TY - CHAP A1 - Barnat, Miriam A1 - Billerbeck, Katrin T1 - Hochschuldidaktisches Qualitätsmanagement - Ideen für die Ermöglichung guter Lehre T2 - Professionalisierung der Hochschuldidaktik: [42. Jahrestagung der Gesellschaft für Hochschuldidaktik im März 2013 an der Hochschule Magdeburg-Stendal] Y1 - 2016 SN - 978-3-7639-5533-6 N1 - Blickpunkt Hochschuldidaktik ; 127 : Tagung SP - 261 EP - 269 PB - Bertelsmann CY - Bielefeld ER - TY - CHAP A1 - Bagheri, Mohsen A1 - Schleupen, Josef A1 - Dahmann, Peter A1 - Kallweit, Stephan T1 - Kletternde Wartungsplattform für die wetterunabhängige Instandhaltung von Rotorblättern an Windenergieanlagen - SMART T2 - AKIDA 2016 Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung (AKIDA) am 15. und 16.11.2016, Technologiezentrum Aachen N2 - In Deutschland liegt der Anteil der Windkraft an der Gesamtstromerzeugung bei 13,3% mit mehr als 25.000 installierten Windenergieanlagen (WEA). Weltweit erfährt die Windbranche ein rasantes Wachstum. Indien und China berichten eine jährliche Wachstumsrate an Neuinstallationen von 45%. Die Technologie zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft ist noch vergleichsweise jung. Durch die weltweit steigende Anzahl an Windenergieanlagen wächst zunehmend der Bedarf an innovativen Wartungslösungen. Komponenten wie Generator oder Getriebe sind inzwischen weitestgehend ausgereift. Der Fokus richtet sich zunehmend auf die wesentliche Kernkomponente - die Rotorblätter. Industriekletterer inspizieren die Rotorblätter oder Türme i.d.R. in einem zwei Jahres Rhythmus. Sie werden zunehmend durch Seilarbeitsbühnen unterstützt. Für größere Reparaturen kommen Kräne zum Einsatz, mit denen das Rotorblatt für die Instandhaltung demontiert wird. Die Standardinspektion besteht aus Sicht- und Klopfprüfung der Rotorblattoberfläche und ist nur bei sehr ruhiger Wetterlage durchführbar. Seit September 2014 wird das Forschungsprojekt SMART (Scanning, Monitoring, Analysis, Repair and Transportation), Entwicklung einer Wartungsplattform für WEA, vom BMWi gefördert. Das Konsortium besteht aus zwei Firmen und der Fachhochschule Aachen. Die SMART-Anlage klettert reibschlüssig am Turm der WEA mittels speziellen Kettenfahrwerken (Abbildung) auf- und abwärts. Ein ringförmiges Spannsystems, basierend auf dem Konzept der „Nürnberger“-Schere, erzeugt die erforderliche Anpresskraft für den Kletterprozess. Wettergeschützte Arbeitskabinen ermöglichen die ganzjährige Instandhaltung von Rotorblättern und ebenso Türmen. Dadurch können Wartungsarbeiten auf 24 Stunden am Tag ausgeweitet werden. Der kombinierte Einsatz (Sensorfusion) bildgebender Messtechnik wie Thermografie, Ultraschall, und Terahertz in der Arbeitskabine kann die Dokumentation, Effizienz und Qualität der Instandhaltungsarbeiten erheblich verbessern. Langfristiges Ziel von SMART ist ein Condition Monitoring für Rotorblätter und Türme auf Basis digitalisierter dreidimensionaler Volumenscans. Der kooperative Einsatz mit UAVs erweitert die Instandhaltungsstrategie. UAVs ermöglichen die schnelle, kostengünstige globale optische Inspektion von Rotorblattoberflächen zur Detektion potentieller Fehlstellen. Der „Proof-of-Concept“ Meilenstein wurde mit der Demonstration eines funktionsfähigen Modells im Dezember 2015 erfolgreich abgeschlossen. Y1 - 2016 ER - TY - JOUR A1 - Ayed, Anis Haj A1 - Kusterer, Karsten A1 - Funke, Harald A1 - Keinz, Jan T1 - CFD Based Improvement of the DLN Hydrogen Micromix Combustion Technology at Increased Energy Densities JF - American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences (ASRJETS) N2 - Combined with the use of renewable energy sources for its production, Hydrogen represents a possible alternative gas turbine fuel within future low emission power generation. Due to the large difference in the physical properties of Hydrogen compared to other fuels such as natural gas, well established gas turbine combustion systems cannot be directly applied for Dry Low NOx (DLN) Hydrogen