TY - JOUR A1 - Schopen, Oliver A1 - Narayan, Sriram A1 - Beckmann, Marvin A1 - Najmi, Aezid-Ul-Hassan A1 - Esch, Thomas A1 - Shabani, Bahman T1 - An EIS approach to quantify the effects of inlet air relative humidity on the performance of proton exchange membrane fuel cells: a pathway to developing a novel fault diagnostic method JF - International Journal of Hydrogen Energy N2 - In this work, the effect of low air relative humidity on the operation of a polymer electrolyte membrane fuel cell is investigated. An innovative method through performing in situ electrochemical impedance spectroscopy is utilised to quantify the effect of inlet air relative humidity at the cathode side on internal ionic resistances and output voltage of the fuel cell. In addition, algorithms are developed to analyse the electrochemical characteristics of the fuel cell. For the specific fuel cell stack used in this study, the membrane resistance drops by over 39 % and the cathode side charge transfer resistance decreases by 23 % after increasing the humidity from 30 % to 85 %, while the results of static operation also show an increase of ∼2.2 % in the voltage output after increasing the relative humidity from 30 % to 85 %. In dynamic operation, visible drying effects occur at < 50 % relative humidity, whereby the increase of the air side stoichiometry increases the drying effects. Furthermore, other parameters, such as hydrogen humidification, internal stack structure, and operating parameters like stoichiometry, pressure, and temperature affect the overall water balance. Therefore, the optimal humidification range must be determined by considering all these parameters to maximise the fuel cell performance and durability. The results of this study are used to develop a health management system to ensure sufficient humidification by continuously monitoring the fuel cell polarisation data and electrochemical impedance spectroscopy indicators. KW - PEM fuel cell KW - Electrochemical impedance spectroscopy KW - Relative air humidity KW - Active humidity control KW - Impedance analysis Y1 - 2024 SN - 0360-3199 (print) U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.01.218 SN - 1879-3487 (online) VL - 58 IS - 8 SP - 1302 EP - 1315 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - INPR A1 - Schmülling, Max A1 - Gützlaff, Joel A1 - Czupalla, Markus T1 - A thermal simulation environment for moving objects on the lunar surface N2 - This paper presents a thermal simulation environment for moving objects on the lunar surface. The goal of the thermal simulation environment is to enable the reliable prediction of the temperature development of a given object on the lunar surface by providing the respective heat fluxes for a mission on a given travel path. The user can import any object geometry and freely define the path that the object should travel. Using the path of the object, the relevant lunar surface geometry is imported from a digital elevation model. The relevant parts of the lunar surface are determined based on distance to the defined path. A thermal model of these surface sections is generated, consisting of a porous layer on top and a denser layer below. The object is moved across the lunar surface, and its inclination is adapted depending on the slope of the terrain below it. Finally, a transient thermal analysis of the object and its environment is performed at several positions on its path and the results are visualized. The paper introduces details on the thermal modeling of the lunar surface, as well as its verification. Furthermore, the structure of the created software is presented. The robustness of the environment is verified with the help of sensitivity studies and possible improvements are presented. KW - Dynamic modeling KW - Thermal analysis KW - ESATAN-TMS KW - Lunar Surface KW - Thermal Model Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3902363/v1 ER - TY - JOUR A1 - Schopen, Oliver A1 - Shah, Neel A1 - Esch, Thomas A1 - Shabani, Bahman T1 - Critical quantitative evaluation of integrated health management methods for fuel cell applications JF - International Journal of Hydrogen Energy N2 - Online fault diagnostics is a crucial consideration for fuel cell systems, particularly in mobile applications, to limit downtime and degradation, and to increase lifetime. Guided by a critical literature review, in this paper an overview of Health management systems classified in a scheme is presented, introducing commonly utilised methods to diagnose FCs in various applications. In this novel scheme, various Health management system methods are summarised and structured to provide an overview of existing systems including their associated tools. These systems are classified into four categories mainly focused on model-based and non-model-based systems. The individual methods are critically discussed when used individually or combined aimed at further understanding their functionality and suitability in different applications. Additionally, a tool is introduced to evaluate methods from each category based on the scheme presented. This tool applies the technique of matrix evaluation utilising several key parameters to identify the most appropriate methods for a given application. Based on this evaluation, the most suitable methods for each specific application are combined to build an integrated Health management system. KW - Fuel cell KW - Health management system KW - Online diagnostic KW - Fault detection KW - Non-model-based Evaluation Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.05.156 SN - 0360-3199 VL - 70 SP - 370 EP - 388 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Kamerabasierte Fließtiefen- und Geschwindigkeitsmessungen JF - Wasserwirtschaft N2 - In der wasserbaulichen Forschung werden neben klassischen Messinstrumenten zunehmend kamerabasierte Verfahren genutzt. Diese erlauben neben der Bestimmung von Fließgeschwindigkeiten auch die Detektion der freien Wasseroberfläche oder zeitliche Vermessung von Kolken. Durch die hohen räumlichen und zeitlichen Auflösungen, welche neueste Kamerasensoren liefern, können neue Erkenntnisse in turbulenten, komplexen Strömungen gewonnen werden. Auch in der Praxis können diese Verfahren mit geringem Aufwand wichtige Daten liefern. KW - Wasserbau KW - Architektur KW - Wasserwirtschaft KW - Deutschland Y1 - 2024 SN - 0043-0978 VL - 114 IS - 4 SP - 47 EP - 53 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Kahra, Marvin A1 - Breuß, Michael A1 - Kleefeld, Andreas A1 - Welk, Martin ED - Brunetti, Sara ED - Frosini, Andrea ED - Rinaldi, Simone T1 - An Approach to Colour Morphological Supremum Formation Using the LogSumExp Approximation T2 - Discrete Geometry and Mathematical Morphology N2 - Mathematical morphology is a part of image processing that has proven to be fruitful for numerous applications. Two main operations in mathematical morphology are dilation and erosion. These are based on the construction of a supremum or infimum with respect to an order over the tonal range in a certain section of the image. The tonal ordering can easily be realised in grey-scale morphology, and some morphological methods have been proposed for colour morphology. However, all of these have certain limitations. In this paper we present a novel approach to colour morphology extending upon previous work in the field based on the Loewner order. We propose to consider an approximation of the supremum by means of a log-sum exponentiation introduced by Maslov. We apply this to the embedding of an RGB image in a field of symmetric 2x2 matrices. In this way we obtain nearly isotropic matrices representing colours and the structural advantage of transitivity. In numerical experiments we highlight some remarkable properties of the proposed approach. Y1 - 2024 SN - 978-3-031-57793-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-57793-2_25 N1 - Third International Joint Conference, DGMM 2024, Florence, Italy, April 15–18, 2024 SP - 325 EP - 337 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Ayala, Rafael Ceja A1 - Harris, Isaac A1 - Kleefeld, Andreas T1 - Direct sampling method via Landweber iteration for an absorbing scatterer with a conductive boundary JF - Inverse Problems and Imaging N2 - In this paper, we consider the inverse shape problem of recovering isotropic scatterers with a conductive boundary condition. Here, we assume that the measured far-field data is known at a fixed wave number. Motivated by recent work, we study a new direct sampling indicator based on the Landweber iteration and the factorization method. Therefore, we prove the connection between these reconstruction methods. The method studied here falls under the category of qualitative reconstruction methods where an imaging function is used to recover the absorbing scatterer. We prove stability of our new imaging function as well as derive a discrepancy principle for recovering the regularization parameter. The theoretical results are verified with numerical examples to show how the reconstruction performs by the new Landweber direct sampling method. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3934/ipi.2023051 SN - 1930-8337 SN - 1930-8345 (eISSN) VL - 18 IS - 3 SP - 708 EP - 729 PB - AIMS CY - Springfield ER - TY - JOUR A1 - Clausnitzer, Julian A1 - Kleefeld, Andreas T1 - A spectral Galerkin exponential Euler time-stepping scheme for parabolic SPDEs on two-dimensional domains with a C² boundary JF - Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B N2 - We consider the numerical approximation of second-order semi-linear parabolic stochastic partial differential equations interpreted in the mild sense which we solve on general two-dimensional domains with a C² boundary with homogeneous Dirichlet boundary conditions. The equations are driven by Gaussian additive noise, and several Lipschitz-like conditions are imposed on the nonlinear function. We discretize in space with a spectral Galerkin method and in time using an explicit Euler-like scheme. For irregular shapes, the necessary Dirichlet eigenvalues and eigenfunctions are obtained from a boundary integral equation method. This yields a nonlinear eigenvalue problem, which is discretized using a boundary element collocation method and is solved with the Beyn contour integral algorithm. We present an error analysis as well as numerical results on an exemplary asymmetric shape, and point out limitations of the approach. KW - Nonlinear eigenvalue problems KW - Boundary integral equations, KW - Exponential Euler scheme, KW - Parabolic SPDEs Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3934/dcdsb.2023148 SN - 1531-3492 SN - 1553-524X (eISSN) VL - 29 IS - 4 SP - 1624 EP - 1651 PB - AIMS CY - Springfield ER - TY - JOUR A1 - Chwallek, Constanze A1 - Nawrath, Lara A1 - Krastina, Anzelika A1 - Bruksle, Ieva T1 - Supportive research on sustainable entrepreneurship and business practices JF - SECA Sustainable Entrepreneurship for Climate Action Y1 - 2024 SN - 978-952-316-514-4 (pdf) SN - 2954-1654 (on-line publication) IS - 3 PB - Lapland University of Applied Sciences Ltd CY - Rovaniemi ER - TY - RPRT A1 - Hoffmann, Sarah A1 - Ullrich, Anna Valentine T1 - 30 Minuten FDM für HAW. Ein Informationsformat für Forschende an HAW in NRW N2 - Wie kann man das Thema Forschungsdatenmanagement (FDM) konkret und anwendbar für Forschende gestalten, die bisher noch wenig Kontakt damit hatten? Auf diese Frage gibt das Konzept „30 Minuten FDM für HAW. Ein Informationsformat für Forschende an HAW in NRW“ eine Antwort. Es entstand als Projektarbeit im Zertifikatskurs Forschungsdatenmanagement 2023/24 Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.5281/zenodo.12569282 ER - TY - RPRT A1 - Birmans, Katrin A1 - Schick, Elena A1 - Tambornino, Philipp A1 - Ullrich, Anna Valentine T1 - Ingenieurwissenschaften im Fokus: Zugänge zu einem effektiven Forschungsdatenmanagement an HAW N2 - Im Rahmen der Love Data Week vom 12. bis 16.02.2024 haben die BMBF-Projekte FDM2_TH_Koeln der TH Köln (FK 16FDFH105) und Persist@HAW der FH Aachen (FK 16FDFH129) am 15.02.2024 gemeinsam eine Online-Veranstaltung mit dem Titel „Ingenieurwissenschaften im Fokus: Zugänge zu einem effektiven Forschungsdatenmanagement an HAW“ angeboten. Diese richtete sich an Forschende aus den Ingenieurwissenschaften, die einen ersten Zugang zum Thema Forschungsdatenmanagement (FDM) suchen und erfahren möchten, welche speziellen Angebote für die Daten aus den Ingenieurwissenschaften existieren. In der Veranstaltung wurden wesentliche Aspekte des Forschungsdatenmanagements entlang des Datenlebenszyklus beleuchtet. Ziel war es, den Teilnehmenden praxisnahe Einblicke und Hilfestellungen zu einem effektiven Umgang mit Forschungsdaten an Hochschulen für Angewandte Wissenschaften (HAW) zu bieten. Durch Beispiele und konkrete Empfehlungen wurde das Thema zugänglich gemacht. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.5281/zenodo.12545429 N1 - Die Originalpräsentation ist über Conceptboard einsehbar: https://app.conceptboard.com/board/c651-e781-dr9h-zfyu-gkq9 ER - TY - RPRT A1 - Birmans, Katrin A1 - Tambornino, Philipp A1 - Ullrich, Anna Valentine T1 - Bevor Sie Coscine nutzen - Handreichung für Forschende an HAW N2 - Um die Forschungsdatenmanagement-Plattform Coscine optimal für Forschungsprojekte nutzen zu können, ist es sinnvoll, einige Fragen im Vorhinein zu klären. So können aufwendige Änderungen der Datenverwaltung im Nachhinein vermieden werden. Hierzu bietet die Handreichung hilfreiche Leitfragen und Erläuterungen für Forschende und FDM-Service-Personal an HAW in NRW (DH.NRW-Hochschulen). FDM-Service-Mitarbeitende können die Handreichung in ihrer Beratung zu Coscine einsetzen und mit der Eingabemaske in der Kopfzeile des Dokuments auf ihre Hochschule anpassen. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.5281/zenodo.12158546 N1 - Die Handreichung ist im Projekt Persist@HAW (FK: 16FDFH129), gefördert vom BMBF, entstanden. ER - TY - RPRT A1 - Birmans, Katrin A1 - Tambornino, Philipp A1 - Ullrich, Anna Valentine T1 - 5 Gründe für Coscine - Handreichung für Forschende an HAW N2 - Welche Vorteile bietet die Forschungsdatenmanagement-Plattform Coscine für die Verwaltung von Daten in Forschungsprojekten? Hierzu gibt die Handreichung einen schnellen Überblick über den landesgeförderten Dienst Coscine für Forschende und FDM-Service-Personal an HAW in NRW (DH.NRW-Hochschulen). FDM-Service-Mitarbeitende können die Handreichung in ihrer Beratung zu Coscine einsetzen und mit der Eingabemaske in der Kopfzeile des Dokuments auf ihre Hochschule anpassen. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.5281/zenodo.12156734 N1 - Die Handreichung ist im Projekt Persist@HAW (FK: 16FDFH129), gefördert vom BMBF, entstanden. ER - TY - CHAP A1 - Becker, Tim A1 - Bragard, Michael T1 - Low-Voltage DC Training Lab for Electric Drives - Optimizing the Balancing Act Between High Student Throughput and Individual Learning Speed T2 - 2024 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON) N2 - After a brief introduction of conventional laboratory structures, this work focuses on an innovative and universal approach for a setup of a training laboratory for electric machines and drive systems. The novel approach employs a central 48 V DC bus, which forms the backbone of the structure. Several sets of DC machine, asynchronous machine and synchronous machine are connected to this bus. The advantages of the novel system structure are manifold, both from a didactic and a technical point of view: Student groups can work on their own performance level in a highly parallelized and at the same time individualized way. Additional training setups (similar or different) can easily be added. Only the total power dissipation has to be provided, i.e. the DC bus balances the power flow between the student groups. Comparative results of course evaluations of several cohorts of students are shown. KW - Synchronous machines KW - Power dissipation KW - Throughput KW - Low voltage KW - DC machines KW - Manifolds KW - Training Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1109/EDUCON60312.2024.10578902 SN - 2165-9559 SN - 2165-9567 (eISSN) N1 - 2024 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), 08-11 May 2024, Kos Island, Greece PB - IEEE CY - New York, NY ER - TY - CHAP A1 - Rütters, René A1 - Bragard, Michael A1 - Dolls, Sarah T1 - The Inverted Rotary Pendulum: Facilitating Practical Teaching in Advanced Control Engineering T2 - 2024 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON) N2 - This paper outlines a practical approach to teach control engineering principles, with an inverted rotary pendulum, serving as an illustrative example. It shows how the pendulum is embedded in an advanced course of control