@inproceedings{StaatHeitzer1997,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael},
  title     = {Limit and shakedown analysis for plastic design},
  year      = {1997},
  abstract  = {Limit and shakedown theorems are exact theories of classical plasticity for the direct computation of safety factors or of the load carrying capacity under constant and varying loads. Simple versions of limit and shakedown analysis are the basis of all design codes for pressure vessels and pipings. Using Finite Element Methods more realistic modeling can be used for a more rational design. The methods can be extended to yield optimum plastic design. In this paper we present a first implementation in FE of limit and shakedown analyses for perfectly plastic material. Limit and shakedown analyses are done of a pipe-junction and a interaction diagram is calculated. The results are in good correspondence with the analytic solution we give in the appendix.},
  subject      = {Einspielen <Werkstoff>},
  language  = {en}
}
@inproceedings{TranTrinhDaoetal.2022,
  author    = {Tran, Ngoc Trinh and Trinh, Tu Luc and Dao, Ngoc Tien and Giap, Van Tan and Truong, Manh Khuyen and Dinh, Thuy Ha and Staat, Manfred},
  title     = {Limit and shakedown analysis of structures under random strength},
  series = {Proceedings of (NACOME2022) The 11th National Conference on Mechanics, Vol. 1. Solid Mechanics, Rock Mechanics, Artificial Intelligence, Teaching and Training, Hanoi, December 2-3, 2022},
  booktitle = {Proceedings of (NACOME2022) The 11th National Conference on Mechanics, Vol. 1. Solid Mechanics, Rock Mechanics, Artificial Intelligence, Teaching and Training, Hanoi, December 2-3, 2022},
  publisher = {Nha xuat ban Khoa hoc tu nhien va Cong nghe (Verlag Naturwissenschaft und Technik)},
  address   = {Hanoi},
  isbn      = {978-604-357-084-7},
  pages     = {510 -- 518},
  year      = {2022},
  abstract  = {Direct methods comprising limit and shakedown analysis is a branch of computational mechanics. It plays a significant role in mechanical and civil engineering design. The concept of direct method aims to determinate the ultimate load bearing capacity of structures beyond the elastic range. For practical problems, the direct methods lead to nonlinear convex optimization problems with a large number of variables and onstraints. If strength and loading are random quantities, the problem of shakedown analysis is considered as stochastic programming. This paper presents a method so called chance constrained programming, an effective method of stochastic programming, to solve shakedown analysis problem under random condition of strength. In this our investigation, the loading is deterministic, the strength is distributed as normal or lognormal variables.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{Staat2012,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Limit and shakedown analysis under uncertainty},
  series = {Proceedings International Conference on Advances in Computational Mechanics (ACOME)},
  booktitle = {Proceedings International Conference on Advances in Computational Mechanics (ACOME)},
  pages     = {837 -- 861},
  year      = {2012},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatTranPham2008,
  author    = {Staat, Manfred and Tran, Thanh Ngoc and Pham, Phu Tinh},
  title     = {Limit and shakedown reliability analysis by nonlinear programming},
  year      = {2008},
  abstract  = {7th International Conference on Reliability of Materials and Structures (RELMAS 2008). June 17 - 20, 2008 ; Saint Petersburg, Russia. pp 354-358. Reprint with corrections in red Introduction Analysis of advanced structures working under extreme heavy loading such as nuclear power plants and piping system should take into account the randomness of loading, geometrical and material parameters. The existing reliability are restricted mostly to the elastic working regime, e.g. allowable local stresses. Development of the limit and shakedown reliability-based analysis and design methods, exploiting potential of the shakedown working regime, is highly needed. In this paper the application of a new algorithm of probabilistic limit and shakedown analysis for shell structures is presented, in which the loading and strength of the material as well as the thickness of the shell are considered as random variables. The reliability analysis problems may be efficiently solved by using a system combining the available FE codes, a deterministic limit and shakedown analysis, and the First and Second Order Reliability Methods (FORM/SORM). Non-linear sensitivity analyses are obtained directly from the solution of the deterministic problem without extra computational costs.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@inproceedings{StaatHeitzerHicken1999,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael and Hicken, E. F.},
