen Prinzips umgeht viele Nachteile von anderen Systemen, allerdings zeigt eine solche Pumpe ein kompliziertes Strömungsbild in der aktiven Region, welches sich mit herkömmlichen Methoden wie Teilchenverfolgung nicht vermessen ließ. Hier wurde Zwei-Fokus-FCCS (2f-FCCS) genutzt, um das Strömungsbild in der Pumpe zu vermessen. Die hohe Genauigkeit der 2f-FCCS bei der Bestimmung von Fließgeschwindigkeiten auch mit kleinen fluoreszierenden Teilchen ermöglichte die Messung der Fließgeschwindigkeiten, aufgrund der auf das Lösungsmittel wirkenden elektrohydrodynamischen Kräfte, unter Ausschluss der auf größere Teilchen wirkenden dielektrophoretischen Kräfte. Die Analyse der Daten ergab, dass das Strömungsbild aus zwei entgegengesetzt rotierenden unterschiedlich großen Wirbeln besteht. Dieses Strömungsbild erklärt die komplizierten Teilchenbewegungsbahnen und die Anreicherung der Teilchen in klar abgegrenzten Bereichen über den Mikroelektroden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde der RNAi-Mechanismus in lebenden Zellen mittels Zwei-Farben-FCCS untersucht. RNA Interferenz (RNAi) ist ein evolutionär erhaltener Geninaktivierungsmechanismus, der kurze doppelsträngige RNA Moleküle, so genannte kurze interferierende RNAs (siRNAs), als Effektormoleküle nutzt. Die Spezifi tät und Einfachheit der RNAi hat ihr ein weites Feld in der medikamentösen Therapie geöffnet. Zur Erweiterung dieses Feldes ist es nötig die Stabilität der siRNAs im Körper mittels chemischer Modi fikationen zu erhöhen. Einige dieser Modifikationen hemmen aber den RNAi-Mechanismus. Die hier vorgestellten FCCS Experimente sind sehr gut geeignet, um die einzelnen Schritte des Zusammenbaus der RNAi Maschinerie mit hoher Empfi ndlichkeit und Spezi fität in Echtzeit zu untersuchen und die Aktivität der RNAi Maschinerie zu studieren. Es konnte ein Zusammenhang zwischen der Aktivität der RNAi Maschinerie und den Ergebnissen der FCCS Messungen hergestellt werden. Der Einfluss von verschiedenen chemischen Modikationen auf den Zusammenbau und die Aktivität der RNAi Maschinerie wurde mit diesen neuartigen Methoden untersucht.
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In Vitro and In Vivo Applications of Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy

Staroske, Wolfgang 03 November 2010 (has links)
Fluorescence correlation spectroscopy (FCS) analyzes the fluctuations in the fluorescence intensity, which is emitted from a tiny excition volume, to obtain information about the concentration, the mobility, and the molecular interactions of labeled molecules. The more advanced fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS) increases the precision in the determination of fl ow velocities and binding constants compared to standard FCS. The miniaturization in biomedical and chemical engineering has been developing rapidly, propelled by the vision of a fully functional laboratory on a single chip and its use in human therapeutics, for example, as implanted drug delivery system. A key requirement to fulfill this vision is the ability to handle small fl uid volumes. Handling liquids using the electrohydrodynamical principle circumvents many of the disadvantages of other systems. The complex flow pattern in the active region of such a pump could not be resolved by common tracking techniques. In this thesis, two-focus FCCS (2f-FCCS) was used to map the flow pro file inside a micropump. The high precision of 2f-FCCS in the determination of fl ow measurements even with small fluorescent particles allowed the measurement of the flow velocities induced by electrohydrodynamic forces acting on the solvent, while excluding the effects of dielectrophoretic forces acting on larger particles. Analysis of the fl ow data indicates a fl ow pattern that consists of two vortices of different size and opposite direction of rotation. The flow pattern derived by 2f-FCCS explains the observed complex particle trajectories in the force field and the accumulation of particles in well-de fined regions above the microelectrode array. In the second part of this