@article{Staat2021, author = {Staat, Manfred}, title = {An extension strain type Mohr-Coulomb criterion}, series = {Rock mechanics and rock engineering}, volume = {54}, journal = {Rock mechanics and rock engineering}, number = {12}, publisher = {Springer Nature}, address = {Cham}, issn = {1434-453X}, doi = {10.1007/s00603-021-02608-7}, pages = {6207 -- 6233}, year = {2021}, abstract = {Extension fractures are typical for the deformation under low or no confining pressure. They can be explained by a phenomenological extension strain failure criterion. In the past, a simple empirical criterion for fracture initiation in brittle rock has been developed. In this article, it is shown that the simple extension strain criterion makes unrealistic strength predictions in biaxial compression and tension. To overcome this major limitation, a new extension strain criterion is proposed by adding a weighted principal shear component to the simple criterion. The shear weight is chosen, such that the enriched extension strain criterion represents the same failure surface as the Mohr-Coulomb (MC) criterion. Thus, the MC criterion has been derived as an extension strain criterion predicting extension failure modes, which are unexpected in the classical understanding of the failure of cohesive-frictional materials. In progressive damage of rock, the most likely fracture direction is orthogonal to the maximum extension strain leading to dilatancy. The enriched extension strain criterion is proposed as a threshold surface for crack initiation CI and crack damage CD and as a failure surface at peak stress CP. Different from compressive loading, tensile loading requires only a limited number of critical cracks to cause failure. Therefore, for tensile stresses, the failure criteria must be modified somehow, possibly by a cut-off corresponding to the CI stress. Examples show that the enriched extension strain criterion predicts much lower volumes of damaged rock mass compared to the simple extension strain criterion.}, language = {en} } @article{WeldenJablonskiWegeetal.2021, author = {Welden, Rene and Jablonski, Melanie and Wege, Christina and Keusgen, Michael and Wagner, Patrick Hermann and Wagner, Torsten and Sch{\"o}ning, Michael Josef}, title = {Light-Addressable Actuator-Sensor Platform for Monitoring and Manipulation of pH Gradients in Microfluidics: A Case Study with the Enzyme Penicillinase}, series = {Biosensors}, volume = {11}, journal = {Biosensors}, number = {6}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, issn = {2079-6374}, doi = {10.3390/bios11060171}, pages = {Artikel 171}, year = {2021}, abstract = {The feasibility of light-addressed detection and manipulation of pH gradients inside an electrochemical microfluidic cell was studied. Local pH changes, induced by a light-addressable electrode (LAE), were detected using a light-addressable potentiometric sensor (LAPS) with different measurement modes representing an actuator-sensor system. Biosensor functionality was examined depending on locally induced pH gradients with the help of the model enzyme penicillinase, which had been immobilized in the microfluidic channel. The surface morphology of the LAE and enzyme-functionalized LAPS was studied by scanning electron microscopy. Furthermore, the penicillin sensitivity of the LAPS inside the microfluidic channel was determined with regard to the analyte's pH influence on the enzymatic reaction rate. In a final experiment, the LAE-controlled pH inhibition of the enzyme activity was monitored by the LAPS.