Repository for natural sciences and technology

This repository provides free access to scientific publications from the fields of natural sciences and technology (open access). All authors may use RENATE free of charge to publish their research findings from natural sciences and technology, regardless their institutional affiliation. The publications deposited in this repository are permanently freely accessible and citable. The repository is operated by Technische Informationsbibliothek (TIB).
In addition, RENATE serves as repository for the publication of reports to federally funded research projects (all subjects), e.g. funded by the Federal ministry of Research, Technology and Space. RENATE is also the recommended publishing place for reports to research projects funded by German Research Foundation (DFG) in the fields of natural sciences and technology. Information on uploading your research report can be found at tib.eu/dtf.
RENATE logo
 

Filters

More filters

Reset filters

Settings

Search Results

Now showing 1 - 10 of 23456
  • No Thumbnail Available
    Item
    Verbundprojekt: Effiziente Reaktion auf IT-Sicherheitsvorfälle in transnationalen Lieferketten (CONTAIN)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-09) Pernul, Günther
  • No Thumbnail Available
    Item
  • No Thumbnail Available
    Item
    Maschinendesign und Prozessentwicklung für Funktions-integrierte optimierte neuartige additive Strukturen (FIONA)
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-11-12) Stoyke, Markus
    Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollte untersucht werden, wie bestehende additive Fertigungsverfahren in der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden können. Die Verfahren sollten weiterentwickelt und angepasst werden, indem z.B. Prozessabläufe definiert und Forschungsanlagen entwickelt werden sollten, anhand derer Grundlagen und Designprinzipien für industriell einsetzbare Fertigungen abgeleitet werden können. Es wurden zwei Arten von Fertigungsverfahren untersucht: Konventioneller 3D-Druck und Endlosfaser-Verstärkter (EFV) 3D-Druck. Der Konventionelle 3D-Druck wird bereits in der Industrie eingesetzt. Für den EFV 3D-Druck gibt es derzeit keine kommerziellen Applikationen in der Industrie. Das Verfahren befindet sich im Vergleich zum konventionellen 3D-Druck in einem frühen Entwicklungsstadium. Das Ziel der Erforschung der o.g. Verfahren ist Möglichkeiten zu schaffen, Flugzeugbauteile herzustellen, welche gesamtheitlich betrachtet zu einer höheren Wirtschaftlichkeit führen. Dies kann sich zum einen auf die anfallenden Kosten beim Herstellungsprozess, beim Entwicklungsprozess des Bauteils oder zum Andren auf die Betriebskosten des Flugzeuges, in dem das Bauteil verbaut ist, auswirken.
  • No Thumbnail Available
    Item
  • No Thumbnail Available
    Item
    Multi-Material Topology Optimization for IPM Machine with Efficient Rare-Earth PM Utilization
    (New York, NY : IEEE, 2025-10-14) Mahmoud, Mohamed Reda; Ibrahim, Mohamed N.; Sergeant, Peter
    This paper presents a multi-material topology optimization (TO) to efficiently utilize rare-earth permanent magnet (REPM) material and improve the machine performance. The proposed approach employs a density-based TO method to optimize the multi-material distribution inside the rotor domain. The TO algorithm optimally redistributes air, silicon-steel, and REPM. The objective function of the TO is to maximize the average torque of the IPM motor while constraining the material volume of both silicon-steel and REPM to below that utilized in the conventional design. The results demonstrate that multi-material TO is a highly effective strategy for developing a new generation of sustainable electric machines. The topology optimized configuration achieved an approximate 4% increase in torque density while reducing the amount of REPM used by 12.5%. Moreover, the amount of silicon steel required for the optimized rotor is 9% lower than the conventional design.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Topology Optimization for Enhancing Electric Machine Performance: A Review
    (New York, NY : IEEE, 2024-09-01) Mahmoud, Mohamed Reda; Ibrahim, Mohamed N.; Sergeant, Peter
