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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.
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.
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.
In Anbetracht weltweit zunehmend strengerer klimapolitischer
Ziele steigt auch der Druck für Nutzfahrzeughersteller, effizientere und umweltfreundlichere
Technologien zu entwickeln. Den Blick bei der Bewertung dieser
ausschließlich auf die Fahrzeugnutzung zu richten, ist längst nicht mehr zufriedenstellend.
Im Rahmen dieser Analyse wird ein gegenwärtig auf dem Markt erwerblicher
und in deutschen Städten bereits seit Jahren betriebener Hybridbus
energetisch und ökologisch mit einem konventionell angetriebenen, nahezu baugleichen
Modell entlang des Lebensweges bewertet.
Nach Definition von Ziel und Untersuchungsrahmen wird ein Überblick auf bereits
durchgeführte Lebenszyklusanalysen zu Hybridbussen im Stadtverkehr gegeben
und Schlussfolgerungen für die anschließende Analyse abgeleitet. Diese
wird im Rahmen einer energetischen und ökologischen Bewertung beider Produktsysteme
anhand der Parameter "Primärenergieeinsatz" und "CO2äq Emissionen"
praktiziert. Der Fahrzeugrumpf beider Fahrzeuge des gleichen Modells
wird dabei als einheitlich angenommen, sodass bei dem Vergleich der Herstellung
vereinfacht nur die sich unterscheidenden Komponenten des Antriebstranges
berücksichtigt werden. Die Resultate der Wirkungsabschätzung werden als
Differenz des Hybridbusses gegenüber dem Referenzfahrzeug über die einzelnen
Lebenszyklusphasen dargestellt. Schließlich werden Prognosen getroffen, ab
welcher Strecke die bei der Herstellung erzeugten höheren CO2äq Emissionen
des Hybridantriebstranges gegenüber dem Referenzmodell ausgeglichen werden.
Evaluation of lignocellulosic material for butanol production using enzymatic hydrolysate medium
(2016)
Butanol is a promising gasoline additive and platform chemical that can be readily produced via acetone-butanolethanol (ABE) fermentation from pretreated lignocellulosic materials. This article examines lignocellulosic material from beech wood for ABE fermentation, using Clostridium acetobutylicum. First, the utilization of both C₅₋ (xylose) and C₆₋ (glucose) sugars as sole carbon source was investigated in static cultivation, using serum bottles and synthetic medium. The utilization of pentose sugar resulted in a solvent yield of 0.231 g·g_sugar⁻¹, compared to 0.262 g·g_sugar⁻¹ using hexose. Then, the Organosolv pretreated crude cellulose fibers (CF) were enzymatically decomposed, and the resulting hydrolysate medium was analyzed for inhibiting compounds (furans, organic acids, phenolics) and treated with ionexchangers for detoxification. Batch fermentation in a bioreactor using CF hydrolysate medium resulted in a total solvent yield of 0.20 gABE·g_sugar⁻¹.
Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material plays an important role in the classical biorefinery approach. Apart from the pretreatment of the raw material, hydrolysis is the basis for the conversion of the cellulose and hemicellulose fraction into fermentable sugars. After hydrolysis, usually a solid-liquid separation takes place, in order to separate the residual plant material from the sugar-rich fraction, which can be subsequently used in a fermentation step. In order to factor out the separation step, the usage of in alginate immobilized crude cellulose fiber beads (CFBs) were evaluated. Pretreated cellulose fibers are incorporated in an alginate matrix together with the relevant enzymes. In doing so, sugars diffuse trough the alginate matrix, allowing a simplified delivery into the surrounding fluid. This again reduces product inhibition of the glucose on the enzyme catalysts. By means of standardized bead production the hydrolysis in lab scale was possible. First results show that liberation of glucose and xylose is possible, allowing a maximum total sugar yield of 75 %.
Characterization and evaluation of lignocellulosic biomass 130 hydrolysates for ABE fermentation
(2016)
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.