thesis, the mechanism of RNA interference (RNAi) was studied by dual-color FCCS in vivo. RNAi is an evolutionary conserved gene silencing mechanism, which uses short double-stranded RNA molecules, called short interfering RNAs (siRNAs), as effector molecules. Due to its speci city and simplicity, RNAi yields a great potential for a widespread therapeutic use. To broaden the therapeutic applications, the in vivo stability of siRNAs has to be improved by chemical modi cations, but some of these modi fications inhibit the gene silencing mechanism. The presented FCCS assays are very well suited to investigate the individual assembly steps of RNAi machinery with very high specifi city and sensitivity in real time and to study the cleavage activity of the activated RNAi machinery. A direct correlation between activity of the RNAi machinery and the results from the FCCS measurements could be shown. The in fluence of several chemical modi cations on the assembly and activity of the RNAi machinery was investigated with these assays. / Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) analysiert die Fluktuationen im Fluoreszenzsignal eines kleinen angeregten Volumens, um Informationen über die Konzentration, die Bewegung und die Interaktionen der markierten Moleküle zu erhalten. Die Fluoreszenz-Kreuzkorrelations-Spektroskopie (FCCS) erhöht die Genauigkeit bei der Messung von Fließgeschwindigkeiten und Bindungskonstanten im Vergleich zur Standard-FCS. Die Miniaturisierung der Biomedizin und Chemie hat sich rapide entwickelt, angetrieben von der Vision eines kompletten Labors auf einem Chip und dem Einsatz dieses in der medizinischen Therapie, zum Beispiel als implantierter Medikamentenspender. Ein Schlüsselelement zur Erfüllung dieser Vision ist der Transport von kleinsten Flüssigkeitsmengen in diesen miniaturisierten Systemen. Der Transport von Flüssigkeiten mittels des elektrohydrodynamischen Prinzips umgeht viele Nachteile von anderen Systemen, allerdings zeigt eine solche Pumpe ein kompliziertes Strömungsbild in der aktiven Region, welches sich mit herkömmlichen Methoden wie Teilchenverfolgung nicht vermessen ließ. Hier wurde Zwei-Fokus-FCCS (2f-FCCS) genutzt, um das Strömungsbild in der Pumpe zu vermessen. Die hohe Genauigkeit der 2f-FCCS bei der Bestimmung von Fließgeschwindigkeiten auch mit kleinen fluoreszierenden Teilchen ermöglichte die Messung der Fließgeschwindigkeiten, aufgrund der auf das Lösungsmittel wirkenden elektrohydrodynamischen Kräfte, unter Ausschluss der auf größere Teilchen wirkenden dielektrophoretischen Kräfte. Die Analyse der Daten ergab, dass das Strömungsbild aus zwei entgegengesetzt rotierenden unterschiedlich großen Wirbeln besteht. Dieses Strömungsbild erklärt die komplizierten Teilchenbewegungsbahnen und die Anreicherung der Teilchen in klar abgegrenzten Bereichen über den Mikroelektroden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde der RNAi-Mechanismus in lebenden Zellen mittels Zwei-Farben-FCCS untersucht. RNA Interferenz (RNAi) ist ein evolutionär erhaltener Geninaktivierungsmechanismus, der kurze doppelsträngige RNA Moleküle, so genannte kurze interferierende RNAs (siRNAs), als Effektormoleküle nutzt. Die Spezifi tät und Einfachheit der RNAi hat ihr ein weites Feld in der medikamentösen Therapie geöffnet. Zur Erweiterung dieses Feldes ist es nötig die Stabilität der siRNAs im Körper mittels chemischer Modi fikationen zu erhöhen. Einige dieser Modifikationen hemmen aber den RNAi-Mechanismus. Die hier vorgestellten FCCS Experimente sind sehr gut geeignet, um die einzelnen Schritte des Zusammenbaus der RNAi Maschinerie mit hoher Empfi ndlichkeit und Spezi fität in Echtzeit zu untersuchen und die Aktivität der RNAi Maschinerie zu studieren. Es konnte ein Zusammenhang zwischen der Aktivität der RNAi Maschinerie und den Ergebnissen der FCCS Messungen hergestellt werden. Der Einfluss von verschiedenen chemischen Modikationen auf den Zusammenbau und die Aktivität der RNAi Maschinerie wurde mit diesen neuartigen Methoden untersucht.

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