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Nach Stand von Wissenschaft und Technik werden Komponenten hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Lebensdauer oder Energieeffizienz, optimiert. Allerdings können selbst hervorragende Komponenten zu ineffizienten oder instabilen Systemen führen, wenn ihr Zusammenspiel nur unzureichend berücksichtigt wird. Eine Systembetrachtung schafft ein größeres Optimierungspotential - dem erhöhten Potential steht jedoch auch ein erhöhter Komplexitätsgrad gegenüber. Die vorliegende Arbeit ist im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 805 entstanden, dessen Ziel die Beherrschung von Unsicherheit in Systemen des Maschinenbaus ist. Die Arbeit zeigt anhand eines realen Systems aus dem Bereich der Hydraulik, wie Unsicherheit in der Entwicklungsphase beherrscht werden kann. Hierbei ist neu, dass die durch den späteren Betrieb zu erwartende Systemdegradation eines jeden möglichen Systemvorschlags antizipiert werden kann. Dadurch können Betriebs- und Wartungskosten vorausgesagt und minimiert werden und durch eine optimale Betriebs- und Wartungsstrategie die Verfügbarkeit des Systems garantiert werden. Wesentliche Fragen bei der optimalen Auslegung des betrachteten hydrostatischen Getriebes sind dessen physikalische Modellierung, die Darstellung des Optimierungsproblems als gemischt-ganzzahliges lineares Programm, und dessen algorithmische Behandlung zur Lösungsfindung. Hierzu werden Heuristiken zum schnelleren Auffinden sinnvoller Systemtopologien vorgestellt und mittels mathematischer Dekomposition eine Bewertung des dynamischen Verschleiß- und Wartungsverlaufs möglicher Systemvorschläge vorgenommen. Die Arbeit stellt die Optimierung technischer Systeme an der Schnittstelle von Mathematik, Informatik und Ingenieurwesen sowohl gründlich als auch anschaulich und nachvollziehbar dar.
Pure analytical or experimental methods can only find a control strategy for technical systems with a fixed setup. In former contributions we presented an approach that simultaneously finds the optimal topology and the optimal open-loop control of a system via Mixed Integer Linear Programming (MILP). In order to extend this approach by a closed-loop control we present a Mixed Integer Program for a time discretized tank level control. This model is the basis for an extension by combinatorial decisions and thus for the variation of the network topology. Furthermore, one is able to appraise feasible solutions using the global optimality gap.
Unser Zuhause wird zunehmend intelligenter. Smart Homes bieten uns die Steuerung von Haus- oder Unterhaltungstechnik bequem vom Smartphone aus. Junge Familien nutzen die Technologie, um mittels vernetzten Babymonitorsystemen ihren Nachwuchs von überall aus im Blick zu haben. Davon auszugehen, dass solche Systeme mit einem Fokus auf Sicherheit entwickelt wurden, um die sehr persönlichen Daten zu schützen, ist jedoch ein Trugschluss. Die Untersuchung eines handelsüblichen und keineswegs billigen Systems zeigt, dass die Geräte sehr einfach kompromittiert und missbraucht werden können.
Zur Unterstützung des Transformationsbedarfs von Telekommunikationsunternehmen sind die Referenzmodelle des TM Forums in der Praxis weltweit anerkannt. Dabei findet jedoch meist eine losgelöste Nutzung für spezifische Einzelthemen statt. Daher führt dieser Artikel die bestehenden Inhalte in einer industriespezifischen, übergreifenden Referenzarchitektur zusammen. Der Fokus liegt auf den Ebenen Aufbauorganisation, Prozesse, Applikationen und Daten. Darüber hinaus werden inhaltliche Architekturdomänen zur Strukturierung angeboten. Die Referenzarchitektur ist hierarchisch aufgebaut und wird hier beispielhaft für ausgewählte, aggregierte Inhalte beschrieben. Als erste Evaluation wird die Anwendung der Referenzarchitektur in drei Praxisprojekten erläutert.
Development of a subject-oriented reference process model for the telecommunications industry
(2016)
Generally the usage of reference models can be structured top-down or bottom-up. The practical need of agile change and flexible organizational implementation requires a consistent mapping to an operational level. In this context, well-established reference process models are typically structured top-down. The subject-oriented Business Process Management (sBPM) offers a modeling concept that is structured bottom-up and concentrates on the process actors on an
operational level. This paper applies sBPM to the enhanced Telecom Operations Map (eTOM), a well-accepted reference process model in the telecommunications industry. The resulting design artifact is a concrete example for a combination of a bottom-up and top-down developed reference model. The results are evaluated and confirmed in practical context through the involvement of the industry body TMForum.
Zur Anwendung des Eurocode 3 Teil 1-2 für die Heißbemessung und Anregungen für dessen Novellierung
(2016)
Die Eurocodes werden bis zum Jahr 2020 im Europäischen Komitee für Normung (CEN), Technisches Komitee TC 250, überarbeitet. In Vorbereitung auf die Eurocode-Novellierung haben engagierte Ingenieure im Rahmen der Initiative PraxisRegeln Bau (PRB) die für die praktische Anwendung häufig genutzten Teile des Eurocode 3 untersucht. Mit dem Ziel, die Praxistauglichkeit des Eurocode 3 für die Heißbemessung zu verbessern, wurden die bestehende Norm EN 1993 Teil 1-2 insbesondere in Bezug auf die Anwenderfreundlichkeit analysiert und Vorschläge für die europäische Novellierung erarbeitet. Die Analysen zeigen, dass durch Umstrukturierungen und durch die Einführung von Tabellen die Verständlichkeit und Anwenderfreundlichkeit der Regeln für die Heißbemessung bedeutend erhöht werden können.
Inhalt
06 Fast jeder Zweite ist betroffen | Psychosoziale Beratung hilft Studierenden
10 Hacken statt Knacken | IT-Sicherheit im Automobil: Kooperation der FH Aachen mit Interpol
13 Dritter Platz für die FH Aachen beim PR-Bild Award
14 Ich bin ein Berlinger | Tourbus Wolfgang chauffiert keine Rockstars, sondern 3D-Drucker
18 Licht aus, Spot an und ... studieren | Fachbereich Wirtschaftswissenschaften dreht Imagefilm
22 Ein Tropfen Blut genügt | FH-Absolventen forschen in Grundlagenprojekt zu mobilen Geräten, die Malaria diagnostizieren können
24 Die dritte Hand | Babor setzt "Pick-by-Vision"-Datenbrille als weltweit erstes Unternehmen ein - FH-Forscher Prof. Voß war an der Entwicklung beteiligt
30 3 Fragen an den neuen AStA-Vorsitzenden Paul Baumann
32 Maronen-Creme-Suppe
34 Schmerzfrei!? | FH-Mitarbeiter Herbert Meurers war schon tot - und kämpfte sich zurück ins Leben
40 Mit "Sally" über die Weichen | Schienenfahrzeugtechnik an der FH Aachen
44 Sicherheit, Freiheit - und Freude über die Bürokratie | Der Syrer Hasan al Jalloud studiert an der FH Aachen und blickt mit Sorge auf das Geschehen in seinem Heimatland
46 Diese Frau erfüllt keine Klischees | Ana Pérez ist die einzige Frau im Aixtreme-Racing-Team
50 Des Rätsels Lösung: das Bewahren | Gespräch mit Prof. Dr. Heinrich Hemme zum Thema Unterhaltungsmathematik
54 "Da weiß man einfach, was Sache ist" | Bauunternehmer Hubert Schlun über sein Leben, seine Werte, seine FH Aachen
58 Prof. Baumann ist neuer LRK-Vorsitzender | FH-Rektor macht sich für die Fachhochschulen in NRW stark
60 Lehrer mit einem Herz für Holz | Alexander Forbrig nimmt am BeLEK-Programm teil und verbindet sein Studium mit einer Ausbildung zum Berufsschullehrer
63 Impressum
Inhalt
06 Von Aachen nach Hollywood | Am 5. März 2016 lädt Shawn Bu den Star-Wars-Fanfilm, den er für seine Bachelorarbeit produziert hat, bei YouTube hoch. Was dann passiert, ist einfach unglaublich
16 Es geht aufwärts | FH entwickelt Kletterroboter zur Wartung und Reparatur von Windenergieanlagen
20 Auf den Millimeter genau | FH-Bauingenieure vermessen die Urftstaumauer
24 Auf legendären Rennstrecken | FH-Youngster treten in GT-Motorsportserie an
26 "Unten ist da, wo die Erde ist..." | Astronaut Dr. Thomas Reiter trägt an der FH Aachen vor
30 Von der Kita entspannt in den Hörsaal | Wie man den Spagat zwischen Kindererziehung und Studium meistert
32 "Solidarität ist keine Rosinenpickerei" | Martin Schulz und der Spiegel zu Gast an der FH Aachen
34 Ankommen | Drei Beispiele, wie Menschen an der FH Aachen und in der Region sich mit dem Thema Flucht beschäftigen
36 "Wir sind nicht die großen Retter" | Fotodokumentation von Stephan Klumpp
38 Mehr als nur ein Dach über dem Kopf | Dina Bharucha entwickelt ein ausklappbares Flüchlingshaus
40 "Es wird zu wenig über Fluchtursachen gesprochen" | Knut Paul, Pressesprecher der Bundespolizeiinspektion Aachen, über die Flüchtlingslage in der Aachener Region
42 Pinipas Abenteuer | Eine himmlische Pfannkuchensuche durch Europa
44 Warum es sich lohnt, in Nachwuchs zu investieren | Drei Beispiele aus dem FH-Stipendienprogramm
46 Rückenschmerzen ade | Das Start-up-Unternehmen physiosense entwickelt einen "intelligenten" Bürostuhl
48 Fahren und sparen | FH-Wissenschaftler Jörg Kreyer erforscht, wie der Kraftstoffverbrauch von Nutzfahrzeugen gesenkt werden kann
52 Informationsdesign für die Industrie 4.0 | "ProSense": Fachbereich Gestaltung entwickelt neues Verfahren zur visuellen Darstellung großer Datenmengen
58 Maßgeschneidert für unsere Region | Der Studiengang "Open Borders MBA" richtet sich an Führungskräfte, die grenzüberschreitend arbeiten wollen
60 Rennsport im Miniaturformat| FH unterstützt das Einhard-Gymnasium bei der Junior-Ingenieur-Akademie
61 Mathematik der Herzen
63 Impressum
An equitable graph coloring is a proper vertex coloring of a graph G where the sizes of the color classes differ by at most one. The equitable chromatic number is the smallest number k such that G admits such equitable k-coloring. We focus on enumerative algorithms for the computation of the equitable coloring number and propose a general scheme to derive pruning rules for them: We show how the extendability of a partial coloring into an equitable coloring can be modeled via network flows. Thus, we obtain pruning rules which can be checked via flow algorithms. Computational experiments show that the search tree of enumerative algorithms can be significantly reduced in size by these rules and, in most instances, such naive approach even yields a faster algorithm. Moreover, the stability, i.e., the number of solved instances within a given time limit, is greatly improved.
Since the execution of flow algorithms at each node of a search tree is time consuming, we derive arithmetic pruning rules (generalized Hall-conditions) from the network model. Adding these rules to an enumerative algorithm yields an even larger runtime improvement.
We prove characterizations of the existence of perfect ƒ-matchings in uniform mengerian and perfect hypergraphs. Moreover, we investigate the ƒ-factor problem in balanced hypergraphs. For uniform balanced hypergraphs we prove two existence theorems with purely combinatorial arguments, whereas for non-uniform balanced hypergraphs we show that the ƒ-factor problem is NP-hard.
We present a new Min-Max theorem for an optimization problem closely connected to matchings and vertex covers in balanced hypergraphs. The result generalizes Kőnig’s Theorem (Berge and Las Vergnas in Ann N Y Acad Sci 175:32–40, 1970; Fulkerson et al. in Math Progr Study 1:120–132, 1974) and Hall’s Theorem (Conforti et al. in Combinatorica 16:325–329, 1996) for balanced hypergraphs.
Replacement tissues, designed to fill in articular cartilage defects, should exhibit the same properties as the native material. The aim of this study is to foster the understanding of, firstly, the mechanical behavior of the material itself and, secondly, the influence of cultivation parameters on cell seeded implants as well as on cell migration into acellular implants. In this study, acellular cartilage replacement material is theoretically, numerically and experimentally investigated regarding its viscoelastic properties, where a phenomenological model for practical applications is developed. Furthermore, remodeling and cell migration are investigated.
Im Mai 2012 fand in Hamburg erstmals das „Junge Forum Hochschul- und Mediendidaktik“ statt, im Juni 2013 folgte in Potsdam die zweite Auflage als „Junges Forum Medien und Hochschulentwicklung“. 2014 wurde das dritte „Forum“ in Dresden und 2015 das vierte in Düsseldorf ausgerichtet. Das fünfte Forum wird 2016 an der Technischen Universität Darmstadt stattfinden. Initiiert und organisiert wird die Veranstaltung stets von jungen Praktikerinnen und Praktikern sowie Forscherinnen und Forschern mit dem Ziel, dem ‚Nachwuchs‘ in diesem Bereich ein Austauschforum zu geben. Der vorliegende Artikel stellt die konzeptionellen Überlegungen vor, die hinter diesen Treffen stehen. Er zeigt im Rückgriff auf Netzwerktheorie und aktuelle Diskussionen um Professionalisierung und Third Space, wieso für dieses Format ein aktueller Bedarf besteht, und begründet dann im Rückgriff auf didaktische Konzepte auch die methodische Gestaltung der Veranstaltungen. Unsere These: Das kooperative Lernen in Netzwerken ist ein wichtiger Baustein für die Professionalisierung des hochschul- und mediendidaktischen Nachwuchses.
Die Studiengangentwicklung ist ein komplexer Prozess, in dem strukturelle Vorgaben beachtet, viele unterschiedliche Akteure/-innen einbezogen und nicht zuletzt angemessene didaktische Lösungen zum Erreichen der angestrebten Lernergebnisse gefunden werden müssen. Der vorliegende Text nimmt besonders den letzten Punkt in den Blick: Er zeigt, wie Studiengangentwicklung zu einem Thema der (Hochschul-)Didaktik geworden ist und wie sich der didaktische Ansatz von struktur- und prozessorientierten Ansätzen unterscheidet, aber auch, wie er mit diesen zusammenhängt. An einem Beispiel aus dem Wirtschaftsingenieurwesen wird veranschaulicht, was didaktische Studiengangentwicklung in der Praxis ausmacht und wie eine konkrete Implementierung verlaufen kann. Auf dieser Grundlage wird abschließend ein erweitertes Modell der didaktischen Studiengangentwicklung vorgeschlagen.
Die bereits mit Koalitionsvertrag vom 16.12.2013 in Aussicht genommene Neuregulierung der Leiharbeit steht nunmehr kurz bevor. Nach diversen Korrekturen des ursprünglichen Referentenentwurfes des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales liegt seit dem 20.7.2016 der endgültige Entwurf des Gesetzes zur Änderung des Arbeitnehmerüberlassungsgesetzes und anderer Gesetze vor (AÜG-E). Die Änderungen sollen zum 1.1.2017 in Kraft treten. Von größeren Änderungen des Gesetzesentwurfs wird allgemein nicht mehr ausgegangen. Für die betriebliche Praxis sollte dies Anlass sein, sich bereits jetzt mit den sich abzeichnenden wichtigsten Neuerungen vertraut zu machen und diese entsprechend umzusetzen, um nachteilige Konsequenzen zu vermeiden.
Wirksamkeit einer OT-Mitgliedschaft im Arbeitgeberverband – Anforderungen an die Verbandssatzung
(2016)
Vergabe öffentlicher Aufträge kann von der Zahlung eines Mindestlohns abhängig gemacht werden
(2016)
We present an effective and simple multiscale method for equilibrating Kremer Grest model polymer melts of varying stiffness. In our approach, we progressively equilibrate the melt structure above the tube scale, inside the tube and finally at the monomeric scale. We make use of models designed to be computationally effective at each scale. Density fluctuations in the melt structure above the tube scale are minimized through a Monte Carlo simulated annealing of a lattice polymer model. Subsequently the melt structure below the tube scale is equilibrated via the Rouse dynamics of a force-capped Kremer-Grest model that allows chains to partially interpenetrate. Finally the Kremer-Grest force field is introduced to freeze the topological state and enforce correct monomer packing. We generate 15 melts of 500 chains of 10.000 beads for varying chain stiffness as well as a number of melts with 1.000 chains of 15.000 monomers. To validate the equilibration process we study the time evolution of bulk, collective, and single-chain observables at the monomeric, mesoscopic, and macroscopic length scales. Extension of the present method to longer, branched, or polydisperse chains, and/or larger system sizes is straightforward.
Rubber materials filled with reinforcing fillers display nonlinear rheological behavior at small strain amplitudes below γ0 < 0.1. Nevertheless, rheological data are analyzed mostly in terms of linear parameters, such as shear moduli (G′, G″), which loose their physical meaning in the nonlinear regime. In this work styrene butadiene rubber filled with carbon black (CB) under large amplitude oscillatory shear (LAOS) is analyzed in terms of the nonlinear parameter I3/1. Three different CB grades are used and the filler load is varied between 0 and 70 phr. It is found that I3/1(φ) is most sensitive to changes of the total accessible filler surface area at low strain amplitudes (γ0 = 0.32). The addition of up to 70 phr CB leads to an increase of I3/1(φ) by a factor of more than ten. The influence of the measurement temperature on I3/1 is pronounced for CB levels above the percolation threshold.
Elastomers are exceptional materials owing to their ability to undergo large deformations before failure. However, due to their very low stiffness, they are not always suitable for industrial applications. Addition of filler particles provides reinforcing effects and thus enhances the material properties that render them more versatile for applications like tyres etc. However, deformation behavior of filled polymers is accompanied by several nonlinear effects like Mullins and Payne effect. To this day, the physical and chemical changes resulting in such nonlinear effect remain an active area of research. In this work, we develop a heterogeneous (or multiphase) constitutive model at the mesoscale explicitly considering filler particle aggregates, elastomeric matrix and their mechanical interaction through an approximate interface layer. The developed constitutive model is used to demonstrate cluster breakage, also, as one of the possible sources for Mullins effect observed in non-crystallizing filled elastomers.
The enormous diversity of seed traits is an intriguing feature and critical for the overwhelming success of higher plants. In particular, seed mass is generally regarded to be key for seedling development but is mostly approximated by using scanning methods delivering only two-dimensional data, often termed seed size. However, three-dimensional traits, such as the volume or mass of single seeds, are very rarely determined in routine measurements. Here, we introduce a device named phenoSeeder, which enables the handling and phenotyping of individual seeds of very different sizes. The system consists of a pick-and-place robot and a modular setup of sensors that can be versatilely extended. Basic biometric traits detected for individual seeds are two-dimensional data from projections, three-dimensional data from volumetric measures, and mass, from which seed density is also calculated. Each seed is tracked by an identifier and, after phenotyping, can be planted, sorted, or individually stored for further evaluation or processing (e.g. in routine seed-to-plant tracking pipelines). By investigating seeds of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), rapeseed (Brassica napus), and barley (Hordeum vulgare), we observed that, even for apparently round-shaped seeds of rapeseed, correlations between the projected area and the mass of seeds were much weaker than between volume and mass. This indicates that simple projections may not deliver good proxies for seed mass. Although throughput is limited, we expect that automated seed phenotyping on a single-seed basis can contribute valuable information for applications in a wide range of wild or crop species, including seed classification, seed sorting, and assessment of seed quality.
This article discusses the contrast between the information transportation companies provide to travellers and that of their brand messaging. Companies’ brand messaging often portrays the service they provide as pleasant, stress free and perfect. Customers and users of the service, on the other hand, often describe their experience of the service as a negative one. This article suggests that the brand value would be greater if transportation companies paid more attention to the users’ experience when designing their information systems, particularly in worst case scenarios.
Mit steigenden Dämmstandards und höheren Komfortanforderungen der Nutzer gerät die Problematik der sommerlichen Überhitzung zunehmend in den Fokus. Um die Überhitzung möglichst gering zu halten, sind Maßnahmen und Lösungen zu entwickeln, die den potenziellen Kühlbedarf eines Gebäudes vermeiden sowie reduzieren. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes BATIMASS wurden Techniken untersucht, die die sommerliche Raumtemperatur ohne zusätzliche Kühlung (passiv) oder aber mit energieeffizienter wasserbasierter Flächenkühlung (aktiv) reduzieren und die besonders für Gebäude in Stahl(leicht)bauweise geeignet sind. Dafür wurde die Methodik der thermisch äquivalenten Decke weiterentwickelt, um das thermische Verhalten von Profilblechdecken in Gebäuden für beide Lösungsansätze analysieren zu können. Darüber hinaus wurde der Einsatz von Phasenwechselmaterial (PCM) zur Steigerung der Speicherfähigkeit von leichten Decken mit besonders geringer thermischer Masse in Simulationen sowie im Labor untersucht und bewertet.
Für die Verarbeitung von natürlicher Sprache ist ein wichtiger Zwischenschritt das Parsing, bei dem für Sätze der natürlichen Sprache Ableitungsbäume bestimmt werden. Dieses Verfahren ist vergleichbar zum Parsen formaler Sprachen, wie z. B. das Parsen eines Quelltextes. Die Parsing-Methoden der formalen Sprachen, z. B. Bottom-up-Parser, können nicht auf das Parsen der natürlichen Sprache übertragen werden, da keine Formalisierung der natürlichen Sprachen existiert [3, 12, 23, 30].
In den ersten Programmen, die natürliche Sprache verarbeiten [32, 41], wurde versucht die natürliche Sprache mit festen Regelmengen zu verarbeiten. Dieser Ansatz stieß jedoch schnell an seine Grenzen, da die Regelmenge nicht vollständig sowie nicht minimal ist und wegen der benötigten Menge an Regeln schwer zu verwalten ist. Die Korpuslinguistik [22] bot die Möglichkeit, die Regelmenge durch Supervised-Machine-Learning-Verfahren [2] abzulösen.
Teil der Korpuslinguistik ist es, große Textkorpora zu erstellen und diese mit sprachlichen Strukturen zu annotieren. Zu diesen Strukturen gehören sowohl die Wortarten als auch die Ableitungsbäume der Sätze. Vorteil dieser Methodik ist es, dass repräsentative Daten zur Verfügung stehen. Diese Daten werden genutzt, um mit Supervised-Machine-Learning-Verfahren die Gesetzmäßigkeiten der natürliche Sprachen zu erlernen.
Das Maximum-Entropie-Verfahren ist ein Supervised-Machine-Learning-Verfahren, das genutzt wird, um natürliche Sprache zu erlernen. Ratnaparkhi [25] nutzt Maximum-Entropie, um Ableitungsbäume für Sätze der natürlichen Sprache zu erlernen. Dieses Verfahren macht es möglich, die natürliche Sprache (abgebildet als Σ∗) trotz einer fehlenden formalen Grammatik zu parsen.
Combined with the use of renewable energy sources for its production, hydrogen represents a possible alternative gas turbine fuel for future low-emission power generation. Due to the difference in the physical properties of hydrogen compared to other fuels such as natural gas, well-established gas turbine combustion systems cannot be directly applied to dry low NOₓ (DLN) hydrogen combustion. The DLN micromix combustion of hydrogen has been under development for many years, since it has the promise to significantly reduce NOₓ emissions. This combustion principle for air-breathing engines is based on crossflow mixing of air and gaseous hydrogen. Air and hydrogen react in multiple miniaturized diffusion-type flames with an inherent safety against flashback and with low NOₓ emissions due to a very short residence time of the reactants in the flame region. The paper presents an advanced DLN micromix hydrogen application. The experimental and numerical study shows a combustor configuration with a significantly reduced number of enlarged fuel injectors with high-thermal power output at constant energy density. Larger fuel injectors reduce manufacturing costs, are more robust and less sensitive to fuel contamination and blockage in industrial environments. The experimental and numerical results confirm the successful application of high-energy injectors, while the DLN micromix characteristics of the design point, under part-load conditions, and under off-design operation are maintained. Atmospheric test rig data on NOₓ emissions, optical flame-structure, and combustor material temperatures are compared to numerical simulations and show good agreement. The impact of the applied scaling and design laws on the miniaturized micromix flamelets is particularly investigated numerically for the resulting flow field, the flame-structure, and NOₓ formation.
Combined with the use of renewable energy sources for its production, Hydrogen represents a possible alternative gas turbine fuel within future low emission power generation. Due to the large difference in the physical properties of Hydrogen compared to other fuels such as natural gas, well established gas turbine combustion systems cannot be directly applied for Dry Low NOx (DLN) Hydrogen combustion. Thus, the development of DLN combustion technologies is an essential and challenging task for the future of Hydrogen fuelled gas turbines. The DLN Micromix combustion principle for hydrogen fuel has been developed to significantly reduce NOx-emissions. This combustion principle is based on cross-flow mixing of air and gaseous hydrogen which reacts in multiple miniaturized diffusion-type flames. The major advantages of this combustion principle are the inherent safety against flash-back and the low NOx-emissions due to a very short residence time of reactants in the flame region of the micro-flames. The Micromix Combustion technology has been already proven experimentally and numerically for pure Hydrogen fuel operation at different energy density levels. The aim of the present study is to analyze the influence of different geometry parameter variations on the flame structure and the NOx emission and to identify the most relevant design parameters, aiming to provide a physical understanding of the Micromix flame sensitivity to the burner design and identify further optimization potential of this innovative combustion technology while increasing its energy density and making it mature enough for real gas turbine application. The study reveals great optimization potential of the Micromix Combustion technology with respect to the DLN characteristics and gives insight into the impact of geometry modifications on flame structure and NOx emission. This allows to further increase the energy density of the Micromix burners and to integrate this technology in industrial gas turbines.
Genussrechte als Instrument der Unternehmensfinanzierung von kommunalen Wohnungs- baugesellschaften
(2016)
Die kommunalen Wohnungsbaugesellschaften und ihr Geschäftszweck bzw. Versorgungsauftrag erfahren aus gesamtgesellschaftlichen Gründen aktuell einen erheblichen Bedeutungszuwachs. Der kommunale Wohnungsbau soll und muss intensiviert werden, da z.B. zunehmend Wohnungsbindungen auslaufen. Bezahlbare Neubauten fehlen speziell Familien, Senioren, Studenten und Flüchtlingen. Um das Investitionsvolumen zu bewältigen, bedarf es nicht nur der Förderkredite, sondern auch der Zuführung „frischen Kapitals“. Der Beitrag stellt dar, dass Genussrechte ein interessantes und oft unbekanntes Finanzierungsinstrument für kommunale Wohnungsbaugesellschaften mit passgenauen Ausgestaltungsmöglichkeiten sind. Mit Hilfe von Genussrechten können die notwendigen Neubau-Investitionen solide mit Quasi-Eigenkapital unterlegt werden und den sozialen Wohnungsbau wiederbeleben. Genussrechte als Hybridkapital lassen sich mangels gesetzlicher Eingrenzung exakt und individuell ebenso an die Bedürfnisse der kommunalen Wohnungsbaugesellschaft anpassen wie an die der Gesellschafter und des jeweiligen Neubauvorhabens.
Leitung und Konzeption: Thomas Tünnemann, Professor für Gestalten, FB Architektur, FH Aachen:
Mit Beiträgen von
Miriam Azzab, Larissa Rohr, Janna Steinhart, Felix Reymann, Kevin Osterkamp, Mark Kieckhefer, Pia Bienert, Sarah Schuhmann, Hermann Stuzmann, Silvana Hecklinger, Thorsten, Köllen, Jesse Dilworth, Silke Wanders, Tomas Tünnemann und Jan Waschinzki
Purpose
To calculate local specific absorption rate (SAR) correctly, both the amplitude and phase of the signal in each transmit channel have to be known. In this work, we propose a method to derive a conservative upper bound for the local SAR, with a reasonable safety margin without knowledge of the transmit phases of the channels.
Methods
The proposed method uses virtual observation points (VOPs). Correction factors are calculated for each set of VOPs that prevent underestimation of local SAR when the VOPs are applied with the correct amplitudes but fixed phases.
Results
The proposed method proved to be superior to the worst-case calculation based on the maximum eigenvalue of the VOPs. The mean overestimation for six coil setups could be reduced, whereas no underestimation of the maximum local SAR occurred. In the best investigated case, the overestimation could be reduced from a factor of 3.3 to a factor of 1.7.
Conclusion
The upper bound for the local SAR calculated with the proposed method allows a fast estimation of the local SAR based on power measurements in the transmit channels and facilitates SAR monitoring in systems that do not have the capability to monitor transmit phases
Objective
This study assesses and quantifies impairment of postoperative magnetic resonance imaging (MRI) at 7 Tesla (T) after implantation of titanium cranial fixation plates (CFPs) for neurosurgical bone flap fixation.
Materials and methods
The study group comprised five patients who were intra-individually examined with 3 and 7 T MRI preoperatively and postoperatively (within 72 h/3 months) after implantation of CFPs. Acquired sequences included T₁-weighted magnetization-prepared rapid-acquisition gradient-echo (MPRAGE), T₂-weighted turbo-spin-echo (TSE) imaging, and susceptibility-weighted imaging (SWI). Two experienced neurosurgeons and a neuroradiologist rated image quality and the presence of artifacts in consensus reading.
Results
Minor artifacts occurred around the CFPs in MPRAGE and T2 TSE at both field strengths, with no significant differences between 3 and 7 T. In SWI, artifacts were accentuated in the early postoperative scans at both field strengths due to intracranial air and hemorrhagic remnants. After resorption, the brain tissue directly adjacent to skull bone could still be assessed. Image quality after 3 months was equal to the preoperative examinations at 3 and 7 T.
Conclusion
Image quality after CFP implantation was not significantly impaired in 7 T MRI, and artifacts were comparable to those in 3 T MRI.
The main objective of the BATIMASS project was to address how the energy balance in relatively lightweight steel buildings can be improved by building in ‘active thermal mass’ (ATM) into the building fabric. This was achieved through concept design, dynamic thermal modelling and testing of a number of potentially viable systems and concepts. A significant programme of thermal simulation modelling was undertaken utilising the thermally equivalent slab (TES) concept to model the passive thermal capacity effect of profiled, composite metal floor decks. It is apparent from the modelling results that thermal mass is a highly complex phenomenon which is highly dependent upon building type, occupancy patterns, climate and many other aspects of the building design and servicing strategy. The ATM systems developed, both conceptually and for prototype testing, focussed on water-cooled composite slabs, the Cofradal floor system and the phase change material (PCM) Energain. In addition to laboratory testing of prototypes, whole building monitoring was undertaken at the Kubik building in Spain and the RWTH test building in Germany. Advanced thermal modelling was also undertaken to estimate the likely benefits of the ATM concept designs developed and for comparison with the test results. In addition to thermal testing, structural tests were conducted on composite floor specimens incorporating embedded water pipes. This Final Report presents the results of the activities carried out under this RFCS contract RFSR CT 2012 00033. The work carried out is reported in six major sections corresponding to the technical Work Packages of the project. Only summaries of the work carried out are provided in this report; all work undertaken is fully reported in the formal project deliverables.
Zum Zweck der Kapitalanlage beteiligte sich der Bekl. an einer Publikumsgesellschaft. Diese war als (mehrgliedrige) atypische stille Gesellschaft organisiert (vgl. a. BGHZ 199, 104 = DNotZ 2014, 374 = NZG 2013, 1422 = DStR 2014, 45 Rn. 18). Der Gesellschaftsvertrag („GV“) sah für diejenigen Gesellschafter, die wie der Bekl. ihre Einlage in Form einer Einmaleinlage erbracht hatten, eine jährliche gewinnunabhängige Ausschüttung vor. Es sollte sich dabei ausdrücklich nicht um eine Garantieverzinsung handeln. Ende 2009 wurde die stille Gesellschaft durch Mehrheitsbeschluss der Stillen aufgelöst. Nach dem GV waren die Stillen im Falle ihres Ausscheidens sowie bei „Liquidation des Unternehmens“ des Geschäftsinhabers verhältnismäßig an dem jeweils seit ihrem Beitritt gebildeten Vermögen einschließlich der stillen Reserven sowie eines evtl. Geschäftswerts zu beteiligen (Auseinandersetzungswert). Den sich hiernach für den Bekl. auf seinem Kapitalkonto ergebenden Negativsaldo sollte dieser durch Erstattung der von ihm erhaltenen gewinnunabhängigen Auszahlungen ausgleichen. Anders als das LG als Berufungsinstanz bejahte der BGH auf Grundlage des GV einen Rückerstattungsanspruch der klagenden Geschäftsinhaberin.
Wind-induced operational variability is one of the major challenges for structural health monitoring of slender engineering structures like aircraft wings or wind turbine blades. Damage sensitive features often show an even bigger sensitivity to operational variability. In this study a composite cantilever was subjected to multiple mass configurations, velocities and angles of attack in a controlled wind tunnel environment. A small-scale impact damage was introduced to the specimen and the structural response measurements were repeated. The proposed damage detection methodology is based on automated operational modal analysis. A novel baseline preparation procedure is described that reduces the amount of user interaction to the provision of a single consistency threshold. The procedure starts with an indeterminate number of operational modal analysis identifications from a large number of datasets and returns a complete baseline matrix of natural frequencies and damping ratios that is suitable for subsequent anomaly detection. Mahalanobis distance-based anomaly detection is then applied to successfully detect the damage under varying severities of operational variability and with various degrees of knowledge about the present operational conditions. The damage detection capabilities of the proposed methodology were found to be excellent under varying velocities and angles of attack. Damage detection was less successful under joint mass and wind variability but could be significantly improved through the provision of the currently encountered operational conditions.
Elektromobilität ist das Thema der Zukunft. Schon jetzt hat es sich die Bundesregierung zur Aufgabe gemacht, hierzulande bis 2030 den Absatz von Elektroautos kontinuierlich auf sechs Mio. Fahrzeuge zu steigern. Und auch die Nachfrage nach Elektrofahrrädern steigt zunehmend. Vor allem der derzeit durch den Gesetzgeber gewährte Umweltbonus sowie weitere steuerliche Anreize machen den Einsatz von Elektroautos und -fahrrädern als Dienstfahrzeuge auch für Arbeitgeber zunehmend attraktiv. Will der Arbeitgeber seinen Arbeitnehmern Elektrofahrzeuge überlassen, stellt sich die Frage nach der Gestaltung der entsprechenden Überlassungsverträge. Der nachfolgende Beitrag gibt hierzu einen Überblick und beinhaltet Formulierungshilfen für die Vertragsgestaltung.
Der Gesetzgeber hat kürzlich eine Änderung des Rechts der AGB beschlossen. Diese hat für Arbeitgeber zur Folge, dass sie ihre Muster-Arbeitsverträge anpassen müssen, wenn sie andernfalls drohende wirtschaftliche Nachteile vermeiden wollen. Mit Wirkung zum 1.10.2016 hat der Gesetzgeber § 309 Nr. 13 BGB neu gefasst. Nach der bisherigen Fassung waren vorformulierte Vertragsbedingungen unwirksam, die Anzeigen oder Erklärungen gegenüber dem Vertragspartner an „eine strengere Form als die Schriftform“ banden. Seit dem 1.10.2016 sind vorformulierte Vertragsbedingungen unwirksam, die derartige Anzeigen oder Erklärungen an „eine strengere Form als die Textform“ binden. Diese gesetzliche Neuregelung wirkt sich maßgeblich auf die Gestaltung von Arbeitsverträgen aus. Dies betrifft insbesondere die in Arbeitsverträgen gebräuchlichen Ausschlussfristen.
Nach jahrelangem Ringen haben sich die zuständigen Institutionen der EU auf ein einheitliches Datenschutzgesetz, die Datenschutz-Grundverordnung (DS-GV), geeinigt. Diese ist am 25.5.2016 in Kraft getreten und wird nach einer zweijährigen Übergangszeit am 25.5.2018 für alle EU-Mitgliedstaaten unmittelbar verbindlich. Verstöße hiergegen können erhebliche Sanktionen nach sich ziehen. Es drohen Bußgelder von bis zu 20 Mio. € oder bis zu 4 % des gruppenweiten Jahresumsatzes – je nachdem, welcher Betrag höher ist. Die betriebliche Praxis tut also gut daran, sich rechtzeitig mit den neuen Anforderungen zu befassen und diese umzusetzen. Dieser Beitrag gibt einen ersten Überblick über die sich aus der DS-GV ergebenden Konsequenzen für die betriebliche Praxis im Allgemeinen sowie im Hinblick auf die Datenverarbeitung im Beschäftigungskontext im Besonderen.
Kaum ein anderer Begriff hält so viele Varianten und Facetten bereit wie die Arbeitszeit. Für die betriebliche Praxis stellt sich dabei regelmäßig die Frage, was überhaupt zur Arbeitszeit gehört, entsprechend als solche zu vergüten ist und welche Optionen bei der Gestaltung der Arbeitsverträge bestehen. Der folgende Praxisleitfaden gibt einen Überblick über die aktuelle Rechtslage und enthält zugleich Hinweise für die Vertragsgestaltung. Die hierzu insbesondere in den letzten Jahren ergangenen zahlreichen aktuellen Gerichtsentscheidungen werden besonders berücksichtigt.
Das Bundeskabinett hat sich am 14.9.2016 mit der sog. Flexi-Rente befasst und eine sog. Formulierungshilfe verabschiedet, der ein aus den Regierungsfraktionen des Bundestages einzubringender entsprechender Gesetzesentwurf zur „Flexibilisierung des Übergangs vom Erwerbsleben in den Ruhestand und zur Stärkung von Prävention und Rehabilitation im Erwerbsleben (Flexirentengesetz)“ folgen soll. Eine entsprechende Vorabfassung des Gesetzesentwurfs liegt bereits vor (BT-Drucks. 18/9787). Mit der Flexi-Rente sollen im Wesentlichen zwei Ziele erreicht werden: Das flexible Arbeiten bis zum Erreichen der Regelaltersgrenze soll gefördert und das Weiterarbeiten über die Regelaltersgrenze hinaus attraktiver gemacht werden. Hierfür ist eine Reihe von gesetzlichen Änderungen geplant, insbesondere im SGB VI und SGB III. Teile des Gesetzes sollen schon zum 1.1.2017 in Kraft treten. Grund genug, sich bereits jetzt einen ersten Überblick über die geplanten Neuerungen zu verschaffen.
