TY - GEN A1 - Burgeth, Bernhard A1 - Kleefeld, Andreas A1 - Naegel, Benoît A1 - Perret, Benjamin T1 - Editorial — Special Issue: ISMM 2019 T2 - Mathematical Morphology - Theory and Applications N2 - This editorial presents the Special Issue dedicated to the conference ISMM 2019 and summarizes the articles published in this Special Issue. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1515/mathm-2020-0200 SN - 2353-3390 VL - 4 IS - 1 SP - 159 EP - 161 PB - De Gruyter CY - Warschau ER - TY - JOUR A1 - Kleefeld, Andreas A1 - Zimmermann, M. ED - Constanda, Christian ED - Bodmann, Bardo E.J. ED - Harris, Paul J. T1 - Computing Elastic Interior Transmission Eigenvalues JF - Integral Methods in Science and Engineering N2 - An alternative method is presented to numerically compute interior elastic transmission eigenvalues for various domains in two dimensions. This is achieved by discretizing the resulting system of boundary integral equations in combination with a nonlinear eigenvalue solver. Numerical results are given to show that this new approach can provide better results than the finite element method when dealing with general domains. Y1 - 2022 SN - 978-3-031-07171-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-07171-3_10 N1 - Corresponding author: Andreas Kleefeld SP - 139 EP - 155 PB - Birkhäuser CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Burgeth, Bernhard A1 - Kleefeld, Andreas A1 - Zhang, Eugene A1 - Zhang, Yue ED - Baudrier, Étienne ED - Naegel, Benoît ED - Krähenbühl, Adrien ED - Tajine, Mohamed T1 - Towards Topological Analysis of Non-symmetric Tensor Fields via Complexification T2 - Discrete Geometry and Mathematical Morphology N2 - Fields of asymmetric tensors play an important role in many applications such as medical imaging (diffusion tensor magnetic resonance imaging), physics, and civil engineering (for example Cauchy-Green-deformation tensor, strain tensor with local rotations, etc.). However, such asymmetric tensors are usually symmetrized and then further processed. Using this procedure results in a loss of information. A new method for the processing of asymmetric tensor fields is proposed restricting our attention to tensors of second-order given by a 2x2 array or matrix with real entries. This is achieved by a transformation resulting in Hermitian matrices that have an eigendecomposition similar to symmetric matrices. With this new idea numerical results for real-world data arising from a deformation of an object by external forces are given. It is shown that the asymmetric part indeed contains valuable information. Y1 - 2022 SN - 978-3-031-19897-7 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-19897-7_5 N1 - Second International Joint Conference, DGMM 2022, Strasbourg, France, October 24–27, 2022 N1 - Corresponding author: Andreas Kleefeld SP - 48 EP - 59 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Chwallek, Constanze A1 - Nawrath, Lara A1 - Krastina, Anzelika A1 - Bruksle, Ieva T1 - Supportive research on sustainable entrepreneurship and business practices JF - SECA Sustainable Entrepreneurship for Climate Action Y1 - 2024 SN - 978-952-316-514-4 (pdf) SN - 2954-1654 (on-line publication) IS - 3 PB - Lapland University of Applied Sciences Ltd CY - Rovaniemi ER - TY - JOUR A1 - Harris, Isaac A1 - Kleefeld, Andreas T1 - Analysis and computation of the transmission eigenvalues with a conductive boundary condition JF - Applicable Analysis N2 - We provide a new analytical and computational study of the transmission eigenvalues with a conductive boundary condition. These eigenvalues are derived from the scalar inverse scattering problem for an inhomogeneous material with a conductive boundary condition. The goal is to study how these eigenvalues depend on the material parameters in order to estimate the refractive index. The analytical questions we study are: deriving Faber–Krahn type lower bounds, the discreteness and limiting behavior of the transmission eigenvalues as the conductivity tends to infinity for a sign changing contrast. We also provide a numerical study of a new boundary integral equation for computing the eigenvalues. Lastly, using the limiting behavior we will numerically estimate the refractive index from the eigenvalues provided the conductivity is sufficiently large but unknown. KW - Boundary integral equations KW - Inverse spectral problem KW - Conductive boundary condition KW - Transmission eigenvalues Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1080/00036811.2020.1789598 SN - 1563-504X VL - 101 IS - 6 SP - 1880 EP - 1895 PB - Taylor & Francis CY - London ER - TY - JOUR A1 - Clausnitzer, Julian A1 - Kleefeld, Andreas T1 - A spectral Galerkin exponential Euler time-stepping scheme for parabolic SPDEs on two-dimensional domains with a C² boundary JF - Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series B N2 - We consider the numerical approximation of second-order semi-linear parabolic stochastic partial differential equations interpreted in the mild sense which we solve on general two-dimensional domains with a C² boundary with homogeneous Dirichlet boundary conditions. The equations are driven by Gaussian additive noise, and several Lipschitz-like conditions are imposed on the nonlinear function. We discretize in space with a spectral Galerkin method and in time using an explicit Euler-like scheme. For irregular shapes, the necessary Dirichlet eigenvalues and eigenfunctions are obtained from a boundary integral equation method. This yields a nonlinear eigenvalue problem, which is discretized using a boundary element collocation method and is solved with the Beyn contour integral algorithm. We present an error analysis as well as numerical results on an exemplary asymmetric shape, and point out limitations of the approach. KW - Nonlinear eigenvalue problems KW - Boundary integral equations, KW - Exponential Euler scheme, KW - Parabolic SPDEs Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3934/dcdsb.2023148 SN - 1531-3492 SN - 1553-524X (eISSN) VL - 29 IS - 4 SP - 1624 EP - 1651 PB - AIMS CY - Springfield ER - TY - JOUR A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Hezel, Fabian A1 - Renz, Wolfgang A1 - de Geyer d'Orth, Thibaut A1 - Dieringer, Matthias A1 - von Knobelsdorf-Brenkenhoff, Florian A1 - Prothmann, Marcel A1 - Schulz-Menger, Jeanette A1 - Niendorf, Thoralf T1 - Acoustic cardiac triggering: a practical solution for synchronization and gating of cardiovascular magnetic resonance at 7 Tesla JF - Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance N2 - Background To demonstrate the applicability of acoustic cardiac triggering (ACT) for imaging of the heart at ultrahigh magnetic fields (7.0 T) by comparing phonocardiogram, conventional vector electrocardiogram (ECG) and traditional pulse oximetry (POX) triggered 2D CINE acquisitions together with (i) a qualitative image quality analysis, (ii) an assessment of the left ventricular function parameter and (iii) an examination of trigger reliability and trigger detection variance derived from the signal waveforms. Results ECG was susceptible to severe distortions at 7.0 T. POX and ACT provided waveforms free of interferences from electromagnetic fields or from magneto-hydrodynamic effects. Frequent R-wave mis-registration occurred in ECG-triggered acquisitions with a failure rate of up to 30% resulting in cardiac motion induced artifacts. ACT and POX triggering produced images free of cardiac motion artefacts. ECG showed a severe jitter in the R-wave detection. POX also showed a trigger jitter of approximately Δt = 72 ms which is equivalent to two cardiac phases. ACT showed a jitter of approximately Δt = 5 ms only. ECG waveforms revealed a standard deviation for the cardiac trigger offset larger than that observed for ACT or POX waveforms. Image quality assessment showed that ACT substantially improved image quality as compared to ECG (image quality score at end-diastole: ECG = 1.7 ± 0.5, ACT = 2.4 ± 0.5, p = 0.04) while the comparison between ECG vs. POX gated acquisitions showed no significant differences in image quality (image quality score: ECG = 1.7 ± 0.5, POX = 2.0 ± 0.5, p = 0.34). Conclusions The applicability of acoustic triggering for cardiac CINE imaging at 7.0 T was demonstrated. ACT's trigger reliability and fidelity are superior to that of ECG and POX. ACT promises to be beneficial for cardiovascular magnetic resonance at