@masterthesis{Niederschmidt2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Niederschmidt, S{\"o}ren}, title = {Living product: ein Ansatz, lebendige Organismen mit einem Produkt zu vereinen und nutzbar zu machen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {57 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Diese Arbeit setzt sich mit der Frage auseinander, in welcher Form sich lebendige Organismen - hier insbesondere Pilze - in die Produktwelt integrieren lassen. In welcher Art und Weise beeinflusst ein Organismus das Produkterlebnis? Im Rahmen dieser Arbeit sind vier verschiedene Produkte entstanden, die die St{\"a}rken des Materials Myzelium demonstrieren. Myzelium bezeichnet das sehr dichte Wurzelnetzwerk eines Pilzes. Dieses lebendige Netzwerk kann dazu genutzt werden, um organische Stoffe miteinander zu verwachsen und somit Formen entstehen zu lassen. Die so entstandenen Produkte sind in eine Konzeptumgebung eingebettet, in der der Verbrauchende die Natur durch naturn{\"a}here Produkte (Form, Material und gewachsene Strukturen) neu erlebt. Gezeigt wird ein Packaging f{\"u}r Einmachgl{\"a}ser, ein Kressebeet, ein Wandregal und ein Teelicht.}, language = {de} } @masterthesis{Schrey2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Schrey, Leander}, title = {Less Waste Shelf: Ein M{\"o}bel zur Reduzierung der h{\"a}uslich anfallenden Lebensmittelabf{\"a}lle}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {177 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Mit dem Projekt wird sich dem Problem der weltweiten Lebensmittelverschwendung angenommen und versucht Abf{\"a}lle in Privathaushalten prim{\"a}r industrialisierter Staaten zu reduzieren. Mit j{\"a}hrlich 1,3 Milliarden Tonnen landet circa ein Drittel aller weltweit produzierten Lebensmittel im M{\"u}ll. Einen Großteil dieser Abf{\"a}lle ist vermeidbar, besonders dort, wo man im {\"U}berfluss lebt. Das konzipierte M{\"o}belst{\"u}ck soll die Lagerungsm{\"o}glichkeiten des Nutzers optimieren und somit f{\"u}r die Wertsch{\"a}tzung von Lebensmitteln sensibilisieren. F{\"u}r das M{\"o}belst{\"u}ck werden ausschließlich nat{\"u}rliche Materialien verwendet, welche in ihrer Charakteristik optimal zum Funktionsumfang passen, der f{\"u}r die Lagerung ben{\"o}tigt wird. Das Material Terracotta erm{\"o}glicht es, mittels Verdunstungsk{\"u}hlung stromlos Gem{\"u}se kalt zu halten. Antibakterielles Holz t{\"o}tet sch{\"a}dliche Bakterien ab. Die Konstruktion erm{\"o}glicht somit eine fachgerechte Lebensmittelagerung und erm{\"o}glicht sowohl sehr flexible Nutzung, wie auch leichte Reparatur.}, language = {de} } @masterthesis{Thomaschik2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Thomaschik, Annika}, title = {Medical Design for Kids: Integration der Bed{\"u}rfnisse von Kindern in medizinische Produkte}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {122 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Kinder im Kontext von medizinischen Einrichtungen. Kinder sind keine kleinen Erwachsenen und erfordern einen auf sie angepassten Zugang zu medizinischen Behandlungsabl{\"a}ufen. Das Konzept basiert auf dem Gestaltungsprinzip des „Child Centered Design" mit Befragungen von Experten der P{\"a}diatrie und Forschung sowie mit enger Zusammenarbeit mit Kindern. Entstanden ist ein Produkt welches Skepsis und Angst junger Patienten im Alter von 6 bis 14 Jahren bei station{\"a}ren Aufenthalten in Krankenh{\"a}usern mindert und ihren Heilungsprozess positiv unterst{\"u}tzt. Unter Einbezug von digitalen M{\"o}glichkeiten wie Augmented Reality erkl{\"a}rt „ViU", ein Krankenhaus-Companion in Eulen-Optik, den kleinen Patienten Funktionen und das Wirken verschiedenster medizinischer Ger{\"a}te und Behandlungen. So wird nicht nur der Rate an Traumata durch Krankenhausaufenthalte bei Kindern entgegengewirkt, sondern auch das Krankenhauspersonal im Umgang mit Kindern im Klinikalltag entlastet.