  title     = {LISA - ein europ{\"a}isches Projekt zur FEM-basierten Traglast- und Einspielanalyse},
  year      = {1999},
  abstract  = {Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizit{\"a}t, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschr{\"a}nkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle f{\"u}r Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik f{\"u}hrt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verz{\"o}gert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend ge{\"a}ndert. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegen{\"u}ber elastischen Analysen wesentlich zu erh{\"o}hen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen {\"U}berblick {\"u}ber m{\"o}gliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abh{\"a}ngig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden k{\"o}nnen. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle ben{\"o}tigt. Das Vorgehen ist {\"a}hnlich der Stabilit{\"a}tsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA entwickelten Zuverl{\"a}ssigkeitsanalysen sind nichlinear erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv m{\"o}glich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchf{\"u}hrbar. Auf die vorgesehenen Erweiterungen der Werkstoffmodellierung f{\"u}r nichtlineare Verfestigung und f{\"u}r Sch{\"a}digung konnte hier nicht eingegangen werden. Es herrscht ein deutlicher Mangel an Experimenten zum Nachweis der Grenzen zwischen elastischem Einspielen und dem Versagen durch LCF oder durch Ratchetting.},
  subject      = {Einspielen <Werkstoff>},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatHeitzerHicken1998,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M. and Hicken, E. F.},
  title     = {LISA, ein europ{\"a}isches Projekt zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen},
  year      = {1998},
  abstract  = {Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizit{\"a}t, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschr{\"a}nkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle f{\"u}r Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik f{\"u}hrt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verz{\"o}gert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend ge{\"a}ndert. Die Autoren m{\"o}chten der Europ{\"a}ischen Kommission an dieser Stelle f{\"u}r die F{\"o}rderung ausdr{\"u}cklich danken. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegen{\"u}ber elastischen Analysen wesentlich zu erh{\"o}hen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen {\"U}berblick {\"u}ber m{\"o}gliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abh{\"a}ngig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden k{\"o}nnen. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle ben{\"o}tigt. Das Vorgehen ist {\"a}nhlich der Stabilit{\"a}tsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA geplante Zuverl{\"a}ssigkeitsanalyse ist erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv m{\"o}glich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchf{\"u}hrbar.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {de}
}
@inproceedings{BohrnStuetzFleischeretal.2012,
  author    = {Bohrn, Ulrich and St{\"u}tz, Evamaria and Fleischer, Maximilian and Sch{\"o}ning, Michael Josef and Wagner, Patrick},
  title     = {Living cell-based gas sensor system for the detection of acetone in air},
  isbn      = {978-3-9813484-2-2},
  doi       = {10.5162/IMCS2012/3.2.3},
  pages     = {269 -- 272},
  year      = {2012},
  language  = {en}
}
@inproceedings{SimsekKrauseEngelmann2024,
  author    = {Simsek, Beril and Krause, Hans-Joachim and Engelmann, Ulrich M.},
  title     = {Magnetic biosensing with magnetic nanoparticles: Simulative approach to predict signal intensity in frequency mixing magnetic detection},
  series = {4th YRA MedTech Symposium 2024 : February 1 / 2024 / FH Aachen},
  booktitle = {4th YRA MedTech Symposium 2024 : February 1 / 2024 / FH Aachen},
  editor    = {Digel, Ilya and Staat, Manfred and Trzewik, J{\"u}rgen and Sielemann, Stefanie and Erni, Daniel and Zylka, Waldemar},
  publisher = {Universit{\"a}t Duisburg-Essen},
  address   = {Duisburg},
  organization    = {MedTech Symposium},
  isbn      = {978-3-940402-65-3},
  doi       = {10.17185/duepublico/81475},
  pages     = {27 -- 28},
  year      = {2024},
