TY - CHAP A1 - Moorkamp, Wilfried A1 - Peterson, Leif Arne A1 - Uibel, Thomas ED - Fouad, Nabil A. T1 - Nachhaltige Holzbrücken für Geh- und Radwege T2 - Bauphysik Kalender 2022: Holzbau, 22. Jahrgang N2 - Am Lehr- und Forschungsgebiet Holzbau der Fachhochschule Aachen wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens „Nachhaltige Standardbrücken in Holzbauweise“ Standardtypen für Geh- und Radwegbrücken entwickelt. Die Brücken sind durch konsequente Umsetzungen von Maßnahmen des konstruktiven Holzschutzes für eine Nutzung von mehr als 80~Jahren konzipiert. Innovative Lösungen für Bauteile und Anschlüsse sowie Materialalternativen im Bereich des Belages und der Geländer ermöglichen eine wartungsarme Konstruktion und tragen somit zur Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit bei. Um den Einsatz der entwickelten Standardbrückentypen in der Praxis zu erleichtern, wurden Leistungsverzeichnisse, Musterstatiken, Musterzeichnungen und umfangreiche Detailkataloge als Unterstützung für Planer und Bauherren erstellt. Damit die Randbedingungen für eine lange Lebensdauer während der Nutzung der Brücke erhalten bleiben, wurden Leitfäden für die Pflege und Wartung sowie für die Brückenprüfung erarbeitet. Der Beitrag gibt Einblicke in das Forschungsvorhaben und seine Resultate. Y1 - 2022 SN - 9783433033609 (Print) SN - 9783433611081 (Online) U6 - https://doi.org/10.1002/9783433611081.ch17 SP - 574 EP - 592 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Duffner, Markus A1 - Uibel, Thomas A1 - Peterson, Leif Arne A1 - Moorkamp, Wilfried ED - Fouad, Nabil A. T1 - Cross Layers Light – Ein ressourceneffizientes und recyclebares Holz-Wandsystem T2 - Bauphysik Kalender 2023: Nachhaltigkeit N2 - Ein neues tragendes, lagenweise aufgebautes Holzbau-Wandsystem und seine ökonomische und statische Entwicklung werden vorgestellt. Randbedingungen wie Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und eine beanspruchungsadaptive Konstruktionsweise sind für diese innovative Bauteilentwicklung von zentraler Bedeutung. Eine wesentliche Herausforderung ist die Herstellung der Verbindung der Lagen untereinander zu einem bauphysikalisch und statisch leistungsfähigen Wandsystem. Die Tragfähigkeit und Steifigkeit verschiedener Verbindungsvarianten wurden ebenso wie die Eigenschaften der Wandelemente analytisch, numerisch und experimentell untersucht. Y1 - 2023 SN - 9783433033890 (Print) SN - 9783433611289 (Online) U6 - https://doi.org/10.1002/9783433611289.ch13 SP - 483 EP - 501 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Peterson, Leif Arne ED - Schlüter, Dominik T1 - Holzbau T2 - Wofür braucht man das eigentlich? Ein Handbuch für Mathematiklehrkräfte der Sekundarstufe I und II Y1 - 2021 SN - 978-3-7543-2606-0 SP - 21 EP - 23 PB - BoD CY - Norderstedt ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Wohnen als Produktionsgemeinschaftsaufgabe JF - Jahrbuch für Christliche Sozialwissenschaften N2 - Wohnen als neue soziale Frage ist mehr als die Produktion neuer Formen von Wohnen und deren architektonischer Gestalt, und auch mehr als nur die Umsetzung sich verändernder, jedoch individuell formulierter Wohnwünsche. Sie spannt sich auf zwischen gesellschafts- und nachhaltigkeitspolitischen, hardcore-kapitalistischen und globalen Rahmenbedingungen, Hardware und Software, Individuum und Gemeinwohl, Konsum und Mitgestaltung. Entscheidend sind die Akteure und die Art und Weise, wie und nach welchen Maßstäben sie handeln. Entscheidend ist aber auch, Wohnen sowohl kontextuell wie auch programmatisch neu zu denken und dadurch zu neuen Mischungen, Nachbarschaften und Bewertungskriterien einer Projekt- und Stadtentwicklung zu kommen, die mehr als die Summe seiner Einzelteile wollen – ein gutes Leben für Alle abseits der Frage des Geldbeutels und der sozialen Zugehörigkeit. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.17879/jcsw-2021-3537 SN - 0075-2584 IS - 62 SP - 31 EP - 42 PB - Aschendorff CY - Münster ER - TY - CHAP A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Die Stadt als städtisch-theatrale Versuchsanordnung: Wie wollen wir in Zukunft leben und welche Stadt brauchen wir dafür? T2 - Un/Certain Futures - Rollen des Designs in gesellschaftlichen Transformationsprozessen Y1 - 2024 SN - 9783839443323 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.1515/9783839443323-009 SP - 86 EP - 95 PB - transcript CY - Bielefeld ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Strukturwandel als transformative Wende JF - disP: The Planning Review Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1080/02513625.2022.2158603 SN - 0251-3625 VL - 58 IS - 3 SP - 86 EP - 94 PB - Taylor & Francis CY - Abingdon ER - TY - CHAP A1 - Finkenberger, Isabel Maria ED - Pufke, Andrea T1 - Räumliche Transformation als Planungsaufgabe T2 - Zurück in die Zukunft. Denkmalpflege und Strukturwandel im Rheinischen Revier Y1 - 2024 N1 - Mitteilungen aus dem LVR-Amt für Denkmalpflege im Rheinland 39 : Zurück in die Zukunft. Denkmalpflege und Strukturwandel im Rheinischen Revier. Dokumentation zum 7. Rheinischen Tag für Denkmalpflege in Morschenich, 2. Juni 2022 SP - 70 EP - 77 PB - LVR-Amt für Denkmalpflege im Rheinland CY - Pulheim ER - TY - JOUR A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Hezel, Fabian A1 - Heinrichs, Uwe A1 - Kozerke, Sebastian A1 - Utting, Jane A1 - Kob, Malte A1 - Butenweg, Christoph A1 - Boesiger, Peter A1 - Niendorf, Thoralf T1 - Feasibility of Cardiac Gating Free of Interference With Electro-Magnetic Fields at 1.5 Tesla, 3.0 Tesla and 7.0 Tesla Using an MR-Stethoscope JF - Investigative Radiology KW - phonocardiogram KW - electrocardiogram KW - cardiac gating KW - high field MR imaging KW - cardiovascular MR imaging Y1 - 2009 U6 - https://doi.org/10.1097/RLI.0b013e3181b4c15e SN - 1536-0210 (online) SN - 0020-9996 (gedruckt) VL - 44 IS - 9 SP - 539 EP - 547 PB - Lippincott Williams & Wilkins ; (via Ovid) CY - Philadelphia, Pa ER - TY - THES A1 - Albrecht, Dustin T1 - „ARRK Journeys“ Filmformat-Konzept N2 - Das Projekt "ARRK Journeys" entwickelt ein neues Dokumentarfilm-Format, das darauf abzielt, potenzielle Mitarbeiter für die ARRK Engineering GmbH zu gewinnen Das Ziel des Projekts ist es, die Vielfalt an Karrieremöglichkeiten bei der ARRK Engineering GmbH aufzuzeigen und die Attraktivität des Unternehmens als Arbeitgeber zu betonen. Durch individuelle Mitarbeitergeschichten werden die Fragen beantwortet, warum eine berufliche Laufbahn bei ARRK erstrebenswert ist, ob jeder die Möglichkeit hat, bei ARRK zu arbeiten, und welche Entwicklungsmöglichkeiten das Unternehmen bietet. "ARRK Journeys" betont das Wohlbefinden der Mitarbeiter und ihre persönliche Bindung zum Unternehmen, um eine positive Arbeitgebermarke zu schaffen. "ARRK Journeys" präsentiert die ARRK Engineering GmbH als attraktiven Arbeitgeber und inspiriert potenzielle Mitarbeiter dazu, ihren eigenen Weg zu finden. KW - Employer Branding KW - Filmkonzept KW - Marketing KW - Film KW - Dokumentarfilm Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Berwanger, Natalie T1 - Social Media Kampagne – Produktwerbung : Videobegleitende Social Media Kampagne zur Vermarktung eines Produkts N2 - Diese zweiwöchige Social Media Kampagne präsentiert ein Auto durch eine Fusion von realer und digitaler Kunst, unterstützt von audiovisuellen Elementen. Ziel ist es, ein neues Erlebnis zu schaffen, das nachhaltige Mobilität in städtischer Kultur reflektiert und fortschrittliche Technologien nutzt. KW - Innovation KW - Nachhaltigkeit KW - Urbanität KW - Digital Artistry KW - Emotional Resonance Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Dankelmann, Florian T1 - Almanya : kulinarische Brücken und Soziale Bindungen der türkischen Diaspora in Deutschland N2 - Die fotografische Arbeit "Almanya" veranschaulicht Teilaspekte der türkischen Kultur anhand von Repräsentantinnen und Repräsentanten der türkeistämmigen Community in Deutschland. Mit einem Fokus auf Kulinarik und Formen des Zusammenlebens werden Menschen mit türkischen Wurzeln porträtiert, sodass am Ende ein Einblick in deren Lebens- und Gedankenwelt ermöglicht wird und kulinarische Brücken zwischen Deutschen und der türkischen Kultur gebaut werden. Die enthaltene Botschaft, welche das Projekt den Rezipient:innen überbringt, ist in einem multikulturellen Land wie Deutschland von großer Wichtigkeit für gegenseitiges Verständnis und bildet den Boden für ein harmonisches Miteinander. KW - Fotografie KW - Kultur KW - Türkei KW - Deutschland KW - Essen Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Hafidi, Youssef A1 - El Hatka, Hicham A1 - Schmitz, Dominik A1 - Krauss, Manuel A1 - Pettrak, Jürgen A1 - Biel, Markus A1 - Ittobane, Najim T1 - Sustainable soil additives for water and micronutrient supply: swelling and chelating properties of polyaspartic acid hydrogels utilizing newly developed crosslinkers JF - Gels N2 - Drought and water shortage are serious problems in many arid and semi-arid regions. This problem is getting worse and even continues in temperate climatic regions due to climate change. To address this problem, the use of biodegradable hydrogels is increasingly important for the application as water-retaining additives in soil. Furthermore, efficient (micro-)nutrient supply can be provided by the use of tailored hydrogels. Biodegradable polyaspartic acid (PASP) hydrogels with different available (1,6-hexamethylene diamine (HMD) and L-lysine (LYS)) and newly developed crosslinkers based on diesters of glycine (GLY) and (di-)ethylene glycol (DEG and EG, respectively) were synthesized and characterized using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) and regarding their swelling properties (kinetic, absorbency under load (AUL)) as well as biodegradability of PASP hydrogel. Copper (II) and zinc (II), respectively, were loaded as micronutrients in two different approaches: in situ with crosslinking and subsequent loading of prepared hydrogels. The results showed successful syntheses of di-glycine-ester-based crosslinkers. Hydrogels with good water-absorbing properties were formed. Moreover, the developed crosslinking agents in combination with the specific reaction conditions resulted in higher water absorbency with increased crosslinker content used in synthesis (10% vs. 20%). The prepared hydrogels are candidates for water-storing soil additives due to the biodegradability of PASP, which is shown in an exemple. The incorporation of Cu(II) and Zn(II) ions can provide these micronutrients for plant growth. KW - micronutrients KW - swelling properties KW - biodegradable polymers KW - hydrogels KW - superabsorbent polymers KW - glycine KW - polyaspartic acid Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/gels10030170 SN - 2310-2861 VL - 10 IS - 3 SP - Artikel 170 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Yoshinobu, Tatsuo A1 - Miyamoto, Ko-ichiro A1 - Wagner, Torsten A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Field-effect sensors combined with the scanned light pulse technique: from artificial olfactory images to chemical imaging technologies JF - Chemosensors N2 - The artificial olfactory image was proposed by Lundström et al. in 1991 as a new strategy for an electronic nose system which generated a two-dimensional mapping to be interpreted as a fingerprint of the detected gas species. The potential distribution generated by the catalytic metals integrated into a semiconductor field-effect structure was read as a photocurrent signal generated by scanning light pulses. The impact of the proposed technology spread beyond gas sensing, inspiring the development of various imaging modalities based on the light addressing of field-effect structures to obtain spatial maps of pH distribution, ions, molecules, and impedance, and these modalities have been applied in both biological and non-biological systems. These light-addressing technologies have been further developed to realize the position control of a faradaic current on the electrode surface for localized electrochemical reactions and amperometric measurements, as well as the actuation of liquids in microfluidic devices. KW - visualization KW - light-addressing technologies KW - scanned light pulse technique KW - field-effect structure KW - MOS KW - metal-oxide-semiconductor structure KW - catalytic metal KW - electronic nose KW - gas sensor KW - artificial olfactory image Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/chemosensors12020020 SN - 2227-9040 N1 - This article belongs to the Special Issue "An Exciting Journey of Chemical Sensors and Biosensors: A Theme Issue in Honor of Professor Ingemar Lundström" Corresponding author: Tatsuo Yoshinobu, Michael J. Schöning VL - 12 IS - 2 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - THES A1 - Fuchs, Simon T1 - CSTHEMAG : ein Magazin für die Streetwear-Community von CSTHELABEL N2 - In einer Welt, die von ständiger Vernetzung und sozialen Medien geprägt ist, gibt es eine spürbare Lücke für Menschen, die sich für die »Streetwear-Culture« interessieren. Viele junge Menschen, die von Fashion, Streetwear und der damit einhergehenden Kultur fasziniert sind, stoßen in ihrem direkten Umfeld oft auf Schwierigkeiten, Gleichgesinnte zu finden. CSTHELABEL hat es sich zur Aufgabe gemacht, die lebendige Streetwear-Community zu stärken und weiter zu fördern. CSTHEMAG ist ein Projekt, das in Kollaboration mit dem Gründer von CSTHELABEL entstanden ist. Es wurde eine Nullnummer für die erste Ausgabe des Magazins konzipiert, gestaltet und produziert. Diese beinhaltet Interviews mit Content-Creatorn aus der Community, jungen Modeschöpfer:innen sowie einen Einblick in vergangene Events und Pop-Ups. Das Magazin bietet Mitwirkenden und zukünftig Interessierten einen Raum in einem für das Label neuen Medium und schafft die Möglichkeit, ihre Stimmen zu stärken. CSTHEMAG verpflichtet sich gegenüber der lebendigen Community, eine eigene Plattform zu bieten, auf der ihre einzigartigen Talente, Geschichten und Inspirationen zum Ausdruck kommen. KW - Magazin KW - Streetwear Community KW - Soziale Medien KW - Fashion KW - Modeschöpfer Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Heinemann, Katja T1 - 112 – Wenn Helfer Hilfe brauchen N2 - Der Rettungsdienst ist rund um die Uhr bei medizinischen Notfällen im Einsatz. Wie aber ist dieser organisiert? Was belastet die Mitarbeiter*innen im Berufsalltag? Und wie kann man die Rettungskräfte unterstützen? „112–WENN HELFER HILFE BRAUCHEN“ bietet einen sachlichen Einblick in die Welt des Rettungsdienstes und der Ersten Hilfe. Mit kurz gefassten Fakten und Illustrationen richtet sich das Projekt vor allem an Jugendliche und junge Erwachsene. Ziel ist es, mehr Verständnis und Wertschätzung in der Gesellschaft für diese Berufsgruppe zu schaffen. Zusätzlich soll es die Leser*innen ermutigen, im Ernstfall angemessen zu handeln und „Leben zu retten“. Denn jeder kann in eine Notsituation geraten und auf den Rettungsdienst und Erste Hilfe angewiesen sein. Je früher man sich mit der Thematik beschäftigt, desto besser ist man im Ernstfall vorbereitet. KW - Rettungsdiesnt KW - Erste Hilfe KW - Notfall KW - Notruf KW - Rettungsdienst unterstützen Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Bertz, Morten A1 - Schöning, Michael Josef A1 - Molinnus, Denise A1 - Homma, Takayuki T1 - Influence of temperature, light, and H₂O₂ concentration on microbial spore inactivation: in-situ Raman spectroscopy combined with optical trapping JF - Physica status solidi (a) applications and materials science N2 - To gain insight on chemical sterilization processes, the influence of temperature (up to 70 °C), intense green light, and hydrogen peroxide (H₂O₂) concentration (up to 30% in aqueous solution) on microbial spore inactivation is evaluated by in-situ Raman spectroscopy with an optical trap. Bacillus atrophaeus is utilized as a model organism. Individual spores are isolated and their chemical makeup is monitored