La simulation numérique d'écoulements turbulents dans les systèmes de refroi- dissement de joints de pompes hydrauliques demande à considérer des domaines de calcul très étendus et des temps d'intégration très longs. La modélisation hybride RANS/LES zo- nale pourrait permettre de reproduire, dans un temps de calcul acceptable industriellement, l'ensemble des phénomènes thermiques et dynamiques en présence. L'approche consiste à faire interagir une simulation des grandes échelles (LES), représentant finement les phé- nomènes instationnaires de la turbulence dans certaines régions critiques de l'écoulement, avec l'approche statistique (RANS), moins coûteuse numériquement et dont la mise en oeuvre dans le reste du domaine permet de rendre compte des variations globales imposées à l'écoulement (injection d'eau froide dans de l'eau chaude, rotation de l'arbre et de la roue, etc...). Dans cette optique, une étude détaillée des modélisations adaptées aux écoulements en rotation est réalisée, suivant les deux approches RANS et LES. De nombreux modèles de turbulence sont comparés sur un cas test de canal en rotation. Le couplage zonal aux faces de bord par la méthode des structures turbulentes synthétiques (SEM) est étudié et une méthode innovante de couplage volumique par force de rappel (Forçage Linéaire Ani- sotrope) sur une zone de recouvrement RANS/LES est proposée. Ces deux méthodes sont étendues pour la première fois à la thermique. Les simulations hybrides RANS/LES zonales présentées, sur des cas test de canal fixe, en rotation ou en convection forcée, montrent la faisabilité de telles modélisations pour des applications industrielles.

Three semi-permanent cloud bands exist in the Southern Hemisphere extending southeastward from the equator, through the tropics, and into the subtropics. The most prominent of these features occurs in the South Pacific and is referred to as the South Pacific Convergence Zone (SPCZ). Similar convergence zones, with less intensity, exist in the South Atlantic (SACZ) and Indian (SICZ) oceans. We attempt to explain the physical mechanisms that promote the diagonal orientation of the SPCZ and the processes that determine the timescales of its variability. It is argued that the slowly varying sea surface temperature patterns produce upper tropospheric wind fields that vary substantially in longitude. Regions where 200 hPa zonal winds decrease with longitude (i.e., negative zonal stretching deformation, or dU/dx<0) reduce the group speed of the eastward propagating synoptic (3-6 day period) Rossby waves and locally increase the wave energy density. Such a region of wave accumulation occurs in the vicinity of the SPCZ, thus providing a physical basis for the diagonal orientation and earlier observations that the zone acts as a "graveyard" of propagating synoptic disturbances. In essence, dU/dx=0 demarks the boundary of the graveyard while regions where dU/dx<0 denote the graveyard itself. Composites of the life cycles of synoptic waves confirm this hypothesis. From the graveyard hypothesis comes a more general theory accounting for the SPCZ's spatial orientation and its longer term variability influenced by the El Niño-Southern Oscillation (ENSO), or alternatively, the changing background SST associated with different phases of ENSO.

L'écoulement de jeu est un phénomène très important dans les turbomachines. Il provient du mouvement relatif entre la pale et la paroi d'extrémité, et la différence de pression à travers la pale. L'écoulement de jeu est extrêmement complexe pour sa nature tridimensionnelle et instable, et son existence conduit à de nombreux effets défavorables, par exemple, les pertes de performance aérodynamique et les émissions de bruit. C'est pourquoi l'écoulement de jeu a motivé de nombreuses recherches expérimentales et numériques. Afin d'améliorer la compréhension du écoulement de jeu et le bruit de large bande associé, une campagne de recherche a été menée au LMFA. En ce qui concerne l'écoulement de jeu, cette campagne de recherche comprend une expérience avec des technologies de mesure avancées, un calcul zonal LES et une série de calculs RANS / URANS. L'expérience et les simulations considèrent une configuration simple de l'écoulement de jeu à un faible nombre de Mach. Les résultats expérimentaux et numériques sont analysés de façon systématique et approfondie dans la présente étude. Enfin, des efforts sont déployés pour la modélisation et la prédiction du bruit à large bande avec des résultats expérimentaux et numériques. On observe dans l'expérience un système à multiple-tourbillon, avec une tourbillon de jeu intense. Les différentes analyses sur les caractéristiques d'écoulement montrent un bon accord entre l'expérience et le ZLES dans la région du écoulement de jeu. L'approche zonale (RANS-LES) s'avère être un outil puissant pour fournir une description détaillée du écoulement de jeu, avec un coût de calcul limité. Cependant, les calculs RANS et URANS surestiment globalement la diffusion de