  abstract  = {Magnetic nanoparticles (MNP) are investigated with great interest for biomedical applications in diagnostics (e.g. imaging: magnetic particle imaging (MPI)), therapeutics (e.g. hyperthermia: magnetic fluid hyperthermia (MFH)) and multi-purpose biosensing (e.g. magnetic immunoassays (MIA)). What all of these applications have in common is that they are based on the unique magnetic relaxation mechanisms of MNP in an alternating magnetic field (AMF). While MFH and MPI are currently the most prominent examples of biomedical applications, here we present results on the relatively new biosensing application of frequency mixing magnetic detection (FMMD) from a simulation perspective. In general, we ask how the key parameters of MNP (core size and magnetic anisotropy) affect the FMMD signal: by varying the core size, we investigate the effect of the magnetic volume per MNP; and by changing the effective magnetic anisotropy, we study the MNPs' flexibility to leave its preferred magnetization direction. From this, we predict the most effective combination of MNP core size and magnetic anisotropy for maximum signal generation.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KatzWillner2006,
  author    = {Katz, Eugenii and Willner, Itamar},
  title     = {Magneto-controlled quantized electron transfer to surface-confined redox units and metal nanoparticles},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:a96-opus-1528},
  year      = {2006},
  abstract  = {Hydrophobic magnetic nanoparticles (NPs) consisting of undecanoate-capped magnetite (Fe3O4, average diameter ca. 5 nm) are used to control quantized electron transfer to surface-confined redox units and metal NPs. A two-phase system consisting of an aqueous electrolyte solution and a toluene phase that includes the suspended undecanoatecapped magnetic NPs is used to control the interfacial properties of the electrode surface. The attracted magnetic NPs form a hydrophobic layer on the electrode surface resulting in the change of the mechanisms of the surface-confined electrochemical processes. A quinone-monolayer modified Au electrode demonstrates an aqueous-type of the electrochemical process (2e-+2H+ redox mechanism) for the quinone units in the absence of the hydrophobic magnetic NPs, while the attraction of the magnetic NPs to the surface results in the stepwise single-electron transfer mechanism characteristic of a dry nonaqueous medium. Also, the attraction of the hydrophobic magnetic NPs to the Au electrode surface modified with Au NPs (ca. 1.4 nm) yields a microenvironment with a low dielectric constant that results in the single-electron quantum charging of the Au NPs.},
  subject      = {Biosensor},
  language  = {en}
}
@inproceedings{MaurerMiskiwAcostaetal.2023,
  author    = {Maurer, Florian and Miskiw, Kim K. and Acosta, Rebeca Ramirez and Harder, Nick and Sander, Volker and Lehnhoff, Sebastian},
  title     = {Market abstraction of energy markets and policies - application in an agent-based modeling toolbox},
  series = {EI.A 2023: Energy Informatics},
  booktitle = {EI.A 2023: Energy Informatics},
  editor    = {Jorgensen, Bo Norregaard and Pereira da Silva, Luiz Carlos and Ma, Zheng},
  publisher = {Springer},
  address   = {Cham},
  isbn      = {978-3-031-48651-7 (Print)},
  doi       = {10.1007/978-3-031-48652-4_10},
  pages     = {139 -- 157},
  year      = {2023},
  abstract  = {In light of emerging challenges in energy systems, markets are prone to changing dynamics and market design. Simulation models are commonly used to understand the changing dynamics of future electricity markets. However, existing market models were often created with specific use cases in mind, which limits their flexibility and usability. This can impose challenges for using a single model to compare different market designs. This paper introduces a new method of defining market designs for energy market simulations. The proposed concept makes it easy to incorporate different market designs into electricity market models by using relevant parameters derived from analyzing existing simulation tools, morphological categorization and ontologies. These parameters are then used to derive a market abstraction and integrate it into an agent-based simulation framework, allowing for a unified analysis of diverse market designs. Furthermore, we showcase the usability of integrating new types of long-term contracts and over-the-counter trading. To validate this approach, two case studies are demonstrated: a pay-as-clear market and a pay-as-bid long-term market. These examples demonstrate the capabilities of the proposed framework.},
  language  = {en}
}