TY - THES A1 - Mas, Michèle T1 - Biological Cocoon: Gestaltung des künstlichen Frühgeborenenuterus unter Aspekt der User Experience N2 - Vor der 37. Schwangerschaftswoche geborene Babys gelten als Frühgeborene, was Stand 2010 weltweit auf jedes zehnte Neugeborene zutrifft. Komplikationen führten 2015 zu einer Million Todesfälle. Die Überlebenden leiden trotz medizinischer Versorgung an den direkten oder späten Folgen. Weltweit wird an einem künstlichen Uterus geforscht. Biological Cocoon ist - basierend auf neuestem Forschungsstand und bei Betreuung im Perinatalzentrum - für Frühgeborene ab der 22. bis 35. Schwangerschaftswoche konzipiert. Durch Nachahmung natürlicher Gegebenheiten wird die Entwicklung deutlich verbessert, wie zum Beispiel durch das Abspielen der Geräusche im Mutterleib. Die Eltern werden mit einbezogen und fördern die Weiterentwicklung besonders durch Interaktion mit ihrem Frühgeborenen vor Ort und auf Distanz per App. Biological Cocoon macht die Behandlung angenehm. Spätfolgen beim Neugeborenen werden vermieden. KW - Medizindesign KW - Schwangerschaft KW - Neugeborene KW - Komplikationen Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Matheis, Anton A1 - Röth, Thilo A1 - Wagner, Manfred T1 - Studentenprojekt "Capro" – eine virtuelle Sportwagenstudie "Vision 2015" N2 - Design- und Karosseriebaustudenten der FH Aachen entwickeln gemeinsam mit externen Fachleuten unter Einsatz virtueller Entwicklungswerkzeuge ein Konzept für einen Sportwagen KW - Karosseriebau KW - Sportwagen KW - Kraftfahrzeugbau KW - Studentenprojekt KW - Virtuelle Fahrzeugentwicklung KW - car body construction Y1 - 2005 ER - TY - JOUR A1 - Maurer, Florian A1 - Rieke, Christian A1 - Schemm, Ralf A1 - Stollenwerk, Dominik T1 - Analysis of an urban grid with high photovoltaic and e-mobility penetration JF - Energies N2 - This study analyses the expected utilization of an urban distribution grid under high penetration of photovoltaic and e-mobility with charging infrastructure on a residential level. The grid utilization and the corresponding power flow are evaluated, while varying the control strategies and photovoltaic installed capacity in different scenarios. Four scenarios are used to analyze the impact of e-mobility. The individual mobility demand is modelled based on the largest German studies on mobility “Mobilität in Deutschland”, which is carried out every 5 years. To estimate the ramp-up of photovoltaic generation, a potential analysis of the roof surfaces in the supply area is carried out via an evaluation of an open solar potential study. The photovoltaic feed-in time series is derived individually for each installed system in a resolution of 15 min. The residential consumption is estimated using historical smart meter data, which are collected in London between 2012 and 2014. For a realistic charging demand, each residential household decides daily on the state of charge if their vehicle requires to be charged. The resulting charging time series depends on the underlying behavior scenario. Market prices and mobility demand are therefore used as scenario input parameters for a utility function based on the current state of charge to model individual behavior. The aggregated electricity demand is the starting point of the power flow calculation. The evaluation is carried out for an urban region with approximately 3100 residents. The analysis shows that increased penetration of photovoltaics combined with a flexible and adaptive charging strategy can maximize PV usage and reduce the need for congestion-related intervention by the grid operator by reducing the amount of kWh charged from the grid by 30% which reduces the average price of a charged kWh by 35% to 14 ct/kWh from 21.8 ct/kWh without PV optimization. The resulting grid congestions are managed by implementing an intelligent price or control signal. The analysis took place using data from a real German grid with 10 subgrids. The entire software can be adapted for the analysis of different distribution grids and is publicly available as an open-source software library on GitHub. KW - distribution grid simulation KW - smart-charging KW - e-mobility Y1 - 2023 