ultra-high field strengths including 7.0 T. KW - Interval Time Series KW - Image Quality Score KW - Image Quality Assessment KW - Sound Pressure Level KW - Cardiovascular Magnetic Resonance Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1186/1532-429X-12-67 SN - 1532-429X VL - 12 IS - 1 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Kob, Malte A1 - Frauenrath, Tobias T1 - A system for parallel measurement of glottis opening and larynx position JF - Biomedical Signal Processing and Control N2 - The simultaneous assessment of glottal dynamics and larynx position can be beneficial for the diagnosis of disordered voice or speech production and swallowing. Up to now, methods either concentrate on assessment of the glottis opening using optical, acoustical or electrical (electroglottography, EGG) methods, or on visualisation of the larynx position using ultrasound, computer tomography or magnetic resonance imaging techniques. The method presented here makes use of a time-multiplex measurement approach of space-resolved transfer impedances through the larynx. The fast sequence of measurements allows a quasi simultaneous assessment of both larynx position and EGG signal using up to 32 transmit–receive signal paths. The system assesses the dynamic opening status of the glottis as well as the vertical and back/forward motion of the larynx. Two electrode-arrays are used for the measurement of the electrical transfer impedance through the neck in different directions. From the acquired data the global and individual conductivity is calculated as well as a 2D point spatial representation of the minimum impedance. The position information is shown together with classical EGG signals allowing a synchronous visual assessment of glottal area and larynx position. A first application to singing voice analysis is presented that indicate a high potential of the method for use as a non-invasive tool in the diagnosis of voice, speech, and swallowing disorders. KW - EGG KW - Transfer impedance KW - Tomography KW - Larynx position KW - Voice assessment Y1 - 2009 U6 - https://doi.org/10.1016/j.bspc.2009.03.004 SN - 1746-8108 VL - 4 IS - 3 SP - 221 EP - 228 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Heinrichs, Uwe A1 - Utting, Jane F. A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Hezel, Fabian A1 - Krombach, Gabriele A. A1 - Hodenius, Michael A. J. A1 - Kozerke, Sebastian A1 - Niendorf, Thoralf T1 - Myocardial T2 mapping free of distortion using susceptibility-weighted fast spin-echo imaging: A feasibility study at 1.5 T and 3.0 T JF - Magnetic Resonance in Medicine N2 - This study demonstrates the feasibility of applying free-breathing, cardiac-gated, susceptibility-weighted fast spin-echo imaging together with black blood preparation and navigator-gated respiratory motion compensation for anatomically accurate T₂ mapping of the heart. First, T₂ maps are presented for oil phantoms without and with respiratory motion emulation (T₂ = (22.1 ± 1.7) ms at 1.5 T and T₂ = (22.65 ± 0.89) ms at 3.0 T). T₂ relaxometry of a ferrofluid revealed relaxivities of R2 = (477.9 ± 17) mM⁻¹s⁻¹ and R2 = (449.6 ± 13) mM⁻¹s⁻¹ for UFLARE and multiecho gradient-echo imaging at 1.5 T. For inferoseptal myocardial regions mean T₂ values of 29.9 ± 6.6 ms (1.5 T) and 22.3 ± 4.8 ms (3.0 T) were estimated. For posterior myocardial areas close to the vena cava T₂-values of 24.0 ± 6.4 ms (1.5 T) and 15.4 ± 1.8 ms (3.0 T) were observed. The merits and limitations of the proposed approach are discussed and its implications for cardiac and vascular T₂-mapping are considered. Y1 - 2009 U6 - https://doi.org/10.1002/mrm.22054 SN - 1522-2594 VL - 62 IS - 3 SP - 822 EP - 828 PB - Wiley-Liss CY - New York ER - TY - JOUR A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Niendorf, Thoralf A1 - Kob, Malte T1 - Acoustic method for synchronization of Magnetic Resonance Imaging (MRI) JF - Acta Acustica N2 - Magnetic Resonance Imaging (MRI) of moving organs requires synchronization with physiological motion or flow, which dictate the viable window for data acquisition. To meet this challenge, this study proposes an acoustic gating device (ACG) that employs acquisition and processing of acoustic signals for synchronization while providing MRI compatibility, immunity to interferences with electro-magnetic and acoustic fields and suitability for MRI at high magnetic field strengths. The applicability and robustness of the acoustic gating approach is examined in a pilot study, where it substitutes conventional ECG-gating for cardiovascular MR. The merits and limitations of the ACG approach are discussed. Implications for MR imaging in the presence of physiological motion are considered including synchronization with other structure- or motion borne sounds. Y1 - 2008 U6 - https://doi.org/10.3813/AAA.918017 SN - 1861-9959 VL - 94 IS - 1 SP - 148 EP - 155 PB - Hirzel CY - Stuttgart ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander T1 - Bußgelder bei Datenschutzverstößen durch Unternehmen JF - NJW Neue Juristische Wochenschrift N2 - Bald eine Dekade ist es her, dass diese annähernd mantraartig wiederholte Phrase Unternehmen zur Umsetzung datenschutzrechtlicher Vorgaben incentivierte. Was ist davon geblieben? Nur wenige in Deutschland verhängte Bußgelder erreichten Millionenhöhe. Hintergrund ist (auch) das deutsche Ordnungswidrigkeitenrecht, welches in einem Spannungsverhältnis zu den Vorgaben der DS-GVO steht. Ein Bußgeldbescheid der Berliner Datenschutzaufsicht gegen die Deutsche Wohnen sollte Auslöser eines langen, fortdauernden Rechtsstreits werden. Auf Vorlage des KG hatte der EuGH in der Rechtssache C-807/21 („Deutsche Wohnen“) erstmals Gelegenheit, sich zur Frage der Bußgeldhaftung zu positionieren. Y1 - 2024 SN - 0341-1915 IS - 6 SP - 325 EP - 329 PB - Beck CY - München ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander A1 - Schröer, Jan-Erik T1 - Error 404 im Vergabeverfahren: Datenschutz nicht gefunden? JF - VergabeR N2 - Das Thema Datenschutz wurde bei der öffentlichen Auftragsvergabe bislang vor allem in Bezug auf Drittlandtransfers personenbezogener Daten in die USA diskutiert. Jedoch spielt der Datenschutz für das Vergabeverfahren und für die Ausführung datenschutzrelevanter Leistungen generell eine wesentliche Rolle. Gleichwohl herrschen bislang unter öffentlichen Auftraggebern Schwierigkeiten, datenschutzrechtlich relevante Fallkonstellationen zu erkennen, die möglichen Risiken daraus abzuleiten und, sofern dies gelingt, diesen Risiken angemessen zu begegnen. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der datenschutzrechtlichen Verantwortlichkeit, ihren Folgen und den daraus resultierenden Konsequenzen für die Gestaltung von Vergabeverfahren und Vergabeunterlagen. Y1 - 2024 SN - 2366-2247 IS - 2 SP - 75 EP - 92 PB - Wolters Kluwer CY - Köln ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander A1 - Schröer, Jan-Erik T1 - No risk, no fun? Berücksichtigung datenschutzrechtlicher Risiken im Vergabeverfahren JF - DSB Datenschutz-Berater Y1 - 2024 SN - 0170-7256 SN - No risk, no fun? Berücksichtigung datenschutzrechtlicher Risiken im Vergabeverfahren IS - 5 SP - 114 EP - 117 PB - DFV Mediengruppe CY - Frankfurt a.M. ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander T1 - Datenschutz beim Einsatz künstlicher Intelligenz im Unternehmen JF - NWB N2 - Seit Ende 2022 prägt das Schlagwort „Künstliche Intelligenz“ (KI) nicht nur den rechtswissenschaftlichen Diskurs. Die allgemeine Verfügbarkeit von generativen KI-Modellen, allen voran die großen Sprachmodelle (Large Language Models, kurz: LLM) wie ChatGPT von OpenAI oder Bing AI von Microsoft, erfreuen sich größter Beliebtheit: LLM sind in der Lage, auf Grundlage statistischer Methoden – eine entsprechende Schnittstelle (Interface) vorausgesetzt – auch technisch wenig versierten Nutzern verständliche Antworten auf ihre Fragen zu liefern. Dabei werden nicht nur umfassend Nutzerdaten verarbeitet, sondern auch auf weitere personenbezogene Daten zugegriffen sowie neue Daten erzeugt. Der Beitrag geht der Frage nach, welche spezifischen datenschutzrechtlichen Herausforderungen sich für Unternehmen beim Einsatz solcher LLM stellen. Y1 - 2024 SN - 0028-3460 IS - 6 SP - 425 EP - 432 PB - NWB CY - Herne ER - TY - CHAP A1 - Golland, Alexander ED - Riechert, Anne ED - Wilmer, Thomas T1 - Kommentierung von § 7 Telekommunikation-Telemedien-Datenschutzgesetz T2 - TTDSG Y1 - 2022 SN - 978-3-503-20978-1 N1 - Gedruckte Ausgabe unter 21 QRUG 2 verfügbar. SP - 145 EP - 151 PB - Erich Schmidt CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Golland, Alexander ED - Riechert, Anne ED - Wilmer, Thomas T1 - Kommentierung von § 26 Telekommunikation-Telemedien-Datenschutzgesetz T2 - TTDSG Y1 - 2022 SN - 978-3-503-20978-1 N1 - Gedruckte Ausgabe unter 21 QRUG 2 verfügbar. SP - 439 EP - 474 PB - Erich Schmidt CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander T1 - Kompetenz nationaler Wettbewerbsbehörden zur Feststellung eines Verstoßes gegen die DS-GVO BT - Anmerkung zum EuGH-Urteil vom 4.7.2023 JF - MMR - Zeitschrift für IT-Recht und Recht der Digitalisierung Y1 - 2023 IS - 9 SP - 680 EP - 683 PB - Beck CY - München ER - TY - JOUR A1 - Golland, Alexander A1 - Kelbch, Niklas T1 - Kartellrecht vs. Datenschutzrecht: Rechtsgrundlagen für die Datenverarbeitung in sozialen Netzwerken JF - DSB Datenschutz-Berater Y1 - 2023 SN - 0170-7256 IS - 9 SP - 247 EP - 249 PB - DFV Mediengruppe CY - Frankfurt a.M. ER - TY - JOUR A1 - Oehlenschläger, Katharina A1 - Volkmar, Marianne A1 - Stiefelmaier, Judith A1 - Langsdorf, Alexander A1 - Holtmann, Dirk A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - New insights into the influence of pre-culture on robust solvent production of C. acetobutylicum JF - Applied Microbiology and Biotechnology N2 - Clostridia are known for their solvent production, especially the production of butanol. Concerning the projected depletion of fossil fuels, this is of great interest. The cultivation of clostridia is known to be challenging, and it is difficult to achieve reproducible results and robust processes. However, existing publications usually concentrate on the cultivation conditions of the main culture. In this paper, the influence of cryo-conservation and pre-culture on growth and solvent production in the resulting main cultivation are examined. A protocol was developed that leads to reproducible cultivations of Clostridium acetobutylicum. Detailed investigation of the cell conservation in cryo-cultures ensured reliable cell growth in the pre-culture. Moreover, a reason for the acid crash in the main culture was found, based on the cultivation conditions of the pre-culture. The critical parameter to avoid the acid crash and accomplish the shift to the solventogenesis of clostridia is the metabolic phase in which the cells of the pre-culture were at the time of inoculation of the main culture; this depends on the cultivation time of the pre-culture. Using cells from the exponential growth phase to inoculate the main culture leads to an acid crash. To achieve the solventogenic phase with butanol production, the inoculum should consist of older cells which are in the stationary growth phase. Considering these parameters, which affect the entire cultivation process, reproducible results and reliable solvent production are ensured. KW - Pre-culture KW - Metabolic shift KW - Acid crash KW - C. acetobutylicum KW - ABE KW - Butanol Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1007/s00253-023-12981-8 SN - 1432-0614 VL - 108 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Hengsbach, Jan-Niklas A1 - Engel, Mareike A1 - Cwienczek, Marcel A1 - Stiefelmaier, Judith A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Scalable unseparated bioelectrochemical reactors by using a carbon fiber brush as stirrer and working electrode JF - ChemElectroChem N2 - The concept of energy conversion into platform chemicals using bioelectrochemical systems (BES) has gained increasing attention in recent years, as the technology simultaneously provides an opportunity for sustainable chemical production and tackles the challenge of Power-to-X technologies. There are many approaches to realize the industrial scale of BES. One concept is to equip standard bioreactors with static electrodes. However, large installations resulted in a negative influence on various reactor parameters. In this study, we present a new single-chamber BES based on a stirred tank reactor in which the stirrer was replaced by a carbon fiber brush, performing the functions of the working electrode and the stirrer. The reactor is characterized in abiotic studies and electro-fermentations with Clostridium acetobutylicum. Compared to standard reactors an increase in butanol production of 20.14±3.66 % shows that the new BES can be efficiently used for bioelectrochemical processes. Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1002/celc.202300440 SN - 2196-0216 VL - 10 IS - 21 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - von Knobelsdorf-Brenkenhoff, Florian A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Prothmann, Marcel A1 - Dieringer, Matthias A. A1 - Hezel, Fabian A1 - Renz, Wolfgang A1 - Kretschel, Kerstin A1 - Niendorf, Thoralf A1 - Schulz-Menger, Jeanette T1 - Cardiac chamber quantification using magnetic resonance imaging at 7 Tesla—a pilot study N2 - Objectives Interest in cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 T is motivated by the expected increase in spatial and temporal resolution, but the method is technically challenging. We examined the feasibility of cardiac chamber quantification at 7 T. Methods A stack of short axes covering the left ventricle was obtained in nine healthy male volunteers. At 1.5 T, steady-state free precession (SSFP) and fast gradient echo (FGRE) cine imaging with 7 mm slice thickness (STH) were used. At 7 T, FGRE with 7 mm and 4 mm STH were applied. End-diastolic volume, end-systolic volume, ejection fraction and mass were calculated. Results All 7 T examinations provided excellent blood/myocardium contrast for all slice directions. No significant difference was found regarding ejection fraction and cardiac volumes between SSFP at 1.5 T and FGRE at 7 T, while volumes obtained from FGRE at 1.5 T were underestimated. Cardiac mass derived from FGRE at 1.5 and 7 T was larger than obtained from SSFP at 1.5 T. Agreement of volumes and mass between SSFP at 1.5 T and FGRE improved for FGRE at 7 T when combined with an STH reduction to 4 mm. Conclusions This pilot study demonstrates that cardiac chamber quantification at 7 T using FGRE is feasible and agrees closely with SSFP at 1.5 T. Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1007/s00330-010-1888-2 SN - 0938-7994 VL - 20 SP - 2844 EP - 2852 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Langohr, Philipp A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Crookston, Brian M. ED - Ortega-Sánchez, Miguel T1 - Hybrid investigation of labyrinth weirs: Discharge capacity and energy dissipation T2 - Proceedings of the 39th IAHR World Congress N2 - The replacement of existing spillway crests or gates with labyrinth weirs is a proven techno-economical means to increase the discharge capacity when rehabilitating existing structures. However, additional information is needed regarding energy dissipation of such weirs, since due to the folded weir crest, a three-dimensional flow field is generated, yielding more complex overflow and energy dissipation processes. In this study, CFD simulations of labyrinth weirs were conducted 1) to analyze the discharge coefficients for different discharges to compare the Cd values to literature data and 2) to analyze and improve energy dissipation downstream of the structure. All tests were performed for a structure at laboratory scale with a height of approx. P = 30.5 cm, a ratio of the total crest length to the total width of 4.7, a sidewall angle of 10° and a quarter-round weir crest shape. Tested headwater ratios were 0.089 ≤ HT/P ≤ 0.817. For numerical simulations, FLOW-3D Hydro was employed, solving the RANS equations with use of finite-volume method and RNG k-ε turbulence closure. In terms of discharge capacity, results were compared to data from physical model tests performed at the Utah Water Research Laboratory (Utah State University), emphasizing higher discharge coefficients from CFD than from the physical model. For upstream heads, some discrepancy in the range of ± 1 cm between literature, CFD and physical model tests was identified with a discussion regarding differences included in the manuscript. For downstream energy dissipation, variable tailwater depths were considered to analyze the formation and sweep-out of a hydraulic jump. It was found that even for high discharges, relatively low downstream Froude