la tourbillon. En outre, l'oscillation du tourbillon de jeu est étudiée en utilisant des champs instantanés de PIV et l'amplitude d'oscillation est évaluée. La réponse dynamique de la tourbillon de jeu est également étudiée avec URANS aux fréquences choisies. Deux modèles de prédiction du bruit en champ lointain, correspondant à deux sources acoustiques différentes, sont reformulés et mis en oeuvre avec les données de champ proche des simulations numériques. Ces prédictions sont comparées aux mesures à champ lointain. En utilisant les données ZLES, le modèle de l’écoulement de jeu sur-estime le bruit généré dans la région de jeu. Le modèle de bruit de bord de fuite est implémenté avec les données ZLES et les données RANS et fournit une très bonne prédiction dans une large bande de fréquence. / The tip-leakage flow is a common flow feature in turbomachines. It originates from the relative motion between the blade tip and the end-wall, and the pressure difference across the blade. The tip-leakage flow is extremely complex for its three-dimensional unsteady nature, and its existence leads to many unfavourable effects, such as aerodynamic performance losses and noise emissions. These issues have motivated extensive experimental and numerical researches from both aerodynamic and aeroacoustic points of view. In order to improve the understanding of the tip-leakage flow and its associated broadband noise, a research campaign has been carried out at LMFA. Regarding the tip-leakage flow, this research campaign includes an experiment with advanced measurement technologies, a zonal LES computation and a series of RANS/URANS computations. Both the experiment and the simulations consider a single-airfoil configuration at low Mach number. Experimental and numerical results are analysed systematically and thoroughly in the current study. Finally, efforts are put on the broadband noise modelling and prediction based on the experimental and numerical results. A multi-vortex system with an intense tip-leakage vortex is observed in the experiment. The various analyses of the flow characteristics show a good agreement between the experiment and the ZLES in the blade tip region. The zonal (RANS-LES) approach proves itself to be a powerful tool to provide a detailed description of the tip-leakage flow, with a limited computational cost. However, the RANS and URANS computations globally over-estimate the diffusion of the tip-leakage vortex. Furthermore, the random oscillation of the tip-leakage vortex is investigated using PIV instantaneous flow fields and the wandering amplitude is evaluated. The dynamic response of the tip-leakage vortex is also studied with URANS at selected frequencies. Two far-field noise prediction models, corresponding to two different acoustic sources, are reformulated and implemented with the near-field data from the numerical simulations. These predictions are compared to the far-field measurements. Using the ZLES data as input, the blade-tip self-noise model is found to over-estimate the noise generated in the blade-tip region. The trailing-edge noise model is implemented with the time-averaged ZLES and the RANS near-field data, and yields a very good prediction within a broad range of frequency.

Barrières de transport (TB) sont un élément clé dans le contrôle de transport turbulent et atteindre la haute performance des ‘plasmas brûlants’. Les études théoriques abordent l’autorégulation de la turbulence comme une explication possible pour la formation de TB, mais une compréhension complète de ces dynamiques complexes est toujours manquante. Dans ce contexte, nous abordons l’auto-organisation dans le transport turbulent dans les plasmas de fusion dans le but de présenter une nouvelle compréhension de la dynamique des TB. Les outils numériques que nous utilisons des simulations de portée de la turbulence gyrocinétique plus complexe à simple turbulence des fluides 2D et prédateur-proie comme modèles.Deux principales caractéristiques de l'auto-organisation, les avalanches et les flux zonal (ZF), semblent contrôler transport à grande échelle. Dans la région de SOL (Scrape Off layer), événements avalancheux intermittents ne permettent pas séparation d'échelle dans le temps ou l'espace entre champs moyens et les modalités de fluctuation. Dans le bord (edge), la génération des doubles couches de cisaillement dans les profils de vitesse réduit le transport turbulent. Un modèle turbulent 2D pour la génération de ‘piedestal’, qui est non spécifique des plasmas de tokamak, a été mis au point, le piedestal étant localisée à l'interface entre les régions a différent amortissement d'écoulement zonal: edge et SOL. Les événements de relaxation quasi-périodiques sont étudiés réduisent le modèle à trois couplage des modes pour identifier l'interaction entre les streamers et les ZF et le rôle du Reynolds stress dans la génération et la saturation du TBs / Transport barriers (TB) are a key element in controlling turbulent transport and achieving high performance burning plasmas. Theoretical studies are addressing the turbulence self-regulation as a possible explanation for transport barrier formation but a complete understanding of such complex dynamics is still missing. In this context, we address self-organized turbulent transport in fusion plasmas with the aim of presenting a novel understanding of transport barriers dynamics. The numerical tools we use span simulations from the most complex gyrokinetic turbulence to simpler 2D fluid turbulence and predator-prey like models.Two features of self-organizations, avalanches and zonal flows (ZFs), appear to control large scale transport. In the SOL (Scrape Off Layer) , intermittent avalanche events do not allow for time or space scale separation between mean fields and fluctuation terms. In the edge, the generation of long living double shear layers in the profiles of the velocity reduces radial turbulent transport. Such radially distributed barriers govern profile corrugations. A 2D turbulent model for pedestal generation, which is not specific of Tokamak plasmas, has been developed, the pedestal being localized at the interface between regions with different zonal flow damping: the edge region, where zonal flows are weakly damped by collisions, and the SOL region characterized by zonal flow damping due to boundary conditions. Quasi-periodic relaxation events are studied reducing the model to three modes coupling to identify the interplay between streamers and ZFs and the role of Reynolds stress in the generation and saturation of TBs.

[EN] It has been found that in industrial wastewater treatment plants, or those with a previous process of coagulation-flocculation, sludge does not settle conventionally since there is not a unique hindered settling stage. Chen et al. (1996) and Zhao (2004a, 2004b) observed during the settling tests, an initial stage with constant hindered settling velocity, an intermediate stage of accelerating settling velocity and a final stage with constant settling velocity once again. This form of activated sludge settleability has not been studied in detail. Chen et al. (1996) and Zhao (2004a, 2004b) studied the stages with constant zone settling velocity, but they did not study or model the accelerating process of the sludge, nor paid attention to the moment at which this process starts taking place. They did not explain the mechanism that triggers the process of acceleration of settling rate, or the formation of large flocs with an initial homogeneous structure. The secondary clarifiers in biological wastewater treatment plants are mostly designed from empirical criteria based on acquired experience in the design of urban treatment plants. The use of these criteria can be a problem in industrial plants where the biological sludge settleability may be affected by the type of wastewater and the physico-chemical treatment. The same happens when simulation programs are used to estimate hindered settling velocity of activated sludge from empirical formula developed at urban treatment plants. Modelling hindered settling velocity for activated sludge in such treatment plants can help to improve the methods used for the design and simulation of secondary clarifiers. The main objective of this thesis is the study and development of a general model for the hindered settling velocity and the accelerating process for the activated sludge in wastewater treatment plants. The activated sludge used for settling tests come from the industrial wastewater treatment plant of Ford Spain. Initially, the activated sludge of the plant is characterized by determining the density, size and morphology of the flocs. Settling tests are also performed to study the effect of water composition and concentration of suspended solids in the settling velocity and accelerating process. Subsequently, hindered settling velocity is modelled depending on the concentration of suspended solids in the sludge during the two stages where the settling rate is constant. The model used to do the analysis is Richardson and Zaki's. Some modifications of the model have been proposed so as to estimate the flocs characteristics (diameter, density, porosity and fractal dimension) during the stages of initial and final constant settling rates. This model is also used to describe the changes found in the flocs after the accelerating process of the sludge and to explain the apparent discontinuity, observed experimentally, in the final hindered settling velocity. It has also been developed a logistic model to describe the hindered settling velocity and the accelerating process as a function of time and concentration of suspended solids. Finally, a relation between the logistic model for the settling velocity and Richardson and Zaki's model is established, and a description for the accelerating process is proposed from fragmentation and succeeding aggregation of flocs. / [ES] Se ha comprobado que con cierta frecuencia en depuradoras de aguas residuales industriales o en depuradoras con un proceso de coagulación-floculación previo, los fangos no sedimentan de modo convencional debido a que no presentan una única etapa de sedimentación zonal. Chen et al. (1996) y Zhao (2004a, 2004b) observaron en ensayos de sedimentación con este tipo de fangos, una etapa inicial con velocidad de sedimentación zonal constante, una etapa intermedia donde se producía la aceleración de los fangos y una etapa final donde la velocidad de sedimentación zonal volvía a ser constante. Este modo de sedimentación de los fangos activados no se ha estudiado con detalle. Chen et al. (1996) y Zhao (2004a, 2004b) estudiaron las etapas con velocidad de sedimentación zonal constante, pero no estudiaron ni modelizaron el proceso de aceleración del fango, ni le prestaron atención al tiempo a partir del cual se produce este proceso. Tampoco explicaron el mecanismo que desencadena el proceso de aceleración, ni la formación de grandes flóculos partiendo de un fango con una estructura inicial homogénea. Los decantadores secundarios en los tratamientos biológicos de aguas residuales son mayoritariamente diseñados a partir de criterios empíricos basados en la experiencia adquirida en el diseño de depuradoras urbanas. El uso de estos criterios puede ser problemático en depuradoras de aguas residuales industriales donde la sedimentabilidad del fango biológico puede verse afectada por el tipo de agua residual y por el tratamiento físico-químico previo. Lo mismo ocurre cuando se utilizan programas de simulación donde se calcula la velocidad de sedimentación zonal de los fangos activados a partir de fórmulas empíricas obtenidas en depuradoras urbanas. La modelización de la velocidad de sedimentación zonal de los fangos activados en este tipo de depuradoras puede ayudar a mejorar los métodos utilizados para el diseño y simulación de decantadores secundarios. El objetivo principal de la presente tesis es estudiar y desarrollar un modelo general de la velocidad de sedimentación zonal y del proceso de aceleración de los fangos activados en depuradoras de aguas residuales. Los fangos activados utilizados en los ensayos de sedimentación proceden de la depuradora de aguas residuales industriales de Ford España. Inicialmente se caracterizan los fangos activados de la depuradora, determinando la densidad, tamaño y morfología de los flóculos. También se realizan ensayos de sedimentación para estudiar el efecto de la composición del sobrenadante y de la concentración de los sólidos suspendidos, en la velocidad de sedimentación y en el proceso de aceleración de los fangos. Posteriormente se modeliza la velocidad de sedimentación zonal en función de la concentración de los sólidos suspendidos de los fangos en las dos etapas donde la velocidad de sedimentación es constante. Se ha utilizado el modelo de Richardson y Zaki, y se han propuesto algunas modificaciones del modelo, para estimar las características de los flóculos (diámetro, densidad, porosidad y dimensión fractal) en las etapas con velocidad de sedimentación constante inicial y final. También se utiliza dicho modelo para describir los cambios producidos en los flóculos después del proceso de aceleración de los fangos y para explicar la discontinuidad aparente, observada experimentalmente, en la velocidad de sedimentación zonal final. Asimismo, se ha desarrollado un modelo logístico para describir la velocidad de sedimentación zonal y la aceleración de los fangos en función del tiempo y de la concentración de los sólidos suspendidos. Finalmente se relaciona el modelo logístico de la velocidad de sedimentación con el modelo de Richardson y Zaki, y se propone una descripción del proceso de aceleración de los fangos a partir de la fragmentación y posterior agregación de los flóculos. / [CAT] S'ha comprovat que amb certa freqüència en depuradores d'aigües residuals industrials o en depuradores amb un procés de coagulació-floculació previ, els fangs no sedimenten de manera convencional pel fet de no presentar una única etapa de sedimentació zonal. Chen et al. (1996) i Zhao (2004a, 2004b) van observar en assajos de sedimentació amb aquest tipus de fangs, una etapa inicial amb velocitat de sedimentació zonal constant, una etapa intermèdia on es produïa l'acceleració dels fangs i una etapa final on la velocitat de sedimentació zonal tornava a ser constant. Esta manera de sedimentació dels fangs activats no s'ha estudiat amb detall. Chen et al. (1996) i Zhao (2004a, 2004b) van estudiar les etapes amb velocitat de sedimentació zonal constant, però no van estudiar ni modelitzar el procés d'acceleració del fang, ni li van prestar atenció al temps a partir del qual es produeix este procés. Tampoc van explicar el mecanisme que desencadena el procés d'acceleració, ni la formació de grans flòculs partint d'un fang amb una estructura inicial homogènia. Els decantadors secundaris en els tractaments biològics d'aigües residuals són majoritàriament dissenyats a partir de criteris empírics basats en l'experiència adquirida en el disseny de depuradores urbanes. L'ús d'estos criteris pot ser problemàtic en depuradores d'aigües residuals industrials on la sedimentabilidad del fang biològic es pot veure's afectada pel tipus d'aigua residual i pel tractament fisicoquímic previ. El mateix passa quan s'utilitzen programes de simulació on es calcula la velocitat de sedimentació zonal dels fangs activats a partir de fórmules empíriques obtingudes en depuradores urbanes. La modelització de la velocitat de sedimentació zonal dels fangs activats en este tipus de depuradores pot ajudar a millorar els mètodes utilitzats per al disseny i simulació de decantadors secundaris. L'objectiu principal de la present tesi és estudiar i desenvolupar un model general de la velocitat de sedimentació zonal i del procés d'acceleració dels fangs activats en depuradores d'aigües residuals. Els fangs activats utilitzats en els assajos de sedimentació procedeixen de la depuradora d'aigües residuals industrials de Ford Espanya. Inicialment es caracteritzen els fangs activats de la depuradora, determinant la densitat, grandària i morfologia dels flòculs. També es realitzen assajos de sedimentació per estudiar l'efecte de la composició del sobrenedant i de la concentració dels sòlids suspesos, en la velocitat de sedimentació i en el procés d'acceleració dels fangs. Posteriorment es modelitza la velocitat de sedimentació zonal en funció de la concentració dels sòlids suspesos dels fangs en les dos etapes on la velocitat de sedimentació és constant. S'ha utilitzat el model de Richardson i Zaki, i s'han proposat algunes modificacions del model, per estimar les característiques dels flòculs (diàmetre, densitat, porositat i dimensió fractal) en les etapes amb velocitat de sedimentació constant inicial i final. També s'utilitza este model per descriure els canvis produïts en els flòculs després del procés d'acceleració dels fangs i per explicar la discontinuïtat aparent, observada experimentalment, a la velocitat de sedimentació zonal final. Així mateix, s'ha desenvolupat un model logístic per descriure la velocitat de sedimentació zonal i l'acceleració dels fangs en funció del temps i de la concentració dels sòlids suspesos. Finalment es relaciona el model logístic de la velocitat de sedimentació amb el model de Richardson i Zaki, i es proposa una descripció del procés d'acceleració dels fangs a partir de la fragmentació i posterior agregació dels flòculs. / Asensi Dasí, EJ. (2016). Estudio y modelización de la velocidad de sedimentacion zonal y de la aceleración de los fangos activados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61994 / TESIS

Coal-fired power plant boilers consist of several complex subsystems that all need to work together to ensure plant availability, efficiency and safety, while limiting emissions. Analysing this multi-objective problem requires a thermofluid process model that can simulate the water/steam cycle and the coal/air/flue gas cycle for steady-state and dynamic operational scenarios, in an integrated manner. The furnace flue gas side can be modelled using a suitable zero-dimensional model in a quasi-steady manner, but this will only provide an overall heat transfer rate and a single gas temperature. When more detail is required, CFD is the tool of choice. However, the solution times can be prohibitive. A need therefore exists for a computationally efficient model that captures the three-dimensional radiation effects, flue gas exit temperature profile, carbon burnout and O2 and CO2 concentrations, while integrated with the steam side process model for dynamic simulations. A thermofluid network-based methodology is proposed that combines the zonal method to model the radiation heat transfer in three dimensions with a one-dimensional burnout model for the heat generation, together with characteristic flow maps for the mass transfer. Direct exchange areas are calculated using a discrete numerical integration approximation together with a suitable smoothing technique. Models of Leckner and Yin are applied to determine the gas and particle radiation properties, respectively. For the heat sources the burnout model developed by the British Coal Utilisation Research Association is employed and the advection terms of the mass flow are accounted for by superimposing a mass flow map that is generated via an isothermal CFD solution. The model was first validated by comparing it with empirical data and other numerical models applied to the IFRF single-burner furnace. The full scale furnace model was then calibrated and validated via detailed CFD results for a wall-fired furnace operating at full load. The model was shown to scale well to other load conditions and real plant measurements. Consistent results were obtained for sensitivity studies involving coal quality, particle size distribution, furnace fouling and burner operating modes. The ability to do co-simulation with a steam-side process model in Flownex® was successfully demonstrated for steady-state and dynamic simulations.