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/en16083380 SN - 1996-1073 N1 - This article belongs to the Special Issue "Advanced Solutions for the Efficient Integration of Electric Vehicles in Electricity Grids" N1 - Corresponding author: Florian Maurer VL - 16 IS - 8 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - THES A1 - May, Leonie T1 - Finding Love: Ein animierter Kurzfilm N2 - Bei "Finding Love - Ein animierter Kurzfilm" handelt es sich um einen 2D-Animationsshort. Er erzählt die Geschichte von zwei jungen Männern, welche beide ähnliche Trauer erfahren mussten und sich gegenseitig wieder zurück auf die Beine helfen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ohne Worte und vor allem mit Bildgewalt bestimmte Emotionen zu vermitteln. Der Eigeninhalt der Arbeit umfasst jeden Schritt der Produktion eines animierten Kurzfilms. Dazu gehören Konzeptzeichnungen, Storyboard, Hintergründe, Animation, Cleanup und Vertonung. Besonderes Augenmerk wird bei der Produktion auf die Animation gelegt, insbesondere durch die Komplexität der animierten Charaktere. Letztendlich wird eine herzerwärmende, doch bittersüße und traurige Geschichte erzählt, welche den Zuschauer tief berührt. KW - Film KW - Animation KW - 2D Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - BOOK A1 - Merten, Sabine T1 - Verbesserung der Ausbildung in der Mikrosystemtechnik - virtuelle Labore bereiten auf die Herstellung realer Drucksensoren vor (2 Fassungen: konvertiert und original N2 - Die Ausbildung in Hochtechnologien wie beispielsweise der Mikrosystemtechnik ist oft durch einen hohen Grad an Komplexität charakterisiert. Damit verbunden sind hohe Kosten für die Errichtung und den Betrieb der speziellen Laborräume und ihre häufig geringe Verfügbarkeit für die Studierenden. Zukünftige Ingenieure sammeln während ihrer Ausbildung aus diesen Gründen nur in beschränktem Umfang praktische Erfahrungen. Die Industrie hingegen fordert Personal mit hoher fachlicher Kompetenz, also fundiertem theoretischen Wissen und umfangreichen praktischen Kenntnissen. Dieser Diskrepanz – qualifizierte Ingenieure auf der einen Seite und eine eher theoretisch ausgerichtete Ausbildung auf der anderen Seite – wird mit einem neuen Blended-Learning-Konzept für MST-Technologiepraktika begegnet. Lernende werden über ein virtuelles Labor, das einen echten Reinraum mit realen Anlagen simuliert, intensiv auf reale Laborpraktika vorbereitet. Dabei geht es im virtuellen Labor gleichermaßen um die Vermittlung von Theorie und Praxis. Nur trainierte Teilnehmer mit einer intensiven Vorbereitung sind in der Lage, relativ eigenständig ein echtes MST-Bauteil innerhalb des anschließenden einwöchigen Laborkurses zu fertigen. Die Wirksamkeit des Konzeptes und die Steigerung des Lernerfolges durch die kombinierten virtuellen und realen Laborkurse wurden im Rahmen der Dissertation begleitend untersucht. Die Ergebnisse flossen direkt in die Weiterentwicklung der Technologiepraktika ein. Die Konzepte und Erkenntnisse sind zudem sehr interessant für die Entwicklung von Blended-Learning-Angeboten in ähnlichen oder anderen Fachgebieten sowie für weitere Bildungseinrichtungen. (Die Dissertation liegt hier in 2 Fassungen vor: Die Originalfassung ist nur bei guter Rechnerausstattung und guter Netzanbindung nutzbar, die konvertierte Fassung ist unverändert, allerdings sind Qualitätseinbußen beim Ausdruck einiger Grafiken möglich) N2 - Education in high technologies, like e.g. Microsystems technology, is usually characterized by a high degree of complexity. In addition it is usually connected with large economic efforts for invest, operation and maintenance of the special laboratory facilities. The access to such facilities for educational purposes is often quite limited. Therefore engineering students rather rarely gather practical experience in such technologies during their university studies. In contrast, industry has a large demand for engineers with high professional competence, i.e. profound theoretical knowledge combined with substantial practical experience. The newly developed blended learning concept for MST laboratory training tries to bridge the gap between the need for qualified engineers and the more theoretical university