numbers were obtained due to high energy dissipation involved by the three-dimensional flow between the sidewalls. The effects of some additional energy dissipation devices, e.g. baffle blocks or end sills, were also analyzed. End sills were found to be non-effective. However, baffle blocks with different locations may improve energy dissipation downstream of labyrinth weirs. Y1 - 2022 SN - 978-90-832612-1-8 U6 - https://doi.org/10.3850/IAHR-39WC252171192022738 SN - 2521-7119 (print) SN - 2521-716X (online) N1 - 39th IAHR World Congress, 19. - 24. Juni 2022, Granada SP - 2313 EP - 2318 PB - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) CY - Madrid ER - TY - CHAP A1 - Crookston, Brian M. A1 - Bung, Daniel Bernhard ED - Ortega-Sánchez, Miguel T1 - Application of RGB-D cameras in hydraulic laboratory studies T2 - Proceedings of the 39th IAHR World Congress N2 - Non-intrusive measuring techniques have attained a lot of interest in relation to both hydraulic modeling and prototype applications. Complimenting acoustic techniques, significant progress has been made for the development of new optical methods. Computer vision techniques can help to extract new information, e. g. high-resolution velocity and depth data, from videos captured with relatively inexpensive, consumer-grade cameras. Depth cameras are sensors providing information on the distance between the camera and observed features. Currently, sensors with different working principles are available. Stereoscopic systems reference physical image features (passive system) from two perspectives; in order to enhance the number of features and improve the results, a sensor may also estimate the disparity from a detected light to its original projection (active stereo system). In the current study, the RGB-D camera Intel RealSense D435, working on such stereo vision principle, is used in different, typical hydraulic modeling applications. All tests have been conducted at the Utah Water Research Laboratory. This paper will demonstrate the performance and limitations of the RGB-D sensor, installed as a single camera and as camera arrays, applied to 1) detect the free surface for highly turbulent, aerated hydraulic jumps, for free-falling jets and for an energy dissipation basin downstream of a labyrinth weir and 2) to monitor local scours upstream and downstream of a Piano Key Weir. It is intended to share the authors’ experiences with respect to camera settings, calibration, lightning conditions and other requirements in order to promote this useful, easily accessible device. Results will be compared to data from classical instrumentation and the literature. It will be shown that even in difficult application, e. g. the detection of a highly turbulent, fluctuating free-surface, the RGB-D sensor may yield similar accuracy as classical, intrusive probes. Y1 - 2022 SN - 978-90-832612-1-8 U6 - https://doi.org/10.3850/IAHR-39WC252171192022964 SN - 2521-7119 (print) SN - 2521-716X (online) N1 - 39th IAHR World Congress, 19. - 24. Juni 2022, Granada SP - 5127 EP - 5133 PB - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) CY - Madrid ER - TY - CHAP A1 - Mulsow, Niklas A. A1 - Hülsen, Benjamin A1 - Gützlaff, Joel A1 - Spies, Leon A1 - Bresser, Andreas A1 - Dabrowski, Adam A1 - Czupalla, Markus A1 - Kirchner, Frank T1 - Concept and design of an autonomous micro rover for long term lunar exploration T2 - Proceedings of the 74th International Astronautical Congress N2 - Research on robotic lunar exploration has seen a broad revival, especially since the Google Lunar X-Prize increasingly brought private endeavors into play. This development is supported by national agencies with the aim of enabling long-term lunar infrastructure for in-situ operations and the establishment of a moon village. One challenge for effective exploration missions is developing a compact and lightweight robotic rover to reduce launch costs and open the possibility for secondary payload options. Existing micro rovers for exploration missions are clearly limited by their design for one day of sunlight and their low level of autonomy. For expanding the potential mission applications and range of use, an extension of lifetime could be reached by surviving the lunar night and providing a higher level of autonomy. To address this objective, the paper presents a system design concept for a lightweight micro rover with long-term mission duration capabilities, derived from a multi-day lunar mission scenario at equatorial regions. Technical solution approaches are described, analyzed, and evaluated, with emphasis put on the harmonization of hardware selection due to a strictly limited budget in dimensions and power. Y1 - 2023 N1 - 74. International Astronautical Congress (IAC-2023), October 2-6 2023, Baku, Azerbaijan PB - dfki CY - Saarbrücken ER - TY - CHAP A1 - Hülsen, Benjamin A1 - Mulsow, Niklas A. A1 - Dabrowski, Adam A1 - Brinkmann, Wiebke A1 - Gützlaff, Joel A1 - Spies, Leon A1 - Czupalla, Markus A1 - Kirchner, Frank T1 - Towards an autonomous micro rover with night survivability for lunar exploration T2 - Proceedings of the 74th International Astronautical Congress N2 - In Europe, efforts are underway to develop key technologies that can be used to explore the Moon and to exploit the resources available. This includes technologies for in-situ resource utilization (ISRU), facilitating the possibility of a future Moon Village. The Moon is the next step for humans and robots to exploit the use of available resources for longer term missions, but also for further exploration of the solar system. A challenge for effective exploration missions is to achieve a compact and lightweight robot to reduce launch costs and open up the possibility of secondary payload options. Current micro rover concepts are primarily designed to last for one day of solar illumination and show a low level of autonomy. Extending the lifetime of the system by enabling survival of the lunar night and implementing a high level of autonomy will significantly increase potential mission applications and the operational range. As a reference mission, the deployment of a micro rover in the equatorial region of the Moon is being considered. An overview of mission parameters and a detailed example mission sequence is given in this paper. The mission parameters are based on an in-depth study of current space agency roadmaps, scientific goals, and upcoming flight opportunities. Furthermore, concepts of the ongoing international micro rover developments are analyzed along with technology solutions identified for survival of lunar nights and a high system autonomy. The results provide a basis of a concise requirements set-up to allow dedicated system developments and qualification measures in the future. Y1 - 2023 N1 - 74. International Astronautical Congress (IAC-2023), October 2-6 2023, Baku, Azerbaijan PB - dfki ER - TY - CHAP A1 - Wild, Dominik A1 - Czupalla, Markus A1 - Förstner, Roger T1 - Modeling, prediction and test of additive manufactured integral structures with embedded lattice and phase change material applying Infused Thermal Solutions (ITS) T2 - ICES104: Advances in Thermal Control Technology N2 - Infused Thermal Solutions (ITS) introduces a method for passive thermal control to stabilize structural components thermally without active heating and cooling systems, but with phase change material (PCM) for thermal energy storage (TES), in combination with lattice - both embedded in additive manufactured functional structures. In this ITS follow-on paper a thermal model approach and associated predictions are presented, related on the ITS functional breadboards developed at FH Aachen. Predictive TES by PCM is provided by a specially developed ITS PCM subroutine, which is applicable in ESATAN. The subroutine is based on the latent heat storage (LHS) method to numerically embed thermo-physical PCM behavior. Furthermore, a modeling approach is introduced to numerically consider the virtual PCM/lattice nodes within the macro-encapsulated PCM voids of the double wall ITS design. Related on these virtual nodes, in-plane and out-of-plane conductive links are defined. The recent additive manufactured ITS breadboard series are thermally cycled in the thermal vacuum chamber, both with and without embedded PCM. Related on breadboard hardware tests, measurement results are compared with predictions and are subsequently correlated. The results of specific simulations and measurements are presented. Recent predictive results of star tracker analyses are also presented in ICES-2021-106, based on this ITS PCM subroutine. KW - latent heat KW - thermo-physical KW - lattice KW - ESATAN KW - subroutine KW - PCM KW - ITS Y1 - 2021 N1 - 50th International Conference on Environmental Systems, 12-15 July 2021, held virtually PB - Texas Tech University CY - Lubbock, Tex. ER - TY - CHAP A1 - Kohlberger, David-Sharif A1 - Wild, Dominik A1 - Kasper, Stefan A1 - Czupalla, Markus T1 - Modeling and analyses of a thermal passively stabilized LEO/GEO star tracker with embedded phase change material applying the Infused Thermal Solutions (ITS) method T2 - ICES202: Satellite, Payload, and Instrument Thermal Control N2 - Phase change materials offer a way of storing excess heat and releasing it when it is needed. They can be utilized as a method to control thermal behavior without the need for additional energy. This work focuses on exploring the potential of using phase change materials to passively control the thermal behavior of a star tracker by infusing it with a fitting phase change material. Based on the numerical model of the star trackers thermal behavior using ESATAN-TMS without implemented phase change material, a fitting phase change material for selected orbits is chosen and implemented in the thermal model. The altered thermal behavior of the numerical model after the implementation is analyzed for different amounts of the chosen phase change materials using an ESATAN-based subroutine developed by the FH Aachen. The PCM-modelling-subroutine is explained in the paper ICES-2021-110. The results show that an increasing amount of phase change material increasingly damps temperature oscillations. Using an integral part structure some of the mass increase can be compensated. KW - passive thermal control KW - PCM KW - star tracker KW - Infused Thermal Solutions KW - GEO KW - LEO Y1 - 2021 N1 - 50th International Conference on Environmental Systems, 12-15 July 2021, held virtually PB - Texas Tech University CY - Lubbock, Tex. ER - TY - INPR A1 - Schmülling, Max A1 - Gützlaff, Joel A1 - Czupalla, Markus T1 - A thermal simulation environment for moving objects on the lunar surface N2 - This paper presents a thermal simulation environment for moving objects on the lunar surface. The goal of the thermal simulation environment is to enable the reliable prediction of the temperature development of a given object on the lunar surface by providing the respective heat fluxes for a mission on a given travel path. The user can import any object geometry and freely define the path that the object should travel. Using the path of the object, the relevant lunar surface geometry is imported from a digital elevation model. The relevant parts of the lunar surface are determined based on distance to the defined path. A thermal model of these surface sections is generated, consisting of a porous layer on top and a denser layer below. The object is moved across the lunar surface, and its inclination is adapted depending on the slope of the terrain below it. Finally, a transient thermal analysis of the object and its environment is performed at several positions on its path and the results are visualized. The paper introduces details on the thermal modeling of the lunar surface, as well as its verification. Furthermore, the structure of the created software is presented. The robustness of the environment is verified with the help of sensitivity studies and possible improvements are presented. KW - Dynamic modeling KW - Thermal analysis KW - ESATAN-TMS KW - Lunar Surface KW - Thermal Model Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3902363/v1 ER - TY - JOUR A1 - Wild, Dominik A1 - Schrezenmeier, Johannes A1 - Czupalla, Markus A1 - Förstner, Roger T1 - Thermal Characterization of additive manufactured Integral Structures for Phase Change Applications JF - 2020 International Conference on Environmental Systems N2 - “Infused Thermal Solutions” (ITS) introduces a method for passive thermal control to stabilize structural components thermally without active heating and cooling systems, by using phase change material (PCM) in combination with lattice – both embedded into an additive manufactured integral structure. The technology is currently under development. This paper presents the results of the thermal property measurements performed on additive manufactured ITS breadboards. Within the breadboard campaigns key characteristics of the additive manufactured specimens were derived: Mechanical parameters: specimen impermeability, minimum wall thickness, lattice structure, subsequent heat treatment. Thermal properties: thermo-optical surface properties of the additive manufactured raw material, thermal conductivity and specific heat capacity measurements. As a conclusion the paper introduces an overview of potential ITS hardware applications, expected to increase the thermal performance. Y1 - 2020 PB - Texas Tech University ER - TY - GEN A1 - Staub, C. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Suck, K. A1 - Sohling, U. A1 - Ulber, Roland T1 - Chromatographische Aufarbeitung von Molkekonzentrat mittels mineralischer Granulate T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Molke fällt im Rahmen der Käseherstellung allein in Deutschland in Mengen von über 11 Mio. Tonnen jährlich an. Dieses Nebenprodukt wurde trotz seines Reichtums an Milchzucker und Proteinen lange Zeit kaum industriell weiterverarbeitet und stellte ein bedeutendes Problem bei der Abwasserreinigung dar. Derzeit kommen meist kosten- und reinigungsintensive Membranfiltrationsverfahren bei der Auftrennung von Molke in ihre Hauptkomponenten Lactose und Molkenprotein zum Einsatz. Die Produkte finden vorwiegend in der Nahrungsmittelindustrie Anwendung als Süßungsmittel, Proteinzusatz oder Texturbildner. Die Mehrheit des Proteins wird dabei als Konzentrat bzw. Proteinpulver verarbeitet. Wegen der antibakteriellen, antiviralen und weiteren wertvollen physiologischen Eigenschaften der Molkeproteine stellt eine weitere Aufreinigung der einzelnen Molkeproteine für die pharmazeutische Industrie einen naheliegenden zusätzlichen Wertschöpfungsschritt dar. In Kooperation mit der Süd Chemie AG wurde damit begonnen, ein Verfahren zu entwickeln, das kostengünstige mineralische Adsorbentien verwendet. Bisher konnte die Abtrennung von Lactose von den Molkenproteinen aus verdünntem Molkekonzentrat in einem Verfahrensschritt ohne Vorbehandlung des Rohstoffs erfolgreich realisiert werden. Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Verbesserung der Proteinbindekapazitätund chromatographischen Proteinauftrennung sowie dem Upscaling zum direkten Einsatz von Molkekonzentrat ohne Vorverdünnung. KW - Adsorbentien KW - Molkenprotein Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201050322 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2010 und 28. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 21. - 23. September 2010, Eurogress Aachen VL - 82 IS - 9 SP - 1588 EP - 1589 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Tippkötter, Nils A1 - Zhang, M. A1 - Poth, S. A1 - Ulber, Roland T1 - Enzymatische Lignindegradierung unter Einsatz eines Optimierungsalgorithmus T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Lignine bestehen aus einem hochgradig vernetzten Polymer phenolischer Grundeinheiten. Diese Verbindungen sind eine Quelle vielversprechender chemischer Grundbausteine. Auch die enzymatische Modifikation der Materialeigenschaften des Lignins ist für dessen Anwendung von Interesse. Aufgrund der verschiedenen Bindungstypen im Lignin ist eine Auftrennung mit nur einem Enzym unwahrscheinlich. Vielmehr sind verschiedene mediatorgestützte Reaktionen notwendig. Pilze, wie z.B. T. versicolor, nutzen Enzymkombinationen zum Aufschluss des Lignins. Hierbei kommen Laccase, Ligninperoxidase und Manganperoxidase zum Einsatz. Die optimale Kombination der Enzyme und ihrer Mediatoren bzw. Stabilisatoren ist Ziel der Untersuchungen. Aufgrund der großen Parameteranzahl wurde ein genetischer Algorithmus eingesetzt. Als Versuchsparameter wurden gewählt: die Verhältnisse der Enzyme, Ligninmasse, Konzentrationen an Eisen-, Mangan-, Oxalat-Ionen, ABTS, Violursäure und H₂O₂. Somit werden elf Parameter simultan optimiert. Als Algorithmus wurde ein Programm mit variabler Genkodierung entwickelt. Die Umsetzung des Lignins wird dabei über den verfolgt. Zurzeit ist ein enzymatischer Umsatz von 12% möglich. Als Referenz wurde eine chemische Lignindegradierung mit einem Umsatzvon 37% etabliert. Die sechs Generationen des Algorithmus zeigen eine Kongruenz der Enzymkonzentrationen von LiP, MnP und VeP, während Laccase keinen Einfluss hat. Des Weiteren beeinflussen die Konzentrationen von Mangan und Oxalat die Umsetzung, während die Variation von ABTS- und H₂O₂ nur eine geringe Auswirkung hat. KW - Enzymatischer Ligninabbau KW - Genetischer Algorithmus Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201050707 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2010 und 28. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 21. - 23. September 2010, Eurogress Aachen VL - 82 IS - 9 SP - 1601 EP - 1602 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Pasteur, A. A1 - Ludwig, B. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Diller, R. A1 - Kampeis, P. A1 - Ulber, Roland T1 - Aufarbeitung von β-Lactamantibiotika mittels selektiver, magnetischer Adsorbermaterialien T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - b-Lactame gehören zu den wirkungsvollsten Antibiotika, jedoch lassen sich viele nur schwierig fermentativ erzeugen. Ein Problem bei der fermentativen Produktion ist die Hydrolyse des Lactamrings im wässrigen Milieu. Das Ziel des von der DBU geförderten Projekts ist die selektive In-situ-Adsorption der b-Lactamantibiotika unter anschließender magnetischer Separation. Durch die Isolation im Hochgradientenmagnetseparator (HGMS) ist eine Fest-fest-flüssig-Trennung und somit ein erheblicher Zeitgewinn im Downstreamprozess möglich. Zusätzlich kommt es zur Einsparung an Lösungsmittel und Energie, was neben Reduzierung der Antibiotikahydrolyse auch in ökologischer Hinsicht einen interessanten Aspekt darstellt. Als Trägermaterial für die Adsorbermatrix werden magnetisierbare Eisenoxidpartikel eingesetzt, die in einer Silikamatrix eingebettet sind. Diese Adsorber sollen auf Selektivität in Wasser und verschiedenen Medien getestet werden. Zusätzlich werden die Abbauprodukte des b-Lactams analysiert, um eine Aussage über die Stabilisierung des Antibiotikums durch die selektiven Adsorber treffen zu können. Diese Ergebnisse werden mit kommerziell erhältlichen Adsorbern verglichen. Die Aufreinigung der Antibiotika soll direkt aus der Fermentationsbrühe erfolgen. Um die Trennung der magnetischen, selektiven Adsorber von der Biomasse zu gewährleisten, soll der HGMS in die Fermentation integriert werden. Das filamentöse Wachstum des Mikroorganismus erfordert eine Neuauslegung der Filtermatrix. KW - β-Lactame KW - Magnetische Adsorbermaterialien Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201050270 N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2010 und 28. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 21. - 23. September 2010, Eurogress Aachen VL - 82 IS - 9 SP - 1587 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Poth, S. A1 - Monzon, M. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Lignocellulose-Bioraffinerie: Simultane Verzuckerung und Fermentation T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die am häufigsten genutzten Rohstoffe für die Produktion von Treibstoffen und Chemikalien sind fossilen Ursprungs. Da diese limitiert sind, werden im Hinblick auf die Nachhaltigkeit alternative, erneuerbare Rohstoffquellen intensiv untersucht. Vielversprechend in diesem Kontext sind die in Lignocellulose enthaltenen Zucker, die beispielsweise zur Produktion von Ethanol genutzt werden können. In der Regel sind für eine Lig-nocellulose-Bioraffinerie mehrere Prozessschritte notwendig: Vorbehandlung, Verzuckerung und Fermentation. Um diesen Prozess einfacher zu gestalten, ist es möglich, die Verzuckerung und die Fermentation in einem Schritt durchzuführen (SSF). Als Substrat wird hier Cellulose-Faserstoff verwendet, der durch das Organosolv-Verfahren aufgeschlossen wurde. Die Hydrolyse erfolgt mit kommerziell erhältlichen Enzymen und für die Fermentation zu Ethanol werden zwei Hefen verwendet. Beim SSF-Verfahren konnte, im Vergleich zur entkoppelten Verfahrensweise, trotz bestehender Unterschiede in den Temperatur-Optima von Enzymen und Hefen eine Steigerung in der Ethanol-Ausbeute von 0,15 auf 0,2 gg⁻¹ beobachtet werden. Um wirtschaftliche Ausbeuten und Konzentrationen des Produkts erzielen zu können, ist es notwendig den Prozess weiter zu optimieren. Im Einzelfall muss überprüft werden, ob diese Verfahrensweise auch für die Produktion anderer interessanter Stoffe (wie Itaconsäure, Bernsteinsäure) geeignet ist. KW - Lignocellulose-Bioraffinerie KW - Prozessintegration Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201050360 N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2010 und 28. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 21. - 23. September 2010, Eurogress Aachen VL - 82 IS - 9 SP - 1568 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - THES A1 - Gros, Isabella T1 - Depressed Furniture : eine abstrakte Übersetzung von Depressionen in Möblierung N2 - Depressed Furniture ist eine abstrakte Übersetzung von Depressionen in Möblierung. Es handelt sich um eine Rauminstallation von fünf Leuchten, die der Erkrankung in einem unüblichen Kontext eine Plattform gibt. Dadurch stellt das Projekt eine Schnittstelle zwischen Kunst, Design und Gesellschaft dar. Jede Leuchte verkörpert eine Empfindung, mit der sich ein Großteil der Betroffenen identifizieren kann. Es wird Bewusstsein für die Komplexität der Krankheit geschaffen und das Tabu um mentale Krankheiten gebrochen. Neben der Regular Collection können auch Tischvarianten (Compact Collection) erworben werden. Depressed Furniture zeigt, dass es durchaus möglich ist, eine unschöne Thematik zu abstrahieren und ihr neutral zu begegnen. Es verdeutlicht, wie Design dazu beitragen kann, sensible Themen auf kreative Weise zu kommunizieren. KW - Depressed Furniture KW - Rauminstallation KW - Depressionen KW - Mentale Gesundheit KW - Leuchtenkollektion Y1 - 2024 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - GEN A1 - Kuthan, K. A1 - Al-Kaidy, H. A1 - Tippkötter, Nils T1 - Tropfenbasierte Enzymreaktionen auf Glasoberflächen im μL-Maßstab mit ortsaufgelöster pL-Dosierung der Reaktanden T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Mit der Entwicklung wässriger Tropfen, die mit einer schützenden Hülle magnetisierbarer, hydrophober Partikel umgeben sind, ergeben sich neue Möglichkeiten im Bereich der Mikrofluidik. So können die Tropfen als flüssige Mikroreaktoren eingesetzt werden. Der wässrige Kern dieser Mikroreaktoren besteht aus einer Substratlösung für enzymatische Umsetzungen. Durch Bewegen der Mikroreaktoren können diese über immobilisierten Enzymen positioniert werden, um so einen enzymatischen Umsatz innerhalb der Mikroreaktoren zu realisieren. Hierfür wurde eine neue Mikroreaktorplattform-Technologie etabliert. Die Mikroreaktoren können aufgrund ihrer magnetisierbaren Hüllenpartikel über elektromagnetische Spulen bewegt werden. Die Bewegung erfolgt dabei mit einer automatisierten Aktuatorplattform, bestehend aus einer 3x3 Doppelspulenmatrix mit Magnetkernen. Als modellhaftes Reaktionssystem wird eine Enzymkaskade eingesetzt, die sich aus einer b-Glucosidase, Glucose-Oxidase und Meerrettichperoxidase zusammensetzt. Primär untersuchte Substrate sind Fluorescein-di-b-D-glucopyranoside, und 1-(3,7-Dihydroxy-10H-phenoxazin-10-yl)-ethanon, bei deren Umsatz fluoreszierende Produkte entstehen. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650117 N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1336 EP - 1337 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Roth, J. A1 - Tippkötter, Nils T1 - New Approach for Enzymatic Hydrolysis of Lignocellulose with Selective Diffusion Separation of the Monosaccharide Products T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material plays an important role in the classical biorefinery approach. Apart from the pretreatment of the raw material, hydrolysis is the basis for the conversion of the cellulose and hemicellulose fraction into fermentable sugars. After hydrolysis, usually a solid-liquid separation takes place, in order to separate the residual plant material from the sugar-rich fraction, which can be subsequently used in a fermentation step. In order to factor out the separation step, the usage of in alginate immobilized crude cellulose fiber beads (CFBs) were evaluated. Pretreated cellulose fibers are incorporated in an alginate matrix together with the relevant enzymes. In doing so, sugars diffuse trough the alginate matrix, allowing a simplified delivery into the surrounding fluid. This again reduces product inhibition of the glucose on the enzyme catalysts. By means of standardized bead production the hydrolysis in lab scale was possible. First results show that liberation of glucose and xylose is possible, allowing a maximum total sugar yield of 75 %. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650301 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1237 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Hering, T. A1 - Ulber, Roland A1 - Tippkötter, Nils T1 - Antimikrobielle Oberflächenmodifikation durch Mikropartikel T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die Ausbildung von Biofilmen in technischen Anlagen, wie z. B. Kühlkreisläufen, Wasseraufbereitungssystemen und Bioreaktoren, führen zu Materialschäden (Biofouling) und stark erhöhtem Energieaufwand. Im Rahmen der aktuellen Forschungsarbeiten erfolgen aktive sowie passive Bio-Modifikationen auf funktionalisierten magnetischen Mikropartikelober-flächen. Um die verschiedenen funktionalisierten magnetischen Mikropartikel zu analysieren und ihre antimikrobielle Wirkung zu testen, wird der Einsatz einer 3D-gedruckten, magnetischen Plattform für ein Fluoreszenz-basiertes Screening-System untersucht. Für den Oberflächenschutz wurden verschiedene, antimikrobiell funktionalisierte Partikelkombinationen mit dem Mikroorganismus Escherichia coli GFPmut2 in Bezug auf aktiven Oberflächenschutz verglichen. Um die antimikrobielle Oberflächeneffekte von synergistischen Kombinationen unterschiedlich funktionalisierter Partikel zu bestimmen, werden Oberflächen einem Magnetfeld ausgesetzt, das die Mikropartikel als definierte Schicht auf ihnen zurück hält. Diese modifizierten Oberflächen können sowohl durch Fluoreszenzspektroskopie als auch -mikroskopie analysiert werden. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650084 N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1302 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Wulfhorst, H. A1 - Merseburg, J. A1 - Tippkötter, Nils T1 - Batteriekomponenten aus nachwachsenden Rohstoffen T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - In diesem Beitrag geht es um die Integration von Stoffströmen einer Lignocellulose-Bioraffinerie in Verfahren zur Batterieherstellung. Pflanzliche Reststoffe aus der Biokraftstoffherstellung wie Lignin sollen zur Herstellung neuer Batteriematerialien verwendet werden. Hierbei wird das Lignin als Matrix für die vorgraphitischen C-haltigen Einlagerungsverbindungen in den Elektroden genutzt. Die Si-C-Komposite werden durch das Einbetten von Si in eine Ligninmatrix mit anschließender Carbonisierung hergestellt. Das Lignin hierfür wird durch die sequentielle hydrothermale Vorbehandlung von Buchenholz bei variablen Bedingungen gewonnen und mit Si-Nanopartikel sowie als Referenz ohne Si-Nanopartikel gefällt. Die Ergebnisse zeigen, dass die sequenzielle Vorbehandlung höhere Ausbeuten im Vergleich zum LHW- oder Organosolv-Aufschluss liefert. Um eine Anode herzustellen, wurde das resultierende Si–C-Kompositmaterial carbonisiert, auf einen Stromsammler aufgetragen und elektro-chemisch charakterisiert. Der Einfluss der Vorbehandlungsschritte auf den Herstellungsprozess und die ökonomische Bewertung des untersuchten Bioraffinerie-Prozesses wurde mithilfe eines Stoffstrommodells analysiert. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650333 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1234 EP - 1235 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Ayala, Rafael Ceja A1 - Harris, Isaac A1 - Kleefeld, Andreas T1 - Direct sampling method via Landweber iteration for an absorbing scatterer with a conductive boundary JF - Inverse Problems and Imaging N2 - In this paper, we consider the inverse shape problem of recovering isotropic scatterers with a conductive boundary condition. Here, we assume that the measured far-field data is known at a fixed wave number. Motivated by recent work, we study a new direct sampling indicator based on the Landweber iteration and the factorization method. Therefore, we prove the connection between these reconstruction methods. The method studied here falls under the category of qualitative reconstruction methods where an imaging function is used to recover the absorbing scatterer. We prove stability of our new imaging function as well as derive a discrepancy principle for recovering the regularization parameter. The theoretical results are verified with numerical examples to show how the reconstruction performs by the new Landweber direct sampling method. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3934/ipi.2023051 SN - 1930-8337 SN - 1930-8345 (eISSN) VL - 18 IS - 3 SP - 708 EP - 729 PB - AIMS CY - Springfield ER - TY - CHAP A1 - Kahra, Marvin A1 - Breuß, Michael A1 - Kleefeld, Andreas A1 - Welk, Martin ED - Brunetti, Sara ED - Frosini, Andrea ED - Rinaldi, Simone T1 - An Approach to Colour Morphological Supremum Formation Using the LogSumExp Approximation T2 - Discrete Geometry and Mathematical Morphology N2 - Mathematical morphology is a part of image processing that has proven to be fruitful for numerous applications. Two main operations in mathematical morphology are dilation and erosion. These are based on the construction of a supremum or infimum with respect to an order over the tonal range in a certain section of the image. The tonal ordering can easily be realised in grey-scale morphology, and some morphological methods have been proposed for colour morphology. However, all of these have certain limitations. In this paper we present a novel approach to colour morphology extending upon previous work in the field based on the Loewner order. We propose to consider an approximation of the supremum by means of a log-sum exponentiation introduced by Maslov. We apply this to the embedding of an RGB image in a field of symmetric 2x2 matrices. In this way we obtain nearly isotropic matrices representing colours and the structural advantage of transitivity. In numerical experiments we highlight some remarkable properties of the proposed approach. Y1 - 2024 SN - 978-3-031-57793-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-57793-2_25 N1 - Third International Joint Conference, DGMM 2024, Florence, Italy, April 15–18, 2024 SP - 325 EP - 337 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Pieronek, Lukas A1 - Kleefeld, Andreas ED - Constanda, Christian ED - Harris, Paul T1 - The Method of Fundamental Solutions for Computing Interior Transmission Eigenvalues of Inhomogeneous Media T2 - Integral Methods in Science and Engineering: Analytic Treatment and Numerical Approximations N2 - The method of fundamental solutions is applied to the approximate computation of interior transmission eigenvalues for a special class of inhomogeneous media in two dimensions. We give a short approximation analysis accompanied with numerical results that clearly prove practical convenience of our alternative approach. Y1 - 2019 SN - 978-3-030-16077-7 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-16077-7_28 SP - 353 EP - 365 PB - Birkhäuser CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Extreme flooding in Western Germany: some thoughts on hazards, return periods and risk JF - Hydrolink N2 - The low-pressure system Bernd involved extreme rainfalls in the Western part of Germany in July 2021, resulting in major floods, severe damages and a tremendous number of casualties. Such extreme events are rare and full flood protection can never be ensured with reasonable financial means. But still, this event must be starting point to reconsider current design concepts. This article aims at sharing some thoughts on potential hazards, the selection of return periods and remaining risk with the focus on Germany. Y1 - 2021 IS - 4 SP - 108 EP - 113 PB - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR) CY - Madrid ER - TY - CHAP A1 - Abele, Daniel A1 - Kleefeld, Andreas ED - Constanda, Christian T1 - New Numerical Results for the Optimization of Neumann Eigenvalues T2 - Computational and Analytic Methods in Science and Engineering N2 - We present new numerical results for shape optimization problems