}, 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} } @article{Kleefeld2021, author = {Kleefeld, Andreas}, title = {The hot spots conjecture can be false: some numerical examples}, series = {Advances in Computational Mathematics}, volume = {47}, journal = {Advances in Computational Mathematics}, publisher = {Springer}, address = {Dordrecht}, issn = {1019-7168}, doi = {10.1007/s10444-021-09911-5}, year = {2021}, abstract = {The hot spots conjecture is only known to be true for special geometries. This paper shows numerically that the hot spots conjecture can fail to be true for easy to construct bounded domains with one hole. The underlying eigenvalue problem for the Laplace equation with Neumann boundary condition is solved with boundary integral equations yielding a non-linear eigenvalue problem. Its discretization via the boundary element collocation method in combination with the algorithm by Beyn yields highly accurate results both for the first non-zero eigenvalue and its corresponding eigenfunction which is due to superconvergence. Additionally, it can be shown numerically that the ratio between the maximal/minimal value inside the domain and its maximal/minimal value on the boundary can be larger than 1 + 10- 3. Finally, numerical examples for easy to construct domains with up to five holes are provided which fail the hot spots conjecture as well.}, language = {en} } @misc{MayntzKeimerTegtmeyeretal.2021, author = {Mayntz, Joscha and Keimer, Jona and Tegtmeyer, Philipp and Dahmann, Peter and Hille, Sebastian and Stumpf, Eike and Fisher, Alex and Dorrington, Graham}, title = {Aerodynamic Investigation on Efficient Inflight Transition of a Propeller from Propulsion to Regeneration Mode}, series = {AIAA SCITECH 2022 Forum}, journal = {AIAA SCITECH 2022 Forum}, publisher = {AIAA}, address = {Reston, Va.}, doi = {10.2514/6.2022-0546}, year = {2021}, abstract = {This paper discusses a new way of inflight power regeneration for electric or hybrid-electric driven general aviation aircraft with one powertrain for both configurations. Three different approaches for the shift from propulsion to regeneration mode are analyzed. Numerical cal-culation and wind tunnel results are compared and show the highest regeneration potential for the "Windmill" approach, where the propeller blades are flipped, and rotation is reversed. A combination of all regeneration approaches for a realistic flight mission is discussed.}, language = {en} } @masterthesis{Anders2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Anders, Milena}, title = {Alternative Landwirtschaft - Wo kommt unser Essen her?}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {79 Seiten}, year = {2021}, abstract = {In den letzten 1.5 Jahren haben wir sehr deutlich gemerkt, dass es den Klimawandel wirklich gibt - ein Virus, welches unsere gesamte Welt auf links dreht, {\"U}berschwemmungskatastrophen, extreme Temperaturschwankungen, etc. Es ist also Zeit etwas zu ver{\"a}ndern, es ist Zeit aktiv hinzusehen und zu handeln - bewusst zu leben, bewusst zu konsumieren. Das Thema Ern{\"a}hrung wird zwar immer wichtiger f{\"u}r einige von uns, jedoch reicht mir die Aufmerksamkeit bisher nicht. Es sind nicht nur Lebensmittel, welche nach dem Aufenthalt im Supermarkt in unserem K{\"u}hlschrank und anschließend in unserem Bauch landen. Mit diesen Lebensmitteln gehen außerdem folgende Aspekte einher: der Klimawandel, unsere Gesundheit, die Ausbeutung von Tieren, Menschen und Natur. Also wie sieht eigentlich der Enstehungsprozess hinter all diesen (meist) verpackten Lebensmitteln aus? Einen Teil dieser Prozesse habe ich mir im Rahmen meiner Bachelorarbeit angeschaut. Ich habe ausschließlich Bio-H{\"o}fe besucht, um mir ein eigenes Bild von "alternativer Landwirtschaft" zu machen. Die Arbeit erm{\"o}glicht Interessierten einen neutralen Einblick hinter die Kulisse unserer Lebensmittel und schafft eine Anregung f{\"u}r einen bewussteren Konsum.}, language = {de} } @masterthesis{Mann2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Mann, Judith}, title = {Entwicklung eines neuen Erscheinungsbildes f{\"u}r das Museum f{\"u}r Ostasiatische Kunst K{\"o}ln}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {89 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Seit dem Zeitpunkt seiner Gr{\"u}ndung im Jahr 1909 lautet der Auftrag des K{\"o}lner Museums f{\"u}r Ostasiatische Kunst, der europ{\"a}ischen Gesellschaft die Kunst Ostasiens nahezubringen, f{\"u}r ein besseres Verst{\"a}ndnis und die Wertsch{\"a}tzung seiner Kultur zu sorgen und somit auch Rassismus und kolonialistischem Denken entgegenzuwirken - ein Anliegen, welches noch heute von unver{\"a}nderter Relevanz und Dringlichkeit ist. Im Zentrum des neuen Erscheinungsbildes steht der gest{\"u}rzte Buchstabe K und die somit entstehende Kombination von horizontaler und vertikaler, traditionell ostasiatischer Leserichtung deutet auf visueller Ebene ein Zusammenspiel zwischen den Kulturen an. Die Farbgebung des neuen Erscheinungsbildes greift die ruhige Atmosph{\"a}re des Museums auf und sorgt in Kombination mit einem streng gegliederten Raster f{\"u}r klare Struktur und Orientierung.