education. The learners prepare intensively for real hands-on clean room trainings with a virtual technology laboratory, i.e. a computer simulation of the clean room machines and the corresponding processes. In the virtual technology laboratory the students brush up their theoretical knowledge and at the same time learn to operate the complex clean room machines. Only well trained and intensively prepared students are capable to produce a fully functional MST component within a compact clean room laboratory course of only one week duration and an only modest amount of supervision. The effectivity of this concept and the increase of the learning success due to the specific mixture of virtual and real laboratory sessions has been accompanied and analysed by this dissertation. The results have been used to further improve the laboratory courses. Concepts and results are also very attractive for comparable blended learning proposals in other technical disciplines. KW - Mikrosystemtechnik KW - Virtuelles Laboratorium KW - Lernprogramm KW - Hochschule / Lehre / Evaluation KW - Computersimulation KW - Drucksensor KW - Blended-Learning KW - Reinraumpraktikum KW - blended learning KW - hands-on cleanroom training Y1 - 2005 N1 - Zugl.: Saarbrücken, Univ., Diss., 2005 ER - TY - CHAP A1 - Merten, Sabine A1 - Conrad, Thorsten A1 - Kämper, Klaus-Peter A1 - Picard, Antoni A1 - Schütze, Andreas T1 - Virtual Technology Labs - an efficient tool for the preparation of hands-on-MEMS-courses in training foundries N2 - Hands-on-training in high technology areas is usually limited due to the high cost for lab infrastructure and equipment. One specific example is the field of MEMS, where investment and upkeep of clean rooms with microtechnology equipment is either financed by production or R&D projects greatly reducing the availability for education purposes. For efficient hands-on-courses a MEMS training foundry, currently used jointly by six higher education institutions, was established at FH Kaiserslautern. In a typical one week course, students manufacture a micromachined pressure sensor including all lithography, thin film and packaging steps. This compact and yet complete program is only possible because participants learn to use the different complex machines in advance via a Virtual Training Lab (VTL). In this paper we present the concept of the MEMS training foundry and the VTL preparation together with results from a scientific evaluation of the VTL over the last three years. KW - Virtuelles Laboratorium KW - Virtuelles Labor KW - Hand-on-training KW - Virtual Technology Lab KW - MEMS ; education and training foundry Y1 - 2006 ER - TY - CHAP A1 - Merten, Sabine A1 - Kämper, Klaus-Peter A1 - Brill, Manfred A1 - Picard, Antoni A1 - Cassel, Detlev A1 - Jentsch, Andreas A1 - Rollwa, Markus T1 - Virtuelle Sensor-Fertigung: Hightech mit LabVIEW N2 - Eine neue Generation von Praktika an Hochschulen wächst heran. Moderne Wege beim Verstehen und Erlernen naturwissenschaftlicher Zusammenhänge sowie industrieller Fertigungsprozesse sind gefordert. Das Technologiepraktikum „Virtuelle Sensor- Fertigung“, entwickelt im Verbundprojekt INGMEDIA an den Fachhochschulen Aachen und Zweibrücken, trägt als neuartiges Lern- und Lehrmodul dieser Forderung Rechnung. Die Studierenden lernen einen vollständigen Fertigungsprozess mit Hilfe von virtuellen, in LabVIEW programmierten Maschinen kennen, bevor sie die reale Prozesskette im Reinraum durchführen. N2 - A new generation of university laboratory courses is presently being developed. Modern concepts for the understanding and learning of applied science and industrial fabrication processes are required. The technology course “Fabrication of a microsensor”, developed by the Universities of Applied Sciences Aachen and Zweibrücken in the joint research project INGMEDIA, represents a new approach towards education in high technology production. The students learn the operation of the complex microfabrication line with the help of virtual fabrication machines, programmed in LabVIEW, before they perform the actual process in a genuine clean room. KW - LabVIEW KW - Virtuelle Sensor-Fertigung KW - Fertigungsprozess KW - virtuelle Maschinen KW - virtual sensor fabrication KW - manufacturing process KW - virtual KW - virtual machines Y1 - 2003 ER - TY - CHAP A1 - Merten, Sabine A1 - Kämper, Klaus-Peter A1 - Brill, Manfred A1 - Picard, Antoni A1 - Cassel, Detlev A1 - Jentsch, Andreas A1 - Rollwa, Markus T1 - Vom virtuellen Wafer zum realen Drucksensor N2 - Das Technologiepraktikum „Virtuelle Sensor-Fertigung“ ist ein Beispiel für die medientechnische Aufbereitung von Lern- und Lehrmaterial unter didaktischen Gesichtspunkten. Studierende lernen einen Fertigungsprozess mit Hilfe von virtuellen Maschinen kennen, bevor sie die reale Prozesskette im Laborpraktikum im Reinraum durchführen. N2 - The technology course “Fabrication of a microsensor” represents a multimediabased approach towards education in high technology production in consideration of didactical aspects. The students learn the operation of a complex microfabrication line with the help of virtual fabrication machines before they perform the actual process in a hands-on training in an actual clean room. KW - Virtuelle Maschine KW - VM KW - Virtuelle Sensor-Fertigung KW - virtual fabrication of a microsensor Y1 - 2003 ER - TY - CHAP A1 - Mertens, Josef T1 - Laminar leading edges: manufacturing, contamination, and operational aspects - results from the German RaWid programme N2 - RaWid was the German national technology programme on transonic aerodynamics and supporting technologies, lasting from 1995 to 1998. One of the main topics was laminar wing development. Besides aerodynamic design work, many operational aspects were investigated. A manufacturing concept was developed to be applied to operational laminar wings and empennages. It was built in a large scale manufacturing demonstrator with the aerodynamic shape of a 1,5 m section of the A320 fin nose. Tolerances in shape and roughness fulfilled all requirements. The construction can easily be adapted to varying stiffness and strength requirements. Weight and manufacturing costs are comparable to common nose designs. The mock-up to be designed in ALTTA is based on this manufacturing principle. Another critical point is contamination of suction surfaces. Several tests were performed to investigate perforated titanium suction surfaces at realistic operational conditions: - a one year flight test with a suction plate in the stagnation area of the Airbus "Beluga" - a one year test of several suction plates in a ground test near the airport - a one year test of a working suction ground test installation at all weather conditions. No critical results were found. There is no long term suction degradation visible. Icing conditions and ground de-icing fluids used on airports did not pose severe problems. Some problems detected require only respection of weak design constraints. KW - Laminare Strömung KW - Ansaugsystem KW - Profilumströmung KW - Laminarprofil KW - RaWid KW - hybrid laminar flow KW - suction systems KW - suction structure KW - contamination KW - operational aspects Y1 - 2000 ER - TY - THES A1 - Meyer, Laura A1 - Van der Steeg, Yasmeena T1 - Heimat : ein interaktives und informatives Erlebnis zur individuellen Definition von Heimat N2 - "Heimat" - Ein Begriff, der in den vergangenen Jahren wieder an Brisanz gewonnen hat. Die aktuelle Definition im Duden beschreibt ihn als Geburts- oder Wohnort. Aber hat Heimat wirklich nur eine Definition? Durch ein begehbares Erlebnis werden die Betrachter:Innen Schritt für Schritt an den Heimatbegriff herangeführt. Neben der aktuellen Defintion werden sie über den Wandel des Heimatbegriffs und seiner Bedeutung in der Geschichte der letzten Jahrhunderte aufgeklärt. Darüber hinaus können sie andere Heimaten entdecken und im Anschluss an einem interaktiven Tisch spielerisch eigene Heimatdefinitionen finden und sie mit denen der Anderen vergleichen. Die Arbeit soll veranschaulichen, wie individuell der Heimatbegriff ist und dass sich eben hinter jeder sogenannten Heimat eine ganz persönliche Geschichte verbirgt. KW - Heimat KW - interaktiv KW - Definition KW - Ausstellung KW - Gefühl Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Middelkoop, Jonas T1 - Frieden und Verschwörung : ein kritischer Dokumentarfilm über