With the help of MERRA-2 (Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Application, version 2) reanalysis data of the zonal wind, measurements of the mesopause region wind over Collm by low-frequency observations, and data of the Horizontal Wind Model, a height profile for the zonal wind in January and July was created by linear interpolation over altitude. Subsequently, three different 5-year periods (1980-1984, 1994-1998 und 1999-2003) were selected, and the obtained wind profiles and NRLMSISE (Naval Research Labatory Mass Spectrometer Incoherent Scatter, Extended) temperatures (January and July) were averaged over these time intervals. This allowed to run the whole atmosphere nonlinear spectral gravity wave (GW) routine of Yiğit et al. (2008) with these data as background profiles. We obtained a height profile of the GW momentum flux (MF) over these three 5-year periods. Based on this, the long-term tendencies of GW MF are estimated and in this way a statement about the trend of the GW activity in the mesosphere and lower thermosphere can be made. GW MF increases in magnitude in both summer and winter. The results are in qualitative agreement with trends of GW proxies obtained from the meteor radar measurements at Collm. / Mit Hilfe von MERRA-2 - Reanalysedaten des Zonalwindes, Messungen des Meteorradars in Collm und mit Daten des Horizontal Wind Models wurde durch lineare Interpolation ein Höhenprofil für den Zonalwind für die Monate Januar und Juli erstellt. Anschließend wurden aus den gewonnenen Windprofilen und NRLMSISE (Naval Research Labatory Mass Spectrometer Incoherent Scatter, Extended) Temperatur Reanalysen (Januar und Juli) drei verschiedene 5-Jahreszeiträume gewählt (1980-1984, 1994-1998 und 1999-2003) und über diese gemittelt. Diese Daten wurden als Hintergrund für die nichtlineare spektrale Schwerewellenroutine nach Yiğit et al. (2008) verwendet, wodurch der Schwerewellenfluss über die drei 5-Jahreszeiträume bestimmt werden konnte. Aus diesen Analysen ließ sich nun der Trend zwischen den jeweiligen Zeiträumen berechnen und so eine Aussage über den Trend der Schwerewellenaktivität in der Mesosphäre und unteren Thermosphäre ableiten. Die Ergebnisse zeigen gute Übereinstimmungen zu anderen Forschungsergebnissen bzgl. der Trends der GW Proxies von Meteorradarmessungen in Collm.

Using a mechanistic global circulation model, we analysed the trends of solar tides in the middle atmosphere. Forced by monthly mean assimilation of reanalysis data in the lower atmosphere and monthly adjusted CO2 and ozone distributions, the simulations represent a time period from January 1980 to May 2019. The time series of monthly mean wind and temperature amplitudes of all tidal components have been extracted from these data. Trend analyses by linear regression show prevailing negative trends in July and October for all tides and for all latitudes in the mesosphere and lower thermosphere. In April and January, however, trends are positive or negative, depending on the tidal component. Furthermore, the data set has been examined on possible trend changes via a statistical trend algorithm. A large part of those break points for the zonal wind amplitudes were found from 1985 to 1988 and from 2012 to 2015 for the investigated months January and April. Therefore, a clear relation between changes in the atmospheric ozone concentration and trends of the amplitudes of solar tides is not evident for the presented variables. / Unter Verwendung eines mechanistischen globalen Zirkulationsmodells wurden Trends von solaren Gezeiten in der mittleren Atmosphäre analysiert. Die Simulationen, die in den unteren Atmosphärenschichten mit monatlich gemittelten Reanalysedaten angetrieben wurden sowie mit angepassten CO2 und Ozonverteilungen, decken einen Zeitraum von Januar 1980 bis Mai 2018 ab. Aus diesen Daten wurden Zeitreihen für Monatsmittel in den Amplituden des Windes und der Temperatur für alle vier Gezeiten herausgefiltert. Die über lineare Regression gewonnen Trends ergeben -global betrachtet in der Mesosphäre und unteren Thermosphäre - vorwiegend negativsignifikante Trends im Juli und Oktober. Im April und Januar können jedoch je nach Gezeit und Parameter positive wie auch negative Trends vorkommen. Weiterhin wurden die Datenreihen auf mögliche Trendänderungen mit Hilfe eines statistischen Algorithmus untersucht. Ein Großteil dieser Trend-Wendepunkte in den Zonalwindamplituden liegen für die untersuchten Monate Januar und April in den Jahren von 1985 bis 1988 und von 2012 bis 2015. Eine direkte Verbindung zwischen Änderungen in der atmosphärischen Ozonkonzentration und Trends in den Amplituden solarer Gezeiten lassen sich in den hier behandelten Größen daher nicht ableiten.