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.
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.
Finding a good system topology with more than a handful of components is a
highly non-trivial task. The system needs to be able to fulfil all expected load cases, but at the
same time the components should interact in an energy-efficient way. An example for a system
design problem is the layout of the drinking water supply of a residential building. It may be
reasonable to choose a design of spatially distributed pumps which are connected by pipes in at
least two dimensions. This leads to a large variety of possible system topologies. To solve such
problems in a reasonable time frame, the nonlinear technical characteristics must be modelled
as simple as possible, while still achieving a sufficiently good representation of reality. The
aim of this paper is to compare the speed and reliability of a selection of leading mathematical
programming solvers on a set of varying model formulations. This gives us empirical evidence
on what combinations of model formulations and solver packages are the means of choice with the current state of the art.
Purpose
Two semi-empirical models were recently published, both making use of existing literature data, but each taking into account different physical phenomena that trigger hemolysis. In the first model, hemoglobin (Hb) release is described as a permeation procedure across the membrane, assuming a shear stress-dependent process (sublethal model). The second model only accounts for hemoglobin release that is caused by cell membrane breakdown, which occurs when red blood cells (RBC) undergo mechanically induced shearing for a period longer than the threshold time (nonuniform threshold model). In this paper, we introduce a model that considers the hemolysis generated by both these possible phenomena.
Methods
Since hemolysis can possibly be caused by permeation of hemoglobin through the RBC functional membrane as well as by release of hemoglobin from RBC membrane breakdown, our proposed model combines both these models. An experimental setup consisting of a Couette device was utilized for validation of our proposed model.
Results
A comparison is presented between the damage index (DI) predicted by the proposed model vs. the sublethal model vs. the nonthreshold model and experimental datasets. This comparison covers a wide range of shear stress for both human and porcine blood. An appropriate agreement between the measured DI and the DI predicted by the present model was obtained.
Conclusions
The semiempirical hemolysis model introduced in this paper aims for significantly enhanced conformity with experimental data. Two phenomenological outcomes become possible with the proposed approach: an estimation of the average time after which cell membrane breakdown occurs under the applied conditions, and a prediction of the ratio between the phenomena involved in hemolysis.
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.
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.
Schienenverkehrssysteme stehen in zunehmendem Wettbewerb, sowohl untereinander als auch mit anderen Verkehrsträgern. Als wichtiger Aspekt zur Steigerung der Kosteneffizienz wird die Digitalisierung des Betriebs und der Fahrzeuge betrachtet. Über eine Prognose der Ausfallwahrscheinlichkeit bzw. Restlebensdauer von Subsystemen können mittels Digitalisierung die Instandhaltungskosten gesenkt werden. Die geringen Fehlerraten im System Bahn machen die Nutzung besonderer Simulationstechniken notwendig. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie sich die Subsystemverfügbarkeit aus den beobachteten Fehlerraten der Teilfunktionen vorhersagen lässt.
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.
[⁶⁸Ga(DOTATATE)] has demonstrated its clinical usefulness. Both Fe³⁺ and Cu²⁺, potential contaminants in Gallium-68 generator eluent, substantially reduce the radiochemical (RC) yield of [⁶⁸Ga(DOTATATE)] if the metal/ligand ratio of 1:1 is exceeded. A variety of compounds were examined for their potential ability to reduce this effect. Most had no effect on RC yield. However, addition of phosphate diminished the influence of Fe³⁺ by likely forming an insoluble iron salt. Addition of ascorbic acid reduced Cu²⁺ and Fe³⁺ to Cu⁺ and Fe²⁺ respectively, both of which have limited impact on RC yields. At low ligand amounts (5 nmol DOTATATE), the addition of 30 nmol phosphate (0.19 mM) increased the tolerance of Fe3⁺ from 4 nmol to 10 nmol (0.06 mM), while the addition of ascorbic acid allowed high RC yields (>95%) in the presence of 40 nmol Fe³⁺ (0.25 mM) and 100 nmol Cu²⁺ (0.63 mM). The effect of ascorbic acid was highly pH-dependant, and gave optimal results at pH 3.
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
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.
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.
Wirksamkeit einer OT-Mitgliedschaft im Arbeitgeberverband – Anforderungen an die Verbandssatzung
(2016)
Vergabe öffentlicher Aufträge kann von der Zahlung eines Mindestlohns abhängig gemacht werden
(2016)
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.
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.
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.
We investigate the suitability of selected measures of complexity based on recurrence quantification analysis and recurrence networks for an identification of pre-seizure states in multi-day, multi-channel, invasive electroencephalographic recordings from five epilepsy patients. We employ several statistical techniques to avoid spurious findings due to various influencing factors and due to multiple comparisons and observe precursory structures in three patients. Our findings indicate a high congruence among measures in identifying seizure precursors and emphasize the current notion of seizure generation in large-scale epileptic networks. A final judgment of the suitability for field studies, however, requires evaluation on a larger database.
This work presents a methodology for automated
damage-sensitive feature extraction and anomaly
detection under multivariate operational variability
for in-flight assessment of wings. The
method uses a passive excitation approach, i. e.
without the need for artificial actuation. The
modal system properties (natural frequencies and
damping ratios) are used as damage-sensitive
features. Special emphasis is placed on the use
of Fiber Bragg Grating (FBG) sensing technology
and the consideration of Operational and
Environmental Variability (OEV). Measurements
from a wind tunnel investigation with a composite
cantilever equipped with FBG and piezoelectric
sensors are used to successfully detect an impact
damage. In addition, the feasibility of damage
localisation and severity estimation is evaluated
based on the coupling found between damageand
OEV-induced feature changes.
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.
Operational Modal Analysis (OMA) is a promising candidate for flutter testing and Structural Health Monitoring (SHM) of aircraft wings that are passively excited by wind loads. However, no studies have been published where OMA is tested in transonic flows, which is the dominant condition for large civil aircraft and is characterized by complex and unique aerodynamic phenomena. We use data from the HIRENASD large-scale wind tunnel experiment to automatically extract modal parameters from an ambiently excited wing operated in the transonic regime using two OMA methods: Stochastic Subspace Identification (SSI) and Frequency Domain Decomposition (FDD). The system response is evaluated based on accelerometer measurements. The excitation is investigated from surface pressure measurements. The forcing function is shown to be non-white, non-stationary and contaminated by narrow-banded transonic disturbances. All these properties violate fundamental OMA assumptions about the forcing function. Despite this, all physical modes in the investigated frequency range were successfully identified, and in addition transonic pressure waves were identified as physical modes as well. The SSI method showed superior identification capabilities for the investigated case. The investigation shows that complex transonic flows can interfere with OMA. This can make existing approaches for modal tracking unsuitable for their application to aircraft wings operated in the transonic flight regime. Approaches to separate the true physical modes from the transonic disturbances are discussed.
In order to efficiently convert lignocellulose, it is often necessary to conduct a pretreatment. The biomass considered in this study typically comprises of agricultural and horticultural residues, as well as beechwood. A very environmentally friendly method, namely, fungal pretreatment using white-rot fungi, leads to an enhanced enzymatic hydrolysis. In contrast to other processes presented, the energy input is extremely low. However, the fungal growth on the lignocellulosic substrates takes several weeks at least in order to be effective. Thus, the reduction of chemicals and energy for thermal processing is a target of our current research. Liquid hot water (LHW) and solvent-based pretreatment (OrganoSolv) require more complex equipment, as they depend on high temperatures (160 – 180 °C) and enhanced pressure (up to 20 bar). However, they prove to be promising processes in regard to the fractioning of lignocellulose. For optimal lignin recovery the parameters differ from those established in cellulose extraction. A novel screening system scaled down to a reaction volume of 100 mL has been developed and successfully tested for this purpose.