under dynamically changing conditions (temperature, light, and H₂O₂ concentration) to mimic industrially relevant process parameters for sterilization in the field of aseptic food processing. While isolated spores in water are highly stable, even at elevated temperatures of 70 °C, exposure to H₂O₂ leads to a loss of spore integrity characterized by the release of the key spore biomarker dipicolinic acid (DPA) in a concentration-dependent manner, which indicates damage to the inner membrane of the spore. Intensive light or heat, both of which accelerate the decomposition of H₂O₂ into reactive oxygen species (ROS), drastically shorten the spore lifetime, suggesting the formation of ROS as a rate-limiting step during sterilization. It is concluded that Raman spectroscopy can deliver mechanistic insight into the mode of action of H₂O₂-based sterilization and reveal the individual contributions of different sterilization methods acting in tandem. KW - hydrogen peroxide KW - optical spore trapping KW - Raman spectroscopy KW - sterilization conditions KW - temperature Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1002/pssa.202300866 SN - 1862-6319 (Online) SN - 1862-6300 (Print) N1 - Corresponding author: Michael J. Schöning IS - Early View PB - Wiley-VCH CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Pogorelova, Natalia A1 - Rogachev, Evgeniy A1 - Akimbekov, Nuraly S. A1 - Digel, Ilya T1 - Effect of dehydration method on the micro- and nanomorphological properties of bacterial cellulose produced by Medusomyces gisevii on different substrates JF - Journal of materials science N2 - Many important properties of bacterial cellulose (BC), such as moisture absorption capacity, elasticity and tensile strength, largely depend on its structure. This paper presents a study on the effect of the drying method on BC films produced by Medusomyces gisevii using two different procedures: room temperature drying (RT, (24 ± 2 °C, humidity 65 ± 1%, dried until a constant weight was reached) and freeze-drying (FD, treated at − 75 °C for 48 h). BC was synthesized using one of two different carbon sources—either glucose or sucrose. Structural differences in the obtained BC films were evaluated using atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction. Macroscopically, the RT samples appeared semi-transparent and smooth, whereas the FD group exhibited an opaque white color and sponge-like structure. SEM examination showed denser packing of fibrils in FD samples while RT-samples displayed smaller average fiber diameter, lower surface roughness and less porosity. AFM confirmed the SEM observations and showed that the FD material exhibited a more branched structure and a higher surface roughness. The samples cultivated in a glucose-containing nutrient medium, generally displayed a straight and ordered shape of fibrils compared to the sucrose-derived BC, characterized by a rougher and wavier structure. The BC films dried under different conditions showed distinctly different crystallinity degrees, whereas the carbon source in the culture medium was found to have a relatively small effect on the BC crystallinity. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1007/s10853-024-09596-3 SN - 1573-4803 (Online) SN - 0022-2461 (Print) N1 - Corresponding author: Ilya Digel VL - 2024 PB - Springer Science + Business Media CY - Dordrecht ER - TY - THES A1 - Jung, Maximilian T1 - Out of the Box : Cardistry Dokumentarfilm N2 - "Out of the Box" ist ein Dokumentarfilm und bietet einen Einblick in die Welt des "Cardistry". Der Schwerpunkt liegt auf dieser Nischenkunst und -kultur der visuell ansprechenden Kartenmanipulation. Der Film beleuchtet den Beginn, die Entwicklung und die lebendige Gemeinschaft hinter dieser einzigartigen Kunstform. Darüber hinaus werden Abgrenzungen, Ursprünge und Ähnlichkeiten zur Kartenmagie erforscht. KW - Cardistry KW - Karten KW - Magie KW - Dokumentarfilm Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Transformatives Forschen, Lehren und Handeln im Rheinischen Braunkohlerevier JF - Forum Wohnen und Stadtentwicklung N2 - Die Institution Hochschule hat das Potenzial, über transformatives Forschen und Lehren und den entsprechenden Wissenstransfer in den lokalen Kontext strategisch-verlässliche Partnerin der Großen Transformation zur Nachhaltigkeit zu werden und bei der Ausbildung von Pionierinnen und Pionieren des Wandels mitzuwirken. Der Lehr- und Forschungsschwerpunkt „Zukunftsfähige Transformation” am Fachbereich Architektur der FH Aachen widmet sich seit 2020 dem Tagebauumfeld Hambach im Rheinischen Revier, um dort angewandt und in Kooperation neue Narrative, innovative Prozesse, ortsbezogene Konzepte und strategische Projekte zu entwickeln und umzusetzen. Y1 - 2024 SN - 1439-7242 VL - 2022 IS - 2 SP - 69 EP - 72 PB - vhw CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria A1 - Schlaich, Christoph T1 - Mehr als Wohnen. Vom Zusammenleben in integrierten Nachbarschaften JF - APuZ - Aus Politik und Zeitgeschichte N2 - Neue Dörfer braucht das Land! Dörfer in der Stadt und Dörfer auf dem Land (…). Die Planung und Gestaltung nachhaltiger Raumsysteme, die durch ein neues Verständnis des gemeinschaftlichen Besitzes (und dessen Nutzung) ressourcenfressende Individualisierungstendenzen unserer Gesellschaft überwinden, aber zugleich größtmöglichen Freiraum für eine individuelle Persönlichkeitsentfaltung zur Verfügung stellen." Dieses Zitat der Hamburger Initiative "Wir sind Dorf" beschreibt eine aktuelle Diskussion in unserer Gesellschaft, die sowohl in der Forschung und forschungsgeleiteten Initiativen, in Politik und Planung als auch in der Bürger-schaft stattfindet. Sie wird nicht nur auf wissenschaftlichen Veranstaltungen geführt, sondern auch in konkreten Projekten für integrative Lebenswelten, die Fragestellungen von Ernährung und Energieversorgung, von Arbeit und Ökonomie, aber auch eines neuen räumlichen und sozialen Miteinanders einbeziehen. Anders als bei den weit verbreiteten Baugruppen geht es nicht ausschließlich um die Schaffung von Wohnraum. Die Nachbarschaftsidee verbindet das Bedürfnis nach gemeinschaftlichem Wohnen und Wirtschaften mit einer neuen Werteorientierung, die auf persönlicher Verantwortungsübernahme beruht. Y1 - 2024 SN - 2194-3621 VL - 2014 IS - 20-21 SP - 46 EP - 52 PB - Bundeszentrale für politische Bildung - bpb CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Finkenberger, Isabel Maria T1 - Vox populi. (Transformations-)potenziale nachkriegsmoderner Freiraumressourcen JF - Stadt+Grün N2 - Heute wie damals werden die großzügigen und offenen Siedlungsstrukturen der ersten Nachkriegsjahrzehnte mit ihrem hohen Anteil an "Grün" vielfach geschätzt und als solche nicht grundlegend hinterfragt. "Grün" verheißt im Allgemeinen Licht, Luft und Sonne, Freizeit und Erholung und gilt als etwas Wünschenswertes im städtischen Kontext. Unbeachtet bleibt, dass dem Begriff "Grün" zunächst keine Eigenschaften oder Qualitäten zugewiesen sind - er sagt noch lange nichts über dessen räumliche Qualität, dessen Nutzbarkeit, Erreichbarkeit und Zugänglichkeit aus. Abstandsgrün und Straßenbegleitgrün ist eben auch "Grün". Neben einer quantitativen Argumentation, welche ökologischen Aspekte wie Biotopvernetzung, Stadt- und Mikroklima berücksichtigt, sollten wir verstärkt qualitativ denken und damit die Grundlage für einen erweiterten und wesentlich differenzierteren Diskurs über urbane Freiräume ebnen. Y1 - 2024 SN - 0948-9770 VL - 2014 IS - 1 SP - 31 EP - 35 PB - Patzer CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Finkenberger, Isabel Maria ED - Bredenbeck, Martin T1 - Vox populi. (Transformations-)potenziale nachkriegsmoderner Freiraumressourcen T2 - Grün modern - Gärten und Parks der 1950er bis 1970er Jahre Y1 - 2024 SN - 9783925374357 N1 - Ein Kulturerbe als Herausforderung für Denkmalpflege und Vermittlungsarbeit ; Dokumentation der Tagung am 15. und 16. Oktober 2013 in Hamburg SP - 31 EP - 38 PB - BHU CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Nikolausz, Marcell A1 - Krafft, Simone A1 - Bonatelli, Maria A1 - Kumar, Vivekanantha A1 - Harms, Hauke A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Optimization of the ex situ biomethanation of hydrogen and carbon dioxide in a novel meandering plug flow reactor: start-up phase and flexible operation JF - Bioengineering KW - methanation KW - plug flow reactor KW - bubble column KW - biomethane KW - P2G Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/bioengineering11020165 SN - 2306-5354 VL - 11 IS - 2 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Kraft, Bodo A1 - Kohl, Philipp A1 - Meinecke, Matthias ED - Bernert, Christian ED - Scheurer, Steffen ED - Wehnes, Harald T1 - Analyse und Nachverfolgung von Projektzielen durch Einsatz von Natural Language Processing T2 - KI in der Projektwirtschaft : was verändert sich durch KI im Projektmanagement? Y1 - 2024 SN - 978-3-3811-1132-9 (Online) SN - 978-3-3811-1131-2 (Print) U6 - https://doi.org/10.24053/9783381111329 SP - 157 EP - 167 PB - UVK Verlag ER - TY - CHAP A1 - Finkenberger, Isabel Maria ED - Büscher, Barbara ED - Krasny, Elke ED - Ortmann, Lucie T1 - Transformatives Handeln als disziplinüberschreitende, kollektive Aktion. Stadtentwicklung trifft künstlerische und kollaborative Handlungspraxen T2 - Porös-Werden : geteilte Räume, urbane Dramaturgien, performatives Kuratieren Y1 - 2024 SN - 978-3-98514-543-0 SP - 144 EP - 158 PB - Turia + Kant CY - Wien ER - TY - CHAP A1 - Krause, Thomas ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Schalung und Gerüste T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Systemschalungen und Systemgerüste haben den Baustellenbetrieb in vielen Bereichen sehr vereinfacht. Dennoch sind Kenntnisse in diesen Feldern für eine erfolgreiche und effektive Bauleitung unverzichtbar. In diesem Kapitel werden Hinweise und Empfehlungen für die Bemessung und Einsatz von Schalungen, Trag- und Arbeitsgerüsten für den Baustellenbetrieb gegeben. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_10 SP - 659 EP - 705 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Kalkulation T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Das Kapitel behandelt die Kosten- und Preisermittlung, die Kostenvorgabe und Kostenkontrolle. Der Angebotspreis wird aufgeschlüsselt in die Einzelkosten der Teilleistungen, die Baustellengemeinkosten, die Allgemeinen Geschäftskosten und einen Zuschlag für Wagnis und Gewinn. Auf der Basis der Angebotskalkulation werden die Vorgaben für die Kostenkontrolle entwickelt. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_12 SP - 801 EP - 909 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Melzner, Jürgen A1 - Ferger, Martin ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Building Information Modeling T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Durch die Einführung von Building Information Modeling (BIM) sowohl projektspezifisch als auch in ganze Unternehmungen hat die Baubranche einen weitreichenden Veränderungsprozess angestoßen. Building Information Modeling kann als eine Methode angesehen werden, um die Informationsasymmetrien zwischen den Projektbeteiligten so gering wie möglich zu halten. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_15 SP - 1051 EP - 1073 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - BOOK A1 - Laumann, Jörg A1 - Wolf, Christian T1 - Stahlbau 1 : Bemessung von Stahlbauten nach Eurocode mit zahlreichen Beispielen Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41323-1 (Print) SN - 978-3-658-41324-8 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41324-8 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 26., überarbeitete und aktualisierte Auflage ER - TY - JOUR T1 - Dimensionen Nr. 30 / 2023: Magazin der FH Aachen University of Applied Sciences - Der Mensch im Mittelpunkt N2 - 06| Warum es gemeinsam besser geht 10| Interview 14| Wer ist hier der Boss? 18| Schnittstelle zwischen Mensch und Technik 22| Zweite Heimat Jülich 28| Zwischen Angst und Hoffnung 32| Eine Sternstunde für die FH Aachen 36| Gegen alle Widerstände 38| Ein Ort, der bleibt 42| Der Aufblühende 46| Der Computer sitzt am Steuer 52| Da geht das Herz auf 54| Hoch hinaus 58| Beratungsangebote 60| Das alte Schätzchen T3 - Dimensionen - Magazin der FH Aachen University of Applied Sciences - 01/2023 Y1 - 2023 CY - Aachen 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 - CHAP A1 - Funke, Harald A1 - Beckmann, Nils A1 - Stefan, Lukas A1 - Keinz, Jan T1 - Hydrogen combustor integration study for a medium range aircraft engine using the dry-low NOx “Micromix” combustion principle T2 - Proceedings of the ASME Turbo Expo 2023: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. Volume 1: Aircraft Engine. N2 - The feasibility study presents results of a hydrogen combustor integration for a Medium-Range aircraft engine using the Dry-Low-NOₓ Micromix combustion principle. Based on a simplified Airbus A320-type flight mission, a thermodynamic performance model of a kerosene and a hydrogen-powered V2530-A5 engine is used to derive the thermodynamic combustor boundary conditions. A new combustor design using the Dry-Low NOx Micromix principle is investigated by slice model CFD simulations of a single Micromix injector for design and off-design operation of the engine. Combustion characteristics show typical Micromix flame shapes and good combustion efficiencies for all flight mission operating points. Nitric oxide emissions are significant below ICAO CAEP/8 limits. For comparison of the Emission Index (EI) for NOₓ emissions between kerosene and hydrogen operation, an energy (kerosene) equivalent Emission Index is used. A full 15° sector model CFD simulation of the combustion chamber with multiple Micromix injectors including inflow homogenization and dilution and cooling air flows investigates the combustor integration effects, resulting NOₓ emission and radial temperature distributions at the combustor outlet. The results show that the integration of a Micromix hydrogen combustor in actual aircraft engines is feasible and offers, besides CO₂ free combustion, a significant reduction of NOₓ emissions compared to kerosene operation. KW - emission index KW - nitric oxides KW - aircraft engine KW - Micromix KW - combustion KW - hydrogen Y1 - 2023 SN - 978-0-7918-8693-9 U6 - https://doi.org/10.1115/GT2023-102370 N1 - Paper No. GT2023-102370, V001T01A022 N1 - ASME Turbo Expo 2023: Turbomachinery Technical Conference and Exposition June 26–30, 2023, Boston, Massachusetts, USA PB - ASME CY - New York ER - TY - CHAP A1 - Gehler, M. A1 - Ober-Blöbaum, S. A1 - Dachwald, Bernd T1 - Application of discrete mechanics and optimal control to spacecraft in non-keplerian motion around small solar system bodies T2 - Procceedings of the 60th International Astronautical Congress N2 - Prolonged operations close to small solar system bodies require a sophisticated control logic to minimize propellant mass and maximize operational efficiency. A control logic based on Discrete Mechanics and Optimal Control (DMOC) is proposed and applied to both conventionally propelled and solar sail spacecraft operating at an arbitrarily shaped asteroid in the class of Itokawa. As an example, stand-off inertial hovering is considered, recently identified as a challenging part of the Marco Polo mission. The approach is easily extended to stand-off orbits. We show that DMOC is applicable to spacecraft control at small objects, in particular with regard to the fact that the changes in gravity are exploited by the algorithm to optimally control the spacecraft position. Furthermore, we provide some remarks on promising developments. KW - Spacecraft Y1 - 2009 SN - 978-161567908-9 N1 - 60th International Astronautical Congress 2009, IAC 2009; Daejeon; South Korea; 12 October 2009 through 16 October 2009 SP - 1360 EP - 1371 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Dachwald, Bernd A1 - Wurm, P. T1 - Design concept and modeling of an advanced solar photon thruster T2 - Advances in the Astronautical Sciences N2 - The so-called "compound solar sail", also known as "Solar Photon Thruster" (SPT), holds the potential of providing significant performance advantages over the flat solar sail. Previous SPT design concepts, however, do not consider shadowing effects and multiple reflections of highly concentrated solar radiation that would inevitably destroy the gossamer sail film. In this paper, we propose a novel advanced SPT (ASPT) design concept that does not suffer from these oversimplifications. We present the equations that describe the thrust force acting on such a sail system and compare its performance with respect to the conventional flat solar sail. KW - solar sails Y1 - 2009 SN - 978-087703554-1 SN - 00653438 N1 - 19th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting; Savannah, GA; United States; 8 February 2009 through 12 February 2009 SP - 723 EP - 740 PB - American Astronautical Society CY - San Diego, Calif. ER - TY - CHAP A1 - Dachwald, Bernd ED - Knopf, George K. ED - Otani, Yukitoshi T1 - Light propulsion systems for spacecraft T2 - Optical nano and micro actuator technology Y1 - 2017 SN - 9781315217628 (eBook) SP - 577 EP - 598 PB - CRC Press CY - Boca Raton ER - TY - CHAP A1 - Dachwald, Bernd A1 - Wurm, P. T1 - Mission analysis for an advanced solar photon thruster T2 - 60th International Astronautical Congress 2009, IAC 2009 N2 - The so-called "compound solar sail", also known as "Solar Photon Thruster" (SPT), is a solar sail design concept, for which the two basic functions of the solar sail, namely light collection and thrust direction, are uncoupled. In this paper, we introduce a novel SPT concept, termed the Advanced Solar Photon Thruster (ASPT). This model does not suffer from the simplified assumptions that have been made for the analysis of compound solar sails in previous studies. We present the equations that describe the force, which acts on the ASPT. After a detailed design analysis, the performance of the ASPT with respect to the conventional flat solar sail (FSS) is investigated for three interplanetary mission scenarios: An Earth-Venus rendezvous, where the solar sail has to spiral towards the Sun, an Earth-Mars rendezvous, where the solar sail has to spiral away from the Sun, and an Earth-NEA rendezvous (to near-Earth asteroid 1996FG3), where a large orbital eccentricity change is required. The investigated solar sails have realistic near-term characteristic accelerations between 0.1 and 0.2mm/s2. Our results show that a SPT is not superior to the flat solar sail unless very idealistic assumptions are made. KW - Interplanetary flight Y1 - 2009 SN - 978-161567908-9 N1 - 60th International Astronautical Congress 2009, IAC 2009; Daejeon; South Korea; 12 October 2009 through 16 October 2009 VL - 8 SP - 6838 EP - 6851 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Baumgartner, Werner A1 - Fidler, Florian A1 - Weth, Agnes A1 - Habbecke, Martin A1 - Jakob, Peter A1 - Butenweg, Christoph A1 - Böhme, Wolfgang T1 - Investigating the locomotion of the sandfish in desert sand using NMR-Imaging JF - PLOS ONE N2 - The sandfish (Scincus scincus) is a lizard having the remarkable ability to move through desert sand for significant distances. It is well adapted to living in loose sand by virtue of a combination of morphological and behavioural specializations. We investigated the bodyform of the sandfish using 3D-laserscanning and explored its locomotion in loose desert sand using fast nuclear magnetic resonance (NMR) imaging. The sandfish exhibits an in-plane meandering motion with a frequency of about 3 Hz and an amplitude of about half its body length accompanied by swimming-like (or trotting) movements of its limbs. No torsion of the body was observed, a movement required for a digging-behaviour. Simple calculations based on the Janssen model for granular material related to our findings on bodyform and locomotor behaviour render a local decompaction of the sand surrounding the moving sandfish very likely. Thus the sand locally behaves as a viscous fluid and not as a solid material. In this fluidised sand the sandfish is able to “swim” using its limbs. KW - magnetic resonance imaging KW - body limbs KW - swimming KW - lizards KW - deserts Y1 - 2008 U6 - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003309 SN - 1932-6203 VL - 3 IS - 10 PB - Plos CY - San Francisco, California, US ER - TY - CHAP A1 - Gömmel, A. A1 - Butenweg, Christoph A1 - Kob, M. T1 - A fluid-structure interaction model of vocal fold oscillation T2 - 5th International Workshop on Models and Analysis of Vocal Emissions for Biomedical Applications, MAVEBA 2007 N2 - Since fluid-structure interaction within the finite-element method is state of the art in many engineering fields, this method is used in voice analysis. A quasi two-dimensional model of the vocal folds including the ventricular folds is presented. First results of self-sustained vocal fold oscillation are presented and possibilities as well as limitations are discussed. KW - finite element method KW - fluid structure interaction KW - vocal fold oscillation Y1 - 2007 SN - 978-888453674-7 N1 - 5th International Workshop on Models and Analysis of Vocal Emissions for Biomedical Applications, MAVEBA 2007; Florence; Italy; 13 December 2007 through 15 December 2007 SP - 127 EP - 128 ER - TY - JOUR A1 - Schoenrock, Britt A1 - Muckelt, Paul E. A1 - Hastermann, Maria A1 - Albracht, Kirsten A1 - MacGregor, Robert A1 - Martin, David A1 - Gunga, Hans-Christian A1 - Salanova, Michele A1 - Stokes, Maria J. A1 - Warner, Martin B. A1 - Blottner, Dieter T1 - Muscle stiffness indicating mission crew health in space JF - Scientific Reports N2 - Muscle function is compromised by gravitational unloading in space affecting overall musculoskeletal health. Astronauts perform daily exercise programmes to mitigate these effects but knowing which muscles to target would optimise effectiveness. Accurate inflight assessment to inform exercise programmes is critical due to lack of technologies suitable for spaceflight. Changes in mechanical properties indicate muscle health status and can be measured rapidly and non-invasively using novel technology. A hand-held MyotonPRO device enabled monitoring of muscle health for the first time in spaceflight (> 180 days). Greater/maintained stiffness indicated countermeasures were effective. Tissue stiffness was preserved in the majority of muscles (neck, shoulder, back, thigh) but Tibialis Anterior (foot lever muscle) stiffness decreased inflight vs. preflight (p < 0.0001; mean difference 149 N/m) in all 12 crewmembers. The calf muscles showed opposing effects, Gastrocnemius increasing in stiffness Soleus decreasing. Selective stiffness decrements indicate lack of preservation despite daily inflight countermeasures. This calls for more targeted exercises for lower leg muscles with vital roles as ankle joint stabilizers and in gait. Muscle stiffness is a digital biomarker for risk monitoring during future planetary explorations (Moon, Mars), for healthcare management in challenging environments or clinical disorders in people on Earth, to enable effective tailored exercise programmes. KW - Ageing KW - Anatomy KW - Muscle KW - Musculoskeletal system KW - Physiology Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1038/s41598-024-54759-6 SN - 2045-2322 N1 - Corresponding author: Dieter Blottner VL - 14 IS - Article number: 4196 PB - Springer Nature CY - London ER - TY - JOUR A1 - Kahmann, Stephanie L. A1 - Rausch, Valentin A1 - Plümer, Jonathan A1 - Müller, Lars P. A1 - Pieper, Martin A1 - Wegmann, Kilian T1 - The automized fracture edge detection and generation of three-dimensional fracture probability heat maps JF - Medical Engineering & Physics N2 - With proven impact of statistical fracture analysis on fracture classifications, it is desirable to minimize the manual work and to maximize repeatability of this approach. We address this with an algorithm that reduces the manual effort to segmentation, fragment identification and reduction. The fracture edge detection and heat map generation are performed automatically. With the same input, the algorithm always delivers the same output. The tool transforms one intact template consecutively onto each fractured specimen by linear least square optimization, detects the fragment edges in the template and then superimposes them to generate a fracture probability heat map. We hypothesized that the algorithm runs faster than the manual evaluation and with low (< 5 mm) deviation. We tested the hypothesis in 10 fractured proximal humeri and found that it performs with good accuracy (2.5 mm ± 2.4 mm averaged Euclidean distance) and speed (23 times faster). When applied to a distal humerus, a tibia plateau, and a scaphoid fracture, the run times were low (1–2 min), and the detected edges correct by visual judgement. In the geometrically complex acetabulum, at a run time of 78 min some outliers were considered acceptable. An automatically generated fracture probability heat map based on 50 proximal humerus fractures matches the areas of high risk of fracture reported in medical literature. Such automation of the fracture analysis method is advantageous and could be extended to reduce the manual effort even further. KW - Fracture classification KW - Shoulder KW - Probability distribution mapping KW - Morphing KW - Imaging Y1 - 2022 SN - 1350-4533 VL - 2022 IS - 110 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Grund, Raphael M. A1 - Altherr, Lena ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Schwarz, André T1 - Development of an open source energy disaggregation tool for the home automation platform Home Assistant T2 - Tagungsband AALE 2023 : mit Automatisierung gegen den Klimawandel N2 - In order to reduce energy consumption of homes, it is important to make transparent which devices consume how much energy. However, power consumption is often only monitored aggregated at the house energy meter. Disaggregating this power consumption into the contributions of individual devices can be achieved using Machine Learning. Our work aims at making state of the art disaggregation algorithms accessibe for users of the open source home automation platform Home Assistant. KW - Home Automation Platform KW - Home Assistant KW - Open Source KW - Machine Learning KW - Energy Disaggregation Y1 - 2023 SN - 978-3-910103-01-6 U6 - https://doi.org/10.33968/2023.02 N1 - 19. AALE-Konferenz. Luxemburg, 08.03.-10.03.2023. BTS Connected Buildings & Cities Luxemburg (Tagungsband unter https://doi.org/10.33968/2023.01) SP - 11 EP - 20 PB - le-tex publishing services GmbH CY - Leipzig ER - TY - PAT A1 - Bragard, Michael A1 - Hüning, Felix A1 - Kowalewski, Paul T1 - Vorrichtung zur Relativlagenbestimmung [Offenlegungschrift] N2 - Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Relativlage zwischen einem feststehenden Teil und einem zu demselben in eine Bewegungsrichtung bewegbaren beweglichen Teil, wobei der feststehende Teil mit einem Wiegandsensor versehen ist, wobei der Wiegandsensor zwischen zwei gegenpolig zueinander ausgebildeten Permanentmagneten angeordnet ist und dass der bewegliche Teil eine Mehrzahl von beabstandet zueinander angeordneten Magnetisierungsstegen aus einem magnetisch leitenden Material aufweist, die in der Bewegungsrichtung zumindest eine gleich große Erstreckung aufweisen wie der Permanentmagnet, dass ein Abstand zwischen benachbarten Magnetisierungsstegen derart gewählt ist, dass in einer ersten Relativlage ein erster Permanentmagnet von einem der Magnetisierungsstege überdeckt ist und ein zweiter Permanentmagnet nicht von einem der Magnetisierungsstege überdeckt ist. Y1 - 2023 N1 - Offenlegungschrift zu DE102022115350A1 2023.12.21 ER - TY - CHAP A1 - Wittig, M. A1 - Rütters, René A1 - Bragard, Michael ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Schwarz, André T1 - Application of RL in control systems using the example of a rotatory inverted pendulum T2 - Tagungsband AALE 2024 : Fit für die Zukunft: praktische Lösungen für die industrielle Automation N2 - In this paper, the use of reinforcement learning (RL) in control systems is investigated using a rotatory inverted pendulum as an example. The control behavior of an RL controller is compared to that of traditional LQR and MPC controllers. This is done by evaluating their behavior under optimal conditions, their disturbance behavior, their robustness and their development process. All the investigated controllers are developed using MATLAB and the Simulink simulation environment and later deployed to a real pendulum model powered by a Raspberry Pi. The RL algorithm used is Proximal Policy Optimization (PPO). The LQR controller exhibits an easy development process, an average to good control behavior and average to good robustness. A linear MPC controller could show excellent results under optimal operating conditions. However, when subjected to disturbances or deviations from the equilibrium point, it showed poor performance and sometimes instable behavior. Employing a nonlinear MPC Controller in real time was not possible due to the high computational effort involved. The RL controller exhibits by far the most versatile and robust control behavior. When operated in the simulation environment, it achieved a high control accuracy. When employed in the real system, however, it only shows average accuracy and a significantly greater performance loss compared to the simulation than the traditional controllers. With MATLAB, it is not yet possible to directly post-train the RL controller on the Raspberry Pi, which is an obstacle to the practical application of RL in a prototyping or teaching setting. Nevertheless, RL in general proves to be a flexible and powerful control method, which is well suited for complex or nonlinear systems where traditional controllers struggle. KW - Rotatory Inverted Pendulum KW - MPC KW - LQR KW - PPO KW - Reinforcement Learning Y1 - 2024 SN - 978-3-910103-02-3 U6 - https://doi.org/10.33968/2024.53 N1 - 20. AALE-Konferenz. Bielefeld, 06.03.-08.03.2024. (Tagungsband unter https://doi.org/10.33968/2024.29) SP - 241 EP - 248 PB - le-tex publishing services GmbH CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Döring, Bernd A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Groß, Rolf A1 - Mohan, Nijanthan A1 - Oyen, Marc A1 - Schnittcher, Lukas A1 - Voß, Norbert ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Schwarz, André T1 - DiggiTwin: ein interdisziplinäres Projekt zur Nutzung digitaler Zwillinge auf dem Weg zu einem klimaneutralen Gebäudebestand T2 - Tagungsband AALE 2024 : Fit für die Zukunft: praktische Lösungen für die industrielle Automation N2 - Im Hinblick auf die Klimaziele der Bundesrepublik Deutschland konzentriert sich das Projekt Diggi Twin auf die nachhaltige Gebäudeoptimierung. Grundlage für eine ganzheitliche Gebäudeüberwachung und -optimierung bildet dabei die Digitalisierung und Automation im Sinne eines Smart Buildings. Das interdisziplinäre Projekt der FH Aachen hat das Ziel, ein bestehendes Hochschulgebäude und einen Neubau an klimaneutrale Standards anzupassen. Im Rahmen des Projekts werden bekannte Verfahren, wie das Building Information Modeling (BIM), so erweitert, dass ein digitaler Gebäudezwilling entsteht. Dieser kann zur Optimierung des Gebäudebetriebs herangezogen werden, sowie als Basis für eine Erweiterung des Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen (BNB) dienen. Mithilfe von Sensortechnologie und künstlicher Intelligenz kann so ein präzises Monitoring wichtiger Gebäudedaten erfolgen, um ungenutzte Energieeinsparpotenziale zu erkennen und zu nutzen. Das Projekt erforscht und setzt methodische Erkenntnisse zu BIM und digitalen Gebäudezwillingen praxisnah um, indem es spezifische Fragen zur Energie- und Ressourceneffizienz von Gebäuden untersucht und konkrete Lösungen für die Gebäudeoptimierung entwickelt. KW - Anomalieerkennung KW - IoT KW - Überwachung & Optimierung KW - DiggiTwin KW - BIM KW - Smart Building KW - Digitalisierung Y1 - 2024 SN - 978-3-910103-02-3 U6 - https://doi.org/10.33968/2024.67 N1 - 20. AALE-Konferenz. Bielefeld, 06.03.