combustion. Thus, the development of DLN combustion technologies is an essential and challenging task for the future of Hydrogen fuelled gas turbines. The DLN Micromix combustion principle for hydrogen fuel has been developed to significantly reduce NOx-emissions. This combustion principle is based on cross-flow mixing of air and gaseous hydrogen which reacts in multiple miniaturized diffusion-type flames. The major advantages of this combustion principle are the inherent safety against flash-back and the low NOx-emissions due to a very short residence time of reactants in the flame region of the micro-flames. The Micromix Combustion technology has been already proven experimentally and numerically for pure Hydrogen fuel operation at different energy density levels. The aim of the present study is to analyze the influence of different geometry parameter variations on the flame structure and the NOx emission and to identify the most relevant design parameters, aiming to provide a physical understanding of the Micromix flame sensitivity to the burner design and identify further optimization potential of this innovative combustion technology while increasing its energy density and making it mature enough for real gas turbine application. The study reveals great optimization potential of the Micromix Combustion technology with respect to the DLN characteristics and gives insight into the impact of geometry modifications on flame structure and NOx emission. This allows to further increase the energy density of the Micromix burners and to integrate this technology in industrial gas turbines. Y1 - 2016 SN - 2313-4402 VL - 26 IS - 3 SP - 290 EP - 303 PB - GSSRR ER - TY - JOUR A1 - Arreola, Julio A1 - Mätzkow, Malte A1 - Durán, Marlena Palomar A1 - Greeff, Anton A1 - Keusgen, Michael A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Optimization of the immobilization of bacterial spores on glass substrates with organosilanes JF - Physica status solidi (A) : Applications and materials science N2 - Spores can be immobilized on biosensors to function as sensitive recognition elements. However, the immobilization can affect the sensitivity and reproducibility of the sensor signal. In this work, three different immobilization strategies with organosilanes were optimized and characterized to immobilize Bacillus atrophaeus spores on glass substrates. Five different silanization parameters were investigated: nature of the solvent, concentration of the silane, silanization time, curing process, and silanization temperature. The resulting silane layers were resistant to a buffer solution (e.g., Ringer solution) with a polysorbate (e.g., Tween®80) and sonication. KW - silanization KW - organosilanes KW - immobilization KW - endospores KW - biosensors KW - Bacillus atrophaeus Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/pssa.201532914 SN - 1862-6319 VL - 213 IS - 6 SP - 1463 EP - 1470 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Ederer, Thorsten A1 - Lorenz, Ulf A1 - Pelz, Peter F. A1 - Pöttgen, Philipp ED - Lübbecke, Marco E. ED - Koster, Arie ED - Letmathe, Peter ED - Madlener, Reihard ED - Preis, Britta ED - Walther, Grit T1 - Designing a feedback control system via mixed-integer programming T2 - Operations Research Proceedings 2014: Selected Papers of the Annual International Conference of the German Operations Research N2 - Pure analytical or experimental methods can only find a control strategy for technical systems with a fixed setup. In former contributions we presented an approach that simultaneously finds the optimal topology and the optimal open-loop control of a system via Mixed Integer Linear Programming (MILP). In order to extend this approach by a closed-loop control we present a Mixed Integer Program for a time discretized tank level control. This model is the basis for an extension by combinatorial decisions and thus for the variation of the network topology. Furthermore, one is able to appraise feasible solutions using