}, language = {de} } @masterthesis{Zaunbrecher2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Zaunbrecher, Fabienne}, title = {Living Spaces - By OASE: Konzeption eines Flagship-Stores mit Wohlf{\"u}hl- und Erlebnis-Spaces}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, pages = {175 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Konzeption eines Flagship-Stores mit Wohlf{\"u}hl- und Erlebnis-Spaces Die Bed{\"u}rfnisse von Besuchern und Kunden eines Gesch{\"a}fts haben sich {\"u}ber die letzten Jahre stark ver{\"a}ndert. Sie m{\"o}chten das ihr Kauf zum Erlebnis wird. Auf Basis dieser Erkenntnis wurde im Rahmen dieser Arbeit zusammen mit den Produkten des Weltmarktf{\"u}hrers f{\"u}r Teichtechnik und Aquaristik „OASE - Living Water" ein Storekonzept geschaffen. Dieses verbindet den Verkaufsraum mit unterschiedlichen Erlebniswelten, welche auf die jeweilig ausgestellte Produktkategorie abgestimmt sind. Zus{\"a}tzlich er{\"o}ffnet ein diverser und aufregend gestalteter Gartenbereich der zum Entspannen und Verweilen einl{\"a}dt. Der herausstechende Aspekt des Konzepts ist, dass die Produkte sowohl als reines Produkt, als auch in verbauter Version in Aktion zu sehen sind. Auf diese Art bietet die Marke „OASE - Living Water" ein neues Kauf-Erlebnis an.}, language = {de} } @inproceedings{KronigerHorikawaFunkeetal.2021, author = {Kroniger, Daniel and Horikawa, Atsushi and Funke, Harald and Pf{\"a}ffle, Franziska}, title = {Numerical investigation of micromix hydrogen flames at different combustor pressure levels}, series = {Proceedings of the International Conference on Power Engineering 2021}, booktitle = {Proceedings of the International Conference on Power Engineering 2021}, pages = {4 Seiten}, year = {2021}, abstract = {This study investigates the influence of pressure on the temperature distribution of the micromix (MMX) hydrogen flame and the NOx emissions. A steady computational fluid dynamic (CFD) analysis is performed by simulating a reactive flow with a detailed chemical reaction model. The numerical analysis is validated based on experimental investigations. A quantitative correlation is parametrized based on the numerical results. We find, that the flame initiation point shifts with increasing pressure from anchoring behind a downstream located bluff body towards anchoring upstream at the hydrogen jet. The numerical NOx emissions trend regarding to a variation of pressure is in good agreement with the experimental results. The pressure has an impact on both, the residence time within the maximum temperature region and on the peak temperature itself. In conclusion, the numerical model proved to be adequate for future prototype design exploration studies targeting on improving the operating range.}, language = {en} } @inproceedings{HorikawaOkadaYamaguchietal.2021, author = {Horikawa, Atsushi and Okada, Kunio and Yamaguchi, Masato and Aoki, Shigeki and Wirsum, Manfred and Funke, Harald and Kusterer, Karsten}, title = {Combustor development and engine demonstration of micro-mix hydrogen combustion applied to M1A-17 gas turbine}, series = {ASME Turbo Expo 2021: Turbomachinery Technical Conference and Exposition // Volume 3B: Combustion, Fuels, and Emissions}, booktitle = {ASME Turbo Expo 2021: Turbomachinery Technical Conference and Exposition // Volume 3B: Combustion, Fuels, and Emissions}, doi = {10.1115/GT2021-59666}, pages = {13 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Kawasaki Heavy Industries, LTD. (KHI) has research and development projects for a future hydrogen society. These projects comprise the complete hydrogen cycle, including the production of hydrogen gas, the refinement and liquefaction for transportation and storage, and finally the utilization in a gas turbine for electricity and heat supply. Within the development of the hydrogen gas turbine, the key technology is stable and low NOx hydrogen combustion, namely the Dry Low NOx (DLN) hydrogen combustion. KHI, Aachen University of Applied Science, and B\&B-AGEMA have investigated the possibility of low NOx micro-mix hydrogen combustion and its application to an industrial gas turbine combustor. From 2014 to 2018, KHI developed a DLN hydrogen combustor for a 2MW class industrial gas turbine with the micro-mix technology. Thereby, the ignition performance, the flame stability for equivalent rotational speed, and higher load conditions were investigated. NOx