engineering. This approach is incorporated into a flipped-classroom concept, as well as classical teaching concepts, offering students practical experience in control engineering. In addition, the design of the pendulum is shown, using a Raspberry Pi as the target platform for Matlab Simulink. This pendulum can be used in the classroom to evaluate the controller design mentioned above. It is analysed if the use of the pendulum generates a deeper understanding of the learning contents. KW - Matlab KW - Engineering education KW - Online services KW - Software packages KW - Electronic learning KW - Control engineering Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1109/EDUCON60312.2024.10578937 SN - 2165-9559 SN - 2165-9567 (eISSN) N1 - 2024 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), 08-11 May 2024, Kos Island, Greece PB - IEEE CY - New York, NY ER - TY - CHAP A1 - Kramer, Pia A1 - Bragard, Michael A1 - Ritz, Thomas A1 - Ferfer, Ute A1 - Schiffers, Tim T1 - Visualizing, Enhancing and Predicting Students’ Success through ECTS Monitoring T2 - 2024 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON) N2 - This paper serves as an introduction to the ECTS monitoring system and its potential applications in higher education. It also emphasizes the potential for ECTS monitoring to become a proactive system, supporting students by predicting academic success and identifying groups of potential dropouts for tailored support services. The use of the nearest neighbor analysis is suggested for improving data analysis and prediction accuracy. KW - Monitoring KW - Engineering education KW - Data visualization KW - Accuracy KW - Data analysis Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1109/EDUCON60312.2024.10578652 SN - 2165-9559 SN - 2165-9567 (eISSN) N1 - 2024 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON), 08-11 May 2024, Kos Island, Greece PB - IEEE CY - New York, NY ER - TY - RPRT A1 - Barnat, Miriam A1 - Arntz, Kristian A1 - Bernecker, Andreas A1 - Fissabre, Anke A1 - Franken, Norbert A1 - Goldbach, Daniel A1 - Hüning, Felix A1 - Jörissen, Jörg A1 - Kirsch, Ansgar A1 - Pettrak, Jürgen A1 - Rexforth, Matthias A1 - Josef, Rosenkranz A1 - Terstegge, Andreas T1 - Strategische Gestaltung von Studiengängen für die Zukunft: Ein kollaborativ entwickeltes Self-Assessment BT - Diskussionspapier Nr. 33 T2 - Hochschulforum Digitalisierung - Diskussionspapier N2 - Das Diskussionspapier beschreibt einen Prozess an der FH Aachen zur Entwicklung und Implementierung eines Self-Assessment-Tools für Studiengänge. Dieser Prozess zielte darauf ab, die Relevanz der Themen Digitalisierung, Internationalisierung und Nachhaltigkeit in Studiengängen zu stärken. Durch Workshops und kollaborative Entwicklung mit Studiendekan:innen entstand ein Fragebogen, der zur Reflexion und strategischen Weiterentwicklung der Studiengänge dient. Y1 - 2024 SN - 2365-7081 PB - Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Golland, Alexander ED - Wagner, Ralph T1 - Kommentierung von §§ 6 bis 10 EKD-Datenschutzgesetz T2 - EKD-Datenschutzgesetz. Datenschutzbestimmungen der evangelischen Kirche Y1 - 2024 SN - 978-3-8487-8111-9 SP - 153 EP - 228 PB - Nomos CY - Baden-Baden ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander T1 - Bußgelder bei Datenschutzverstößen durch Unternehmen JF - NJW Neue Juristische Wochenschrift N2 - Bald eine Dekade ist es her, dass diese annähernd mantraartig wiederholte Phrase Unternehmen zur Umsetzung datenschutzrechtlicher Vorgaben incentivierte. Was ist davon geblieben? Nur wenige in Deutschland verhängte Bußgelder erreichten Millionenhöhe. Hintergrund ist (auch) das deutsche Ordnungswidrigkeitenrecht, welches in einem Spannungsverhältnis zu den Vorgaben der DS-GVO steht. Ein Bußgeldbescheid der Berliner Datenschutzaufsicht gegen die Deutsche Wohnen sollte Auslöser eines langen, fortdauernden Rechtsstreits werden. Auf Vorlage des KG hatte der EuGH in der Rechtssache C-807/21 („Deutsche Wohnen“) erstmals Gelegenheit, sich zur Frage der Bußgeldhaftung zu positionieren. Y1 - 2024 SN - 0341-1915 IS - 6 SP - 325 EP - 329 PB - Beck CY - München ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander T1 - Datenschutz beim Einsatz künstlicher Intelligenz im Unternehmen JF - NWB N2 - Seit Ende 2022 prägt das Schlagwort „Künstliche Intelligenz“ (KI) nicht nur den rechtswissenschaftlichen Diskurs. Die allgemeine Verfügbarkeit von generativen KI-Modellen, allen voran die großen Sprachmodelle (Large Language Models, kurz: LLM) wie ChatGPT von OpenAI oder Bing AI von Microsoft, erfreuen sich größter Beliebtheit: LLM sind in der Lage, auf Grundlage statistischer Methoden – eine entsprechende Schnittstelle (Interface) vorausgesetzt – auch technisch wenig versierten Nutzern verständliche Antworten auf ihre Fragen zu liefern. Dabei werden nicht nur umfassend Nutzerdaten verarbeitet, sondern auch auf weitere personenbezogene Daten zugegriffen sowie neue Daten erzeugt. Der Beitrag geht der Frage nach, welche spezifischen datenschutzrechtlichen Herausforderungen sich für Unternehmen beim Einsatz solcher LLM stellen. Y1 - 2024 SN - 0028-3460 IS - 6 SP - 425 EP - 432 PB - NWB CY - Herne ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander A1 - Schröer, Jan-Erik T1 - No risk, no fun? Berücksichtigung datenschutzrechtlicher Risiken im Vergabeverfahren JF - DSB Datenschutz-Berater Y1 - 2024 SN - 0170-7256 SN - No risk, no fun? Berücksichtigung datenschutzrechtlicher Risiken im Vergabeverfahren IS - 5 SP - 114 EP - 117 PB - DFV Mediengruppe CY - Frankfurt a.M. ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander A1 - Schröer, Jan-Erik T1 - Error 404 im Vergabeverfahren: Datenschutz nicht gefunden? JF - VergabeR N2 - Das Thema Datenschutz wurde bei der öffentlichen Auftragsvergabe bislang vor allem in Bezug auf Drittlandtransfers personenbezogener Daten in die USA diskutiert. Jedoch spielt der Datenschutz für das Vergabeverfahren und für die Ausführung datenschutzrelevanter Leistungen generell eine wesentliche Rolle. Gleichwohl herrschen bislang unter öffentlichen Auftraggebern Schwierigkeiten, datenschutzrechtlich relevante Fallkonstellationen zu erkennen, die möglichen Risiken daraus abzuleiten und, sofern dies gelingt, diesen Risiken angemessen zu begegnen. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der datenschutzrechtlichen Verantwortlichkeit, ihren Folgen und den daraus resultierenden Konsequenzen für die Gestaltung von Vergabeverfahren und Vergabeunterlagen. Y1 - 2024 SN - 2366-2247 IS - 2 SP - 75 EP - 92 PB - Wolters Kluwer CY - Köln ER - TY - THES A1 - Gros, Isabella T1 - Depressed Furniture : eine abstrakte Übersetzung von Depressionen in Möblierung N2 - Depressed Furniture ist eine abstrakte Übersetzung von Depressionen in Möblierung. Es handelt sich um eine Rauminstallation von fünf Leuchten, die der Erkrankung in einem unüblichen Kontext eine Plattform gibt. Dadurch stellt das Projekt eine Schnittstelle zwischen Kunst, Design und Gesellschaft dar. Jede Leuchte verkörpert eine Empfindung, mit der sich ein Großteil der Betroffenen identifizieren kann. Es wird Bewusstsein für die Komplexität der Krankheit geschaffen und das Tabu um mentale Krankheiten gebrochen. Neben der Regular Collection können auch Tischvarianten (Compact Collection) erworben werden. Depressed Furniture zeigt, dass es durchaus möglich ist, eine unschöne Thematik zu abstrahieren und ihr neutral zu begegnen. Es verdeutlicht, wie Design dazu beitragen kann, sensible Themen auf kreative Weise zu kommunizieren. KW - Depressed Furniture KW - Rauminstallation KW - Depressionen KW - Mentale Gesundheit KW - Leuchtenkollektion Y1 - 2024 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Giernich, Marie T1 - Zookunft: Zoo der Zukunft N2 - Inmitten globaler Natur- und Artenschutzherausforderungen ist die Transformation zoologischer Einrichtungen entscheidend. "Zookunft" präsentiert ein innovatives Konzept für ein Tropenhaus im Kölner Zoo, das Natur und Augmented Reality einzigartig verknüpft. Ziel ist ein Raumkonzept, welches den Besucher:innen ein tiefes Verständnis für die Fauna und Flora des südostasiatischen Regenwaldes vermitteln soll. Durch die geschickte Integration von Augmented Reality entsteht eine innovative Lern- und Erlebniswelt, die Umweltschutz- und Artenschutzbemühungen unterstützt und nachhaltige Bildung fördert. Besuchende tauchen aktiv in die faszinierende Welt des Regenwaldes ein, wenn Natur und Augmented Reality eine immersive Umgebung schaffen. "Zookunft" soll als Vorreiter für Zooumgestaltungen dienen, Mensch und Natur verbinden und nachhaltige Bildung fördern. Ein Raum, der Naturerlebnisse und Technologie beeindruckend kombiniert. KW - Zoo KW - Tropenhaus KW - Südostasien KW - Nachhaltigkeit KW - Bildung Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Fohrer, Emil T1 - ARCHER : become the Arrow BT - Ein Redesign des Freischwingers N2 - „Archer“ ist ein Redesign des Freischwingers. Ein klassischer Freischwinger ist ein aus Rohr gebogener Stuhl ohne Hinterbeine. Das Konzept des Freischwingers macht sich die Elastizität des Stahlrohrs zunutze, um einen schwingenden Sitz zu produzieren. An dieses Konzept knüpft „Archer“ herstellungstechnisch an, ergänzt jedoch ein paar Features. Der erste „USP“ ist die Rückenlehne, welche aus Nylonschnur gewoben ist. Die Lehne rahmt mehrdimensional eine Sattelfläche ein, die sich überraschend ergonomisch dem Rücken anpasst. Sie wächst aus den Armlehnen von vorne hinter dem Rücken zusammen. Eine weitere Neuheit sind die Hinterbeine des Stuhls. Der Schwung soll nicht weg, sondern hin zu dem, was was vor den Nutzenden liegt. In Kombination mit der Lehne, die aus den Armlehnen wächst und hinter dem Rücken schließt, ist das Gewicht über den Beinen gut ausbalanciert. In seinem Aufbau vereint Er ein reduziertes klares Stahlgestell mit dramatisch gewobener Schnur. Die zwei sichtbaren Materialien im Spiel miteinander werden optisch nur noch ergänzt von einem aus Kupfer, Messing oder Edelstahl gedrehten Stopfen mit konischem InLay. Der völlig eigene Aufbau mit Hinterbeinen und Armlehnen erlaubt federleichtes Schwingen, einfaches Aufstehen, neutralisiert Nervosität und fängt den Nutzer / die Nutzerin sanft auf. Die ineinander verwobenen Schnüre teilen das Gewicht gleichmäßig unter sich auf. Industrielle Herstellungsmethoden in Kombination mit Handarbeit machen diesen Stuhl zu etwas besonderem und da dem Konzept farblich kein Ende gesetzt ist, hat jeder Stuhl das Potenzial, zu einem unverkennbaren Einzelstück zu werden. KW - Freischwinger KW - Nylon KW - Stahlgestell KW - Schwung KW - Handarbeit Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Ernsing, Johanna T1 - Kalle : der mitwachsende Kindertisch N2 - KALLE ist ein mitwachsender Kindertisch, dessen Besonderheit, neben der Höhenverstellung, in der Vergrößerung der Tischplatte liegt. Hierdurch kann KALLE optimal an das Wachstum der Kinder und die sich ändernden Anforderungen angepasst werden. Es ist ein Möbelstück, das die Entwicklung der Kinder begleitet und fördert. Im Gebrauch bezieht sich die Förderung besonders auf die kognitive Entwicklung, die Kreativität und das Sozialverhalten. Darüber hinaus sollen die Kinder mit KALLE aber auch den Umgang mit langlebigen Produkten erlernen, damit sie ein Verständnis für Nachhaltigkeit und ein umweltbewusstes Konsumverhalten entwickeln. KW - Mitwachsender Kindertisch KW - Kindertisch KW - Jugendtisch KW - Kreativitätsförderung KW - Konsumreduzierung Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Bunar, Moritz T1 - Land Rover Symbiosis : Seegras erforschen und erleben N2 - Seegras wird als „Rohstoff der Zukunft“ betitelt, da es helfen könnte, eine Reihe von globalen Problemen zu bekämpfen. Viele der erhofften Innovationen sind heute aber noch hypothetisch. Außerdem ist das Thema in der westlichen Welt trotz der Neigung zum Klimaschutz kaum bekannt. Die Idee von „Land Rover Symbiosis“ ist ein nachhaltiges Tourismuskonzept, das Forschung und Erlebnisreisen miteinander verknüpft. Auf einer 70m Katamaran Superyacht ist Platz für Forschungszwecke auf der einen und Raum für Expeditionsurlaub auf der anderen Seite. So entsteht ein Verhältnis an Bord, bei dem beide Parteien voneinander profitieren: Wissenschaftler:innen erhalten finanzielle Unterstützung und Kund:innen haben ein klimaneutrales Urlaubserlebnis, bei dem sie hautnah die Vorzüge und Potenziale von Seegras kennenlernen. KW - Seegras KW - Sanfter Tourismus KW - Nachhaltigkeit KW - Superyacht KW - Katamaran Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Brauweiler, Philipp T1 - incontrare : Gestaltung eines Meeting Raumes durch Konzeptmöbel N2 - Incontrare, was übersetzt Begegnung bedeutet, ist ein Konferenztischkonzept, der durch seinen modularen Aufbau heraus sticht. Dem Kunden ist es möglich das Produkt mit einem einzigen Werkzeug - fünfer Imbusschlüssel - aufzubauen. Der modulare Aufbau bietet die Möglichkeit kundenorientiert ein Produkt zusammensetzen zu können. Incontrare bietet hierdurch eine Vielzahl an Variationen, die nicht nur die gestalterischen Aspekte anspricht, sondern auch verschiedene Preisklassen abdeckt. Incontrare ist ein Tischkonzept, das sowohl im niederpreisigen , sowie auch im HighEnd Bereich funktioniert. KW - Begegnung KW - Verschieben KW - Stimmung KW - Regalkonzept KW - Imbussschlüssel Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Bartz, Markus T1 - Dupiano : Ein aus einem Bauelement auffaltbarer Keyboradständer mit dem Erscheinungsbild eines akustischen Klavieres. N2 - Klavierspielende Künstlerinnen und Künstler finden sich auf der Bühne meist an einer Kombination aus Keyboard und Keyboardständer wieder. Zwar kann der Klang eines Klaviers technisch brillant simuliert werden, jedoch verliert das Bühnenbild den Mehrwert eines traditionellen Klaviers. Um diesem Verlust von Authentizität und Wohlgefühl auf der Bühne endlich etwas entgegenzusetzen, soll ein "dupiano" gängige Keyboardständer ersetzen und sämtliche Keyboards in das Erscheinungsbild eines akustischen Klaviers hüllen. Dadurch sollen auch die visuellen Eindrücke, verknüpft mit den akustischen, an Authentizität gewinnen und den Klavierauftritt vervollständigen. Es ist leicht, stabil und ohne Werkzeug in unter 10 Sekunden aufbaubar. Auch der Abbau geschieht in unter 10 Sekunden. Verstaut werden kann es von einer Person in jedem Kofferraum. "dupiano" - was nach Klavier klingt, soll auch so aussehen! KW - Keyboard KW - Klavier KW - Keyboardständer KW - Musik KW - Faltbar Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Ackermann, Vincent T1 - Filos : Design eines Front-Ends für das robotergeführte Laser-Osteotom-System STELLA. N2 - In der Abschlussarbeit „FILOS“ wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) ein Front-End für das laserbasierte Osteotom STELLA entwickelt. STELLA soll Kraniotomie (das Eröffnen des Schädels) im wachen Zustand ermöglichen und erfordert eine benutzerfreundliche Bedienungsplattform sowie ein funktionales und ästhetisches Design. Das Ziel von „FILOS“ war es, ein Gehäuse zu entwerfen, das den medizinischen Anforderungen entspricht, und ein Bedienkonzept zu entwickeln, dass die Akzeptanz bei Patient:innen und Anwender:innen fördert. Durch Expert:innen-Interviews mit Neurochirurg:innen und enge Zusammenarbeit mit dem ILT wurde ein durchdachtes Design entwickelt. Dieses soll den Anforderungen der Anwender:innen gerecht werden, das zukünftige Operationssystem repräsentieren und somit einen Mehrwert in der Medizin schaffen. KW - Wachoperation KW - Laserchirurgie KW - Medizintechnik KW - Cobot KW - Industrial Design Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Aliazizi, Fereshteh A1 - Özsoylu, Dua A1 - Bakhshi Sichani, Soroush A1 - Khorshid, Mehran A1 - Glorieux, Christ A1 - Robbens, Johan A1 - Schöning, Michael J. A1 - Wagner, Patrick T1 - Development and Calibration of a Microfluidic, Chip-Based Sensor System for Monitoring the Physical Properties of Water Samples in Aquacultures JF - Micromachines N2 - In this work, we present a compact, bifunctional chip-based sensor setup that measures the temperature and electrical conductivity of water samples, including specimens from rivers and channels, aquaculture, and the Atlantic Ocean. For conductivity measurements, we utilize the impedance amplitude recorded via interdigitated electrode structures at a single triggering frequency. The results are well in line with data obtained using a calibrated reference instrument. The new setup holds for conductivity values spanning almost two orders of magnitude (river versus ocean water) without the need for equivalent circuit modelling. Temperature measurements were performed in four-point geometry with an on-chip platinum RTD (resistance temperature detector) in the temperature range between 2 °C and 40 °C, showing no