of interior Neumann eigenvalues. This field is not well understood from a theoretical standpoint. The existence of shape maximizers is not proven beyond the first two eigenvalues, so we study the problem numerically. We describe a method to compute the eigenvalues for a given shape that combines the boundary element method with an algorithm for nonlinear eigenvalues. As numerical optimization requires many such evaluations, we put a focus on the efficiency of the method and the implemented routine. The method is well suited for parallelization. Using the resulting fast routines and a specialized parametrization of the shapes, we found improved maxima for several eigenvalues. Y1 - 2020 SN - 978-3-030-48185-8 (Print) SN - 978-3-030-48186-5 (Online) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-48186-5_1 SP - 1 EP - 20 PB - Birkhäuser CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Losse, Ann-Kathrin A1 - Gehrke, Melanie A1 - Ullrich, André A1 - Czarnecki, Christian A1 - Sultanow, Eldar A1 - Breithaupt, Carsten A1 - Koch, Christian T1 - Entwicklung einer Open-Data-Referenzarchitektur für die Luftfahrtindustrie T2 - INFORMATIK 2022 - Informatik in den Naturwissenschaften, Proceedings N2 - Open Data impliziert die freie Zugänglichkeit, Verfügbarkeit und Wiederverwendbarkeit von Datensätzen. Obwohl hochwertige Datensätze öffentlich verfügbar sind, ist der Zugang zu diesen und die Transparenz über die Formate nicht immer gegeben. Dies mindert die optimale Nutzung des Potenzials zur Wertschöpfung, trotz der vorherrschenden Einigkeit über ihre Chancen. Denn Open Data ermöglicht das Vorantreiben von Compliance-Themen wie Transparenz und Rechenschaftspflicht bis hin zur Förderung von Innovationen. Die Nutzung von Open Data erfordert Mut und eine gemeinsame Anstrengung verschiedener Akteure und Branchen. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags werden auf Grundlage des Design Science-Ansatzes eine Open Data Capability Map sowie darauf aufbauend eine Datenarchitektur für Open Data in der Luftfahrtindustrie an einem Beispiel entwickelt. Y1 - 2022 SN - 978-3-88579-720-3 U6 - https://doi.org/10.18420/inf2022_103 SN - 1617-5468 N1 - INFORMATIK 2022, 26. - 30. September 2022, Hamburg SP - 1203 EP - 1209 PB - GI - Gesellschaft für Informatik CY - Bonn ER - TY - CHAP A1 - Vladova, Gergana A1 - Ullrich, André A1 - Sultanow, Eldar A1 - Tobolla, Marinho A1 - Sebrak, Sebastian A1 - Czarnecki, Christian A1 - Brockmann, Carsten T1 - Visual analytics for knowledge management T2 - INFORMATIK 2023 - Designing Futures: Zukünfte gestalten N2 - The management of knowledge in organizations considers both established long-term processes and cooperation in agile project teams. Since knowledge can be both tacit and explicit, its transfer from the individual to the organizational knowledge base poses a challenge in organizations. This challenge increases when the fluctuation of knowledge carriers is exceptionally high. Especially in large projects in which external consultants are involved, there is a risk that critical, company-relevant knowledge generated in the project will leave the company with the external knowledge carrier and thus be lost. In this paper, we show the advantages of an early warning system for knowledge management to avoid this loss. In particular, the potential of visual analytics in the context of knowledge management systems is presented and discussed. We present a project for the development of a business-critical software system and discuss the first implementations and results. Y1 - 2023 SN - 978-3-88579-731-9 U6 - https://doi.org/10.18420/inf2023_187 SN - 1617-5468 N1 - INFORMATIK 2023, 26. - 29. September 2023, Berlin SP - 1851 EP - 1870 PB - GI - Gesellschaft für Informatik CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Oertel, Mario A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Hochwasserschutz - eine Aufgabe für eine nachhaltige Wasserwirtschaft JF - Wasserwirtschaft KW - Wasserbau KW - Architektur KW - Wasserwirtschaft KW - Deutschland Y1 - 2021 SN - 0043-0978 VL - 111 IS - 9-10 SP - 3 EP - 19 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Schult, Prince Garcia A1 - Losse, Ann-Kathrin A1 - Czarnecki, Christian A1 - Sultanow, Eldar T1 - Proposing a Framework to address the Sustainable Development Goals T2 - EnviroInfo 2023 N2 - Reducing poverty, protecting the planet, and improving life on earth for everyone are the essential goals of the "2030 Agenda for Sustainable Development"committed by the United Nations (UN). Achieving those goals will require technological innovation as well as their implementation in almost all areas of our business and day-to-day life. This paper proposes a high-level framework that collects and structures different uses cases addressing the goals defined by the UN. Hence, it contributes to the discussion by proposing technical innovations that can be used to achieve those goals. As an example, the goal "Climate Actionïs discussed in detail by describing use cases related to tackling biodiversity loss in order to conservate ecosystems. Y1 - 2023 SN - 978-3-88579-736-4 U6 - https://doi.org/10.18420/env2023-022 SN - 1617-5468 N1 - EnviroInfo 2023, 11. - 23. October 2023, Garching, Germany SP - 243 EP - 249 PB - GI - Gesellschaft für Informatik CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Bung, Daniel Bernhard T1 - Kamerabasierte Fließtiefen- und Geschwindigkeitsmessungen JF - Wasserwirtschaft N2 - In der wasserbaulichen Forschung werden neben klassischen Messinstrumenten zunehmend kamerabasierte Verfahren genutzt. Diese erlauben neben der Bestimmung von Fließgeschwindigkeiten auch die Detektion der freien Wasseroberfläche oder zeitliche Vermessung von Kolken. Durch die hohen räumlichen und zeitlichen Auflösungen, welche neueste Kamerasensoren liefern, können neue Erkenntnisse in turbulenten, komplexen Strömungen gewonnen werden. Auch in der Praxis können diese Verfahren mit geringem Aufwand wichtige Daten liefern. KW - Wasserbau KW - Architektur KW - Wasserwirtschaft KW - Deutschland Y1 - 2024 SN - 0043-0978 VL - 114 IS - 4 SP - 47 EP - 53 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - BOOK A1 - Czarnecki, Christian ED - Czarnecki, Christian ED - Lübbe, Alexander ED - Meister, Vera G. ED - Müller, Christian ED - Steglich, Mike ED - Walther, Mathias T1 - Angewandte Forschung in der Wirtschaftsinformatik 2023 : Tagungsband zur 36. AKWI-Jahrestagung N2 - Beiträge der Fachtagung „Angewandte Forschung in der Wirtschaftsinformatik – Zukunft gestalten“ im Rahmen der 36. Jahrestagung des Arbeitskreises Wirtschaftsinformatik an Hochschulen für Angewandte Wissenschaften (AKWI) vom 11. bis 13.09.2023 an der Technischen Hochschule Wildau Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.15771/1794 N1 - 36. AKWI-Jahrestagung, 11.09.2023 bis 13.09.2023, ausgerichtet von der Technischen Hochschule Wildau ER - TY - CHAP A1 - Treuling, Clemens A1 - Czarnecki, Christian A1 - Wolf, Martin T1 - Projekt WiLMo – Wirtschaftsinformatik Lehr- und Lernmodule T2 - Angewandte Forschung in der Wirtschaftsinformatik 2023 : Tagungsband zur 36. AKWI-Jahrestagung N2 - Die potenziellen Auswirkungen der Digitalisierung auf die Lehre sind seit langem Gegenstand ausführlicher Diskussionen innerhalb der Wirtschaftsinformatik (WI) (z. B. in Auth et al. 2021, Barton et al. 2019, Klotz et al. 2019). Nicht zuletzt der in nahezu allen Wirtschaftszweigen bestehende Mangel an qualifizierten Fachkräften lenkt den Diskurs auf einen verbesserten Zugang zu Bildung und gleichen Bildungschancen. Aus dieser Vision heraus und dem Schub der Digitalisierung entstehen Bildungskonzepte wie Open Educational Resources (OER), die gesellschaftlichen Problemen, wie dem des Fachkräftemangels, entgegenwirken sollen. Im Rahmen dieses Kurzbeitrags wird das Projekt WiLMo - "Wirtschaftsinformatik Lehr- und Lernmodule" vorgestellt. WiLMo wird im Rahmen von OERContent.nrw unter Beteiligung von sechs Hochschulen entwickelt und gefördert. Alle Projektbeteiligten arbeiten gemeinsam daran, einheitliche digitale Lehr- und Lernmaterialien im OER-Format für die Kernmodule der Wirtschaftsinformatik zu entwickeln und in garantiert hoher Qualität zur Verfügung zu stellen. KW - Wirtschaftsinformatik KW - Open Educational Resources (OER) KW - WiLMo Y1 - 2023 N1 - 36. AKWI-Jahrestagung, 11.09.2023 bis 13.09.2023, ausgerichtet von der Technischen Hochschule Wildau SP - 161 EP - 169 ER -