the global optimality gap. KW - Optimal Topology KW - Controller Parameter KW - Level Control System KW - Technical Operation Research KW - Optimal Closed Loop Y1 - 2016 SN - 978-3-319-28695-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-28697-6_18 SP - 121 EP - 127 PB - Springer CY - Cham ER - TY - BOOK A1 - Altherr, Lena T1 - Algorithmic System Design under Consideration of Dynamic Processes N2 - Nach Stand von Wissenschaft und Technik werden Komponenten hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Lebensdauer oder Energieeffizienz, optimiert. Allerdings können selbst hervorragende Komponenten zu ineffizienten oder instabilen Systemen führen, wenn ihr Zusammenspiel nur unzureichend berücksichtigt wird. Eine Systembetrachtung schafft ein größeres Optimierungspotential - dem erhöhten Potential steht jedoch auch ein erhöhter Komplexitätsgrad gegenüber. Die vorliegende Arbeit ist im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 805 entstanden, dessen Ziel die Beherrschung von Unsicherheit in Systemen des Maschinenbaus ist. Die Arbeit zeigt anhand eines realen Systems aus dem Bereich der Hydraulik, wie Unsicherheit in der Entwicklungsphase beherrscht werden kann. Hierbei ist neu, dass die durch den späteren Betrieb zu erwartende Systemdegradation eines jeden möglichen Systemvorschlags antizipiert werden kann. Dadurch können Betriebs- und Wartungskosten vorausgesagt und minimiert werden und durch eine optimale Betriebs- und Wartungsstrategie die Verfügbarkeit des Systems garantiert werden. Wesentliche Fragen bei der optimalen Auslegung des betrachteten hydrostatischen Getriebes sind dessen physikalische Modellierung, die Darstellung des Optimierungsproblems als gemischt-ganzzahliges lineares Programm, und dessen algorithmische Behandlung zur Lösungsfindung. Hierzu werden Heuristiken zum schnelleren Auffinden sinnvoller Systemtopologien vorgestellt und mittels mathematischer Dekomposition eine Bewertung des dynamischen Verschleiß- und Wartungsverlaufs möglicher Systemvorschläge vorgenommen. Die Arbeit stellt die Optimierung technischer Systeme an der Schnittstelle von Mathematik, Informatik und Ingenieurwesen sowohl gründlich als auch anschaulich und nachvollziehbar dar. KW - Mixed Integer Programming KW - Technical Operations Research KW - Optimization KW - System Design Y1 - 2016 SN - 978-3-8440-4848-3 PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - GEN A1 - Alt, Helmut T1 - Energiewende zwischen Wunsch und Wirklichkeit : Von der Grundlastdeckung zur Lückenlastdeckung N2 - Folien des Vortrags. VDI-Bezirksverband Dresden, Arbeitskreis Energietechnik, am Montag, 05.09.2016 Y1 - 2016 ER - TY - JOUR A1 - Albanna, Walid A1 - Conzen, Catharina A1 - Weiss, Miriam A1 - Clusmann, Hans A1 - Fuest, Matthias A1 - Mueller, Marguerite A1 - Brockmann, Marc Alexander A1 - Vilser, Walthard A1 - Schmidt-Trucksäss, Arno A1 - Hoellig, Anke A1 - Seiz, Marcel A1 - Thomé, Claudius A1 - Kotliar, Konstantin A1 - Schubert, Gerrit Alexander T1 - Retinal Vessel Analysis (RVA) in the context of subarachnoid hemorrhage: A proof of concept study JF - PLoS ONE N2 - Background Timely detection of impending delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage (SAH) is essential to improve outcome, but poses a diagnostic challenge. Retinal vessels as an embryological part of the intracranial vasculature are easily accessible for analysis and may hold the key to a new and non-invasive monitoring technique. This investigation aims to determine the feasibility of standardized retinal vessel analysis (RVA) in the context of SAH. Methods In a prospective pilot study, we performed RVA in six patients awake and cooperative with SAH in the acute phase (day 2–14) and eight patients at the time of follow-up (mean 4.6±1.7months after SAH), and included 33 age-matched healthy controls. Data was acquired using a manoeuvrable Dynamic Vessel Analyzer (Imedos Systems UG, Jena) for examination of retinal vessel dimension and neurovascular coupling. Results Image quality was satisfactory in the majority of cases (93.3%). In the acute phase after SAH, retinal arteries were significantly dilated when compared to the control group (124.2±4.3MU vs 110.9±11.4MU, p<0.01), a difference that persisted to a lesser extent in the later stage of the disease (122.7±17.2MU, p<0.05). Testing for neurovascular coupling showed a trend towards impaired primary vasodilation and secondary vasoconstriction (p = 0.08, p = 0.09 resp.) initially and partial recovery at the time of follow-up, indicating a relative improvement in a time-dependent fashion. Conclusion RVA is technically feasible in patients with SAH and can detect fluctuations in vessel diameter and autoregulation even in less severely affected patients. Preliminary data suggests potential for RVA as a new and non-invasive tool for advanced SAH monitoring, but clinical relevance and prognostic value will have to be determined in a larger cohort. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0158781 SN - 1932-6203 VL - 11 IS - 7 PB - PLOS CY - San Francisco ER - TY - PAT A1 - Al-Kaidy, Huschyar A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Kontaktwinkels eines Flüssigkörpers mit einer Festkörperoberfläche N2 - Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Kontaktwinkels eines flüssigen oder mit Flüssigkeit gefüllten Körpers. Dieser besteht aus einem Träger (1) und einer damit verbundenen, in einem Winkelbereich von mehr als 0 ° bis maximal 90 ° neigbaren Ebene (8) mit einer darin ausgebildeten Abrollbahn (9) für den flüssigen oder mit Flüssigkeit gefüllten Körper. An der Ebene (8) sind mehrere Sensoren (11,12) zur Erfassung der Rolldauer des Körpers entlang der Rollstrecke angeordnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einstellung des Neigungswinkels der Ebene (8) über ein Winkelmessgerät (10) erfolgt, wodurch ein Abrollwinkel erfassbar ist, bei dem der Körper in Bewegung gerät. Aus der Rolldauer, der Rollstrecke und dem Abrollwinkel wird der Kontaktwinkel des Körpers ermittelt. Y1 - 2016 N1 - Patent auch unter DE102014000419 und WO2015107159 veröffentlicht. ER - TY - JOUR A1 - Al-Kaidy, Huschyar A1 - Tippkötter, Nils T1 - Superparamagnetic hydrophobic particles as shell material for digital microfluidic droplets and proof-of-principle reaction assessments with immobilized laccase JF - Engineering in Life Sciences N2 - In the field of biotechnology and molecular biology, the use of small liquid volumes has significant advantages. In particular, screening and optimization runs with acceptable amounts of expensive and hardly available catalysts, reagents, or biomolecules are feasible with microfluidic technologies. The presented new microfluidic system is based on the inclusion of small liquid volumes by a protective shell of magnetizable microparticles. Hereby, discrete aqueous microreactor drops with volumes of 1–30 μL can be formed on a simple planar surface. A digital movement and manipulation of the microreactor is performed by overlapping magnetic forces. The magnetic forces are generated by an electrical coil matrix positioned below a glass plate. With the new platform technology, several discrete reaction compartments can be moved simultaneously on one surface. Due to the magnetic fields, the reactors can even be merged to initiate reactions by mixing or positioned above surface-immobilized catalysts and then opened by magnetic force. Comparative synthesis routes of the magnetizable shell particles and superhydrophobic glass slides including their performance and stability with the reaction platform are described. The influence of diffusive mass transport during the catalyzed reaction is discussed by evaluation finite element model of the microreactor. Furthermore, a first model dye reaction of the enzyme laccase has been established. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/elsc.201400124 VL - 16 IS - 3 SP - 222 EP - 230 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER -