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Hydrogen peroxide (H2O2) is a typical surface sterilization agent for packaging materials used in the pharmaceutical, food and beverage industries. We use the finite-elements method to analyze the conceptual design of an in-line thermal evaporation unit to produce a heated gas mixture of air and evaporated H2O2 solution. For the numerical model, the required phase-transition variables of pure H2O2 solution and of the aerosol mixture are acquired from vapor-liquid equilibrium (VLE) diagrams derived from vapor-pressure formulations. This work combines homogeneous single-phase turbulent flow with heat-transfer physics to describe the operation of the evaporation unit. We introduce the apparent heat-capacity concept to approximate the non-isothermal phase-transition process of the H2O2-containing aerosol. Empirical and analytical functions are defined to represent the temperature- and pressure-dependent material properties of the aqueous H2O2 solution, the aerosol and the gas mixture. To validate the numerical model, the simulation results are compared to experimental data on the heating power required to produce the gas mixture. This shows good agreement with the deviations below 10%. Experimental observations on the formation of deposits due to the evaporation of stabilized H2O2 solution fits the prediction made from simulation results.
Tribological performance of biodegradable lubricants under different surface roughness of tools
(2019)
Digital Image Correlation (DIC) is a powerful tool used to evaluate displacements and deformations in a non-intrusive manner. By comparing two images, one of the undeformed reference state of a specimen and another of the deformed target state, the relative displacement between those two states is determined. DIC is well known and often used for post-processing analysis of in-plane displacements and deformation of specimen. Increasing the analysis speed to enable real-time DIC analysis will be beneficial and extend the field of use of this technique.
Here we tested several combinations of the most common DIC methods in combination with different parallelization approaches in MATLAB and evaluated their performance to determine whether real-time analysis is possible with these methods. To reflect improvements in computing technology different hardware settings were also analysed. We found that implementation problems can reduce the efficiency of a theoretically superior algorithm such that it becomes practically slower than a suboptimal algorithm. The Newton-Raphson algorithm in combination with a modified Particle Swarm algorithm in parallel image computation was found to be most effective. This is contrary to theory, suggesting that the inverse-compositional Gauss-Newton algorithm is superior. As expected, the Brute Force Search algorithm is the least effective method. We also found that the correct choice of parallelization tasks is crucial to achieve improvements in computing speed. A poorly chosen parallelisation approach with high parallel overhead leads to inferior performance. Finally, irrespective of the computing mode the correct choice of combinations of integerpixel and sub-pixel search algorithms is decisive for an efficient analysis. Using currently available hardware realtime analysis at high framerates remains an aspiration.
The potential of near infrared spectroscopy (NIRS) for the environmental biomonitoring of plants
(2019)
In the current environmental condition, the increase in pollution of the air, water, and soil indirectly will induce plants stress and decrease vegetation growth rate. These issues pay more attention to be solved by scientists worldwide. The higher level of chemical pollutants also induced the gradual changes in plants metabolism and decreased enzymatic activity. Importantly, environmental biomonitoring may play a pivotal contribution to prevent biodiversity degradation and plants stress due to pollutant exposure. Several previous studies have been done to monitor the effect of environmental changes on plants growth. Among that, Near Infrared spectroscopy (NIRS) offers an alternative way to observe the significant alteration of plant physiology caused by environmental damage related to pollution. Impairment of photosynthesis, nutrient and oxidative imbalances, and mutagenesis.
Production and Characterization of Porous Fibroin Scaffolds for Regenerative Medical Application
(2019)
Vermessung
(2019)
Der baurechtliche Vertrag
(2019)
Anhand von kurzen theoretischen Einführungen werden anhand von Beispielen die wesentlichen Aspekte des baurechtlichen Vertrages erläutert. Nach einer Einführung über das Zustandekommen von (Bau-) Verträgen wird die für Streitfälle unerlässliche Dokumentation auf Baustellen erläutert. Hierbei werden Hinweise zur Erstellung von Protokollen, zum E-Mail bei Großprojekten und zur Dokumentation von Stundenlohnarbeiten gegeben. Des Weiteren wird eine Schriftverkehrsliste vorgestellt, die zur Nachverfolgung des Schriftverkehrs bei Großprojekten unerlässlich ist.
Anschließend werden die typischen Vertragsarten vorgestellt, die bei der Abwicklung von Großprojekten zu beachten sind und die Unterschiede werden durch Fallbeispiele erläutert.
Einen Schwerpunkt des Kapitels bilden auftragsnehmerseitige Verzüge sowie mangelbehaftete Leistungen. Hier werden Hinweise gegeben, wie in den entsprechenden Situationen zu reagieren ist.
Baukosten und Finanzierung
(2019)
Boden, Baugrube, Verbau
(2019)
Im folgenden Kapitel werden die wichtigsten geotechnischen Nachweise sowie praxisnahe Beispiele für den Baubetrieb aufgeführt. Es wird im Wesentlichen auf die Bodenbeschreibung und Klassifikation nach DIN 18196 sowie nach DIN 18300 eingegangen, welche sowohl für die weiteren Berechnungen als auch für die Kalkulation von großer Bedeutung sind.
Die aus der Praxis aufgeführten Beispiele verdeutlichen verschiedene Untersuchungs- und Auswertungsmethoden für direkte und indirekte Aufschlüsse, diese enthalten Labor- und Feldversuche, mit denen man die Verdichtbarkeit von Böden auswertet und quantifiziert, sowie viele andere Themenbereiche wie Erddruckberechnungen sowie Spannungs- und Setzungsberechnungen.