Gravity wave amplitudes and momentum fluxes derived from SABER temperature measurements are analysed together with Collm meteor radar zonal winds. The momentum flux (MF) divergence derived from the SABER temperatures shows a maximum that is found at greater altitudes during solar minimum than during solar maximum. Therefore, the zonal mean wind and wind shear profiles are shifted upwards then, leading to a modulation of the otherwise negative correlation between solar cycle and mesosphere/lower thermosphere winds. / Amplituden von Schwerewellen und zugehörigen Impulsflüsse werden zusammen mit Windmessungen des Meteorradars Collm analysiert. Die Impulsflussdivergenz, abgeleitet aus SABER-Temperaturprofilen, hat ein Maximum welches im solaren Minimum nach oben verschoben ist. Dadurch werden auch die Vertikalprofile des Zonalwindes und der Windscherung nach oben verschoben, wodurch die ansonsten negative Sonnenfleckenzyklusabhängigkeit des zonalen Windes in der Mesosphäre/unteren Thermosphäre im solaren Minimum umgekehrt wird.

Extensive research on amino acids, and even other biochemical assays usually present in low concentration and volume face challenges using known analytical techniques for analysis of traces amounts. Some limiting factors are the achievable efficiency, sensitivity (resulting from instrument limit of detection and/or experimental methods), volume requirement, and total analysis time. Counterflow electrofocusing techniques combining forces of electrophoresis and bulk flow (pressure driven flow and/or electroosmotic flow) provides a basis for the development of alternative detection techniques geared towards improving peak efficiency, sensitivity and time. The work presented gives a vivid description of recently developed capillary counterflow techniques: gradient elution isotachophoresis (GEITP) using UV detection, GEITP coupled to Capillary Zonal Electrophoresis (GEITP-CZE), temperature gradient focusing (TGF), and temperature gradient denaturing focusing (TGDF). A first demonstration of GEITP using UV detection was applied to enrichment and separation of tyrosine and tryptophan under optimized conditions. Primarily, separation is achieved as the result of the difference in electrophoretic velocity of analytes in a discontinuous buffer system. First, a plug of sample is allowed to preconcentrate (or enrich) between high mobility leading electrolyte (LE) and low mobility trailing electrolyte (TE) under controlled hydrodynamic pressure and continuous injection. This preconcentration is initiated outside the capillary in a conductivity bubble. Although analyte focus according to their electrophoretic velocity, the inclusion of spacer molecule in sample matrix was instrumental in achieving separation with tradeoff between analyte resolution and enrichment. Gradient produced results from reduction in pressure as sample is loaded on column. Separation using this technique is a one step process. A hybrid method marking the first successful coupling of GEITP to CZE with laser induced fluorescence detection was used for separation of six fluorescently labeled amino acids (which formulates the Mars-7). An eleven minute separation was achieved under optimized conditions. A proof-of-concept demonstration of TGF with LIF detection showed focusing and separation of fluorescein and carboxyfluorescein dye molecules, and carboxyfluorescein-labeled glutamate and aspartate. The generation of null focusing points along the thermal separation column (set between 80-20oC) was produced in collaboration with continuous sample injection, discontinuous buffer system and balancing of counterflows (electrophoresis and bulk flow). Preliminary results showed stability in instrument. The TGDF method carried out on a TGF apparatus is a modification to the temperature gradient gel electrophoresis and denaturing gradient gel electrophoresis methods. In principle, TGDF primarily achieves focusing and separation on a thermal separation column (set between 20 to 80 oC) as a result of conformational changes. It is currently being developed for the detection and simultaneous separation of single and double stranded DNA. Preliminary results show enrichment of wildtype and mutant synthetic DNA strands (containing twenty-four base pairs in sequence) in different buffer matrices. / Chemistry