emission values were kept about half of the Air Pollution Control Law in Japan: 84ppm (O2-15\%). Hereby, the elementary combustor development was completed. From May 2020, KHI started the engine demonstration operation by using an M1A-17 gas turbine with a co-generation system located in the hydrogen-fueled power generation plant in Kobe City, Japan. During the first engine demonstration tests, adjustments of engine starting and load control with fuel staging were investigated. On 21st May, the electrical power output reached 1,635 kW, which corresponds to 100\% load (ambient temperature 20 °C), and thereby NOx emissions of 65 ppm (O2-15, 60 RH\%) were verified. Here, for the first time, a DLN hydrogen-fueled gas turbine successfully generated power and heat.}, language = {en} } @masterthesis{Kemmerling2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Kemmerling, Kristin}, title = {Zeitreisen: Interaktiv erlebbarer Raum zur Vermittlung von historischem Wissen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {60 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Das Ziel des Konzeptes ist eine virtuelle personalisierte „Zeitreise" f{\"u}r die Besucher*innen zu gestalten. Die Ausstellung l{\"a}sst die Besucher*innen in ein vergangenes Zeitszenario eintauchen. Sie erleben und erkunden mit Hilfe von Computertechniken historische Ereignisse, w{\"a}hrend sie gleichzeitig n{\"u}tzliches Wissen vermittelt bekommen. Die Ausstellung besteht aus einer inszenierten interaktiven Raum-Installation mit 360 Grad Projektionen. Das 360 Grad Panorama erlaubt den Besucher*innen eine neue Art der Wahrnehmung von historischen Ereignissen. Alle Besucher*innen bekommen zu Beginn der Tour ein Smart Device (Tablet) mit einem vor installierten Benutzer Guide ausgeh{\"a}ndigt. Die Anwendungen sind Schritt f{\"u}r Schritt im Guide veranschaulicht und leicht anzuwenden. Sprachen, Schriften, Display Gr{\"o}ßen k{\"o}nnen jederzeit ge{\"a}ndert und Hilfe angefordert werden. Damit wird die Ausstellung barrierefrei. Mit Hilfe des neuen Benutzer Guides Systems sind alle Besucher*innen in der Lage vor der Tour eine kurze „Personalisierung" durchzuf{\"u}hren. Somit wird auf Basis der Interessenfelder eine individuelle „Zeitreise „ erm{\"o}glicht. Die dargestellten Szenarien k{\"o}nnen u.a. zwischen den historischen Maya Tempelruinen, Pyramiden, historischen Mythen, wie dem legend{\"a}ren Bernsteinzimmer variieren. Mit diesem Konzept ist es m{\"o}glich, l{\"a}ngst vergessene und zerst{\"o}rte Zeitszenarien zu rekonstruieren und diese mit Hilfe von Virtual Reality- und Augmented Reality Elementen interaktiv zu gestalten.}, language = {de} } @article{KarschuckKaulenPoghossianetal.2021, author = {Karschuck, Tobias and Kaulen, Corinna and Poghossian, Arshak and Wagner, Patrick H. and Sch{\"o}ning, Michael Josef}, title = {Gold nanoparticle-modified capacitive field-effect sensors: Studying the surface density of nanoparticles and coupling of charged polyelectrolyte macromolecules}, series = {Electrochemical Science Advances}, volume = {2}, journal = {Electrochemical Science Advances}, number = {5}, publisher = {Wiley-VCH}, address = {Weinheim}, issn = {0938-5193}, doi = {10.1002/elsa.202100179}, pages = {10 Seiten}, year = {2021}, abstract = {The coupling of ligand-stabilized gold nanoparticles with field-effect devices offers new possibilities for label-free biosensing. In this work, we study the immobilization of aminooctanethiol-stabilized gold nanoparticles (AuAOTs) on the silicon dioxide surface of a capacitive field-effect sensor. The terminal amino group of the AuAOT is well suited for the functionalization with biomolecules. The attachment of the positively-charged AuAOTs on a capacitive field-effect sensor was detected by direct electrical readout using capacitance-voltage and constant capacitance measurements. With a higher particle density on the sensor surface, the measured signal change was correspondingly more pronounced. The results demonstrate the ability of capacitive field-effect sensors for the non-destructive quantitative validation of nanoparticle immobilization. In addition, the electrostatic binding of the polyanion polystyrene sulfonate to the AuAOT-modified sensor surface was studied as a model system for the label-free detection of charged macromolecules. Most likely, this approach can be transferred to the label-free detection of other charged molecules such as enzymes or antibodies.