hysteresis effects between warming and cooling cycles. Although the meander was not shielded against the liquid, the temperature calibration provided equivalent results to low conductive Milli-Q and highly conductive ocean water. The sensor is therefore suitable for inline and online monitoring purposes in recirculating aquaculture systems. KW - chip-based sensor setup KW - aquaculture KW - microfluidics KW - impedance spectroscopy KW - thermometry KW - electrical conductivity of liquids Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/mi15060755 SN - 2072-666X N1 - This article belongs to the Special Issue "Multisensor Arrays" N1 - Corresponding author: Michael J. Schöning VL - 15 IS - 6 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Fissabre, Anke ED - Naujokat, Anke ED - Hake, Verena ED - Schindler, Bruno ED - Schötten, Björn T1 - Eine moderne Sainte-Chapelle in Köln. Otto Bartnings Stahlkirche auf der Pressa 1928 T2 - Baugedanken: Einsichten, Ansichten, Aussichten für Jan Pieper zum 80. Geburtstag Y1 - 2024 SN - 978-3-943164-87-9 SP - 66 EP - 81 PB - Geymüller Verag für Architektur CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Eggert, Mathias A1 - Schade, Maximilian A1 - Bröhl, Florian A1 - Moriz, Alexander ED - Mandviwalla, Munir ED - Söllner, Matthias ED - Tuunanen, Tuure T1 - Generating synthetic LiDAR point cloud data for object detection using the Unreal Game Engine T2 - Design Science Research for a Resilient Future (DESRIST 2024) N2 - Object detection based on artificial intelligence is ubiquitous in today’s computer vision research and application. The training of the neural networks for object detection requires large and high-quality datasets. Besides datasets based on image data, datasets derived from point clouds offer several advantages. However, training datasets are sparse and their generation requires a lot of effort, especially in industrial domains. A solution to this issue offers the generation of synthetic point cloud data. Based on the design science research method, the work at hand proposes an approach and its instantiation for generating synthetic point cloud data based on the Unreal Engine. The point cloud quality is evaluated by comparing the synthetic cloud to a real-world point cloud. Within a practical example the applicability of the Unreal Game engine for synthetic point cloud generation could be successfully demonstrated. Y1 - 2024 SN - 978-3-031-61174-2 (Print) SN - 978-3-031-61175-9 (Online) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-61175-9_20 N1 - 19th International Conference on Design Science Research in Information Systems and Technology, DESRIST 2024, Trollhättan, Sweden, June 3–5, 2024 SP - 295 EP - 309 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Timme, Michael T1 - Kaufvertrag: Das Zusammentreffen von Beschaffenheitsvereinbarung und Gewährleistungsausschluss – ein Spannungsverhältnis JF - Monatsschrift für Deutsches Recht N2 - Wer A sagt, muss zumindest im Kaufrecht nicht immer B sagen: Es kommt nicht selten vor, dass sich in einem Kaufvertrag einerseits ein wirksamer Ausschluss der Gewährleistung des Verkäufers für Sachmängel findet, die Parteien aber andererseits gleichwohl eine Beschaffenheitsvereinbarung für bestimmte Eigenschaften vertraglich festlegen. In diesem Problemfeld führt eine aktuelle Entscheidung des BGH zu weiteren Klärungen für die Praxis (BGH, Urt. v. 10.4.2024 – VIII ZR 161/23, MDR 2024, 706). Der folgende Beitrag setzt sich mit den vielfältigen Aspekten der Entscheidung auseinander und erläutert, aus welchen Gründen der BGH dem Käufer einige goldene Brücken für einen Schadensersatzanspruch gebaut hat. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.9785/mdtr-2024-781203 SN - 2194-4202 (online) SN - 0340-1812 (print) VL - 78 IS - 12 SP - 745 EP - 748 PB - Verlag Dr. Otto Schmidt CY - Köln ER - TY - JOUR A1 - Özsoylu, Dua A1 - Aliazizi, Fereshteh A1 - Wagner, Patrick A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Template bacteria-free fabrication of surface imprinted polymer-based biosensor for E. coli detection using photolithographic mimics: Hacking bacterial adhesion JF - Biosensors and Bioelectronics N2 - As one class of molecular imprinted polymers (MIPs), surface imprinted polymer (SIP)-based biosensors show great potential in direct whole-bacteria detection. Micro-contact imprinting, that involves stamping the template bacteria immobilized on a substrate into a pre-polymerized polymer matrix, is the most straightforward and prominent method to obtain SIP-based biosensors. However, the major drawbacks of the method arise from the requirement for fresh template bacteria and often non-reproducible bacteria distribution on the stamp substrate. Herein, we developed a positive master stamp containing photolithographic mimics of the template bacteria (E. coli) enabling reproducible fabrication of biomimetic SIP-based biosensors without the need for the “real” bacteria cells. By using atomic force and scanning electron microscopy imaging techniques, respectively, the E. coli-capturing ability of the SIP samples was tested, and compared with non-imprinted polymer (NIP)-based samples and control SIP samples, in which the cavity geometry does not match with E. coli cells. It was revealed that the presence of the biomimetic E. coli imprints with a specifically designed geometry increases the sensor E. coli-capturing ability by an “imprinting factor” of about 3. These findings show the importance of geometry-guided physical recognition in bacterial detection using SIP-based biosensors. In addition, this imprinting strategy was employed to interdigitated electrodes and QCM (quartz crystal microbalance) chips. E. coli detection performance of the sensors was demonstrated with electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and QCM measurements with dissipation monitoring technique (QCM-D). KW - Surface imprinted polymer KW - E. coli detection KW - Photolithographic mimics KW - Master stamp KW - Quartz crystal microbalance Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116491 SN - 1873-4235 (eISSN) SN - 0956-5663 N1 - Corresponding author: Michael J. Schöning VL - 261 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Oehlenschläger, Katharina A1 - Volkmar, Marianne A1 - Stiefelmaier, Judith A1 - Langsdorf, Alexander A1 - Holtmann, Dirk A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - New insights into the influence of pre-culture on robust solvent production of C. acetobutylicum JF - Applied Microbiology and Biotechnology N2 - Clostridia are known for their solvent production, especially the production of butanol. Concerning the projected depletion of fossil fuels, this is of great interest. The cultivation of clostridia is known to be challenging, and it is difficult to achieve reproducible results and robust processes. However, existing publications usually concentrate on the cultivation conditions of the main culture. In this paper, the influence of cryo-conservation and pre-culture on growth and solvent production in the resulting main cultivation are examined. A protocol was developed that leads to reproducible cultivations of Clostridium acetobutylicum. Detailed investigation of the cell conservation in cryo-cultures ensured reliable cell growth in the pre-culture. Moreover, a reason for the acid crash in the main culture was found, based on the cultivation conditions of the pre-culture. The critical parameter to avoid the acid crash and accomplish the shift to the solventogenesis of clostridia is the metabolic phase in which the cells of the pre-culture were at the time of inoculation of the main culture; this depends on the cultivation time of the pre-culture. Using cells from the exponential growth phase to inoculate the main culture leads to an acid crash. To achieve the solventogenic phase with butanol production, the inoculum should consist of older cells which are in the stationary growth phase. Considering these parameters, which affect the entire cultivation process, reproducible results and reliable solvent production are ensured. KW - Pre-culture KW - Metabolic shift KW - Acid crash KW - C. acetobutylicum KW - ABE KW - Butanol Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1007/s00253-023-12981-8 SN - 1432-0614 VL - 108 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Tix, Julian A1 - Moll, Fabian A1 - Krafft, Simone