    Exploring the design space is essential in the pursuit of developing high-performance and power-dense electric machines. This article explores the transformative potential of topology optimization (TO) in enhancing the performance of electric machines. Conventional techniques for optimizing the design of electric machines use optimization algorithms to determine geometric variables within a predefined range. However, these methods are limited by manufacturing constraints and the designer's expertise in parameterization. On the other hand, topology optimization aims to enhance the performance of electric machines by manipulating the distribution of materials as a design factor. The enhancement is facilitated by additive manufacturing (AM), particularly via the manufacturing of intricate metal parts. In this paper, the main concepts of topology optimization in electric machines are reviewed. Firstly, the requirement for topology optimization is illustrated, and both the achievements and challenges of this technique over the traditional parametric optimization are described. Then, a description is given of different topology optimization methods that were reported in the literature. Finally, the development opportunities of this technology are shown in the electric machine design field.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Topology Optimization for a Magnetic Actuator Using Different Gradient-Based Solvers
    (New York, NY : IEEE, 2025-01-13) Mahmoud, Mohamed Reda; Ibrahim, Mohamed N.; Sergeant, Peter
    This paper presents a comparative study on the performance of density-based topology optimization using different gradient-based solvers. Three common solvers are employed: the method of moving asymptotes (MMA), interior point optimizer (IPOPT), and sparse nonlinear optimizer (SNOPT). The gradient solvers are compared regarding the convergence behaviour, computational time, and solution quality, i.e. maximizing the attractive force, when topology optimization is used to design a magnetic actuator as a case study. The results provide valuable insights into the strengths and limitations of MMA, IPOPT, and SNOPT in solving topology optimization and offering guidance for selecting the appropriate solvers. The results proved that SNOPT is suitable for largescale problems as it has fast convergence and low computation time compared to MMA and IPOPT solvers. Further, IPOPT is not suitable for large-scale problems due to high computation time and large amounts of intermediate materials, i.e. regions where the density function differs from 0 and 1. Moreover, the quality of the optimal solution is only slightly affected by the used solver.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Umfassende Technologien für das Energiemanagement von Schiffen - MariData; Echtzeit-nahe Modellierung und Simulation von Umwelteinflüssen auf den Energieverbrauch von Schiffen - MariModUm
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-12) Loft, Malte; Müller, Peter Marvin; Pache, Rupert; Rung, Thomas; Schwarz, Henning
    Das übergeordnete Ziel des Vorhabens war die Entwicklung von Tools zur Unterstützung von Entscheidungen an Bord von Schiffen für einen energieeffizienten, schadstoffarmen Betrieb. Dazu wurden einzelne Teile des Energieverbrauchs an Bord erfasst und ihren Verursachern zugeordnet werden. Ein Großteil des Primärenergiebedarfs und des Schadstoffausstoßes von Schiffen resultiert aus der Überwindung des Schiffswiderstands. Dieser setzt sich wiederum aus verschiedenen Anteilen zusammen, deren Bedeutung durch die Schiffsform, aber auch unterschiedliche Betriebs- und Umweltparameter beeinflusst wird. Im Rahmen des Vorhabens wurden die Zusatzwiderstände durch Seegang, Wind und Bewuchs detailliert betrachtet. Hierbei wurden die unterschiedlichen Betriebsbedingungen, wie veränderliche Schwimmlagen und die Verteilung der Ladung an Deck berücksichtigt. Die Quantifizierung der einzelnen Widerstandsanteile basierte auf hochauflösenden numerischen Simulationen, deren Genauigkeit und Recheneffizienz verbessert wurde. Für die Integration in das Bordsystem von Schiffen ist eine Berechnung der einzelnen Widerstandskomponenten in nahezu-Echtzeit erforderlich. Aufbauend auf Ergebnissen hochauflösender Simulationen wurden hierzu Ersatzmodelle unter Verwendung von KI-basierten Lernstrategien entwickelt, welche einen umfangreichen Parametersatz an Eingangsgrößen berücksichtigen und die Widerstandsanteile in Echtzeit bestimmen können. Die entwickelten Methoden wurden abschließend validiert. Datei-Upload durch TIB
  • No Thumbnail Available
    Item
    Entwicklung eines elektrischen Antriebsmotors für den vollelektrischen Antriebsstrang eines Regionalflugzeuges
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2024-11-28) Wolfstädter, Simon; Berberich, Eva; Reis, Thomas
    Datei-Upload durch TIB
  • Thumbnail Image
    Item
    ARGUS - Digitaler Agent für Barrierefreiheit und Chancengleichheit mittelsinteraktiver Unterstützung Blinder und Sehbehinderter beim Lebensmitteleinkauf
    (Hannover : Technische Informationsbibliothek, 2025-11-19) Bohlouli , Mahdi
    Das Projekt ARGUS hatte das Ziel, durch den Einsatz moderner KI-Technologien die Teilhabe blinder und sehbehinderter Menschen am alltäglichen Leben zu verbessern. Im Mittelpunkt standen die Entwicklung eines Produkterkennungsmoduls auf Basis von Deep Learning sowie einer Indoor-Navigationslösung mit Echtzeit-3D-Kartierung.