}, language = {en} } @article{HeuermannHarzheimCronenbroeck2021, author = {Heuermann, Holger and Harzheim, Thomas and Cronenbroeck, Tobias}, title = {First SIMO harmonic radar based on the SFCW concept and the HR transfer function}, series = {Remote sensing}, volume = {13}, journal = {Remote sensing}, number = {24}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, issn = {2072-4292}, doi = {10.3390/rs13245088}, pages = {23 Seiten}, year = {2021}, abstract = {This paper presents a new SIMO radar system based on a harmonic radar (HR) stepped frequency continuous wave (SFCW) architecture. Simple tags that can be electronically individually activated and deactivated via a DC control voltage were developed and combined to form an MO array field. This HR operates in the entire 2.45 GHz ISM band for transmitting the illumination signal and receives at twice the stimulus frequency and bandwidth centered around 4.9 GHz. This paper presents the development, the basic theory of a HR system for the characterization of objects placed into the propagation path in-between the radar and the reflectors (similar to a free-space measurement with a network analyzer) as well as first measurements performed by the system. Further detailed measurement series will be made available later on to other researchers to develop AI and machine learning based signal processing routines or synthetic aperture radar algorithms for imaging, object recognition, and feature extraction. For this purpose, the necessary information is published in this paper. It is explained in detail why this SIMO-HR can be an attractive solution augmenting or replacing existing systems for radar measurements in production technology for material under test measurements and as a simplified MIMO system. The novel HR transfer function, which is a basis for researchers and developers for material characterization or imaging algorithms, is introduced and metrologically verified in a well traceable coaxial setup.}, language = {en} } @article{AkimbekovDigelTastambeketal.2021, author = {Akimbekov, Nuraly S. and Digel, Ilya and Tastambek, Kuanysh T. and Sherelkhan, Dinara K. and Jussupova, Dariya B. and Altynbay, Nazym P.}, title = {Low-rank coal as a source of humic substances for soil amendment and fertility management}, series = {Agriculture}, volume = {11}, journal = {Agriculture}, number = {12}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, issn = {2077-0472}, doi = {10.3390/agriculture11121261}, pages = {25 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Humic substances (HS), as important environmental components, are essential to soil health and agricultural sustainability. The usage of low-rank coal (LRC) for energy generation has declined considerably due to the growing popularity of renewable energy sources and gas. However, their potential as soil amendment aimed to maintain soil quality and productivity deserves more recognition. LRC, a highly heterogeneous material in nature, contains large quantities of HS and may effectively help to restore the physicochemical, biological, and ecological functionality of soil. Multiple emerging studies support the view that LRC and its derivatives can positively impact the soil microclimate, nutrient status, and organic matter turnover. Moreover, the phytotoxic effects of some pollutants can be reduced by subsequent LRC application. Broad geographical availability, relatively low cost, and good technical applicability of LRC offer the advantage of easy fulfilling soil amendment and conditioner requirements worldwide. This review analyzes and emphasizes the potential of LRC and its numerous forms/combinations for soil amelioration and crop production. A great benefit would be a systematic investment strategy implicating safe utilization and long-term application of LRC for sustainable agricultural production.}, language = {en} }