Mit der Verabschiedung der Europäischen Güterrechtsverordnung für Ehegatten und eingetragene Partner hat der Unionsgesetzgeber die Vereinheitlichung des Kollisionsrechts in Europa weiter vorangetrieben. Zentraler Baustein beider Rechtsakte ist die Parteiautonomie, die mit Blick auf Eheleute an bewährte Traditionen anknüpft, für Lebenspartner aber eine echte Neuerung bringt.
Zehn Jahre nach Erlass des „Grünbuchs zu den Kollisionsnormen im Güterrecht“ vom 17.7.2006 hat der Rat der Europäischen Union am 24.6.2016 die EU-Ehegüterrechts-(„EuGüVO“) sowie die EU-Partnerschaftsverordnung („EuPartVO“) erlassen. Damit wird das europäische Güterkollisionsrecht fü rca. 16 Millionen „internationaler Paare“ in der EU auf eine neue, einheitliche Grundlage gestellt. Anders als ursprünglich geplant, handelt es sich bei beiden Verordnungen nicht um gesamteuropäische Rechtsakte, da die für Art. 81 Abs. 3 AEUV erforderliche Einstimmigkeit unter den Mitgliedstaaten letztlich nicht erreicht werden konnte. Das Scheitern der ersten Verordnungsvorschläge aus dem Jahr 2011 war dabei dem Umstand geschuldet, dass rechtspolitisch von Anfang an eine Verknüpfung beider Regelungsmaterien gewollt war. Mit Blick auf die Einführung einheitlicher güterrechtlicher Regelungen für eingetragene Partnerschaften war aber nicht nur das „Ob“ und „Wie“ etwaiger Rechtswahlmöglichkeiten heftig umstritten. Insbesondere diejenigen Mitgliedstaaten, die dem Rechtsinstitut der eingetragenen Lebenspartnerschaft kritisch gegenüberstehen, sahen in der Einführung einheitlicher Kollisionsnormen die Gefahr einer zwangsweisen Durchsetzung dieses Rechtsinstituts „durch die Hintertür“. Vor diesem Hintergrund erwies sich – ebenso wie schon bei der Rom III-VO – das Verfahren zur verstärkten Zusammenarbeit(Art. 20 EUV i.V.m. Art. 326 ff. AEUV) als probates Mittel, um den Integrationsprozess im Bereich des europäischen Kollisionsrechts voranzutreiben. Achtzehn Mitgliedstaaten nehmen an dieser Verstärkten Zusammenarbeit teil.
In der EU richtet sich das auf unterhaltsrechtliche Sachverhalte mit grenzüberschreitendem Bezug anwendbare Recht seit dem 18. Juni 2011 nach dem Haager Protokoll über das auf Unterhaltspflichten anwendbare Recht vom 23. November 2007 („HUP“). Dieser Rechtsakt, der EU-weit anwendbar ist, hat das Haager Unterhaltsübereinkommen von 1973 („HUÜ“) ersetzt und das Unterhaltskollisionsrecht in der EU auf eine neue, einheitliche Grundlage gestellt. Bei den Vorschriften des HUP handelt es sich um sog. lois universelles, die unabhängig davon gelten, welche Staatsangehörigkeit die unterhaltsberechtigte bzw. die unterhaltsverpflichtete Person haben. Zu beachten ist aber, dass die Bundesrepublik Deutschland ebenso wie die Türkei, die Schweiz, Japan und Albanien das HUÜ ratifiziert hatten. Für die Nicht-EU-Staaten besteht aber keine Bindung an die Vorschriften des HUP, so dass sich im Verhältnis zu ihnen die Frage stellt, ob das HUÜ weiterhin Anwendung finden kann. Die Problematik ist gerade im Hinblick auf die erweiterten Rechtswahlmöglichkeiten des HUP von erheblicher praktischer Relevanz.
Die Entscheidung in der Rechtssache Bohez /Wiertz bot dem EuGH Gelegenheit, zur Abgrenzung der Anwendungsbereiche von Brüssel I-(jetzt: Brüssel Ia-) und Brüssel IIa-VO Stellung zu nehmen. Den Ausgangspunkt bildete dabei ein familienrechtlicher Sachverhalt, nämlich die zwangsweise Durchsetzung des Umgangsrechts eines Vaters im Hinblick auf seine beiden Kinder. Auf den ersten Blick lag daher eine Anwendung der auf Verfahren betreffend die elterliche Verantwortung bezogenen Brüssel IIa-VO nahe. Andererseits schien auch eine Argumentation denkbar, wonach es sich bei dem zu vollstreckenden Anspruch auf Zahlung des Zwangsgeldes um eine Geldforderung handele, deren Vollstreckung nach der Brüssel I-VO zu erfolgen habe.
Was vordergründig die Ermittlung des einschlägigen EU-Rechtsaktes betraf, erwies sich bei genauerer Betrachtung als Bestimmung der dogmatischen Rechtsnatur des Zwangsgeldes.
Es werden Effizienzbegriffe zum Vergleich von statistischen Tests basierend auf verschiedenen statistischen Experimenten eingeführt. Dabei handelt es sich um die schon aus dem Vergleich von statistischen Tests in je demselben Modell bekannten asymptotischen relativen Effizienzen wie die Hodges-Lehmann-Effizienz, die Bahadur-Effizienz und die Pitman-Effizienz sowie um Kriterien basierend auf Volumina von Konfidenzbereichen. Effizienzaussagen werden unter anderem für Likelihood-Quotienten-Tests und Waldsche Tests im Rahmen eines allgemeinen multivariaten parametrischen Modells erhalten. Statistische Tests zur Prüfung von Hypothesen über die relative Wirksamkeit zweier Experimente werden vorgeschlagen. Auf der Grundlage der erhaltenen Ergebnisse erfolgt ein Vergleich der Wirksamkeit von korrespondierenden Verfahren bei verbundener Stichprobenerhebung und unabhängiger Stichprobenerhebung. Die Rolle der Kovarianzmatrix bei verbundener Stichprobenerhebung wird insbesondere unter der Annahme, dass die zugrunde liegenden Verteilungen durch k-parametrische Exponentialfamilien modellierbar sind, herausgearbeitet. Verbindungen zu Effizienzbegriffen bei Punkt- und Konfidenzbereichsschätzverfahren werden aufgezeigt. Ausführlichere Untersuchungen betreffen die korrespondierenden Hotellingschen T²-Tests im multivariaten Normalverteilungsfall, die klassischen Homogenitatstests bei k × k-Kontingenztafeln und die Wilcoxon Tests in nichtparametrischen Lagealternativmodellen
Das Forschungsvorhaben Optiox beschäftigt sich mit der Optimierung eines Belüftungsbeckens zur Rauchgasentschwefelung fossil befeuerter Kraftwerke mittels Seewasser. Unter Neutralisierung der entstehenden Hydroniumionen (H3O+) durch die natürliche Alkalität des Seewassers dissoziiert Schwefeldioxid aus dem Rauchgase im vorgeschalteten Absorber beim Phasenübergang von der Gas- in die Flüssigphase zu Sulfiten. Im Belüftungsbecken werden diese Sulfite mittels eingeblasener Luft zu Sulfaten oxidiert, was zu einer geringen Erhöhung der Sulfatfracht vor Einleitung ins Meer führt, die unterhalb der natürlichen Schwankungen liegt. Daneben dient das Belüftungsbecken der Konditionierung des Seewassers hinsichtlich pH-Wert und Sauerstoffgehalt und ist mit hoch effizienten Belüftern ausgestattet, deren Spezifikation den jeweiligen Randbedingungen, wie Abscheideleistung des Absorbers, Beckengeometrie sowie lokalen Gegebenheiten angepasst wird.