Daniele Ganser N2 - Im Umgang mit dem Schweizer Historiker Daniele Ganser lässt sich ein ungewöhnliches Phänomen beobachten. Während die Vorträge und Bücher des bekannten Publizisten bei zahlreichen Fans auf großes Interesse stoßen, zeichnen die meisten Medien das Bild eines gefährlichen Verschwörungstheoretikers. Schnell wird seine Person zum Symbolbild einer ganzen Gegenöffentlichkeit. Ein Dokumentarfilm über Daniele Ganser, seine Kritiker:innen und alternative Medien. KW - Dokumentarfilm KW - Daniele Ganser KW - Verschwörungstheorien KW - Medien KW - Philipp Hübl Y1 - 2023 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Mingers, Laura T1 - UN|SEEN N2 - Innerhalb der Bundeswehr erleiden einige Soldaten während ihrer Berufsausübung oder in Einsätzen eine posttraumatische Belastungsstörung (PTBS). Über sie als Menschen und über ihren Alltag mit der Erkrankung wird kaum gesprochen. Es ist wichtig, diesem Tabuthema entgegenzutreten, sodass in der Gesellschaft die Betroffenen verstanden, akzeptiert und angenommen werden. Die Arbeit „UN|SEEN“ setzt sich mit dieser schwierigen Thematik und den Menschen wie auch ihrer Geschichte und ihrem Leben auseinander. Im Fotobuch sind hierfür verschiedene an PTBS erkrankte Soldaten im Alltag fotografisch begleitet und interviewt wurden. Ebenso sind Fotos aus deren Bundeswehrzeit und aus Einsätzen im Buch eingebaut, welche als „Flashbacks“ dienen. „UN|SEEN“ soll den Betrachter mit diesem Thema konfrontieren, eine neue Sichtweise eröffnen und zum Handeln anregen. KW - PTBS KW - Soldaten KW - Trauma KW - Alltagsbegleitung KW - Dokumentation Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Mirmohseni, Abdolreza A1 - Rostamizadeh, Kobra T1 - Quartz crystal nanobalance in conjunction with principal component analysis for identification of volatile organic compounds N2 - Quartz crystal nanobalance (QCN) sensors are considered as powerful masssensitive sensors to determine materials in the sub-nanogram level. In this study, a single piezoelectric quartz crystal nanobalance modified with polystyrene was employed to detect benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX compounds). The frequency shift of the QCN sensor was found to be linear against the BTEX compound concentrations in the range about 1-45 mg l-1. The correlation coefficients for benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene were 0.991, 0.9977, 0.9946 and 0.9971, respectively. The principal component analysis was also utilized to process the frequency response data of the single piezoelectric crystal at different times, considering to the different adsorption-desorption dynamics of BTEX compounds. Using principal component analysis, it was found that over 90% of the data variance could still be explained by use of two principal components (PC1 and PC2). Subsequently, the successful identification of benzene and toluene was possible through the principal component analysis of the transient responses of the polystyrene modified QCN sensor. The results showed that the polystyrene-modified QCN had favorable identification and quantification performances for the BTEX compounds. KW - Biosensor KW - Quartz crystal nanobalance (QCN) KW - BTEX compounds KW - principal component Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:a96-opus-1434 ER - TY - JOUR A1 - Molinnus, Denise A1 - Iken, Heiko A1 - Johnen, Anna Lynn A1 - Richstein, Benjamin A1 - Hellmich, Lena A1 - Poghossian, Arshak A1 - Knoch, Joachim A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Miniaturized pH-Sensitive Field-Effect Capacitors with Ultrathin Ta₂O₅ Films Prepared by Atomic Layer Deposition JF - physica status solidi (a) applications and materials science N2 - Miniaturized electrolyte–insulator–semiconductor capacitors (EISCAPs) with ultrathin gate insulators have been studied in terms of their pH-sensitive sensor characteristics: three different EISCAP systems consisting of Al–p-Si–Ta2O5(5 nm), Al–p-Si–Si3N4(1 or 2 nm)–Ta2O5 (5 nm), and Al–p-Si–SiO2(3.6 nm)–Ta2O5(5 nm) layer structures are characterized in buffer solution with different pH values by means of capacitance–voltage and constant capacitance method. The SiO2 and Si3N4 gate insulators are