Darüber hinaus werden exemplarisch bestimmte Verbauarten bezüglich ihrer Bemessung erläutert. Es wird ebenfalls auf das Thema Wasserhaltung eingegangen und die erforderlichen Maßnahmen beschrieben, um bestimmte Versagensmechanismen - wie z.B. den hydraulischen Grundbruch - zu verhindern.
Arbeitssicherheit
(2019)
Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, deren Vulkanisat und einen Fahrzeugreifen. Die erfindungsgemäße Kautschukmischung enthält wenigstens folgende Bestandteile: - Wenigstens einen Dienkautschuk; - wenigstens eine Kohle (HTC-Kohle), die mittels hydrothermaler Karbonisierung von wenigstens einer Ausgangssubstanz hergestellt ist. Der erfindungsgemäße Fahrzeugreifen weist in wenigstens einem Bauteil wenigstens ein erfindungsgemäßes Vulkanisat der Kautschukmischung auf.
Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, deren Vulkanisat und einen Fahrzeugreifen. Die schwefelvernetzbare Kautschukmischung enthält wenigstens die folgenden Bestandteile: - wenigstens einen Dienkautschuk; und - 10 bis 300 phr wenigstens einer Kieselsäure; und - 1 bis 30 phf wenigstens eines Silans A mit der allgemeinen Summenformel A-I) A-I)(R1)oSi-R2-(S-R3)q-S-X; und - 0,5 bis 30 phf wenigstens eines Silans B mit der allgemeinen Summenformel B-I) B-I) (R1)oSi-R2-(S-R3)u-S-R2-Si(R1)o wobei q =1, 2 oder 3 ist; und u = 1, 2 oder 3 ist; und X ein Wasserstoffatom oder eine –C(=O)-R8 Gruppe ist wobei R8 ausgewählt ist aus Wasserstoff, C1-C20 Alkylgruppen, vorzugsweise C1-C17, C6-C20- Arylgruppen, vorzugsweise Phenyl, C2-C20-Alkenylgruppen und C7-C20-Aralkylgruppen.
Manufacturing Process Simulation for the Prediction of Tool-Part-Interaction and Ply Wrinkling
(2019)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Sitzeinstellung (23) eines Sitzes (3) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem folgende Schritte durchgeführt werden:- Bereitstellen einer Körperabmessung (12) eines Nutzers (6) des Kraftfahrzeugs (1);- Bereitstellen einer Sitzeigenschaft (13) des Sitzes (3) des Kraftfahrzeugs (1);- Bereitstellen eines mit zumindest einer Referenzsitzeigenschaft (20), zumindest einer Referenzkörperabmessung (21) und zumindest einer Referenzsitzeinstellung (22) trainiertes künstliches neuronales Netz (14); und- Bestimmen der Sitzeinstellung (23) durch Eingabe der Körperabmessung (12) und der Sitzeigenschaft (13) in das künstliche neuronale Netz (14).
Die Erfindung betrifft eine schwefelvernetzbare Kautschukmischung, deren Vulkanisat und einen Fahrzeugreifen.Die schwefelvernetzbare Kautschukmischung enthält wenigstens die folgenden Bestandteile:- wenigstens einen Dienkautschuk; und- 10 bis 300 phr wenigstens einer Kieselsäure ; und- 1 bis 30 phf wenigstens eines Silans A mit der allgemeinen Summenformel A-I)und- 0,5 bis 30 phf wenigstens eines Silans B mit der allgemeinen Summenformel B-I)wobei u gleich 0, 1, 2 oder 3 und v gleich 0 oder 1 ist.
In order to maximize the possible travel distance of battery electric vehicles with one battery charge, it is mandatory to adjust all components of the powertrain carefully to each other. While current vehicle designs mostly simplify the powertrain rigorously and use an electric motor in combination with a gearbox with only one fixed transmission ratio, the use of multi-gear systems has great potential. First, a multi-speed system is able to improve the overall energy efficiency. Secondly, it is able to reduce the maximum momentum and therefore to reduce the maximum current provided by the traction battery, which results in a longer battery lifetime. In this paper, we present a systematic way to generate multi-gear gearbox designs that—combined with a certain electric motor—lead to the most efficient fulfillment of predefined load scenarios and are at the same time robust to uncertainties in the load. Therefore, we model the electric motor and the gearbox within a Mixed-Integer Nonlinear Program, and optimize the efficiency of the mechanical parts of the powertrain. By combining this mathematical optimization program with an unsupervised machine learning algorithm, we are able to derive global-optimal gearbox designs for practically relevant momentum and speed requirements.
In product development, numerous design decisions have to be made. Multi-domain virtual prototyping provides a variety of tools to assess technical feasibility of design options, however often requires substantial computational effort for just a single evaluation. A special challenge is therefore the optimal design of product families, which consist of a group of products derived from a common platform. Finding an optimal platform configuration (stating what is shared and what is individually designed for each product) and an optimal design of all products simultaneously leads to a mixed-integer nonlinear black-box optimization model. We present an optimization approach based on metamodels and a metaheuristic. To increase computational efficiency and solution quality, we compare different types of Gaussian process regression metamodels adapted from the domain of machine learning, and combine them with a genetic algorithm. We illustrate our approach on the example of a product family of electrical drives, and investigate the trade-off between solution quality and computational overhead.