The stimulation and dominance of potentially harmful phytoplankton taxa at a given locale and time are determined by local environmental conditions as well as by transport to or from neighboring regions. The present study investigated the occurrence of common harmful algal bloom (HAB) taxa within the Southern California Bight, using cross-correlation functions to determine potential dependencies between HAB taxa and environmental factors, and potential links to algal transport via local hydrography and currents. A simulation study, in which Lagrangian particles were released, was used to assess travel times due to advection by prevailing ocean currents in the bight. Our results indicate that transport of some taxa may be an important mechanism for the expansion of their distributions into other regions, which was supported by mean travel times derived from our simulation study and other literature on ocean currents in the Southern California Bight. In other cases, however, phytoplankton dynamics were rather linked to local environmental conditions, including coastal upwelling events. Overall, our study shows that complex current patterns in the Southern California Bight may contribute significantly to the formation and expansion of HABs in addition to local environmental factors determining the spatiotemporal dynamics of phytoplankton blooms.
A refined substructure technique in the frequency domain is developed, which permits consideration of the interaction effects among adjacent containers through the supporting deformable soil medium. The tank-liquid systems are represented by means of mechanical models, whereas discrete springs and dashpots stand for the soil beneath the foundations. The proposed model is employed to assess the responses of adjacent circular, cylindrical tanks for harmonic and seismic excitations over wide range of tank proportions and soil conditions. The influence of the number, spatial arrangement of the containers and their distance on the overall system's behavior is addressed. The results indicate that the cross-interaction effects can substantially alter the impulsive components of response of each individual element in a tank farm. The degree of this impact is primarily controlled by the tank proportions and the proximity of the predominant natural frequencies of the shell-liquid-soil systems and the input seismic motion. The group effects should be not a priori disregarded, unless the tanks are founded on shallow soil deposit overlying very stiff material or bedrock.
There are different types of games that try to make use of the motivation of a gaming situation in learning contexts. This paper introduces the new terminology ‘Competence Developing Game’ (CDG) as an umbrella term for all games with this intention. Based on this new terminology, an assessment framework has been developed and validated in scope of an empirical study. Now, all different types of CDGs can be evaluated according to a defined and uniform set of assessment criteria and, thus, are comparable according to their characteristics and effectiveness.
The scientific interest for near-Earth asteroids as well as the interest in potentially hazardous asteroids from the perspective of planetary defense led the space community to focus on near-Earth asteroid mission studies. A multiple near-Earth asteroid rendezvous mission with close-up observations of several objects can help to improve the characterization of these asteroids. This work explores the design of a solar-sail spacecraft for such a mission, focusing on the search of possible sequences of encounters and the trajectory optimization. This is done in two sequential steps: a sequence search by means of a simplified trajectory model and a set of heuristic rules based on astrodynamics, and a subsequent optimization phase. A shape-based approach for solar sailing has been developed and is used for the first phase. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated through a fully optimized multiple near-Earth asteroid rendezvous mission. The results show that it is possible to visit five near-Earth asteroids within 10 years with near-term solar-sail technology.
Optical flow estimation is known from Computer Vision where it is used to determine obstacle movements through a sequence of images following an assumption of brightness conservation. This paper presents the first study on application of the optical flow method to aerated stepped spillway flows. For this purpose, the flow is captured with a high-speed camera and illuminated with a synchronized LED light source. The flow velocities, obtained using a basic Horn–Schunck method for estimation of the optical flow coupled with an image pyramid multi-resolution approach for image filtering, compare well with data from intrusive conductivity probe measurements. Application of the Horn–Schunck method yields densely populated flow field data sets with velocity information for every pixel. It is found that the image pyramid approach has the most significant effect on the accuracy compared to other image processing techniques. However, the final results show some dependency on the pixel intensity distribution, with better accuracy found for grey values between 100 and 150.
The behaviour of infilled reinforced concrete frames under horizontal load has been widely investigated, both experimentally and numerically. Since experimental tests represent large investments, numerical simulations offer an efficient approach for a more comprehensive analysis. When RC frames with masonry infill walls are subjected to horizontal loading, their behaviour is highly non-linear after a certain limit, which makes their analysis quite difficult. The non-linear behaviour results from the complex inelastic material properties of the concrete, infill wall and conditions at the wall-frame interface. In order to investigate this non-linear behaviour in detail, a finite element model using a micro modelling approach is developed, which is able to predict the complex non-linear behaviour resulting from the different materials and their interaction. Concrete and bricks are represented by a non-linear material model, while each reinforcement bar is represented as an individual part installed in the concrete part and behaving elasto-plastically. Each brick is modelled individually and connected taking into account the non-linearity of a brick mortar interface. The same approach is followed using two finite element software packages and the results are compared with the experimental results. The numerical models show a good agreement with the experiments in predicting the overall behaviour, but also very good matching for strength capacity and drift. The results emphasize the quality and the valuable contribution of the numerical models for use in parametric studies, which are needed for the derivation of design recommendations for infilled frame structures.
Eine seismische Anregung verursacht in einem Flüssigkeitstank einen kombinierten Spannungszustand, was zu einem Stabilitätsversagen der häufig sehr dünnwandigen Konstruktionen führen kann. Für die Durchführung von Stabilitätsnachweisen stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Üblicherweise werden aus Gründen der Einfachheit spannungsbasierte Verfahren angewendet. Diese sind für Einheitslastfälle experimentell abgesichert, wobei eine Übertragung auf kombinierte Spannungszustände wie im Erdbebenfall nur begrenzt möglich ist. Alternativ kann ein globales, numerisches Konzept, das LBA/MNA-Verfahren, angewendet werden. Das Verfahren kombiniert eine materiell nichtlineare Berechnung (MNA) mit einer linearen Beulanalyse (LBA) und erfasst die Interaktion verschiedener gleichzeitig auftretender Beanspruchungen implizit im Nachweis. Dieser Beitrag demonstriert die Anwendung der Verfahren am Beispiel verschiedener Tankgeometrien mit Höhe/Radius-Verhältnissen zwischen 1 ≤ H/R ≤ 2 und Radius/Tankwand-Verhältnissen zwischen 500 ≤ R/t ≤ 1000 und diskutiert zusätzlich die Defizite der spannungsbasierten Nachweisverfahren.
At the present time, one of the most serious environmental problems of Central Asia and South Kazakhstan is the ongoing large-scale deterioration of principal urban tree populations. Several major centers of massive spread of invasive plant pests have been found in urban dendroflora of this region. The degree of damage of seven most wide-spread aboriginal tree species was found to range from 21.4±1.1 to 85.4±1.8%. In particular, the integrity of the native communities of sycamore (Platanus spp.), willow (Salix spp.), poplar (Populus spp.) and elm (Ulmus spp.) is highly endangered. Our taxonomic analysis of the most dangerous tree pests of the region has revealed them as neobiontic xylophilous insects such as Cossus cossus L. (Order: Lepidoptera L.) Monochamus urussovi Fisch., Monochamus sutor L., Acanthocinus aedelis L. and Ñetonia aureate L. (Order: Coleoptera L.). We relate the origin of this threatening trend with the import of industrial wood in the mid 90s of the last century that was associated with high degree of the constructional work in the region. Because of the absence of efficient natural predators of the pest species, the application of microbiological methods of the pest control and limitation is suggested.
Entwicklung eines Kletterroboters zur Diagnose und Instandsetzung von Windenergieanlagen (SMART)
(2016)
In this paper we present an extension of the action language Golog that allows for using fuzzy notions in non-deterministic argument choices and the reward function in decision-theoretic planning. Often, in decision-theoretic planning, it is cumbersome to specify the set of values to pick from in the non-deterministic-choice-of-argument statement. Also, even for domain experts, it is not always easy to specify a reward function. Instead of providing a finite domain for values in the non-deterministic-choice-of-argument statement in Golog, we now allow for stating the argument domain by simply providing a formula over linguistic terms and fuzzy uents. In Golog’s forward-search DT planning algorithm, these formulas are evaluated in order to find the agent’s optimal policy. We illustrate this in the Diner Domain where the agent needs to calculate the optimal serving order.
Turbulent dispersion in bounded horizontal jets : RANS capabilities and physical modeling comparison
(2016)
An amperometric biosensor using a substrate recycling principle was realized for the detection of low adrenaline concentrations (1 nM) by measurements in phosphate buffer and Ringer’s solution at pH 6.5 and pH 7.4, respectively. In proof-of-concept experiments, a Boolean logic-gate principle has been applied to develop a digital adrenaline biosensor based on an enzyme AND logic gate. The obtained results demonstrate that the developed digital biosensor is capable for a rapid qualitative determination of the presence/absence of adrenaline in a YES/NO statement. Such digital biosensor could be used in clinical diagnostics for the control of a correct insertion of a catheter in the adrenal veins during adrenal venous-sampling procedure.
Label-free Electrostatic Detection of DNA Amplification by PCR Using Capacitive Field-effect Devices
(2016)
A capacitive field-effect EIS (electrolyte-insulator-semiconductor) sensor modified with a positively charged weak polyelectrolyte of poly(allylamine hydrochloride) (PAH)/single-stranded probe DNA (ssDNA) bilayer has been used for a label-free electrostatic detection of pathogen-specific DNA amplification via polymerase chain reaction (PCR). The sensor is able to distinguish between positive and negative PCR solutions, to detect the existence of target DNA amplicons in PCR samples and thus, can be used as tool for a quick verification of DNA amplification and the successful PCR process.
Future engineers are increasingly confronted with the so-called Megatrends which are the big social challenges society has to cope with. These Megatrends, such as “Silver Society”, “Globalization”, “Mobility” and “Female Shift” require an application-oriented perspective on Diversity especially in the engineering field. Therefore, it is necessary to enable future engineers not only to look at the technical perspectives of a problem, but also to be able to see the related questions within societies they are developing their artefacts for. The aim of teaching engineering should be to prepare engineers for these requirements and to draw attention to the diverse needs in a globalized world.
Bringing together technical knowledge and social competences which go beyond a mere training of the so-called “soft skills”, is a new approach followed at RWTH Aachen University, one of the leading technical universities in Germany. RWTH Aachen University has established the bridging professorship “Gender and Diversity in Engineering” (GDI) which educates engineers with an interdisciplinary approach to expand engineering limits. In the frame of a sustainable teaching concept the research group under the leadership of Prof. Carmen Leicht-Scholten has developed an approach which imparts a supplication-specific Gender and Diversity expertise to engineers. In workshops students gain theoretical knowledge about Gender and Diversity and learn how to transfer their knowledge in their special field of study and later work. To substantiate this, the course participants have to solve case studies from real life. The cases which are developed in collaboration with non-profit organizations and enterprises from economy rise the students to challenges which are inspired by professional life. Evaluation shows the success of this approach as well as an increasing demand for such teaching formats.
A multi-spot light-addressable potentiometric sensor (LAPS), which belongs to the family of semiconductor field-effect devices, was applied for label-free detection of double-stranded deoxyribonucleic acid (dsDNA) molecules by their intrinsic molecular charge. To reduce the distance between the DNA charge and sensor surface and thus, to enhance the electrostatic coupling between the dsDNA molecules and the LAPS, the negatively charged dsDNA molecules were electrostatically adsorbed onto the gate surface of the LAPS covered with a positively charged weak polyelectrolyte layer of PAH (poly(allylamine hydrochloride)). The surface potential changes in each spot of the LAPS, induced by the layer-by-layer adsorption of a PAH/dsDNA bilayer, were recorded by means of photocurrent-voltage and constant-photocurrent measurements. In addition, the surface morphology of the gate surface before and after consecutive electrostatic adsorption of PAH and dsDNA layers was studied by atomic force microscopy measurements. Moreover, fluorescence microscopy was used to verify the successful adsorption of dsDNA molecules onto the PAH-modified LAPS surface. A high sensor signal of 25 mV was registered after adsorption of 10 nM dsDNA molecules. The lower detection limit is down to 0.1 nM dsDNA. The obtained results demonstrate that the PAH-modified LAPS device provides a convenient and rapid platform for the direct label-free electrical detection of in-solution hybridized dsDNA molecules.
The interplay of albumin (BSA) and lysozyme (LYZ) adsorbed simultaneously on titanium was analyzed by gel electrophoresis and BCA assay. It was found that BSA and lysozyme adsorb cooperatively. Additionally, the isoelectric point of the respective protein influences the adsorption. Also, the enzymatic activity of lysozyme and amylase (AMY) in mixtures with BSA was considered with respect to a possible influence of protein-protein interaction on enzyme activity. Indeed, an increase of lysozyme activity in the presence of BSA could be observed. In contrast, BSA does not influence the activity of amylase.
The composition of plant biomass varies depending on the feedstock and pre-treatment conditions and influences its processing in biorefineries. In order to ensure optimal process conditions, the quantitative proportion of the main polymeric components of the pre-treated biomass has to be determined. Current standard procedures for biomass compositional analysis are complex, the measurements are afflicted with errors and therefore often not comparable. Hence, new powerful analytical methods are urgently required to characterize biomass. In this contribution, Differential Scanning Calorimetry (DSC) was applied in combination with multivariate data analysis (MVA) to detect the cellulose content of the plant biomass pretreated by Liquid Hot Water (LHW) and Organosolv processes under various conditions. Unlike conventional techniques, the developed analytic method enables the accurate quantification of monosaccharide content of the plant biomass without any previous sample preparation. It is easy to handle and avoids errors in sample preparation.
In 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.
This paper describes the development of a capacitively coupled high-pressure lamp with input power between 20 and 43 W at 2.45 GHz, using a coaxial line network. Compared with other electrodeless lamp systems, no cavity has to be used and a reduction in the input power is achieved. Therefore, this lamp is an alternative to the halogen incandescent lamp for domestic lighting. To serve the demands of domestic lighting, the filling of the lamp is optimized over all other resulting requirements, such as high efficacy at low induced powers and fast startups. A workflow to develop RF-driven plasma applications is presented, which makes use of the hot S-parameter technique. Descriptions of the fitting process inside a circuit and FEM simulator are given. Results of the combined ignition and operation network from simulations and measurements are compared. An initial prototype is built and measurements of the lamp's lighting properties are presented along with an investigation of the efficacy optimizations using large signal amplitude modulation. With this lamp, an efficacy of 135 lmW -1 is achieved.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Kontaktwinkels eines flüssigen oder mit Flüssigkeit gefüllten Körpers. Dieser besteht aus einem Träger (1) und einer damit verbundenen, in einem Winkelbereich von mehr als 0 ° bis maximal 90 ° neigbaren Ebene (8) mit einer darin ausgebildeten Abrollbahn (9) für den flüssigen oder mit Flüssigkeit gefüllten Körper. An der Ebene (8) sind mehrere Sensoren (11,12) zur Erfassung der Rolldauer des Körpers entlang der Rollstrecke angeordnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einstellung des Neigungswinkels der Ebene (8) über ein Winkelmessgerät (10) erfolgt, wodurch ein Abrollwinkel erfassbar ist, bei dem der Körper in Bewegung gerät. Aus der Rolldauer, der Rollstrecke und dem Abrollwinkel wird der Kontaktwinkel des Körpers ermittelt.