deposited by rapid thermal oxidation and rapid thermal nitridation, respectively, whereas the Ta2O5 film is prepared by atomic layer deposition. All EISCAP systems have a clear pH response, favoring the stacked gate insulators SiO2–Ta2O5 when considering the overall sensor characteristics, while the Si3N4(1 nm)–Ta2O5 stack delivers the largest accumulation capacitance (due to the lower equivalent oxide thickness) and a higher steepness in the slope of the capacitance–voltage curve among the studied stacked gate insulator systems. KW - atomic layer deposition KW - capacitive field-effect sensors KW - pH sensors KW - ultrathin gate insulators Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/pssa.202100660 SN - 1862-6319 VL - 219 IS - 8 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Molinnus, Denise A1 - Janus, Kevin Alexander A1 - Fang, Anyelina C. A1 - Drinic, Aleksander A1 - Achtsnicht, Stefan A1 - Köpf, Marius A1 - Keusgen, Michael A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Thick-film carbon electrode deposited onto a biodegradable fibroin substrate for biosensing applications JF - Physica status solidi (a) N2 - This study addresses a proof-of-concept experiment with a biocompatible screen-printed carbon electrode deposited onto a biocompatible and biodegradable substrate, which is made of fibroin, a protein derived from silk of the Bombyx mori silkworm. To demonstrate the sensor performance, the carbon electrode is functionalized as a glucose biosensor with the enzyme glucose oxidase and encapsulated with a silicone rubber to ensure biocompatibility of the contact wires. The carbon electrode is fabricated by means of thick-film technology including a curing step to solidify the carbon paste. The influence of the curing temperature and curing time on the electrode morphology is analyzed via scanning electron microscopy. The electrochemical characterization of the glucose biosensor is performed by amperometric/voltammetric measurements of different glucose concentrations in phosphate buffer. Herein, systematic studies at applied potentials from 500 to 1200 mV to the carbon working electrode (vs the Ag/AgCl reference electrode) allow to determine the optimal working potential. Additionally, the influence of the curing parameters on the glucose sensitivity is examined over a time period of up to 361 days. The sensor shows a negligible cross-sensitivity toward ascorbic acid, noradrenaline, and adrenaline. The developed biocompatible biosensor is highly promising for future in vivo and epidermal applications. KW - biocompatible materials KW - biodegradable electronic devices KW - biosensors KW - carbon electrodes KW - glucose Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/pssa.202200100 SN - 1862-6319 N1 - Corresponding author: Michael J. Schöning VL - 219 IS - 23 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Monakhova, Yulia A1 - Diehl, Bernd W. K. T1 - A step towards optimization of the qNMR workflow: proficiency testing exercise at an GxP-accredited laboratory JF - Applied Magnetic Resonance N2 - Quantitative nuclear magnetic resonance (qNMR) is considered as a powerful tool for multicomponent mixture analysis as well as for the purity determination of single compounds. Special attention is currently paid to the training of operators and study directors involved in qNMR testing. To assure that only qualified personnel are used for sample preparation at our GxP-accredited laboratory, weighing test was proposed. Sixteen participants performed six-fold weighing of the binary mixture of dibutylated hydroxytoluene (BHT) and 1,2,4,5-tetrachloro-3-nitrobenzene (TCNB). To evaluate the quality of data analysis, all spectra were evaluated manually by a qNMR expert and using in-house developed automated routine. The results revealed that mean values are comparable and both evaluation approaches are free of systematic error. However, automated evaluation resulted in an approximately 20% increase in precision. The same findings were revealed for qNMR analysis of 32 compounds used in pharmaceutical industry. Weighing test by six-fold determination in binary mixtures and automated qNMR methodology can be recommended as efficient tools for evaluating staff proficiency. The automated qNMR method significantly increases throughput and precision of qNMR for routine measurements and extends application scope of qNMR. Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s00723-021-01324-3 SN - 1613-7507 N1 - Corresponding author: Yulia Monakhova VL - 52 SP - 581 EP - 593 PB - Springer Nature CY - Wien ER - TY - JOUR A1 - Möhren, Felix A1 - Bergmann, Ole A1 - Janser, Frank A1 - Braun, Carsten T1 - On the influence of elasticity on propeller performance: a parametric study JF - CEAS Aeronautical Journal N2 - The aerodynamic performance of propellers strongly depends on their geometry and, consequently, on aeroelastic deformations. Knowledge of the extent of the impact is crucial for overall aircraft performance. An integrated simulation environment for steady aeroelastic propeller simulations is presented. The simulation environment is applied to determine the impact of elastic deformations on the aerodynamic propeller performance. The aerodynamic module includes a blade element momentum approach to calculate aerodynamic loads. The structural module is based on finite beam elements, according to Timoshenko theory, including moderate deflections. Several fixed-pitch propellers with thin-walled cross sections made of both isotropic and non-isotropic materials are investigated. The essential parameters are varied: diameter, disc loading, sweep, material, rotational, and flight velocity. The relative change of thrust between rigid and elastic blades quantifies the impact of propeller elasticity. Swept propellers of large diameters or low disc loadings can decrease the thrust significantly. High flight velocities and low material stiffness amplify this tendency. Performance calculations without consideration of propeller elasticity can lead to decreased efficiency. To avoid cost- and time-intense redesigns, propeller elasticity should be considered for swept planforms and low disc loadings. KW - Propeller KW - Finite element method KW - Blade element method KW - Propeller elasticity KW - Aeroelasticity Y1 - 2023 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s13272-023-00649-y SN - 1869-5590 (Online) SN - 1869-5582 (Print) N1 - Corresponding author: Felix Möhren VL - 14 SP - 311 EP - 323 PB - Springer Nature CY - Berlin ER - TY - GEN A1 - Müller, Bernd T1 - Experimenteller Prototyp zur ontologiebasierten Suche in einem Multi-Agenten-System Y1 - 2006 ER - TY - RPRT A1 - Nagl, Manfred A1 - Kraft, Bodo T1 - Graphbasierte Werkzeuge zur Unterstützung des konzeptuellen Gebäude-Entwurfs : Bericht über den 2. Förderzeitraum des Schwerpunktprogramms : DFG-Schwerpunktprogramm 1103 : Vernetzt-kooperative Planungsprozesse im Konstruktiven Ingenieurbau. - Auch unter dem Titel: Neue Software-Werkzeuge zur Unterstützung des konzeptuellen Gebäudeentwurfs N2 - Der konstruktive Entwurf wird in derzeitigen CAD-Systemen gut unterstützt, nicht aber der konzeptuelle Gebäude-Entwurf. Dieser abstrahiert von konstruktiven Elementen wie Linie, Wand oder Decke, um auf die Konzepte, d.h. die eigentlichen Funktionen, heraus zu arbeiten. Diese abstraktere, funktionale Sichtweise auf ein Gebäude ist während der frühen Entwurfsphase essentiell, um Struktur und Organisation des gesamten Gebäudes zu erfassen. Bereits in dieser Phase muss Fachwissen (z. B. rechtliche, ökonomische und technische Bestimmungen) berücksichtigt werden. Im Rahmen des vorliegenden Projekts werden Software-Werkzeuge integriert in industrielle CAD-Systeme entwickelt, die den konzeptuellen Gebäude-Entwurf ermöglichen und diesen gegen Fachwissen prüfen. Das Projekt ist in zwei Teile gegliedert. Im Top-Down-Ansatz werden Datenstrukturen und Methoden zur Strukturierung, Repräsentation und Evaluation von gebäudespezifischem Fachwissen erarbeitet. Dieser Teil baut auf den graphbasierten Werkzeugen PROGRES und UPGRADE des Lehrstuhls auf. Der Bottom-Up-Ansatz ist industriell orientiert und hat zum Ziel, das kommerzielle CAD-System ArchiCAD zu erweitern. Hierbei soll der frühe, konzeptuelle Gebäude-Entwurf in einem CAD-System ermöglicht werden. Der Entwurf kann darüber hinaus gegen das definierte Fachwissen geprüft werden. Im