Samstag, den 28. November 2015, 9⁰⁰ bis 14⁰⁰

Physikgebäude der ZHAW TP 406 in Winterthur

Programm

• 9:00 – 9:40       GV des Vereins Systemdynamik im Unterricht
• 9:40 – 10:00           Pause
• 10:00 – 10:30     Peter Bützer: Validierung und Verifikation von einem grossen systemdynamischen Modell
• 10:30 – 11:00     Hans Fuchs: Thermische Luftpumpe
• 11:00 – 11:15         Pause
• 11:15 – 11:45     Elisabeth Dumont: Schülerprojekt Photovoltaik
• 11:45 – 12:15     Werner Maurer: Wo steckt denn die verflixte Energie?
• 12:15 – 14:00         Mittagessen

Die Vorträge sind öffentlich (keine Anmeldung erforderlich). Das Mittagessen ist für alle Mitglieder gratis (Anmeldung bis Dienstag, den 24. November 2015).

Kurzfassungen

Peter Bützer Validierung und Verifikation von einem grossen systemdynamischen Modell für Behörden und Industrie. Die Mathematiker beschränken sich selbst auf die Systeme, die sie analytisch lösen können – und die sind in der Regel sehr klein. Weil viele systemanalytischen Simulationen diese Grenzen weit übersteigen, ist die Skepsis gross, ob da Resultate mit Sinn erscheinen. Dasselbe gilt für grosse Computer­programme, deren „Black-Box“-Resultate generell kaum angezweifelt werden. Eine perfekte Validierung und Verifizierung gibt es nicht, wohl aber Werkzeuge, die in Mini­mum an Qualität garantieren können. Diese sollen an einem konkreten Beispiel, mit den Besonderheiten einer systemdynamischen Simulation, aufgezeigt werden.

Hans Fuchs Thermische Luftpumpe. Im Rahmen eines Projektes zum Bau einer thermophotovoltaischen Anlage (Strahlung kommt durch die Verbrennung eines Brennstoffes) wurde klar, dass reiner Sauerstoff für eine effiziente Verbrennung benötigt wird. Um Sauerstoff aus der Luft zu holen, braucht man eine Pumpe, die elektrisch angetrieben aber so viel Energie braucht, wie die PV Anlage liefert. Durch die Verbrennung haben wir aber sehr heisse Abgase und die Frage stellt sich, ob man mit den Abgasen direkt eine Luftpumpe betreiben kann (ohne zuerst eine klassische Wärmekraftmaschine zu bauen). Ich stelle hier das Modell einer thermisch angetriebenen Luftpumpe mit Windkessel vor, deren Dynamik mit Herz und Aorta vergleichbar ist.

Elisabeth Dumont Schülerprojekt Photovoltaik. Schüler können mit einem kleinen Messaufbau Photovoltaik erforschen und mit Hilfe eines systemdynamischen Modells besser verstehen. Der Messaufbau enthält Photozelle, Speicher und Verbraucher. Die Schüler können als Verbraucher Lämpchen, kleine Motoren, Pumpen oder sonstige ein­setzen. Beim Modellieren der Photozelle fangen wir mit einem ganz einfachen über­sichtlichen Modell an und bauen dieses dann in zwei Schritten aus. Das Modell kann hochskaliert werden auf ein Haus, eine Stadt oder sonstige Anwendungen in Photovoltaik.

Werner Maurer Wo steckt denn die verflixte Energie? Die Formeln für die kinetische Energie und die Energie eines Kondensators sind bekannt oder stehen in den Formelbüchern. Doch was passiert mit dieser Energie, während eines Stosses oder während des Entladevorgangs? Wie wird die Energie transportiert und umgesetzt? Wie hängt die Energie mit den Anfangsbedingungen zusammen? Solche Fragen lassen sich gut mit Hilfe eines systemdynamischen Modells beantworten.