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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.
Low-end-Embedded-Plattformen stellen eine hohe Anforderung an die Entscheidungsfähigkeit des Entwicklers: Zum nächstgrößeren Prozessor greifen und ein Betriebssystem benutzen oder doch besser auf das Betriebssystem verzichten? Die Frage lässt sich einfach beantworten: Einen Nanokernel verwenden und das Embedded-System mit einem minimalen Footprint realisieren. Adam Dunkels Protothreads sind eine ausgesprochen effiziente Art, Mikrocontroller gut strukturiert zu programmieren und gleichzeitig auf Overhead zu verzichten. So können auch mit kleinen 8-bit-Prozessoren anspruchsvolle Aufgaben in einem Thread-Modell bearbeitet werden. Man muss also nicht immer das Rad neu erfinden oder gleich auf Linux-basierte Systeme zurückgreifen.
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.
Compared to peripheral pain, trigeminal pain elicits higher levels of fear, which is assumed to enhance the interruptive effects of pain on concomitant cognitive processes. In this fMRI study we examined the behavioral and neural effects of trigeminal (forehead) and peripheral (hand) pain on visual processing and memory encoding. Cerebral activity was measured in 23 healthy subjects performing a visual categorization task that was immediately followed by a surprise recognition task. During the categorization task subjects received concomitant noxious electrical stimulation on the forehead or hand. Our data show that fear ratings were significantly higher for trigeminal pain. Categorization and recognition performance did not differ between pictures that were presented with trigeminal and peripheral pain. However, object categorization in the presence of trigeminal pain was associated with stronger activity in task-relevant visual areas (lateral occipital complex, LOC), memory encoding areas (hippocampus and parahippocampus) and areas implicated in emotional processing (amygdala) compared to peripheral pain. Further, individual differences in neural activation between the trigeminal and the peripheral condition were positively related to differences in fear ratings between both conditions. Functional connectivity between amygdala and LOC was increased during trigeminal compared to peripheral painful stimulation. Fear-driven compensatory resource activation seems to be enhanced for trigeminal stimuli, presumably due to their exceptional biological relevance.
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.
Purpose
To assess the feasibility of prostate ¹H MR spectroscopic imaging (MRSI) using low-power spectral-spatial (SPSP) pulses at 7T, exploiting accurate spectral selection and spatial selectivity simultaneously.
Methods
A double spin-echo sequence was equipped with SPSP refocusing pulses with a spectral selectivity of 1 ppm. Three-dimensional prostate ¹H-MRSI at 7T was performed with the SPSP-MRSI sequence using an 8-channel transmit array coil and an endorectal receive coil in three patients with prostate cancer and in one healthy subject. No additional water or lipid suppression pulses were used.
Results
Prostate ¹H-MRSI could be obtained well within specific absorption rate (SAR) limits in a clinically feasible time (10 min). Next to the common citrate signals, the prostate spectra exhibited high spermine signals concealing creatine and sometimes also choline. Residual lipid signals were observed at the edges of the prostate because of limitations in spectral and spatial selectivity.
Conclusion
It is possible to perform prostate ¹H-MRSI at 7T with a SPSP-MRSI sequence while using separate transmit and receive coils. This low-SAR MRSI concept provides the opportunity to increase spatial resolution of MRSI within reasonable scan times.
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.
Robotergestütztes System für ein verbessertes neuromuskuläres Aufbautraining der Beinstrecker
(2016)
Neuromuskuläres Aufbautraining der Beinstrecker ist ein wichtiger Bestandteil in der Rehabilitation und Prävention von Muskel-Skelett-Erkrankungen. Effektives Training erfordert hohe Muskelkräfte, die gleichzeitig hohe Belastungen von bereits geschädigten Strukturen bedeuten. Um trainingsinduzierte Schädigungen zu vermeiden, müssen diese Kräfte kontrolliert werden. Mit heutigen Trainingsgeräten können diese Ziele allerdings nicht erreicht werden. Für ein sicheres und effektives Training sollen durch den Einsatz der Robotik, Sensorik, eines Regelkreises sowie Muskel-Skelett-Modellen Belastungen am Zielgewebe direkt berechnet und kontrolliert werden. Auf Basis zweier Vorstudien zu möglichen Stellgrößen wird der Aufbau eines robotischen Systems vorgestellt, das sowohl für Forschungszwecke als auch zur Entwicklung neuartiger Trainingsgeräte verwendet werden kann.
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.