Rahmen des graphbasierten Top-Down-Ansatzes wurde zunächst eine neue Spezifikationsmethode für die Sprache PROGRES entwickelt. Das PROGRES-System erlaubt die Spezifikation von Werkzeugen in deklarativer Form. Üblicherweise wird domänenspezifisches Fachwissen in der PROGRES-Spezifikation codiert, das daraus generierte visuelle Werkzeug stellt dann die entsprechende Funktionalität zur Verfügung. Mit dieser Methode sind am Lehrstuhl für Informatik III Werkzeuge für verschie-dene Anwendungsdomänen entstanden. In unserem Fall versetzen wir einen Domänen-Experten, z. B. einen erfahrenen Architekten, in die Lage, Fachwissen zur Laufzeit einzugeben, dieses zu evaluieren, abzuändern oder zu ergänzen. Im Rahmen der bisherigen Arbeit wurde dazu eine parametrisierte PROGRES-Spezifikation und zwei darauf aufbauende Werkzeuge entwickelt, welche die dynamische Eingabe von gebäude-technisch relevantem Fachwissen erlauben und einen graphbasierten, konzeptuellen Gebäude-Entwurf ermöglichen. In diesem konzeptuellen Gebäude-Entwurf wird von Raumgrößen und Positionen abstrahiert, um die funktionale Struktur eines Gebäudes zu beschreiben. Das Fachwissen kann von einem Architekten visuell definiert werden. Es können semantische Einheiten, im einfachsten Fall Räume, nach verschiedenen Kriterien kategorisiert und klassifiziert werden. Mit Hilfe von Attributen und Relationen können die semantischen Einheiten präziser beschrieben und in Beziehung zueinander gesetzt werden. Die in PROGRES spezifizierten Konsistenz-Analysen erlauben die Prüfung eines graphbasierten konzeptuellen Gebäude-Entwurfs gegen das dynamisch eingefügte Fachwissen. Im zweiten Teil des Forschungsprojekts, dem Bottom-Up-Ansatz, wird das CAD-System ArchiCAD erweitert, um den integrierten konzeptuellen Gebäude-Entwurf zu ermöglichen. Der Architekt erhält dazu neue Entwurfselemente, die Raumobjekte, welche die relevanten semantischen Einheiten während der frühen Entwurfsphase repräsentieren. Mit Hilfe der Raumobjekte kann der Architekt in ArchiCAD den Grundriss und das Raumprogramm eines Gebäudes entwerfen, ohne von konstruktiven Details in seiner Kreativität eingeschränkt zu werden. Die Arbeitsweise mit Raumobjekten entspricht dem informellen konzeptuellen Entwurf auf einer Papierskizze und ist daher für den Architekten intuitiv und einfach zu verwenden. Durch die Integration in ArchiCAD ergibt sich eine weitere Unterstützung: Das im Top-Down-Ansatz spezifizierte Fach-wissen wird verwendet, um den konzeptuellen Gebäude-Entwurf des Architekten auf Regelverletzungen zu überprüfen. Entwurfsfehler werden angezeigt. Zum Abschluss des konzeptuellen Gebäude-Entwurfs mit Raumobjekten wird durch ein weiteres neu entwickeltes Werkzeug eine initiale Wandstruktur automatisch erzeugt, die als Grundlage für die folgenden konstruktiven Entwurfsphasen dient. Alle beschriebenen Erwei-terungen sind in ArchiCAD integriert, sie sind für den Architekten daher leicht zu erlernen und einfach zu bedienen. KW - CAD KW - CAD KW - Bauingenieurwesen KW - CAD KW - civil engineering Y1 - 2004 ER - TY - THES A1 - Nahrings, Laura Aileen T1 - Seamless Connection : die Integration eines smarten WLAN Routers in die Wohnumgebung N2 - In Deutschland verfügen mehr als 95 % aller Haushalte über einen Internetzugang und das Interesse an Smart Home Anwendungen steigt. Je vernetzter das Zuhause wird, desto mehr Devices müssen dort ihren Platz finden. WLAN Router wirken durch ihre technische Designsprache meist wie Fremdkörper im Raum, sodass oft versucht wird, sie zu verstecken. Das soll sich mit „Cobo“, dem smarten WLAN Router, ändern. Neben der Bereitstellung einer Internetanbindung wird er zum Hub für alle Smart Home Anwendungen. Als Herzstück des Zuhauses sorgt er für die Vernetzung aller Devices und schafft zudem eine Verbindung zwischen Technologie und Interior. Mit seinem minimalistischen Design und der gezielten Auswahl an Materialien und Farben fügt sich der intelligente Router in die eigenen vier Wände ein. „Cobo“ ist kein WLAN Router, der im Schuhregal versteckt werden muss, denn er wird zum Teil der Einrichtung. KW - Router KW - Wifi KW - Smarthome KW - Produktdesign KW - Seamlessconnection Y1 - 2023 PB - FH Aachen CY - Aachen ER -