A1 - Betsch, Matthias A1 - Tippkötter, Nils T1 - Hydrogen production from enzymatic pretreated organic waste with thermotoga neapolitana JF - Energies N2 - Biomass from various types of organic waste was tested for possible use in hydrogen production. The composition consisted of lignified samples, green waste, and kitchen scraps such as fruit and vegetable peels and leftover food. For this purpose, the enzymatic pretreatment of organic waste with a combination of five different hydrolytic enzymes (cellulase, amylase, glucoamylase, pectinase and xylase) was investigated to determine its ability to produce hydrogen (H2) with the hydrolyzate produced here. In course, the anaerobic rod-shaped bacterium T. neapolitana was used for H2 production. First, the enzymes were investigated using different substrates in preliminary experiments. Subsequently, hydrolyses were carried out using different types of organic waste. In the hydrolysis carried out here for 48 h, an increase in glucose concentration of 481% was measured for waste loads containing starch, corresponding to a glucose concentration at the end of hydrolysis of 7.5 g·L−1. In the subsequent set fermentation in serum bottles, a H2 yield of 1.26 mmol H2 was obtained in the overhead space when Terrific Broth Medium with glucose and yeast extract (TBGY medium) was used. When hydrolyzed organic waste was used, even a H2 yield of 1.37 mmol could be achieved in the overhead space. In addition, a dedicated reactor system for the anaerobic fermentation of T. neapolitana to produce H2 was developed. The bioreactor developed here can ferment anaerobically with a very low loss of produced gas. Here, after 24 h, a hydrogen concentration of 83% could be measured in the overhead space. KW - Biological hydrogen KW - Organic waste KW - Dark fermentation KW - Hydrolysis KW - Pretreatment Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/en17122938 SN - 1996-1073 N1 - Corresponding author: Nils Tippkötter VL - 17 IS - 12 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Block, Simon A1 - Viebahn, Peter A1 - Jungbluth, Christian T1 - Analysing direct air capture for enabling negative emissions in Germany: an assessment of the resource requirements and costs of a potential rollout in 2045 JF - Frontiers in Climate N2 - Direct air capture (DAC) combined with subsequent storage (DACCS) is discussed as one promising carbon dioxide removal option. The aim of this paper is to analyse and comparatively classify the resource consumption (land use, renewable energy and water) and costs of possible DAC implementation pathways for Germany. The paths are based on a selected, existing climate neutrality scenario that requires the removal of 20 Mt of carbon dioxide (CO2) per year by DACCS from 2045. The analysis focuses on the so-called “low-temperature” DAC process, which might be more advantageous for Germany than the “high-temperature” one. In four case studies, we examine potential sites in northern, central and southern Germany, thereby using the most suitable renewable energies for electricity and heat generation. We show that the deployment of DAC results in large-scale land use and high energy needs. The land use in the range of 167–353 km2 results mainly from the area required for renewable energy generation. The total electrical energy demand of 14.4 TWh per year, of which 46% is needed to operate heat pumps to supply the heat demand of the DAC process, corresponds to around 1.4% of Germany's envisaged electricity demand in 2045. 20 Mt of water are provided yearly, corresponding to 40% of the city of Cologne‘s water demand (1.1 million inhabitants). The capture of CO2 (DAC) incurs levelised costs of 125–138 EUR per tonne of CO2, whereby the provision of the required energy via photovoltaics in southern Germany represents the lowest value of the four case studies. This does not include the costs associated with balancing its volatility. Taking into account transporting the CO2 via pipeline to the port of Wilhelmshaven, followed by transporting and sequestering the CO2 in geological storage sites in the Norwegian North Sea (DACCS), the levelised costs increase to 161–176 EUR/tCO2. Due to the longer transport distances from southern and central Germany, a northern German site using wind turbines would be the most favourable. KW - rollout KW - economics KW - Germany KW - negative emissions KW - carbon dioxide removal KW - climate neutrality KW - DAC KW - direct air capture Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3389/fclim.2024.1353939 SN - 2624-9553 VL - 6 PB - Frontiers CY - Lausanne ER - TY - THES A1 - Pauls, Benjamin T1 - Energiewende im Stromsektor: Nachhaltigkeit über Umweltschutz hinaus BT - Qualitative Einblicke in den Energiewende-Diskurs des Stromsektors in Deutschland N2 - Die Energiewende wird häufig als „nachhaltig“ bezeichnet, das genaue Begriffsverständnis bleibt jedoch vage. Diese Transformation von fossilen und nuklearen hin zu erneuerbaren Energiequellen steht im Fokus der Treibhausgasneutralität. So soll dem fortschreitenden Klimawandel entgegengetreten werden. Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die Definition eines möglichen Verständnisses von „Nachhaltigkeit“ in der Energiewende des deutschen Stromsektors. Die leitenden Forschungsfragen lauten: Was kann im Zusammenhang mit der Energiewende im Stromsektor Deutschlands unter Nachhaltigkeit verstanden werden? Inwieweit unterscheidet sich dieses Verständnis von der bisherigen Herangehensweise? Die Datenbasis zur Beantwortung dieser liefern sechs leitfadengestützte Expert:inneninterviews. Als Analysemethode dient die inhaltliche Strukturierung nach Mayring (2015). Die qualitative Studie hat gezeigt, dass eine nachhaltige Energiewende den Menschen und die Natur zentralisiert. Weiter aufgeschlüsselt stehen die drei Nachhaltigkeitsdimensionen und die Generationengerechtigkeit. Dabei dient die ökonomische Dimension der sozialen und ökologischen. Wichtig sind die Inklusion und Beteiligung von Bevölkerung, Unternehmen und Politik. Gleichzeitig ist sie Herausforderung und Chance für einen positiven gesellschaftlichen Wandel. Technisch dienen Windenergie- und Photovoltaikanlagen als Energielieferanten und Wasserstoffsysteme als Zwischenspeicher, Stabilitätssicherung und zur Kopplung der Sektoren. Damit ist Nachhaltigkeit die Chance, die Energiewende richtig zu gestalten und damit über Klimaneutralität hinauszugehen Y1 - 2024 ER - TY - JOUR A1 - Thoma, Andreas A1 - Gardi, Alessandro A1 - Fisher, Alex A1 - Braun, Carsten T1 - Improving local path planning for UAV flight in challenging environments by refining cost function weights JF - CEAS Aeronautical Journal N2 - Unmanned Aerial Vehicles (UAV) constantly gain in versatility. However, more reliable path planning algorithms are required until full autonomous UAV operation is possible. This work investigates the algorithm 3DVFH* and analyses its dependency on its cost function weights in 2400 environments. The analysis shows that the 3DVFH* can find a suitable path in every environment. However, a particular type of environment requires a specific choice of cost function weights. For minimal failure, probability interdependencies between the weights of the cost function have to be considered. This dependency reduces the number of control parameters and simplifies the usage of the 3DVFH*. Weights for costs associated with vertical evasion (pitch cost) and vicinity to obstacles (obstacle cost) have the highest influence on the failure probability of the local path planner. Environments with mainly very tall buildings (like large American city centres) require a preference for horizontal avoidance manoeuvres (achieved with high pitch cost weights). In contrast, environments with medium-to-low buildings (like European city centres) benefit from vertical avoidance manoeuvres (achieved with low pitch cost weights). The cost of the vicinity to obstacles also plays an essential role and must be chosen adequately for the environment. Choosing these two weights ideal is sufficient to reduce the failure probability below 10%. KW - Bio-inspired systems KW - Path planning KW - Obstacle avoidance KW - Unmanned aerial vehicles Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1007/s13272-024-00741-x SN - 1869-5590 (eISSN) SN - 1869-5582 N1 - Corresponding author: Andreas Thoma PB - Springer CY - Wien ER - TY - JOUR A1 - Möhren, Felix A1 - Bergmann, Ole A1 - Janser, Frank A1 - Braun, Carsten T1 - Assessment of structural mechanical effects related to torsional deformations of propellers JF - CEAS Aeronautical Journal N2 - Lifting propellers are of increasing interest for Advanced Air Mobility. All propellers and rotors are initially twisted beams, showing significant extension–twist coupling and centrifugal twisting. Torsional deformations severely impact aerodynamic performance. This paper presents a novel approach to assess different reasons for torsional deformations. A reduced-order model runs large parameter sweeps with algebraic formulations and numerical solution procedures. Generic beams represent three different propeller types for General Aviation, Commercial Aviation, and Advanced Air Mobility. Simulations include solid and hollow cross-sections made of aluminum, steel, and carbon fiber-reinforced polymer. The investigation shows that centrifugal twisting moments depend on both the elastic and initial twist. The determination of the centrifugal twisting moment solely based on the initial twist suffers from errors exceeding 5% in some cases. The nonlinear parts of the torsional rigidity do not significantly impact the overall torsional rigidity for the investigated propeller types. The extension–twist coupling related to the initial and elastic twist in combination with tension forces significantly impacts the net cross-sectional torsional loads. While the increase in torsional stiffness due to initial twist contributes to the overall stiffness for General and Commercial Aviation propellers, its contribution to the lift propeller’s stiffness is limited. The paper closes with the presentation of approximations for each effect identified as significant. Numerical evaluations are necessary to determine each effect for inhomogeneous cross-sections made of anisotropic material. KW - Lifting propeller KW - Extension–twist coupling KW - Trapeze effect KW - Centrifugal twisting moment Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1007/s13272-024-00737-7 SN - 1869-5590 (eISSN) SN - 1869-5582 N1 - Corresponding author: Felix Möhren PB - Springer CY - Wien ER - TY - JOUR A1 - Adels, Klaudia A1 - Monakhova, Yulia T1 - Low-field NMR spectroscopic study of e-cigarettes: Is determination of only nicotine and organic carrier solvents possible? JF - Microchemical Journal N2 - Electronic cigarettes (e-cigarettes) have become popular worldwide with the market growing exponentially in some countries. The absence of product standards and safety regulations requires urgent development of analytical methodologies for the holistic control of the growing diversity of such products. An approach based on low-field nuclear magnetic resonance (LF-NMR) at 80 MHz is presented for the simultaneous determination of key parameters: carrier solvents (vegetable glycerine (VG), propylene glycol (PG) and water), total nicotine as well as free-base nicotine fraction. Moreover, qualitative and quantitative determination of fourteen weak organic acids deliberately added to enhance sensory characteristics of e-cigarettes was possible. In most cases these parameters can be rapidly and conveniently determined without using any sample manipulation such as dilution, extraction or derivatization steps. The method was applied for 37 authentic e-cigarettes samples. In particular, eight different organic acids with the content up to 56 mg/mL were detected. Due to its simplicity, the method can be used in routine regulatory control as well as to study release behaviour of nicotine and other e-cigarettes constituents in different products. KW - Electronic cigarettes KW - Low field NMR KW - Carrier solvents KW - Free-base nicotine KW - Weak organic acids Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.110859 SN - 1095-9149 N1 - Corresponding author: Yulia Monakhova VL - 203 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Schneider, Dominik A1 - Wisselink, Frank A1 - Czarnecki, Christian A1 - Nölle, Nikolai T1 - Benefits and framework conditions for information-driven business models concerning the Internet of Things T2 - Digitalization in companies N2 - In the context of the increasing digitalization, the Internet of Things (IoT) is seen as a technological driver through which completely new business models can emerge in the interaction of different players. Identified key players include traditional industrial companies, municipalities and telecommunications companies. The latter, by providing connectivity, ensure that small devices with tiny batteries can be connected almost anywhere and directly to the Internet. There are already many IoT use cases on the market that provide simplification for end users, such as Philips Hue Tap. In addition to business models based on connectivity, there is great potential for information-driven business models that can support or enhance existing business models. One example is the IoT use case Park and Joy, which uses sensors to connect parking spaces and inform drivers about available parking spaces in real time. Information-driven business models can be based on data generated in IoT use cases. For example, a telecommunications company can add value by deriving more decision-relevant information – called insights – from data that is used to increase decision agility. In addition, insights can be monetized. The monetization of insights can only be sustainable, if careful attention is taken and frameworks are considered. In this chapter, the concept of information-driven business models is explained and illustrated with the concrete use case Park and Joy. In addition, the benefits, risks and framework conditions are discussed. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-39093-8 (Print) SN - 978-3-658-39094-5 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-39094-5_5 SP - 59 EP - 75 PB - Springer CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Karschuck, Tobias A1 - Poghossian, Arshak A1 - Ser, Joey A1 - Tsokolakyan, Astghik A1 - Achtsnicht, Stefan A1 - Wagner, Patrick A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Capacitive model of enzyme-modified field-effect biosensors: Impact of enzyme coverage JF - Sensors and Actuators B: Chemical N2 - Electrolyte-insulator-semiconductor capacitors (EISCAP) belong to field-effect sensors having an attractive transducer architecture for constructing various biochemical sensors. In this study, a capacitive model of enzyme-modified EISCAPs has been developed and the impact of the surface coverage of immobilized enzymes on its capacitance-voltage and constant-capacitance characteristics was studied theoretically and experimentally. The used multicell arrangement enables a multiplexed electrochemical characterization of up to sixteen EISCAPs. Different enzyme coverages have been achieved by means of parallel electrical connection of bare and enzyme-covered single EISCAPs in diverse combinations. As predicted by the model, with increasing the enzyme coverage, both the shift of capacitance-voltage curves and the amplitude of the constant-capacitance signal increase, resulting in an enhancement of analyte sensitivity of the EISCAP biosensor. In addition, the capability of the multicell arrangement with multi-enzyme covered EISCAPs for sequentially detecting multianalytes (penicillin and urea) utilizing the enzymes penicillinase and urease has been experimentally demonstrated and discussed. KW - Field-effect biosensor KW - Capacitive model KW - Enzyme coverage KW - Multianalyte detection KW - Penicillin Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.135530 SN - 0925-4005 (Print) SN - 1873-3077 (Online) N1 - Corresponding Author: Michael J. Schöning VL - 408 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Turdumamatov, Samat A1 - Belda, Aljoscha A1 - Heuermann, Holger T1 - Shaping a decoupled atmospheric pressure microwave plasma with antenna structures, Maxwell’s equations, and boundary conditions JF - IEEE Transactions on Plasma Science N2 - This article addresses the need for an innovative technique in plasma shaping, utilizing antenna structures, Maxwell’s laws, and boundary conditions within a shielded environment. The motivation lies in exploring a novel approach to efficiently generate high-energy density plasma with potential applications across various fields. Implemented in an E01 