}, language = {de} } @masterthesis{Najarov2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Najarov, Azer}, title = {Ich sehe was, was Du nicht siehst: Herkunft \& Identit{\"a}t j{\"u}discher Menschen in Deutschland nach der Nachkriegszeit}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {105 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Wir alle haben schon einmal von ihnen geh{\"o}rt. Die einen kennen sie aus dem Geschichtsunterricht, die anderen haben sie vielleicht auch schon mal bewusst oder unbewusst auf der Straße gesehen. Einige sind es sogar selbst. Die Rede ist von j{\"u}dischen Menschen in Deutschland. In unserer Bundesrepublik wird die j{\"u}dische Bev{\"o}lkerung unausweichlich mit dem Gedanken des Holocausts verbunden. J{\"u}dinnen und Juden wird somit eine Identit{\"a}t zugesprochen, mit der sie nichts zu tun haben. Es findet eine Stigmatisierung statt. Dabei sind j{\"u}dische Menschen heutzutage so divers wie noch nie. Das Printmedium »Ich sehe was, was Du nicht siehst« beleuchtet diese selten wahrgenommene Diversit{\"a}t und zeigt durch spannende Interviews eine j{\"u}dische Welt, die außerhalb der NS-Verbrechen liegt. Dar{\"u}ber hinaus findet man Informationen zu verschiedenen j{\"u}dischen Br{\"a}uchen, historischen Ereignissen und interessanten Infografiken. }, language = {de} } @masterthesis{Muehl2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {M{\"u}hl, Leonie}, title = {Neues Erscheinungsbild f{\"u}r den APX: Redesign des LVR - Arch{\"a}ologischen Park Xanten und des R{\"o}mermuseums}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {90 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Der Arch{\"a}ologische Park Xanten (APX) gilt als Deutschlands einziger arch{\"a}ologischer Freiluftpark. Er zeichnet sich im Verbund mit dem R{\"o}mermuseum durch seine Lage auf dem historischen Grund einer r{\"o}mischen Metropole und seine kontinuierliche Forschungsaktivit{\"a}t aus und bietet so ein einzigartiges Umfeld von kultureller Relevanz. Ziel dieses Projektes war es, ein neues Erscheinungsbild zu entwickeln, welches klar die Thematik des Parks in den Medien erkennbar macht. Das Corporate Design dient dazu, die Inhalte des Verbundes in einem einheitlichen System medien{\"u}bergreifend zu pr{\"a}sentieren. Das Design unterst{\"u}tzt den APX in seiner Funktion als Begegnungs- und Bildungsst{\"a}tte. Aufgrund dessen ist es im Hinblick auf das Ziel relevant, das Interesse an Kulturgeschichte und Forschung zu wecken.}, language = {de} } @masterthesis{Raithel2021, type = {Bachelor Thesis}, author = {Raithel, Luise Marie}, title = {Die Wilhelma Stuttgart: Ein neues Erscheinungsbild f{\"u}r den zoologisch-botanischen Garten}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {136 Seiten}, year = {2021}, abstract = {Inmitten des Stuttgarter Kessels findet sich Deutschlands einziger zoologisch-botanischer Garten wieder - die Wilhelma. Umrahmt von einer denkmalgesch{\"u}tzten Parkanlage des 19. Jahrhunderts mit maurischen Geb{\"a}uden l{\"a}sst sie Bildung mit Freizeit verschmelzen. Das neue Erscheinungsbild positioniert die schw{\"a}bische Einrichtung sowohl als Ort des Zusammenkommens als auch der Erholung und Wissensvermittlung. Bereits vor dem Betreten der Wilhelma soll ihre besondere Charakteristik aufgezeigt und entscheidend von {\"a}hnlichen Institutionen distanziert werden. Das grundlegende Gestaltungskonzept r{\"u}ckt die Symbiose aus Zoologie, Botanik und Historie in den Vordergrund. Inspiriert von der maurischen Architektur basiert die Gesamtgestaltung auf feinen geometrischen Formen. Diese bieten Orientierung, unterstreichen die Vielf{\"a}ltigkeit der Wilhelma und vereinen sich dar{\"u}ber hinaus im Logo miteinander.}, language = {de} }