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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.
Analysis of the long-term effect of the MBST® nuclear magnetic resonance therapy on gonarthrosis
(2016)
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
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
Smoothed Finite Element Methods for Nonlinear Solid Mechanics Problems: 2D and 3D Case Studies
(2016)
The Smoothed Finite Element Method (SFEM) is presented as an edge-based and a facebased techniques for 2D and 3D boundary value problems, respectively. SFEMs avoid shortcomings of the standard Finite Element Method (FEM) with lower order elements such as overly stiff behavior, poor stress solution, and locking effects. Based on the idea of averaging spatially the standard strain field of the FEM over so-called smoothing domains SFEM calculates the stiffness matrix for the same number of degrees of freedom (DOFs) as those of the FEM. However, the SFEMs significantly improve accuracy and convergence even for distorted meshes and/or nearly incompressible materials.
Numerical results of the SFEMs for a cardiac tissue membrane (thin plate inflation) and an artery (tension of 3D tube) show clearly their advantageous properties in improving accuracy particularly for the distorted meshes and avoiding shear locking effects.
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.
Malware auf Smartphones ist ein Problem, dem auch Strafverfolgungsbehörden immer häufiger gegenüberstehen.
Insbesondere Telefone, bei denen potentiell schadhafte Apps zu einem finanziellen Schaden
geführt haben, finden sich auf den Schreibtischen der Polizei wieder. Dabei müssen die Ermittler möglichst
schnell und gezielt erkennen können, ob eine App tatsächlich schadhaft manipuliert wurde, was
manipuliert wurde und mit wem die App kommuniziert. Klassische Malware-Erkennungsverfahren helfen
zwar bei der generellen Erkennung schadhafter Software, sind aber für die polizeiliche Praxis nicht
geeignet. Dieses Paper stellt ein Programm vor, welches gerade die forensischen Fragestellungen berücksichtigt
und so für den Einsatz in der Strafverfolgung in Frage kommt.
Regardless of size or destination, synthetic biology starts with com-parably small information units, which need to be combined and properly arranged in order to achieve a certain goal. This may be the de novo synthesis of individual genes from oligonucleotides, a shuffling of protein domains in order to create novel biocatalysts, the assembly of multiple enzyme encoding genes in metabolic pathway design, or strain development at the production stage. The CoLibry concept has been designed in order to close the gap between recombinant production of individual genes and genome editing.
Application of the optical flow method to velocity determination in hydraulic structure models
(2016)
The aim of this work was to perform a detailed investigation of the use of Selective Laser Melting (SLM) technology to process eutectic silver-copper alloy Ag 28 wt. % Cu (also called AgCu28). The processing occurred with a Realizer SLM 50 desktop machine. The powder analysis (SEM-topography, EDX, particle distribution) was reported as well as the absorption rates for the near-infrared (NIR) spectrum. Microscope imaging showed the surface topography of the manufactured parts. Furthermore, microsections were conducted for the analysis of porosity. The Design of Experiments approach used the response surface method in order to model the statistical relationship between laser power, spot distance and pulse time.
Für das Auftreten extremer Wetterereignisse werden für Kernkraftwerke Eintrittshäufigkeiten für nicht mehr beherrschbare Zustände von unter 10⁻⁴/a gefordert. Dies gilt auch für die Einwirkung von Blitzeinschlägen. Die bisherige Nachweisführung zu Blitz- und Überspannungsschutz eines KKW in Deutschland ist deterministisch. In diesem Bericht werden das Vorgehen für einen entsprechenden Nachweis für leittechnische Einrichtungen der Sicherheitstechnik von KKW, der zur geforderten Zielgröße der Eintrittshäufigkeit führt. Die Ergebnisse werden zusammenfassend bewertet.