circular cavity resonator, the proposed method involves the use of an impedance and field matching device with a coaxial connector and a specially optimized monopole antenna. This setup feeds a low-loss cavity resonator, resulting in a high-energy density air plasma with a surface temperature exceeding 3500 o C, achieved with a minimal power input of 80 W. The argon plasma, resembling the shape of a simple monopole antenna with modeled complex dielectric values, offers a more energy-efficient alternative compared to traditional, power-intensive plasma shaping methods. Simulations using a commercial electromagnetic (EM) solver validate the design’s effectiveness, while experimental validation underscores the method’s feasibility and practical implementation. Analyzing various parameters in an argon atmosphere, including hot S -parameters and plasma beam images, the results demonstrate the successful application of this technique, suggesting its potential in coating, furnace technology, fusion, and spectroscopy applications. KW - 3-D printing KW - Furnace KW - Fusion KW - Hot S-parameter KW - Mode converter Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1109/TPS.2024.3383589 SN - 0093-3813 (Print) SN - 1939-9375 (Online) IS - Early Access SP - 1 EP - 9 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Böhnisch, Nils A1 - Braun, Carsten A1 - Muscarello, Vincenzo A1 - Marzocca, Pier T1 - About the wing and whirl flutter of a slender wing–propeller system JF - Journal of Aircraft N2 - Next-generation aircraft designs often incorporate multiple large propellers attached along the wingspan (distributed electric propulsion), leading to highly flexible dynamic systems that can exhibit aeroelastic instabilities. This paper introduces a validated methodology to investigate the aeroelastic instabilities of wing–propeller systems and to understand the dynamic mechanism leading to wing and whirl flutter and transition from one to the other. Factors such as nacelle positions along the wing span and chord and its propulsion system mounting stiffness are considered. Additionally, preliminary design guidelines are proposed for flutter-free wing–propeller systems applicable to novel aircraft designs. The study demonstrates how the critical speed of the wing–propeller systems is influenced by the mounting stiffness and propeller position. Weak mounting stiffnesses result in whirl flutter, while hard mounting stiffnesses lead to wing flutter. For the latter, the position of the propeller along the wing span may change the wing mode shapes and thus the flutter mechanism. Propeller positions closer to the wing tip enhance stability, but pusher configurations are more critical due to the mass distribution behind the elastic axis. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.2514/1.C037542 SN - 1533-3868 SP - 1 EP - 14 PB - AIAA CY - Reston, Va. ER - TY - JOUR A1 - Schopp, Christoph A1 - Rohrbach, Felix A1 - Langer, Luc A1 - Heuermann, Holger T1 - Detection of welding wire length by active S11 measurement JF - IEEE Transactions on Plasma Science N2 - A novel method to determine the extruded length of a metallic wire for a directed energy deposition (DED) process using a microwave (MW) plasma jet with a straight-through wire feed is presented. The method is based on the relative comparison of the measured frequency response obtained by the large-signal scattering parameter (Hot-S) technique. In the practical working range, repeatability of less than 6% for a nonactive plasma and 9% for the active plasma state is found. Measurements are conducted with a focus on a simple solution to decrease the processing time and reduce the integration time of the process into the existing hardware. It is shown that monitoring a single frequency for magnitude and phase changes is sufficient to achieve good accuracy. A combination of different measurement values to determine the length is possible. The applicability to different diameter of the same material is shown as well as a contact detection of the wire and metallic substrate. KW - Circuit simulation KW - Hot S-parameter KW - Modeling KW - Plasma KW - Plasma diagnostics Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1109/TPS.2024.3356659 SN - 0093-3813 (Print) SN - 1939-9375 (Online) IS - Early Access SP - 1 EP - 6 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Pieronek, Lukas A1 - Kleefeld, Andreas T1 - On trajectories of complex-valued interior transmission eigenvalues JF - Inverse problems and imaging : IPI N2 - This paper investigates the interior transmission problem for homogeneous media via eigenvalue trajectories parameterized by the magnitude of the refractive index. In the case that the scatterer is the unit disk, we prove that there is a one-to-one correspondence between complex-valued interior transmission eigenvalue trajectories and Dirichlet eigenvalues of the Laplacian which turn out to be exactly the trajectorial limit points as the refractive index tends to infinity. For general simply-connected scatterers in two or three dimensions, a corresponding relation is still open, but further theoretical results and numerical studies indicate a similar connection. KW - Interior transmission problem KW - Eigenvalue trajectories KW - Complex-valued eigenvalues Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3934/ipi.2023041 SN - 1930-8337 (Print) SN - 1930-8345 (Online) VL - 18 IS - 2 SP - 480 EP - 516 PB - AIMS CY - Springfield, Mo ER - TY - THES A1 - Lambertus, Jan-Michael T1 - CardboardCastle N2 - „CardboardCastle“ ist ein 3D-Animationsfilm. Der Film zeigt die lebendig gewordene Welt zweier Königreiche aus Pappe, die in einem Streit um einen magischen Zauberstab verwickelt sind. Das Projekt beweist, dass es möglich ist, mit der Software „Blender“ einen vollwertigen und hochwertigen 3D-Animationsfilm zu erstellen. Dabei wurden alle Assets bis auf Texturen selbst hergestellt. Die virtuelle Pappe spielt hierbei eine fundamentale Rolle, für diese wurde ein vollkommen neuer Workflow entwickelt, welcher es ermöglicht, realistische Pappe zu visualisieren. „CardboardCastle“ setzt auf eine cinematische Inszenierung von Licht und vereint technisches Wissen mit unterhaltenden Inhalten. Dabei zeigt er die kindliche Vorstellungskraft und lädt die Zuschauer ein, sich an ihre eigenen kindlichen Fantasien zu erinnern. KW - 3D KW - Animation KW - Computergrafik KW - Blender Y1 - 2024 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Frings, Christina T1 - Unerwünscht : Anti-Gestaltung im öffentlichen Raum N2 - »Unerwünscht« widmet sich einer Art von architektonischer Gestaltung, die auf tückische Weise als »defensive Architektur« bezeichnet wird. In Form einer Zeitung bietet sie einen umfassenden Einblick in das Thema und gewährt einen vielseitigen Blick in eine Thematik, die im Interesse der Verantwortlichen lieber im Verborgenen geblieben wäre. Defensive Architektur bezeichnet strategische Baumaßnahmen in der Stadt- und Bauplanung, die darauf abzielen, unerwünschte Personengruppen durch unpraktisches oder unbequemes Design von bestimmten Orten fernzuhalten. Diese Maßnahmen richten sich beispielsweise gegen obdachlose Menschen, Jugendliche oder Skateboarder*innen. Die überwiegende Mehrheit der Bevölkerung ist sich weder der Existenz von solchen architektonischen Maßnahmen noch ihrer Auswirkungen auf das Leben der Betroffenen bewusst. »Unerwünscht« zielt darauf ab, diese Lücke in der öffentlichen Wahrnehmung zu schließen. KW - Zeitung KW - Zeitungsdesign KW - Defensive Architektur KW - Feindliche Architektur KW - Anti-Obdachlosen Architektur Y1 - 2024 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Jansen, Marie T1 - Budzi Budzi N2 - Mit über 1300 Büdchen in 86 Veedeln ist Köln Deutschlands Kiosk-Hauptstadt. Sie sind ein prägendes Element von Nachbarschaften und gehören zum Kölner Stadtbild einfach dazu wie der Dom und der Rhein. Durch Anekdoten, Interviews, Beiträge zur Popkultur, alte Fotografien, Momentaufnahmen und vertraute Grafiken sowie einer festen Formsprache entsteht das erste Büdchenmagazin für Köln. Das Periodikum erscheint alle drei Monate und liegt kostenfrei in den Büdchen aus. Es ist eine Publikation die beweist, dass Büdchen mehr als gängige Verkaufsstellen sind, sondern Knotenpunkte unserer Gesellschaft. KW - Kiosk KW - Magazin KW - Köln KW - Büdchen KW - Kultur Y1 - 2024 PB - FH Aachen CY - Aachen ER -