-08.03.2024 (Tagungsband unter https://doi.org/10.33968/2024.29) SP - 341 EP - 346 PB - le-tex publishing services GmbH CY - Leipzig ER - TY - JOUR A1 - Engelmann, Ulrich M. A1 - Simsek, Beril A1 - Shalaby, Ahmed A1 - Krause, Hans-Joachim T1 - Key contributors to signal generation in frequency mixing magnetic detection (FMMD): an in silico study JF - Sensors N2 - Frequency mixing magnetic detection (FMMD) is a sensitive and selective technique to detect magnetic nanoparticles (MNPs) serving as probes for binding biological targets. Its principle relies on the nonlinear magnetic relaxation dynamics of a particle ensemble interacting with a dual frequency external magnetic field. In order to increase its sensitivity, lower its limit of detection and overall improve its applicability in biosensing, matching combinations of external field parameters and internal particle properties are being sought to advance FMMD. In this study, we systematically probe the aforementioned interaction with coupled Néel–Brownian dynamic relaxation simulations to examine how key MNP properties as well as applied field parameters affect the frequency mixing signal generation. It is found that the core size of MNPs dominates their nonlinear magnetic response, with the strongest contributions from the largest particles. The drive field amplitude dominates the shape of the field-dependent response, whereas effective anisotropy and hydrodynamic size of the particles only weakly influence the signal generation in FMMD. For tailoring the MNP properties and parameters of the setup towards optimal FMMD signal generation, our findings suggest choosing large particles of core sizes dc > 25 nm nm with narrow size distributions (σ < 0.1) to minimize the required drive field amplitude. This allows potential improvements of FMMD as a stand-alone application, as well as advances in magnetic particle imaging, hyperthermia and magnetic immunoassays. KW - key performance indicators KW - magnetic biosensing KW - coupled Néel–Brownian relaxation dynamics KW - frequency mixing magnetic detection KW - magnetic relaxation KW - micromagnetic simulation KW - magnetic nanoparticles Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/s24061945 SN - 1424-8220 N1 - This article belongs to the Special Issue "Advances in Magnetic Sensors and Their Applications" VL - 24 IS - 6 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Zhen, Manghao A1 - Liang, Yunpei A1 - Staat, Manfred A1 - Li, Quanqui A1 - Li, Jianbo T1 - Discontinuous fracture behaviors and constitutive model of sandstone specimens containing non-parallel prefabricated fissures under uniaxial compression JF - Theoretical and Applied Fracture Mechanics N2 - The deformation and damage laws of non-homogeneous irregular structural planes in rocks are the basis for studying the stability of rock engineering. To investigate the damage characteristics of rock containing non-parallel fissures, uniaxial compression tests and numerical simulations were conducted on sandstone specimens containing three non-parallel fissures inclined at 0°, 45° and 90° in this study. The characteristics of crack initiation and crack evolution of fissures with different inclinations were analyzed. A constitutive model for the discontinuous fractures of fissured sandstone was proposed. The results show that the fracture behaviors of fissured sandstone specimens are discontinuous. The stress–strain curves are non-smooth and can be divided into nonlinear crack closure stage, linear elastic stage, plastic stage and brittle failure stage, of which the plastic stage contains discontinuous stress drops. During the uniaxial compression test, the middle or ends of 0° fissures were the first to crack compared to 45° and 90° fissures. The end with small distance between 0° and 45° fissures cracked first, and the end with large distance cracked later. After the final failure, 0° fissures in all specimens were fractured, while 45° and 90° fissures were not necessarily fractured. Numerical simulation results show that the concentration of compressive stress at the tips of 0°, 45° and 90° fissures, as well as the concentration of tensile stress on both sides, decreased with the increase of the inclination angle. A constitutive model for the discontinuous fractures of fissured sandstone specimens was derived by combining the logistic model and damage mechanic theory. This model can well describe the discontinuous drops of stress and agrees well with the whole processes of the stress–strain curves of the fissured sandstone specimens. KW - Constitutive model KW - Damage mechanics theory KW - Discontinuous fractures KW - Uniaxial compression test KW - Non-parallel fissures Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2024.104373 SN - 0167-8442 VL - 131 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Zahra, Mahdi A1 - Phani Srujan, Merige A1 - Caminos, Ricardo Alexander Chico A1 - Schmitz, Pascal A1 - Herrmann, Ulf A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Schmitz, Mark A1 - Gielen, Hans A1 - Gedle, Yibekal A1 - Dersch, Jürgen T1 - Modeling the thermal behavior of solar salt in electrical resistance heaters for the application in PV-CSP hybrid power plants T2 - SOLARPACES 2020 N2 - Concentrated Solar Power (CSP) systems are able to store energy cost-effectively in their integrated thermal energy storage (TES). By intelligently combining Photovoltaics (PV) systems with CSP, a further cost reduction of solar power plants is expected, as well as an increase in dispatchability and flexibility of power generation. PV-powered Resistance Heaters (RH) can be deployed to raise the temperature of the molten salt hot storage from 385 °C up to 565 °C in a Parabolic Trough Collector (PTC) plant. To avoid freezing and decomposition of molten salt, the temperature distribution in the electrical resistance heater is investigated in the present study. For this purpose, a RH has been modeled and CFD simulations have been performed. The simulation results show that the hottest regions occur on the electric rod surface behind the last baffle. A technical optimization was performed by adjusting three parameters: Shell-baffle clearance, electric rod-baffle clearance and number of baffles. After the technical optimization was carried out, the temperature difference between the maximum temperature and the average outlet temperature of the salt is within the acceptable limits, thus critical salt decomposition has been avoided. Additionally, the CFD simulations results were analyzed and compared with results obtained with a one-dimensional model in Modelica. KW - Solar thermal technologies KW - Hybrid energy system KW - Concentrated solar power KW - Energy storage KW - Photovoltaics Y1 - 2022 SN - 978-0-7354-4195-8 U6 - https://doi.org/10.1063/5.0086268 SN - 1551-7616 (online) SN - 0094-243X (print) N1 - SOLARPACES 2020: 26th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 28 September–2 October 2020, Freiburg, Germany IS - 2445 / 1 PB - AIP conference proceedings / American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - CHAP A1 - Caminos, Ricardo Alexander Chico A1 - Schmitz, Pascal A1 - Atti, Vikrama A1 - Mahdi, Zahra A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Sattler, Johannes Christoph A1 - Herrmann, Ulf A1 - Hilger, Patrick A1 - Dieckmann, Simon T1 - Development of a micro heliostat and optical qualification assessment with a 3D laser scanning method T2 - SOLARPACES 2020 N2 - The Solar-Institut Jülich (SIJ) and the companies Hilger GmbH and Heliokon GmbH from Germany have developed a small-scale cost-effective heliostat, called “micro heliostat”. Micro heliostats can be deployed in small-scale concentrated solar power (CSP) plants to concentrate the sun's radiation for electricity generation, space or domestic water heating or industrial process heat. In contrast to conventional heliostats, the special feature of a micro heliostat is that it consists of dozens of parallel-moving, interconnected, rotatable mirror facets. The mirror facets array is fixed inside a box-shaped module and is protected from weathering and wind forces by a transparent glass cover. The choice of the building materials for the box, tracking mechanism and mirrors is largely dependent on the selected production process and the intended application of the micro heliostat. Special attention was paid to the material of the tracking mechanism as this has a direct influence on the accuracy of the micro heliostat. The choice of materials for the mirror support structure and the tracking mechanism is made in favor of plastic molded parts. A qualification assessment method has been developed by the SIJ in which a 3D laser scanner is used in combination with a coordinate measuring machine (CMM). For the validation of this assessment method, a single mirror facet was scanned and the slope deviation was computed. KW - Concentrated solar power KW - Electricity generation KW - Measuring instruments KW - Heliostats KW - Global change Y1 - 2022 SN - 978-0-7354-4195-8 U6 - https://doi.org/10.1063/5.0086262 SN - 1551-7616 (online) SN - 0094-243X (print) N1 - SOLARPACES 2020: 26th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 28 September–2 October 2020, Freiburg, Germany IS - 2445 / 1 PB - AIP conference proceedings / American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - CHAP A1 - Niederwestberg, Stefan A1 - Schneider, Falko A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Introduction to a direct irradiated transparent tube particle receiver T2 - SOLARPACES 2020 N2 - New materials often lead to innovations and advantages in technical applications. This also applies to the particle receiver proposed in this work that deploys high-temperature and scratch resistant transparent ceramics. With this receiver design, particles are heated through direct-contact concentrated solar irradiance while flowing downwards through tubular transparent ceramics from top to bottom. In this paper, the developed particle receiver as well as advantages and disadvantages are described. Investigations on the particle heat-up characteristics from solar irradiance were carried out with DEM simulations which indicate that particle temperatures can reach up to 1200 K. Additionally, a simulation model was set up for investigating the dynamic behavior. A test receiver at laboratory scale has been designed and is currently being built. In upcoming tests, the receiver test rig will be used to validate the simulation results. The design and the measurement equipment is described in this work. KW - Solar irradiance KW - Ceramics Y1 - 2022 SN - 978-0-7354-4195-8 U6 - https://doi.org/10.1063/5.0086735 SN - 1551-7616 (online) SN - 0094-243X (print) N1 - SOLARPACES 2020: 26th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 28 September–2 October 2020, Freiburg, Germany IS - 2445 / 1 PB - AIP conference proceedings / American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - CHAP A1 - Neumann, Hannah A1 - Adam, Mario A1 - Backes, Klaus A1 - Börner, Martin A1 - Clees, Tanja A1 - Doetsch, Christian A1 - Glaeser, Susanne A1 - Herrmann, Ulf A1 - May, Johanna A1 - Rosenthal, Florian A1 - Sauer, Dirk Uwe A1 - Stadler, Ingo T1 - Development of open educational resources for renewable energy and the energy transition process T2 - ISES SWC 2021 N2 - The dissemination of knowledge about renewable energies is understood as a social task with the highest topicality. The transfer of teaching content on renewable energies into digital open educational resources offers the opportunity to significantly accelerate the implementation of the energy transition. Thus, in the here presented project six German universities create open educational resources for the energy transition. These materials are available to the public on the internet under a free license. So far there has been no publicly accessible, editable media that cover entire learning units about renewable energies extensively and in high technical quality. Thus, in this project, the content that remains up-to-date for a longer period is appropriately prepared in terms of media didactics. The materials enable lecturers to provide students with in-depth training about technologies for the energy transition. In a particular way, the created material is also suitable for making the general public knowledgeable about the energy transition with scientifically based material. KW - energy transition KW - renewable energies KW - open educational resources KW - dissemination KW - digitalization Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.18086/swc.2021.47.03 N1 - ISES Solar World Congress, virtual conference 25-29 October 2021 PB - International Solar Energy Society CY - Freiburg ER - TY - PAT A1 - Hüning, Felix T1 - Positionssensorvorrichtung N2 - Die Erfindung betrifft eine Positionssensorvorrichtung zur Bestimmung einer Absolutposition eines beweglichen ersten Teils relativ zu einem ortsfesten zweiten Teil mit einem mit dem beweglichen ersten Teil gekoppelter Codekörper, der dazu eingerichtet ist, eine Codespur mit einer Mehrzahl von in Spurrichtung aufeinanderfolgenden Codeelementen zu enthalten zur Bildung eines Codewortes, mit einer magnetischen Detektionseinrichtung zur Detektion der Codespur, wobei die Detektionseinrichtung zum einen an dem Codekörper befestigte und entlang der Spurrichtung in einem solchen Abstand gegenpolig zueinander angeordnete Permanentmagneten aufweist, dass der Abstand mit einer vorgegebenen Länge der jeweiligen Codeelemente übereinstimmt, und zum anderen eine Anzahl von ortsfest und quer zu dem Codekörper versetzt angeordnete Wiegandsensoren aufweist, wobei der Abstand des Wiegandsensors zu einer Erstreckungsebene der Permanentmagneten derart gewählt ist, dass bei Überdeckung des Wiegandsensors durch den Permanentmagneten ein Wiegandpuls in dem Wiegandsensor induziert wird. Y1 - 2024 ER - TY - CHAP A1 - Sattler, Johannes Christoph A1 - Schneider, Iesse Peer A1 - Angele, Florian A1 - Atti, Vikrama A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Development of heliostat field calibration methods: Theory and experimental test results T2 - SolarPACES 2022 conference proceedings N2 - In this work, three patent pending calibration methods for heliostat fields of central receiver systems (CRS) developed by the Solar-Institut Jülich (SIJ) of the FH Aachen University of Applied Sciences are presented. The calibration methods can either operate in a combined mode or in stand-alone mode. The first calibration method, method A, foresees that a camera matrix is placed into the receiver plane where it is subjected to concentrated solar irradiance during a measurement process. The second calibration method, method B, uses an unmanned aerial vehicle (UAV) such as a quadrocopter to automatically fly into the reflected solar irradiance cross-section of one or more heliostats (two variants of method B were tested). The third calibration method, method C, foresees a stereo central camera or multiple stereo cameras installed e.g. on the solar tower whereby the orientations of the heliostats are calculated from the location detection of spherical red markers attached to the heliostats. The most accurate method is method A which has a mean accuracy of 0.17 mrad. The mean accuracy of method B variant 1 is 1.36 mrad and of variant 2 is 1.73 mrad. Method C has a mean accuracy of 15.07 mrad. For method B there is great potential regarding improving the measurement accuracy. For method C the collected data was not sufficient for determining whether or not there is potential for improving the accuracy. KW - Heliostat Field Calibration KW - Unmanned aerial vehicle KW - UAV KW - Quadrocopter KW - Camera system Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.52825/solarpaces.v1i.678 SN - 2751-9899 (online) N1 - SolarPACES 2022: 28th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 27-30 September, Albuquerque, NM, USA IS - 1 PB - TIB Open Publishing CY - Hannover ER - TY - CHAP A1 - Sattler, Johannes Christoph A1 - Atti, Vikrama A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf A1 - Dutta, Siddharth A1 - Kioutsioukis, Ioannis T1 - DNI forecast tool for the smart operation of a parabolic trough collector system with concrete thermal energy storage: Theory, results and outlook T2 - SolarPACES 2022 conference proceedings N2 - This work presents a basic forecast tool for predicting direct normal irradiance (DNI) in hourly resolution, which the Solar-Institut Jülich (SIJ) is developing within a research project. The DNI forecast data shall be used for a parabolic trough collector (PTC) system with a concrete thermal energy storage (C-TES) located at the company KEAN Soft Drinks Ltd in Limassol, Cyprus. On a daily basis, 24-hour DNI prediction data in hourly resolution shall be automatically produced using free or very low-cost weather forecast data as input. The purpose of the DNI forecast tool is to automatically transfer the DNI forecast data on a daily basis to a main control unit (MCU). The MCU automatically makes a smart decision on the operation mode of the PTC system such as steam production mode and/or C-TES charging mode. The DNI forecast tool was evaluated using historical data of measured DNI from an on-site weather station, which was compared to the DNI forecast data. The DNI forecast tool was tested using data from 56 days between January and March 2022, which included days with a strong variation in DNI due to cloud passages. For the evaluation of the DNI forecast reliability, three categories were created and the forecast data was sorted accordingly. The result was that the DNI forecast tool has a reliability of 71.4 % based on the tested days. The result fulfils SIJ’s aim to achieve a reliability of around 70 %, but SIJ aims to still improve the DNI forecast quality. KW - Direct normal irradiance forecast KW - DNI forecast KW - Parabolic trough collector KW - PTC KW - Thermal Energy Storage Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.52825/solarpaces.v1i.731 SN - 2751-9899 (online) N1 - SolarPACES 2022, 28th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 27-30 September, Albuquerque, NM, USA IS - 1 PB - TIB Open Publishing CY - Hannover ER - TY - CHAP A1 - Schwager, Christian A1 - Angele, Florian A1 - Nouri, Bijan A1 - Schwarzbözl, Peter A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Impact of DNI forecast quality on performance prediction for a commercial scale solar tower: Application of nowcasting DNI maps to dynamic solar tower simulation T2 - SolarPACES 2022 conference proceedings N2 - Concerning current efforts to improve operational efficiency and to lower overall costs of concentrating solar power (CSP) plants with prediction-based algorithms, this study investigates the quality and uncertainty of nowcasting data regarding the implications for process predictions. DNI (direct normal irradiation) maps from an all-sky imager-based nowcasting system are applied to a dynamic prediction model coupled with ray tracing. The results underline the need for high-resolution DNI maps in order to predict net yield and receiver outlet temperature realistically. Furthermore, based on a statistical uncertainty analysis, a correlation is developed, which allows for predicting the uncertainty of the net power prediction based on the corresponding DNI forecast uncertainty. However, the study reveals significant prediction errors and the demand for further improvement in the accuracy at which local shadings are forecasted. KW - Process prediction KW - DNI forecasting KW - Nowcasting KW - Uncertainty analysis KW - Molten salt receiver system, Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.52825/solarpaces.v1i.675 SN - 2751-9899 (online) N1 - SolarPACES 2022, 28th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 27-30 September, Albuquerque, NM, USA IS - 1 PB - TIB Open Publishing CY - Hannover ER - TY - CHAP A1 - Schulte, Jonas A1 - Schwager, Christian A1 - Frantz, Cathy A1 - Schloms, Felix A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Control concept for a molten salt receiver in star design: Development, optimization and testing with cloud passage scenarios T2 - SolarPACES 2022 conference proceedings N2 - A promising approach to reduce the system costs of molten salt solar receivers is to enable the irradiation of the absorber tubes on both sides. The star design is an innovative receiver design, pursuing this approach. The unconventional design leads to new challenges in controlling the system. This paper presents a control concept for a molten salt receiver system in star design. The control parameters are optimized in a defined test cycle by minimizing a cost function. The control concept is tested in realistic cloud passage scenarios based on real weather data. During these tests, the control system showed no sign of unstable behavior, but to perform sufficiently in every scenario further research and development like integrating Model Predictive Controls (MPCs) need to be done. The presented concept is a starting point to do so. KW - Molten salt receiver KW - Star design KW - Control optimization KW - Cloud passages Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.52825/solarpaces.v1i.693 SN - 2751-9899 (online) N1 - SolarPACES 2022, 28th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 27-30 September, Albuquerque, NM, USA IS - 1 PB - TIB Open Publishing CY - Hannover ER - TY - INPR A1 - Grieger, Niklas A1 - Mehrkanoon, Siamak A1 - Bialonski, Stephan T1 - Preprint: Data-efficient sleep staging with synthetic time series pretraining T2 - arXiv N2 - Analyzing electroencephalographic (EEG) time series can be challenging, especially with deep neural networks, due to the large variability among human subjects and often small datasets. To address these challenges, various strategies, such as self-supervised learning, have been suggested, but they typically rely on extensive empirical datasets. Inspired by recent advances in computer vision, we propose a pretraining task termed "frequency pretraining" to pretrain a neural network for sleep staging by predicting the frequency content of randomly generated synthetic time series. Our experiments demonstrate that our method surpasses fully supervised learning in scenarios with limited data and few subjects, and matches its performance in regimes with many subjects. Furthermore, our results underline the relevance of frequency information for sleep stage scoring, while also demonstrating that deep neural networks utilize information beyond frequencies to enhance sleep staging performance, which is consistent with previous research. We anticipate that our approach will be advantageous across a broad spectrum of applications where EEG data is limited or derived from a small number of subjects, including the domain of brain-computer interfaces. Y1 - 2024 ER - TY - CHAP A1 - Lahrs, Lennart A1 - Krisam, Pierre A1 - Herrmann, Ulf T1 - Envisioning a collaborative energy system planning platform for the energy transition at the district level T2 - ECOS 2023. The 36th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems N2 - Residential and commercial buildings account for more than one-third of global energy-related greenhouse gas emissions. Integrated multi-energy systems at the district level are a promising way to reduce greenhouse gas emissions by exploiting economies of scale and synergies between energy sources. Planning district energy systems comes with many challenges in an ever-changing environment. Computational modelling established itself as the state-of-the-art method for district energy system planning. Unfortunately, it is still cumbersome to combine standalone models to generate insights that surpass their original purpose. Ideally, planning processes could be solved by using modular tools that easily incorporate the variety of competing and complementing computational models. Our contribution is a vision for a collaborative development and application platform for multi-energy system planning tools at the district level. We present challenges of district energy system planning identified in the literature and evaluate whether this platform can help to overcome these challenges. Further, we propose a toolkit that represents the core technical elements of the platform. Lastly, we discuss community management and its relevance for the success of projects with collaboration and knowledge sharing at their core. KW - Energy system planning KW - District energy planning platform KW - District data model KW - Renewable energy integration Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.52202/069564-0284 N1 - ECOS 2023. The 36th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, 25-30 JUNE, 2023, Las Palmas de Gran Canaria, Spain SP - 3163 EP - 3170 PB - Procedings of ECOS 2023 ER - TY - CHAP A1 - Schulte, Jonas A1 - Schwager, Christian A1 - Noureldin, Kareem A1 - May, Martin A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Gradient controlled startup procedure of a molten-salt power-to-heat energy storage plant based on dynamic process simulation T2 - SolarPACES: Solar Power & Chemical Energy Systems N2 - The integration of high temperature thermal energy storages into existing conventional power plants can help to reduce the CO2 emissions of those plants and lead to lower capital expenditures for building energy storage systems, due to the use of synergy effects [1]. One possibility to implement that, is a molten salt storage system with a powerful power-to-heat unit. This paper presents two possible control concepts for the startup of the charging system of such a facility. The procedures are implemented in a detailed dynamic process model. The performance and safety regarding the film temperatures at heat transmitting surfaces are investigated in the process simulations. To improve the accuracy in predicting the film temperatures, CFD simulations of the electrical heater are carried out and the results are merged with the dynamic model. The results show that both investigated control concepts are safe regarding the temperature limits. The gradient controlled startup performed better than the temperature-controlled startup. Nevertheless, there are several uncertainties that need to be investigated further. KW - Power plants KW - Energy storage KW - Associated liquids Y1 - 2023 SN - 978-0-7354-4623-6 U6 - https://doi.org/10.1063/5.0148741 SN - 1551-7616 (online) SN - 0094-243X (print) N1 - SolarPACES: SOLAR POWER & CHEMICAL ENERGY SYSTEMS: 27th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 27 September–1 October 2021, Online IS - 2815 / 1 PB - AIP conference proceedings / American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - CHAP A1 - Schwager, Christian A1 - Angele, Florian A1 - Schwarzbözl, Peter A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf T1 - Model predictive assistance for operational decision making in molten salt receiver systems T2 - SolarPACES: Solar Power & Chemical Energy Systems N2 - Despite the challenges of pioneering molten salt towers (MST), it remains the leading technology in central receiver power plants today, thanks to cost effective storage integration and high cost reduction potential. The limited controllability in volatile solar conditions can cause significant losses, which are difficult to estimate without comprehensive modeling [1]. This paper presents a Methodology to generate predictions of the dynamic behavior of the receiver system as part of an operating assistance system (OAS). Based on this, it delivers proposals if and when to drain and refill the receiver during a cloudy period in order maximize the net yield and quantifies the amount of net electricity gained by this. After prior analysis with a detailed dynamic two-phase model of the entire receiver system, two different reduced modeling approaches where developed and implemented in the OAS. A tailored decision algorithm utilizes both models to deliver the desired predictions efficiently and with appropriate accuracy. KW - Power plants KW - Associated liquids KW - Decision theory KW - Electrochemistry Y1 - 2023 SN - 978-0-7354-4623-6 U6 - https://doi.org/10.1063/5.0151514 SN - 1551-7616 (online) SN - 0094-243X (print) N1 - SolarPACES: SOLAR POWER & CHEMICAL ENERGY SYSTEMS: 27th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 27 September–1 October 2021, Online IS - 2815 / 1 PB - AIP conference proceedings / American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - JOUR A1 - Schwager, Christian A1 - Flesch, Robert A1 - Schwarzbözl, Peter A1 - Herrmann, Ulf A1 - Teixeira Boura, Cristiano José T1 - Advanced two phase flow model for transient molten salt receiver system simulation JF - Solar Energy N2 - In order to realistically predict and optimize the actual performance of a concentrating solar power (CSP) plant sophisticated simulation models and methods are required. This paper presents a detailed dynamic simulation model for a Molten Salt Solar Tower (MST) system, which is capable of simulating transient operation including detailed startup and shutdown procedures including drainage and refill. For appropriate representation of the transient behavior of the receiver as well as replication of local bulk and surface temperatures a discretized receiver model based on a novel homogeneous two-phase (2P) flow modelling approach is implemented in Modelica Dymola®. This allows for reasonable representation of the very different hydraulic and thermal properties of molten salt versus air as well as the transition between both. This dynamic 2P receiver model is embedded in a comprehensive one-dimensional model of a commercial scale MST system and coupled with a transient receiver flux density distribution from raytracing based heliostat field simulation. This enables for detailed process prediction with reasonable computational effort, while providing data such as local salt film and wall temperatures, realistic control behavior as well as net performance of the overall system. Besides a model description, this paper presents some results of a validation as well as the simulation of a complete startup procedure. Finally, a study on numerical simulation performance and grid dependencies is presented and discussed. KW - Molten salt solar tower KW - Molten salt receiver system KW - Dynamic simulation KW - Two-phase modelling KW - Transient flux distribution Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.12.065 SN - 0038-092X (print) SN - 1471-1257 (online) VL - 232 SP - 362 EP - 375 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Gedle, Yibekal A1 - Schmitz, Mark A1 - Gielen, Hans A1 - Schmitz, Pascal A1 - Herrmann, Ulf A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Mahdi, Zahra A1 - Caminos, Ricardo Alexander Chico A1 - Dersch, Jürgen T1 - Analysis of an integrated CSP-PV hybrid power plant T2 - SOLARPACES 2020 N2 - In the past, CSP and PV have been seen as competing technologies. Despite massive reductions in the electricity generation costs of CSP plants, PV power generation is - at least during sunshine hours - significantly cheaper. If electricity is required not only during the daytime, but around the clock, CSP with its inherent thermal energy storage gets an advantage in terms of LEC. There are a few examples of projects in which CSP plants and PV plants have been co-located, meaning that they feed into the same grid connection point and ideally optimize their operation strategy to yield an overall benefit. In the past eight years, TSK Flagsol has developed a plant concept, which merges both solar technologies into one highly Integrated CSP-PV-Hybrid (ICPH) power plant. Here, unlike in simply co-located concepts, as analyzed e.g. in [1] – [4], excess PV power that would have to be dumped is used in electric molten salt heaters to increase the storage temperature, improving storage and conversion efficiency. The authors demonstrate the electricity cost sensitivity to subsystem sizing for various market scenarios, and compare the resulting optimized ICPH plants with co-located hybrid plants. Independent of the three feed-in tariffs that have been assumed, the ICPH plant shows an electricity cost advantage of almost 20% while maintaining a high degree of flexibility in power dispatch as it is characteristic for CSP power plants. As all components of such an innovative concept are well proven, the system is ready for commercial market implementation. A first project is already contracted and in early engineering execution. KW - Hybrid energy system KW - Power plants KW - Electricity generation KW - Energy storage KW - Associated liquids Y1 - 2022 SN - 978-0-7354-4195-8 U6 - https://doi.org/10.1063/5.0086236 SN - 1551-7616 (online) SN - 0094-243X (print) N1 - SOLARPACES 2020: 26th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 28 September–2 October 2020, Freiburg, Germany IS - 2445 / 1 PB - AIP conference proceedings / American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - CHAP A1 - Mahdi, Zahra A1 - Dersch, Jürgen A1 - Schmitz, Pascal A1 - Dieckmann, Simon A1 - Caminos, Ricardo Alexander Chico A1 - Teixeira Boura, Cristiano José A1 - Herrmann, Ulf A1 - Schwager, Christian A1 - Schmitz, Mark A1 - Gielen, Hans A1 - Gedle, Yibekal A1 - Büscher, Rauno T1 - Technical assessment of Brayton cycle heat pumps for the integration in hybrid PV-CSP power plants T2 - SOLARPACES 2020 N2 - The hybridization of Concentrated Solar Power (CSP) and Photovoltaics (PV) systems is a promising approach to reduce costs of solar power plants, while increasing dispatchability and flexibility of power generation. High temperature heat pumps (HT HP) can be utilized to boost the salt temperature in the thermal energy storage (TES) of a Parabolic Trough Collector (PTC) system from 385 °C up to 565 °C. A PV field can supply the power for the HT HP, thus effectively storing the PV power as thermal energy. Besides cost-efficiently storing energy from the PV field, the power block efficiency of the overall system is improved due to the higher steam parameters. This paper presents a technical assessment of Brayton cycle heat pumps to be integrated in hybrid PV-CSP power plants. As a first step, a theoretical analysis was carried out to find the most suitable working fluid. The analysis included the fluids Air, Argon (Ar), Nitrogen (N2) and Carbon dioxide (CO2). N2 has been chosen as the optimal working fluid for the system. After the selection of the ideal working medium, different concepts for the arrangement of a HT HP in a PV-CSP hybrid power plant were developed and simulated in EBSILON®Professional. The concepts were evaluated technically by comparing the number of components required, pressure losses and coefficient of performance (COP). KW - Solar thermal technologies KW - Hybrid energy system KW - Concentrated solar power KW - Power plants KW - Energy storage Y1 - 2022 SN - 978-0-7354-4195-8 U6 - https://doi.org/10.1063/5.0086269 SN - 1551-7616 (online) SN - 0094-243X (print) N1 - SOLARPACES 2020: 26th International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, 28 September–2 October 2020, Freiburg, Germany IS - 2445 / 1 PB - AIP conference proceedings / American Institute of Physics CY - Melville, NY ER - TY - BOOK A1 - Elsaesser, Evelyn A1 - Klebinggat, Michael A1 - Kuhn, Wilfried A1 - Michielsens, Constant A1 - Pauels, Willibert A1 - Popkes, Enno E. A1 - Schneider, Elke A1 - Laack, Walter van A1 - Warven, Rinus van ED - Laack, Walter van T1 - Schnittstelle Tod - Ist die Menschheit zu retten ohne Vertrauen auf ein Danach Y1 - 2024 SN - 978-3-936624-58-8 N1 - 8. Tagungsband zum NTE-Seminar in Aachen am, 11.11.2023 PB - van Laack Buchverlag CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Kordes, Franka T1 - Invisible Cities N2 - Diese Arbeit präsentiert eine Neuinterpretation des Romans "Invisible Cities" von Italo Calvino in einem handgefertigten, künstlerischen Buchobjekt. Seit der Erstveröffentlichung des italienischen Literaturklassikers orientieren sich jegliche Neuauflagen an der Originalfassung. Die klassisch gestaltete Urversion wird der komplexen und eindrucksvollen Geschichte nicht mehr gerecht. Die Erzählung findet auf mehreren Ebenen statt, die durch verschiedene Papiersorten repräsentiert werden. Die Lesenden wissen somit immer, wo sie sich auf ihrer Reise durch die traumhaften und surrealen Städte befinden. Das Buch enthält mehrere Illustrationen auf Transparentpapierbögen, welche die Stadtbeschreibungen begleiten. Der besondere Fokus der Arbeit lag in den Illustrationen und der technischen und handwerklichen Umsetzung der Bindung. KW - Italo Calvino KW - Literaturklassiker KW - Buchbindekunst KW - Linoldruck KW - Transparentpapier Y1 - 2024 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - BOOK A1 - Krause, Thomas A1 - Ulke, Bernd A1 - Ferger, Martin ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Zahlentafeln für den Baubetrieb Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 10. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Ricker, Marcus A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Baustoffe T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - In diesem Kapitel werden die Eigenschaften der Baustoffe Bitumen, Beton und Mauerwerk insbesondere unter dem Aspekt der Anwendung im Baustellenbetrieb dargestellt. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_2 SP - 61 EP - 148 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Privates Baurecht und Nachtragsmanagement T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Kein Bauvorhaben sollte realisiert werden, ohne dass es auf einer vertraglichen Grundlage zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer fußt. Diese vertragliche Grundlage zu kennen ist essenziell, um dementsprechend handeln zu können. Denn nur wer seine eigenen Rechte und auch Pflichten kennt, kann sich auf diese berufen. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_3 SP - 149 EP - 216 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Bauwirtschaft T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Die Leistungen der Bauwirtschaft und deren wirtschaftliche Bedeutung in Deutschland werden anhand einer Vielzahl statistischer Daten verdeutlicht. Die im Vergleich zu anderen Wirtschaftsbereichen auftretenden branchenspezifischen Besonderheiten der Bauwirtschaft werden anhand von verschiedenen Kriterien herausgearbeitet. Das Zusammenspiel der einzelnen Akteure des Sektors und die dabei sich ergebenden bzw. zu beachtenden Rechts- und Vertragsgrundlagen werden dargestellt. Aufgrund der meist erheblichen Höhe des eingesetzten Kapitals werden auch notwendige Formen der Risikoabsicherungen und der in der Branche üblichen und teilweise vorgeschriebenen Versicherungsmöglichkeiten angesprochen. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_4 SP - 17 EP - 261 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Öffentliches Baurecht, Ausschreibung und Vergabe T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Durch das öffentliche Baurecht werden die Zulässigkeit, die Grenzen, die Ordnung und die Förderung der baulichen Nutzung des Bodens geregelt. Die Ausschreibung und die Vergabe sind von essenzieller Bedeutung für ein Bauvorhaben und werden deshalb in der HOAI mit zwei Leistungsphasen abgebildet: nämlich mit der Leistungsphase 6 Vorbereitung der Vergabe sowie der Leistungsphase 7 Mitwirkung bei der Vergabe. Im Zuge der Ausschreibung und der Vergabe werden die für den AG anfallenden Kosten festgelegt und bilden somit die letzte größere Stellschraube für Preiseinsparungen. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_5 SP - 263 EP - 297 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Ferger, Martin ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Arbeitsvorbereitung und Ablaufplanung T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Die Arbeitsvorbereitung, als ein wesentliches Aufgabengebiet des Baubetriebswesens, ist von enormer Bedeutung für den Erfolg eines Bauprojektes. Die Arbeitsvorbereitung lässt sich zeitlich sowohl in der Angebotsphase (kalkulationsbegleitende Arbeitsvorbereitung), in der Vorbereitungsphase der Baustelle (von Auftragsvergabe bis Baubeginn) als auch baubegleitend einordnen. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_6 SP - 299 EP - 332 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Krause, Thomas A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Bauabrechnung und Mengenermittlung T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - n diesem Kapitel werden die Abrechnungsvorschriften wichtiger ATV kurz, aber umfassend zusammengestellt. Einigen Abrechnungsbestimmungen für Einzelleistungen, die keine Nebenleistungen sind ((siehe DIN 18299 und Abschnitt 4 der jeweiligen ATV), sind mit aufgenommen worden; die ATV enthalten jedoch weitergehende Festlegungen über Nebenleistungen und Besondere Leistungen. Im Anschluss folgen Hinweise zu den Toleranzen im Hochbau sowie im Straßenbau. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_7 SP - 333 EP - 397 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Krause, Thomas ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Baumaschinen T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Die Leistungsermittlung und Bemessung von Baumaschinen für die folgenden Bereiche werden bearbeitet: Maschinen für den Betonbau, Hebezeuge, Maschinen für den Erdbau, Straßenbaumaschinen, Rückbaugeräte und Elemente der Baustelleneinrichtung. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_8 SP - 399 EP - 498 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Ulke, Bernd ED - Krause, Thomas ED - Ulke, Bernd ED - Ferger, Martin T1 - Boden, Baugrube, Verbau T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Die Lösung den Baugrund betreffender Fragestellungen beginnen i. d. R. mit der Durchführung von Baugrunderkundungen, um alle notwendigen Parameter zu erhalten, die für die Planung und Durchführung von Bauvorhaben notwendig sind. Im Folgenden werden die wichtigsten Erkundungen in Abhängigkeit der erforderlichen Güteklasse der Proben beschrieben und vorgestellt. Y1 - 2024 SN - 978-3-658-41329-3 (Print) SN - 978-3-658-41330-9 (eBook) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41330-9_9 SP - 499 EP - 658 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden 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 - 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 - 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 - 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 - Stiemer, Luc Nicolas A1 - Thoma, Andreas A1 - Braun, Carsten T1 - MBT3D: Deep learning based multi-object tracker for bumblebee 3D flight path estimation JF - PLoS ONE N2 - This work presents the Multi-Bees-Tracker (MBT3D) algorithm, a Python framework implementing a deep association tracker for Tracking-By-Detection, to address the challenging task of tracking flight paths of bumblebees in a social group. While tracking algorithms for bumblebees exist, they often come with intensive restrictions, such as the need for sufficient lighting, high contrast between the animal and background, absence of occlusion, significant user input, etc. Tracking flight paths of bumblebees in a social group is challenging. They suddenly adjust movements and change their appearance during different wing beat states while exhibiting significant similarities in their individual appearance. The MBT3D tracker, developed in this research, is an adaptation of an existing ant tracking algorithm for bumblebee tracking. It incorporates an offline trained appearance descriptor along with a Kalman Filter for appearance and motion matching. Different detector architectures for upstream detections (You Only Look Once (YOLOv5), Faster Region Proposal Convolutional Neural Network (Faster R-CNN), and RetinaNet) are investigated in a comparative study to optimize performance. The detection models were trained on a dataset containing 11359 labeled bumblebee images. YOLOv5 reaches an Average Precision of AP = 53, 8%, Faster R-CNN achieves AP = 45, 3% and RetinaNet AP = 38, 4% on the bumblebee validation dataset, which consists of 1323 labeled bumblebee images. The tracker’s appearance model is trained on 144 samples. The tracker (with Faster R-CNN detections) reaches a Multiple Object Tracking Accuracy MOTA = 93, 5% and a Multiple Object Tracking Precision MOTP = 75, 6% on a validation dataset containing 2000 images, competing with state-of-the-art computer vision methods. The framework allows reliable tracking of different bumblebees in the same video stream with rarely occurring identity switches (IDS). MBT3D has much lower IDS than other commonly used algorithms, with one of the lowest false positive rates, competing with state-of-the-art animal tracking algorithms. The developed framework reconstructs the 3-dimensional (3D) flight paths of the bumblebees by triangulation. It also handles and compares two alternative stereo camera pairs if desired. Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0291415 SN - 1932-6203 N1 - Corresponding author: Luc Nicolas Stiemer VL - 18 IS - 9 PB - PLOS CY - San Fancisco ER - TY - JOUR A1 - Biewendt, Marcel A1 - Blaschke, Florian A1 - Böhnert, Arno T1 - A review of contemporary challenges in business culture JF - International Journal of Applied Research in Business and Management N2 - The following article deals with the basic principles of intercultural management and possible improvements in terms of cultural, ethnic and gender diversification. The results are exemplarily applied to a bank located in Germany. The aim of this paper is to find out to what extent intercultural management could improve the productivity of Relatos-Bank in dealing with foreign employees or employees with a different cultural background. To achieve this goal, the authors con-duct a literature research. The main sources of information are books, journal articles and internet sources. It becomes clear that especially the different perceptions of different generations have a potential for conflict, which can be counteracted by applying presented scientific models. Equalizing the salaries of female and male employees and equalizing the rights and distribution of power could also be the key to becoming an open-minded, dynamic and fair organization that is pre-pared for the rapidly changing environment in which it operates. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.51137/ijarbm.2021.2.1.1 SN - 2700-8983 VL - 2 IS - 1 SP - 1 EP - 12 PB - Wohllebe & Ross Publishing CY - Hamburg ER - TY - JOUR A1 - Biewendt, Marcel T1 - Sustainable development: A quantitative analysis regarding the impact of resource rents on state welfare from 2002 to 2017 JF - SocioEconomic Challenges N2 - This paper uses a quantitative analysis to examine the interdependence and impact of resource rents on socio-economic development from 2002 to 2017. Nigeria and Norway have been chosen as reference countries due to their abundance of natural resources by similar economic performance, while the ranking in the Human Development Index differs dramatically. As the Human Development Index provides insight into a country’s cultural and socio-economic characteristics and development in addition to economic indicators, it allows a comparison of the two countries. The hypothesis presented and discussed in this paper was researched before. A qualitative research approach was used in the author’s master’s thesis “The Human Development Index (HDI) as a Reflection of Resource Abundance (using Nigeria and Norway as a case study)” in 2018. The management of scarce resources is an important aspect in the development of modern countries and those on the threshold of becoming industrialised nations. The effects of a mistaken resource management are not only of a purely economic nature but also of a social and socio-economic nature. In order to present a partial aspect of these dependencies and influences this paper uses a quantitative analysis to examine the interdependence and impact of resource rents on socio-economic development from 2002 to 2017. Nigeria and Norway have been chosen as reference countries due to their abundance of natural resources by similar economic performance, while the ranking in the Human Development Index differs significantly. As the Human Development Index provides insight into a country’s cultural and socio-economic characteristics and development in addition to economic indicators, it allows a comparison of the two countries. This paper found out in a holistic perspective that (not or poorly managed) resource wealth in itself has a negative impact on socio-economic development and significantly reduces the productivity of the citizens of a state. This is expressed in particular for the years 2002 till 2017 in a negative correlation of GDP per capita and HDI value with the share respectively the size of resources in the GDP of a country. KW - socio-economic welfare KW - resource abundance KW - sustainability KW - Human Development Index Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.21272/sec.4(4).119-131.2020 SN - 2520-6214 VL - 4 IS - 4 SP - 119 EP - 131 PB - ARMG Publishing CY - Sumy ER - TY - JOUR A1 - Böhnert, Arno A1 - Blaschke, Florian A1 - Biewendt, Marcel T1 - Impact of sustainability on the strategic direction of luxury companies JF - European Journal of Marketing and Economics N2 - Today’s society is undergoing a paradigm shift driven by the megatrend of sustainability. This undeniably affects all areas of Western life. This paper aims to find out how the luxury industry is dealing with this change and what adjustments are made by the companies. For this purpose, interviews were conducted with managers from the luxury industry, in which they were asked about specific measures taken by their companies as well as trends in the industry. In a subsequent evaluation, the trends in the luxury industry were summarized for the areas of ecological, social, and economic sustainability. It was found that the area of environmental sustainability is significantly more focused than the other sub-areas. Furthermore, the need for a customer survey to validate the industry-based measures was identified. KW - Operations KW - Brands KW - Luxury KW - Change Y1 - 2022 SN - 2601-8659 VL - 6 IS - 1 SP - 70 EP - 85 PB - Revistia CY - London ER - TY - JOUR A1 - Biewendt, Marcel A1 - Blaschke, Florian A1 - Böhnert, Arno T1 - Motivational factors in organisational change JF - SocioEconomic Challenges N2 - The presented paper gives an overview of the most important and most common theories and concepts from the economic field of organisational change and is also enriched with quantitative publication data, which underlines the relevance of the topic. In particular, the topic presented is interwoven in an interdisciplinary way with economic psychological models, which are underpinned within the models with content from leading scholars in the field. The pace of change in companies is accelerating, as is technological change in our society. Adaptations of the corporate structure, but also of management techniques and tasks, are therefore indispensable. This includes not only the right approaches to employee motivation, but also the correct use of intrinsic and extrinsic motivational factors. Based on the hypothesis put forward by the scientist and researcher Rollinson in his book “Organisational behaviour and analysis” that managers believe motivational resources are available at all times, socio-economic and economic psychological theories are contrasted here in order to critically examine this statement. In addition, a fictitious company was created as a model for this work in order to illustrate the effects of motivational deficits in practice. In this context, the theories presented are applied to concrete problems within the model and conclusions are drawn about their influence and applicability. This led to the conclusion that motivation is a very individual challenge for each employee, which requires adapted and personalised approaches. On the other hand, the recommendations for action for supervisors in the case of motivation deficits also cannot be answered in a blanket manner, but can only be solved with the help of professional, expert-supported processing due to the economic-psychological realities of motivation. Identifying, analysing and remedying individual employee motivation deficits is, according to the authors, a problem and a challenge of great importance, especially in the context of rapidly changing ecosystems in modern companies, as motivation also influences other factors such as individual productivity. The authors therefore conclude that good motivation through the individual and customised promotion and further training of employees is an important point for achieving important corporate goals in order to remain competitive on the one hand and to create a productive and pleasant working environment on the other. KW - business culture KW - management KW - motivation KW - change Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.21272/sec.5(3).15-27.2021 SN - 2520-6214 VL - 5 IS - 3 SP - 15 EP - 27 PB - ARMG CY - Sumy 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 - 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 - 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 - JOUR A1 - Biewendt, Marcel A1 - Böhnert, Arno A1 - Blaschke, Florian T1 - The repercussions of the digital twin in the automotive industry on the new marketing logic JF - European Journal of Marketing and Economics N2 - Rapid development of virtual and data acquisition technology makes Digital Twin Technology (DT) one of the fundamental areas of research, while DT is one of the most promissory developments for the achievement of Industry 4.0. 48% percent of organisations implementing the Internet of Things are already using DT or plan to use DT in 2020. The global market for DT is expected to grow by 38 percent annually, reaching USD16 billion by 2023. In addition, the number of participating organisations using digital twins is expected to triple by 2022. DTs are characterised by the integration between physical and virtual spaces. The driving idea for DT is to develop, test and build our devices in a virtual environment. The objective of this paper is to study the impact of DT in the automotive industry on the new marketing logic. This paper outlines the current challenges and possible directions for the future DT in marketing. This paper will be helpful for managers in the industry to use the advantages and potentials of DT. KW - industry 4.0 KW - marketing KW - automotive KW - digital twin Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26417/229eim64f SN - 2601-8659 VL - 4 IS - 1 SP - 68 EP - 73 PB - Revistia CY - London ER - TY - JOUR A1 - Biewendt, Marcel A1 - Blaschke, Florian A1 - Böhnert, Arno T1 - An evaluation of corporate sustainability in context of the Jevons paradox JF - SocioEconomic Challenges N2 - The successful implementation and continuous development of sustainable corporate-level solutions is a challenge. These are endeavours in which social, environmental, and financial aspects must be weighed against each other. They can prove difficult to handle and, in some cases, almost unrealistic. Concepts such as green controlling, IT, and manufacturing look promising and are constantly evolving. This paper aims to achieve a better understanding of the field of corporate sustainability (CS). It will evaluate the hypothesis by which Corporate Sustainability thrives, via being efficient, increasing the performance, and raising the value of the input of the enterprises to the resources used. In fact, Corporate Sustainability on the surface could seem to contradict the idea, which supports the understanding that it encourages the reduction of the heavy reliance on the use of natural resources, the overall environmental impact, and above all, their protection. To understand how the contradictory notion of CS came about, in this part of the paper, the emphasis is placed on providing useful insight to this regard. The first part of this paper summarizes various definitions, organizational theories, and measures used for CS and its derivatives like green controlling, IT, and manufacturing. Second, a case study is given that combines the aforementioned sustainability models. In addition to evaluating the hypothesis, the overarching objective of this paper is to demonstrate the use of green controlling, IT, and manufacturing in the corporate sector. Furthermore, this paper outlines the current challenges and possible directions for CS in the future. KW - rebound-effect KW - grey energy KW - efficiency side-effects KW - jevons paradox KW - corporate sustainability Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.21272/sec.4(3).46-65.2020 SN - 2520-6214 VL - 4 IS - 3 SP - 46 EP - 65 PB - ARMG Publishing CY - Sumy ER - TY - JOUR A1 - Biewendt, Marcel A1 - Blaschke, Florian A1 - Böhnert, Arno T1 - The rebound effect – a systematic review of the current state of affairs JF - European Journal of Economics and Business Studies N2 - This publication is intended to present the current state of research on the rebound effect. First, a systematic literature review is carried out to outline (current) scientific models and theories. Research Question 1 follows with a mathematical introduction of the rebound effect, which shows the interdependence of consumer behaviour, technological progress, and interwoven effects for both. Thereupon, the research field is analysed for gaps and limitations by a systematic literature review. To ensure quantitative and qualitative results, a review protocol is used that integrates two different stages and covers all relevant publications released between 2000 and 2019. Accordingly, 392 publications were identified that deal with the rebound effect. These papers were reviewed to obtain relevant information on the two research questions. The literature review shows that research on the rebound effect is not yet comprehensive and focuses mainly on the effect itself rather than solutions to avoid it. Research Question 2 finds that the main gap, and thus the limitations, is that not much research has been published on the actual avoidance of the rebound effect yet. This is a major limitation for practical application by decision-makers and politicians. Therefore, a theoretical analysis was carried out to identify potential theories and ideas to avoid the rebound effect. The most obvious idea to solve this problem is the theory of a Steady-State Economy (SSE), which has been described and reviewed. KW - sustainability KW - rebound-effect KW - literature KW - systematic KW - critical KW - SSE) JEL : O33 KW - review Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26417/134nvy47z SN - 2601-8659 VL - 6 IS - 1 SP - 106 EP - 120 PB - Revistia CY - London 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 - GEN A1 - Thiel, A. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Muffler, K. A1 - Ruf, F. A1 - Sohling, U. A1 - Ulber, Roland T1 - Optimierung der Wertschöpfungskette bei der Aufarbeitung von Rapsschrot mit Zeolithen T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Im vom BMELV/FNR geförderten SynRg-Projekt wurde unter anderem Rapsschrot untersucht, um Polyphenole zu isolieren und aufzureinigen. Diese sollen anschließend als Basisbausteine für Polymere dienen und ihnen neuartige Eigenschaften verleihen. Derzeit wird an der Polyphenolextraktion gearbeitet, da bei organischen oder wässrigen Extraktionsprozessen überwiegend Sinapin, ein Cholinester der Sinapinsäure, vorliegt und dieses nicht für die Polymerbildung eingesetzt werden kann. Für die im Fokus stehende Sinapinsäure wird deshalb eine simultane Extraktion und enzymatische oder chemische Hydrolyse von Sinapin zu Sinapinsäure durchgeführt. Durch die Hydrolyse konnte die Sinapinsäureausbeute bereits um den Faktor 6,2 auf 15,8 mg g⁻¹ gegenüber einer reinwässrigen Extraktion gesteigert werden. Für die Aufreinigung des an Sinapinsäure reichen Extrakts erfolgt anschließend ein adsorptiver Aufarbeitungsschritt, bei dem Zeolithe zum Einsatz kommen. Mit diesem Material ist es möglich, die Sinapinsäure quantitativ zu adsorbieren und später mit 70 %igem Ethanol bei 60 °C zu desorbieren. Bei den Adsorbern handelt es sich um b-Zeolithe von der Süd-Chemie AG. Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201250028 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2012 und 30. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 10. – 13. September 2012, Karlsruhe N1 - Dieses Vorhaben wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) durch seinen Projektträger der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) unter der Projektnummer22023008 gefördert. VL - 84 IS - 8 SP - 1191 EP - 1192 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Wiesen, S. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Muffler, K. A1 - Sohling, U. A1 - Ruf, F. A1 - Ulber, Roland T1 - Nutzung von Rohglycerin: Rohglycerin-Aufarbeitung, Herstellung von 1, 3-Propandiol und Rückgewinnung von Fettsäuren T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die fermentative Verwertung von Rohglycerin setzt je nach Herstellungsmethode und Produktionsorganismus eine Vorbehandlung des Glycerins zur Entfernung von Produktinhibitoren voraus. Durch den Einsatz von Hydrotalcit-Adsorbern können die im Rohglycerin enthaltenen Fettsäuren entfernt werden. Durch diese einfache Aufarbeitungsmethode ist ein mit reinem Glycerin vergleichbarer Umsatz von stark mit Fettsäuren verunreinigtem Rohglycerin zu 1,3-Propandiol (PDO) möglich. Die durch den Hydrotalcit gebundenen Fettsäuren lassen sich mit einem Ethanol-Wasser-Gemisch eluieren. Somit kann der Adsorber regeneriert und die Fettsäuren wieder der Wertschöpfungskette zugeführt werden. Im Fed-Batch-Experiment kann mit C. diolis eine PDO-Konzentration von über 50 g L⁻¹ unter Verwendung des aufgereinigten Rohglycerins erzielt werden. In der industriellen Produktion wird PDO momentan destillativ aufgearbeitet. Ein adsorptives Aufarbeitungsverfahren kann den Energiebedarf des Herstellungsprozesses drastisch senken. Auf der Suche nach einem geeigneten Material wurde ein Adsorberscreening in Bezug auf die Bindungseigenschaften durchgeführt. Mit einem b-Zeolith der Firma Süd ChemieAG konnte bisher die höchste Beladung im Modellsystem von 120 mg PDO/gAdsorber erreicht werden. Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201250265 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2012 und 30. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 10. – 13. September 2012, Karlsruhe VL - 84 IS - 8 SP - 1296 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Duwe, A. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Leipold, D. A1 - Riemer, S. A1 - Zorn, H. A1 - Ulber, Roland T1 - Holzhydrolyse als Feststoffreaktion: Charakterisierung von Inhibitoren und Erhöhung der Ausbeute durch den Einsatz lignolytischer Enzyme T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Der Erhalt möglichst hoher Zuckerkonzentrationen für nachfolgende Fermentationen und eine Steigerung der Produktivität sind Ziele der Hydrolyse bei hohen Feststoffkonzentrationen im Rahmen des Projekts „Lignocellulose Bioraffinerie“. Verwendet wird durch ein Organosolv-Verfahren aufgeschlossenes Buchenholz. Die Hydrolyse des Faserstoffes erfolgt mithilfe von CTec2-Enzymen (Fa. Novozymes). Zurzeit können unter Einsatz eines neuen Feststoffreaktors Cellulosefasern in einer Konzentration bis 400 g L⁻¹ enzymatisch hydrolysiert werden. Dabei werden Ausbeuten (g Glucose/g Cellulose im Faserstoff) bis 0,86 g g⁻¹ und Glucosekonzentrationenvon 120 g L⁻¹ erreicht. Ein Nachteil ist jedoch die hierbei auftretende Abnahme der Hydrolyseausbeuten. Zahlreiche Limitierungen bezüglich der Hydrolysierbarkeit von Lignocellulose werden zurzeit diskutiert und publiziert. Ziel der Untersuchungen ist die Identifizierung hydrolysehemmender Substanzen sowie die Erhöhung der Ausbeute an Zuckermonomeren durch den Einsatz lignolytischer Enzyme. Hierbei wird eine HPLC-MS-Methode zur Charakterisierung hemmender Substanzen eingesetzt, um potenzielle Inhibitoren zu erfassen. Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201250298 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2012 und 30. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 10. – 13. September 2012, Karlsruhe VL - 84 IS - 8 SP - 1307 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Wollny, S. A1 - Stadtmüller, R. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Oster, J. A1 - Kampeis, P. A1 - Ulber, Roland T1 - Optimierung der selektiven Aufarbeitung von Proteinen mit Aptamer-funktionalisierten Magnetpartikeln T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die Herstellung pharmakologisch relevanter Proteine durch Mikroorganismen führt eine mehrstufige Aufarbeitung mit sich. Durch die Verwendung von Aptameren, kurzen einzelsträngigen DNA- oder RNA-Oligonukleotiden immobilisiert auf funktionalisierten, wiederverwendbaren Magnetpartikeln, können mehrere dieser Abtrennungsoperationen kombiniert und damit die Prozesskosten minimiert werden. Aufgrund der definierten dreidimensionalen Struktur können Aptamere kleine organische Moleküle hochspezifisch binden. Im vorgestellten Projekt wird die Aufarbeitung von His6-GFP als Modellprotein mithilfe der mit Aptamer funktionalisierten Magnetpartikel durchgeführt. In bisherigen Versuchen wurde die Bindung von Aptameren auf den magnetischen Partikeln sowie die Bindung des Modellproteins GFP auf den Partikeln optimiert. Des Weiteren wurden mehrere Strategien zur Elution des GFPs von den Partikeln verfolgt, um den Proteinertrag zu maximieren und die Partikel rezyklieren zu können. Die Untersuchung unspezifischer Bindungen von Zelltrümmern und Proteinen an die Magnetpartikel wurde mithilfe eines konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops durchgeführt. Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201250031 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2012 und 30. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 10. – 13. September 2012, Karlsruhe VL - 84 IS - 8 SP - 1203 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Stadtmüller, R. A1 - Wollny, S. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Amplifikation und Einsatz von ssDNA-Aptameren T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die wachsende Produktpalette von z. B. Pharmazeutika geht mit einer steigenden Nachfrage für hochsensitive/schonende Aufreinigungstechniken einher. Bisherige Verfahren führen oft zu geringer Reinheit und verminderter Bioaktivität, zeigen eine Limitation der Analytengröße oder bedingen dessen Modifikation. Durch die Kombination von mikroskaligen Magnetpartikeln und spezifisch wechselwirkenden Einzelstrang-DNA-Oligonukleotiden, den sog. ssDNA-Aptameren, sind eine höhere Selektivität/Reinheit und eine Automatisierung möglich. In diesem Kontext werden zum einen ssDNA-Amplifikationstechniken und zum anderen der praktische Einsatz von Aptameren in einer Magnetseparation vorgestellt. Die ssDNA-Synthese basiert auf einem In-vivo-dsDNA-Produktionsschritt mittels eines rekombinanten Escherichia coli. Die als High-copy-Plasmid organisierte Sequenz wird in vitro durch Kombination verschiedener enzymatischer Reaktionen in die funktionelle ssDNA überführt. Diese Technik bedingt nur minimale Instrumentierung bzw. Prozessregelung. Die zweite Synthesetechnik wird in Form eines In-vitro-Amplifikationsverfahrens realisiert und beruht auf dem Prinzip einer PCR (Potenzial zu einer Automatisierung bzw. Miniaturisierung). Die gewonnenen Aptamere werden im Anschluss in einem auf Magnetpartikeln basierten Trennverfahren zur Isolationvon 6xHis-tag-Proteinen bezüglich ihrer Eigenschaften untersucht. Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201250112 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2012 und 30. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 10. – 13. September 2012, Karlsruhe VL - 84 IS - 8 SP - 1294 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Tippkötter, Nils A1 - Wiesen, S. A1 - Thiel, A. A1 - Muffler, K. A1 - Ulber, Roland T1 - Biotechnologische Wertstoffgewinnung entlang der Prozessketten Grüner und Pflanzenöl-Bioraffinerien T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Der nachwachsende Rohstoff Raps ist in großen Mengen verfügbar und eine Quelle für Biomoleküle mit hohem Wertschöpfungspotenzial. Entwicklungen zur biotechnologischen Wertstoffgewinnung werden dabei schwerpunktmäßig in den Bereichen Aufarbeitung und Funktionalisierung von Polyphenolen und Fetten betrieben. Bei der Verarbeitung der Pflanzenmaterialien werden dabei insbesondere Verfahren zur adsorptiven Aufreinigung und Auftrennung mittels Materialien mit modifizierten Bleicherden und anderen organischen oder anorganischen Adsorbentien untersucht. Ferner wurden für die Aufreinigung von Polyphenolen adsorptive sowie extraktive Prozesse entwickelt. Bei den Entwicklungen wird berücksichtigt, dass Bioraffinerien auf eine fortwährende Gewährleistung eines hohen Produktions- bzw. Lieferbedarfs nachwachsender Rohstoffe angewiesen sind. Somit werden Optionen dezentraler regionaler Vorbehandlungs- und Wertschöpfungsketten in der Nähe landwirtschaftlicher Betriebe einbezogen. Neben neuen Aufreinigungsverfahren werden mikrobielle und enzymatische Prozesse zur wertsteigernden Umsetzung von Glycerin, Polyphenolen und Zuckermonomeren vorgestellt sowie Limitierungen nachwachsender Rohstoffe der 2. Generation diskutiert. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201450283 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen N1 - Diese Arbeiten werden vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft durch den Projektträger FNR e. V. im Rahmen des Projekts FKZ22022908 gefördert VL - 86 IS - 9 SP - 1605 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Al-Kaidy, H. A1 - Ulber, Roland A1 - Tippkötter, Nils T1 - Eine Plattform-Technologie für die automatisierte Reaktionsführung in magnetisierbaren mikrofluidischen Tropfen T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Üblicherweise werden biotechnologische Reaktionssysteme im mikrofluidischen Maßstab in vorstrukturierten Bauteilen oder mit auf Wellplatten basierenden Robotersystemen realisiert. In dem hier vorgestellten System werden chemische oder biologische Reaktionen mit magnetischen Mikroreaktoren (MR) durchgeführt, bei denen hydrophobe magnetische Mikropartikel einen wässrigen Kern umschließen. Solche MR bieten eine gute Kontrolle der Reaktionsbedingungen, eine verbesserte Sicherheit und Portabilität. Die neue Plattformtechnologie ermöglicht die zweidimensionale Bewegung der magnetischen MR auf einer planaren Ebene. Oberhalb oder unterhalb der Plattform werden Magnetfeldgradienten zum Manipulieren und Bewegen eines oder mehrerer magnetischer MR erzeugt. Die optimal auf die MR wirkenden magnetischen Kräfte werden experimentell ermittelt und simuliert. Die Aktivierung der Magnetfelder wird automatisiert durch elektrische Spulen mit Eisenkern bzw. Neodymmagnet gesteuert. Angewendet wurde das System beim reversiblen Öffnen von MR, um z. B. Reaktionspartner in den wässrigen Kern zu injizieren oder Proben zu entnehmen. Ferner wurde Lac-case A und b-Glucosidase auf einer Quarzglasoberfläche immobilisiert und mit einem MR zum Reagieren gebracht. Weiterhin wurden MR fusioniert und so ein wässriger Kern bestehend aus Laccase mit einem aus dem entsprechenden Substrat Syringaldazin vereint. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201450424 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen VL - 86 IS - 9 SP - 1419 EP - 1420 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Al-Kaidy, H. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Kaiser, P. A1 - Wollny, S. A1 - Ulber, Roland T1 - Aufreinigung von Cytochrom P450BMP mittels magnetischer Partikel und die enzymatische Synthese von 9, 10-Dihydroxystearinsäure T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Cytochrom P450 sind Häm-Proteine, die zur Enzymklasse der Oxidoreduktasen (EC 1.14.xy) gehören. Eine wichtige Reaktion ist die Hydroxylierung nichtaktivierter C–H-Bindungen, die in technischen Systemen von großem Interesse ist. Durch die Verwendung von M-IDA-2-Partikeln ist eine direkte Aufreinigung mit gleichzeitiger Immobilisierung und die Applikation der Enzyme aus dem Zelllysat möglich. Damit ist das Verfahren mehr als fünf Stunden schneller als die konventionelle Chromatographie und mehr als 80 % der Aufreinigungszeit wird gespart. Mit dem isolierten nativen Enzym konnte die Plattformchemikalie 9,10-Dihydroxystearinsäure aus Ölsäure hergestellt werden. Unter anderem für die Kunststoffindustrie können aus diesem Produkt wichtige Monomere wie z. B. Azelainsäure hergestellt werden. Die Bildung des Produkts erfolgt in einem zweiphasigen Reaktionssystem an der Grenzfläche zwischen dem Öl und der wässrigen Phase als Feststoff. Um das immobilisierte Enzym aktiv in die obere Phase zu transportieren, wurde eine neue magnetische Mischvorrichtung entwickelt. Das Reaktionsprodukt wurde mit NMR, GC-MS und HPLC-MS analysiert und mit einem chemisch synthetisierten Standard von 9,10-Dihydroxystearinsäure verglichen. Derzeit werden Studien des immobilisierten Häms des Enzyms durchgeführt. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201450420 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen N1 - Gefördert wird dieses Projekt im Rahmen von MAGNENZ durch das BMBF VL - 86 IS - 9 SP - 1420 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Stadtmüller, R. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Produktion von einzelsträngigen DNA-Makronukleotiden T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - In der Biotechnologie stellt Einzelstrang-DNA (ssDNA) eine Schlüsselrolle dar und fungiert z. B. als Baustein für die nanoskalige Feinmechanik oder als Affinitätsligand, ein sog. Aptamer. Hinsichtlich der industriellen Verwendung bieten Aptamere im Vergleich zu Antikörpern viele Vorteile, wie z. B. eine gute Renaturierung bzw. die Selektion für cytotoxische Moleküle. Aktuell wächst die Nachfrage für chimäre Aptamere von bis zu 200 n, um die simultane Bindung bzw. die Modifikation mehrerer Moleküle zu realisieren. Bis heute wird ssDNA mittels einer sequentiellen Synthese hergestellt, die eine Effizienz von ca. 99,5 % je Zyklus und bereits bei einer Produktlänge von 100 n nur noc hAusbeuten von max. 60 % zeigt. Um dem Bedarf an ssDNA im Bereich > 100 n zu entsprechen, wurden zwei enzymatische Verfahren zur Produktion dieser Makronukleotide entworfen. Die erste Technik basiert auf einerFestphasen-PCR und ermöglicht sowohlein Primer- als auch ein Templatrecycling. Das zweite Verfahren beruht auf einer Plasmidbasierten In-vivo-Amplifikation, der sog. AptaGENE®-Technologie. In einer einzigen Klonierung werden bis zu 100 Kopien des Monomers in einen Vektor kloniert. Nach einer Transformation folgt der reguläre Produktionsprozess in Form einer Kultivierung, Plasmidpräparation und sequenziellen Aufarbeitung von bis zu 6 · 10¹⁵ Makronukleotiden pro Milliliter Fermentationsvolumen. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201450372 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen VL - 86 IS - 9 SP - 1403 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Hering, T. A1 - Ulber, Roland A1 - Tippkötter, Nils T1 - Aktiver und passiver antimikrobieller Oberflächenschutz durch funktionalisierte Mikropartikel T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Mikrobielle Verunreinigungen von Oberflächen in technischen und medizinischen Systemen sind allgegenwärtig. Sie basieren üblicherweise auf adsorptiven Oberflächenbindungen organischer Komponenten (Proteine und Fette) oder Membrankomponenten aerogener sowie wassergebundener Mikroorganismen. In laufenden Forschungsarbeiten wird eine aktive sowie passive Biomodifikation von Oberflächen zu deren Schutz vor Adsorption von Proteinen und Mikroorganismen verfolgt. Der antimikrobielle Schutz soll dabei sowohl durch die Mikrostrukturierung bzw. Rauheitsanpassung der Oberflächen durch deren Beschichtung mit Mikro-und Nanopartikeln erfolgen. Ferner werden antimikrobielle Enzyme und funktionelle Gruppen auf den Mikropartikeln gebunden, um den Oberflächenschutz zu verstärken. In ersten Versuchen wurden quartäre Ammoniumverbindungen auf eigens synthetisierten superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (Durchmesser 10 – 30 nm) immobilisiert und die wachstumshemmende Wirkung untersucht. Erste Ergebnisse zeigten, dass eine Konzentration von 10 mg mL⁻¹ der Ammoniumverbindung in einer Wachstumshemmung des verwendeten Gram-negativen Modell-Mikroorganismus E. coli GFPmut2 resultiert. Zurzeit werden synergistisch wirkende Kombinationen von Partikeln mit Proteasen, quartären Ammoniumverbindungen, hydrophoben Oberflächen und mikrostrukturierten Oberflächen als antimikrobieller Schutz untersucht. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201450264 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen VL - 9 IS - 86 SP - 1474 EP - 1475 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Sieker, T. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Simultane Vorbehandlung, Hydrolyse und Fermentation bei der Nutzung von grüner Biomasse zur Produktion von Bioethanol T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Gräser sind in der Lage, einen großen Teil der für eine biobasierte Wirtschaft benötigten Biomasse zur Verfügung zu stellen. Wie bei anderen lignocellulosehaltigen nachwachsenden Rohstoffen erfordert die Verwertung der im Gras enthaltenen Polysaccharide einen mehrstufigen Prozess aus Vorbehandlung, Hydrolyse und Fermentation. In Gräsern ist die Hemicellulose mitP henolcarbonsäuren wie Ferula- und p-Coumarsäure verestert, die die enzymatische Hydrolyse der Cellulose und Hemicellulose ebenso effektiv behindern wie Lignin. Anders als bei holzigen Rohstoffen ermöglicht dieser Aufbau aber eine enzymatische Vorbehandlung, mit der die Phenolcarbonsäuren abgespalten werden können. Da die bei der Vorbehandlung eingesetzten Enzyme in ihrer natürlichen Funktion synergistisch mit cellulytischen Enzymen zusammenarbeiten, besitzen sie ähnliche Optima wie die für die Hydrolyse der Polysaccharide eingesetzten Cellulasen und Hemicellulasen. Diese Eigenschaft ermöglicht die Integration von Vorbehandlung und Hydrolyse in einem einzigen Verfahrensschritt. Durch die Einführung der enzymatischen Vorbehandlung konnte das in der Literatur bekannte SSF-Verfahren für die Herstellung von Ethanol aus Gräsern um die Vorbehandlungsstufe erweitert werden. Das so realisierte simultaneous pretreatment, saccharification and fermentation (SPSF)-Verfahren stellt eine vollständige Integration der drei für die Nutzung von Lignocellulose nötigen Verfahrensschritte in der grünen Bioraffinerie dar. Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201050319 SN - 0009-286X N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2010 und 28. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 21. - 23. September 2010, Eurogress Aachen VL - 82 IS - 9 SP - 1601 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER -