@misc{EverthKassner2024, type = {Master Thesis}, author = {Everth, Stefanie and Kaßner, Astrid}, title = {„Die Pflege entwickelt sich weiter" : eine Forschungsarbeit zur Lehre in der Praxis}, doi = {10.26127/BTUOpen-7176}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-71762}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Die Masterarbeit untersucht das pflegewissenschaftliche und pflegedidaktische Anleitungshandeln sowie die habitualisierten Praktiken von Lehrenden in der Praxis in der pflegeberuflichen Ausbildung. Verglichen werden akademische und berufsbildende Lehrende in der Praxis aus den pflegerischen Settings: akutstation{\"a}r, station{\"a}re Langzeitpflege und ambulante Pflege. Ziel ist es, empirische Erkenntnisse {\"u}ber die Gestaltung der Praxislehre und {\"u}ber das Selbstverst{\"a}ndnis zu gewinnen sowie Entwicklungsm{\"o}glichkeiten aufzuzeigen. Mittels qualitativer Sozialforschung wurden 14 leitfadengest{\"u}tzte Expertinnen- und Experteninterviews mit Lehrenden in der Pflegepraxis nach der Grounded-Theory-Methodologie durchgef{\"u}hrt und ausgewertet. Die Datenanalyse erfolgte durch offenes, axiales und selektives Kodieren inklusive der Anwendung des mentalen Felds als Forschungstool. Die Ergebnisse zeigen, dass die habitualisierten Praktiken im Anleitungshandeln von Lehrenden in der Praxis kontrastierende pflegewissenschaftliche und pflegep{\"a}dagogische Begr{\"u}ndungsmuster aufweisen. Ihr Berufsverst{\"a}ndnis, ihre Kompetenzbildung und Wissensbedarfe beeinflussen maßgeblich die Gestaltung der Praxislehre. Anhand von Fallrekonstruktionen werden unterschiedliche Anleitungsprofile herausgearbeitet. Die Forschungsarbeit begr{\"u}ndet empirisch die Notwendigkeit einer st{\"a}rkeren Professionalisierung der Lehrenden in der Pflegepraxis. Empfehlungen zur hochschulischen Qualifizierung unter Einbindung der berufsbildenden Lehrenden werden abgeleitet.}, subject = {Lehre in der Pflegepraxis; Habitualisierte Praktiken; Pflegeberufliche Ausbildung; Lehrendenprofessionalisierung; Anleitungshandeln; Teaching in nursing practice; Habitualised practices; Nursing education; Professionalisation of teachers; Instructional action; Pflegeberuf; Pflegep{\"a}dagogik; Pflegewissenschaft; Professionalisierung}, language = {de} } @phdthesis{Martens2024, author = {Martens, Christian}, title = {A study of the charge and spin order dynamics for cuprate superconductors : a Gutzwiller analysis for the single-band Hubbard model}, doi = {10.26127/BTUOpen-7194}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-71945}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {In recent years, the role of charge density waves (CDW) in the study of high-temperature superconductors, such as cuprates and nickelates, has gained importance, so that CDW can provide potential insights into the mechanism of high-temperature superconductivity. Cuprates and nickelates are transition metals and have their valence electrons in the d-orbitals, which makes them belong to the family of correlated materials. In the past, a variety of experimental techniques, such as X-ray scattering and neutron scattering, have been performed to better understand such materials and the electronic properties of CDWs and spin-density waves (SDWs), which are thought to be connected to high-temperature superconductivity. However, the exact nature of CDW, SDW is not yet fully understood. Often correlated materials are described with the so-called multi-band Hubbard model, which takes into account the Coulomb interactions in d- or f-orbitals with a local parameter U. In the structure of the cuprate high-temperature superconductor LCO, the low-energy electron structure of the CuO2 planes is of interest, as this is where CDW, SDW and 2D high-temperature superconductivity take place. For this reason, the 3-band Hubbard model is often used, which takes into account the interaction of the Cu and O orbitals. Here we describe the time-dependent Gutzwiller approximation (TDGA) for the single-band Hubbard model. The description of a single-band construct for the Hubbard model was discussed in the work of Zhang and Rice, where they assume a hybridisation of the copper atom with the neighbouring oxygen atoms inside the unit cell forming a singlet state. While the Gutzwiller approximation can be solved analytically in one dimension using the Bethe ansatz, for real systems one has to resort either to the exact diagonalisation of small clusters or to approximation methods. We analyse the non-equilibrium dynamics of the electron structure in comparison to the optical conductivity in the linear response and non-equilibrium case. The starting point is the half-filled antiferromagnetic (AF) state, which is forms in LCO at weak hole doping p and allows the description of the stripe state by introducing hole doping near zero temperature. The focus here is on the site-centered and bond-centered stripe states characterized by a domain wall, which possesses an accumulation of hole doping and inverts the spin order. The results of the TDGA are compared with those of the time-dependent Hartree-Fock approximation (TDHF) and, in the case of the stripe states, also with the time-dependent Landau theory (TDL).}, subject = {Charge stripes; Spin stripes; Time-dependent Gutzwiller approximation; Single-band Hubbard model; Zeitabh{\"a}ngige Gutzwiller-Approximation; Ladungs-Stripes; Spin-Stripes; Einband-Hubbard-Modell; Hochtemperatursupraleitung; Cuprate; Ladungsdichtewelle; Spindichtewelle; Elektronenstruktur}, language = {en} } @phdthesis{Extra2024, author = {Extra, Simon Karl}, title = {Ein Beitrag zur ganzheitlichen Optimierung in der Kerntriebwerksvorauslegung}, doi = {10.26127/BTUOpen-7145}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-71459}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Die etablierte Methode der Kerntriebwerksvorauslegung, die den Pfad immer gr{\"o}ßerer Komplexit{\"a}t und Abbildungsgenauigkeit bei abnehmender Abstimmung und Interaktion zwischen den Komponenten des Kerntriebwerks beschreitet, kann eine Systemverbesserung nicht zuverl{\"a}ssig herbeif{\"u}hren. Dabei beginnt die Betrachtung des zu entwerfenden Triebwerks mit einer Gesamtbetrachtung und wird anschließend an weitgehend getrennte Expertengruppen {\"u}bergeben. In diesen wird dann mit Auslegungswerkzeugen steigenden Detailgrads von analytischen Rechnungen mit empirischer Unterst{\"u}tzung {\"u}ber Stromlinienkr{\"u}mmungsverfahren hin zu 3D-CFD-Methoden der Entwurf durchgef{\"u}hrt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Entwurfsprozess f{\"u}r das Kerntriebwerk weg von einer Optimierung einzelner Komponenten mit detaillierten Methoden hin zu einer ganzheitlichen Betrachtung der Qualit{\"a}t des Entwurfs zu f{\"u}hren. Dies {\"u}berwindet die oben beschriebenen Einschr{\"a}nkungen in der Auslegung und ist trotzdem in der Lage, auf bestehende validierte Analysewerkzeuge zur{\"u}ckzugreifen. Dazu werden die daf{\"u}r genutzten Kopplungsstrategien einer vergleichenden Untersuchung mithilfe eines analytischen Kerntriebwerksmodells unterzogen. Dabei wird die Wichtigkeit einer leistungsf{\"a}higen Kopplungsstrategie in Verbindung mit einem passenden Optimierungsalgorithmus dargestellt. Dies f{\"u}hrt nicht nur zu einer Verbesserung der Ergebnisqualit{\"a}t, sondern erm{\"o}glicht oftmals erst den Einsatz kooperativer Methoden. Ein Verfahren mit stochastischem Sampling und der Nutzung von Antwortfl{\"a}chen wird in diesem Kontext erl{\"a}utert und weiterentwickelt. Den Schnittstellen zwischen den Komponenten und ihrer Definition, Abbildung und Beeinflussung durch das Optimierungsverfahren kommt dabei entscheidende Bedeutung zu. Auf Basis dieses Vergleichs werden auf industriellen Methoden basierende Komponentenprozesse f{\"u}r die Analyse und Optimierung von Verdichter, Brennkammer und Turbine auf ihre Eignung im Rahmen einer ganzheitlichen Optimierung hin zun{\"a}chst untersucht und dann angepasst. Die evaluierten Kopplungsstrategien und die angepassten Komponentenoptimierungsprozesse werden in einen Systemoptimierungsprozess {\"u}berf{\"u}hrt. Dazu wird die gew{\"a}hlte Kopplungsstrategie hierf{\"u}r angepasst und demonstriert nach der Optimierung eine Verbesserung hinsichtlich der Systemzielfunktion, wodurch die Anwendbarkeit von kooperativen Auslegungsmethoden im industriellen Kontext gezeigt wird.}, subject = {Luftfahrtantriebe; Kerntriebwerk; Antwortfl{\"a}chen; Vorauslegung; Kopplungsstrategien; Aero engines; Core engine; Response surfaces; Pre-design; Coupling methods; Flugtriebwerk; Entwurf; Optimierung; Komplexes System; Bemessung}, language = {de} } @phdthesis{Kayatz2024, author = {Kayatz, Benjamin}, title = {Supporting accounting and decision-making in agricultural water management under data scarcity : chances, limits and potential improvements}, doi = {10.26127/BTUOpen-7067}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70672}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Alleviating water scarcity and ending hunger are two Sustainable Development Goals that are inextricably linked, as 70\% of water is used for agricultural production. However, assessing and identifying improved water management requires costly field trials or knowledge and data to run agro-hydrological models. This thesis addresses this challenge by integrating an agro-hydrological model with global soil, crop and climate datasets into a user-friendly, web-based agricultural water management assessment tool, the Cool Farm Tool Water (CFTW). This dissertation substantially contributes to the development and assessment of this modelling framework as well as identifies levers to enhance the model performance. Model results were compared to published scientific field trials, eddy covariance observations as well as Water Footprint Network data. Finally, the model framework was applied to five cereals across India between 2005 and 2014, representing a high spatial, inter- and intra-annual heterogeneity. The modelling framework explained 96\% of the variability in seasonal water footprints and reduced the error of water footprints by 70\% compared to state-level averages by the Water Footprint Network. However, CFTW captured only 50\% of the variance in seasonal crop water use. CFTW enables the assessment of the daily dynamics of evapotranspiration, can reproduce daily crop water stress but overestimates irrigation requirements by an average of 40\%. It helps identify relative improvements in agricultural water management but lacks the accuracy for absolute assessments. Using local input data reduced the bias from 18.6\% to 4.3\% for evapotranspiration. While results showed site- and season-specific differences, the greatest model improvement is replacing global precipitation data with local observations, reducing e.g. the bias by 70.6\% for daily water use. Water footprints and water use of India revealed the importance of considering crop-, season-, year- and location-specific differences. Total Rabi (dry season) water footprints were between 33.4\% and 45.0\% lower than Kharif (monsoon) water footprints. However, the Rabi blue water footprints accounted for up to 78.3\%. Overall, India increased cereal production by 26.4\% without utilising additional water resources, mainly through increases in yield, partly by shifting production to the higher-yielding Rabi season. CFTW supports addressing water scarcity and food security at seasonal timescales and, to some extent, at daily timescales. Global datasets combined with an uncalibrated agro-hydrological model can inform improved agricultural water management by providing water footprints, water use and water stress. However, model outcomes also revealed considerable offsets. These results highlight the difficulties of overcoming data scarcity in decision support tools for agricultural water management. The rapid development of global datasets may help to overcome identified limitations in the future.}, subject = {Argricultural water management; Cool Farm Tool; Decision support tool; Crop water use; Data scarcity; Landwirtschaftliches Wassermanagement; Entscheidungshilfe; Wassernutzung von Kulturpflanzen; Datenmangel; Bew{\"a}sserungswirtschaft; Wasserverbrauch; Wassereinsparung; Getreidebau; {\"O}kologischer Fußabdruck; Wasserstress}, language = {en} } @article{MartienssenRiedelKuehne2024, author = {Martienssen, Marion and Riedel, Ramona and K{\"u}hne, Tom}, title = {Contribution of professional cleaning to indoor air and sewage pollution}, series = {Sustainable Chemistry}, volume = {5}, journal = {Sustainable Chemistry}, number = {4}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, issn = {2673-4079}, doi = {10.3390/suschem5040019}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-71378}, pages = {275 -- 286}, year = {2024}, abstract = {In this study, several professional cleaning products were analyzed for their impact on local air and sewage contamination. The products were first analyzed for their content of potentially harmful ingredients, their biodegradability, and the potential for the mobilization of hazardous substances from the floorings that were cleaned. The contribution of the cleaning products to sewage pollution with environmentally hazardous substances was studied at full scale. All commercially available cleaning products studied were declared to be environmentally friendly (labeled with the EU Ecolabel). However, despite being labeled as "green" products, between 16 and 24 volatile harmful ingredients were identified. An optimized experimental product, produced completely from natural raw materials, also contained several harmful substances originating from the herbal raw materials themselves. During the field study, we identified a range of trace substances in the sewage. Eight of these substances (e.g., p-cymene, butanone, eucalyptol) significantly originated from the cleaning products. Several others may have originated from the cleaning products, but other sources were also possible. The flooring materials that were cleaned contained several harmful substances themselves. The release of some substances (e.g., toluene) into the sewage significantly increased during the cleaning process.}, subject = {Professional cleaning agents; Trace substances; Biodegradability; Sewage pollution; Environmental impact}, language = {en} } @phdthesis{Loulit2024, author = {Loulit, Amine}, title = {Semi Markov Chain models and Cross Entropy approach : tools for industrial maintenance costs optimization}, doi = {10.26127/BTUOpen-7060}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70608}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Importance sampling methods, particularly the Cross Entropy (CE) Approach, were originally used to give estimates of rare events probabilities; but recent literature highlights also the usefulness of the Cross-Entropy Method for optimizations. The (CE) approach has its benefits for noisy optimization problems, for which the objective function has no closed analytical form. In this thesis, we present an example of such a noisy optimization problem: the minimization of the expected total cost per time unit of industrial maintenance actions over a fixed horizon. After giving a brief description of different maintenance philosophies (time based versus condition based, we embed our maintenance problem into a Semi Markov Chain (SMC) framework that allows for simulating failure occurrences in industrial systems. In the theoretical part of this PhD thesis, we show that convergence of the maintenance optimization problem reduces to proving the asymptotic stability of the Cross Entropy method that boils down to a stochastic differential equation of Robbins Monro form. The numerical part consists in considering (truncated) Gaussian and Weibull distributions as candidate distributions belonging to the so-called natural exponential family, and evaluating their impacts on minimizing maintenance costs.}, subject = {Maintenance optimization; Cross Entropy; Semi Markov Chain; Stochastic differential equation; Global convergence; Markov-Erneuerungsprozessen; Stochastische Differentialgleichungen; Robbins-Monro-Prozess; Zubov-Methode; Cross-Entropie-Methode; Semi-Markov-Prozess; Robbins-Monro-Prozess}, language = {en} } @phdthesis{Katzer2024, author = {Katzer, Christian}, title = {Modellierung und Optimierung des Verbrennungszustands anhand der dynamischen Flammenstabilit{\"a}t am Beispiel eines Kohlebrenners}, doi = {10.26127/BTUOpen-7040}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70402}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine modellgest{\"u}tzte Prozessoptimierung an einer 400 kWth Verbrennungsanlage entwickelt, mit dem Ziel, die Betriebsoptimierung in Echtzeit zu realisieren. Die Grundlage bildet ein physikalisch-netzwerkgekoppeltes Modell der Verbrennungsanlage, das mit einem neuronalen Netzwerk zur Analyse der Betriebsdaten des Brenners hinsichtlich der Verbrennungsstabilit{\"a}t kombiniert wird. Der Optimierungsalgorithmus basiert auf einer Zielfunktion, die die Flammenstabilit{\"a}t und den Luftanteil ber{\"u}cksichtigt. Im {\"U}berblick zum aktuellen Stand der Technik wurde zun{\"a}chst die Problemstellung der Flammenstabilit{\"a}t auf das untersuchte Feststoff-Brennersystem {\"u}bertragen und der erforderliche Zugriff auf physikalisch-chemische Parameter der Flammenzone zur Zustandsbewertung des Systems erl{\"a}utert. Das Modell wurde auf der Grundlage experimenteller Untersuchungen am Gas-/Kohle-Kombibrenner des Verbrennungsversuchsstands VVS400 an der BTU Cottbus-Senftenberg entwickelt. Dabei wurden verschiedene Messmethoden zur Erfassung instation{\"a}rer Verbrennungseffekte {\"u}berpr{\"u}ft. Insbesondere erwies sich die UV-Flammenstrahlung und die Chemolumineszenz des OH*-Radikals als geeignet f{\"u}r die Bewertung der prim{\"a}ren Verbrennungszone. Diese Methodik erm{\"o}glichte es, das Verbrennungsverhalten zu analysieren und ein Modell zur Bewertung der Flammenstabilit{\"a}t zu entwickeln. Eine wesentliche Erkenntnis war, dass das Flammenw{\"a}chtersignal, unterst{\"u}tzt durch eine Frequenzanalyse, eine zuverl{\"a}ssige Datenquelle f{\"u}r die Modellierung und Optimierung des Brennersystems darstellt. Das entwickelte Bewertungssystem erm{\"o}glicht eine pr{\"a}zise Beurteilung des Verbrennungszustands sowie die Berechnung von Optimierungsmaßnahmen, die als Handlungsempfehlungen f{\"u}r den Brennerbetrieb dienen. Im weiteren Verlauf wurde ein quasistation{\"a}res Modell entwickelt, das physikalische Modellierungsans{\"a}tze mit neuronalen Netzwerken kombiniert, um komplexe Betriebsparameter abzubilden. Diese Modellierung zeigte eine hohe {\"U}bereinstimmung mit den experimentellen Messdaten und bildete somit eine effektive Grundlage f{\"u}r die Prozessoptimierung. Das Optimierungsverfahren basiert auf dem Pattern-Search-Verfahren, wobei die Flammenstabilit{\"a}t und der Luftanteil als Optimierungsziele definiert wurden. Die Ergebnisse der Untersuchungen belegen, dass das integrierte Verfahren zur Flammenbewertung und -optimierung erfolgreich zur Echtzeit-Analyse und Steuerung von Brennersystemen eingesetzt werden kann. Anhand von Validierungsmessungen wird das Potenzial zur Modellierung und Optimierung des Verbrennungszustands auf Basis der dynamischen Flammenstabilit{\"a}t am Beispiel eines Kohlebrenners diskutiert. Das vorgestellte Verfahren soll als Hilfsmittel f{\"u}r Brennersysteme dienen, um den steigenden Anforderungen an Emissionsgrenzen und Lastflexibilit{\"a}t gerecht zu werden. Die {\"U}bertragbarkeit vom experimentellen Rahmen auf die Industrieanwendung wird diskutiert, und weiterer Entwicklungsbedarf abgeleitet.}, subject = {Verbrennung; Flammenstabilit{\"a}t; Optimierungsmodell; Combustion; Combustion stability; Optimization model; Neuronales Netzwerk; Neural network; Verbrennung; Flammenstabilit{\"a}t; Prozessoptimierung; Modell; Neuronales Netz}, language = {de} } @book{RocktaeschelPalenKyasetal.2024, author = {Rockt{\"a}schel, Benjamin and Palen, Astrid and Kyas, Phillipp and Carlotto, Nicolas and Werle Vogel, Felipe and Otto, Pascal and Tideman, Jeroen and Jan de Vries, Sjoerd and Suleiman, Afnan and Eriksen, Freya and Abendroth, Christian and Alajami, Mutaz and Fern{\´a}ndez Tu{\~n}{\´o}n, Marina and Puchol-Royo, Roser and Latorre-P{\´e}rez, Adriel and Shyan Baptist, Savannah}, title = {The anaerobic microverse : an in-depth roadmap on AD plant operations, microbiome innovation, and economic impact}, editor = {Abendroth, Christian and Otto, Pascal and Fern{\´a}ndez, Camino and Mendoza, Ariadna and Branco, Joana}, doi = {10.26127/BTUOpen-6923}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69238}, publisher = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {The MICRO4BIOGAS roadmap provides a concise overview of the European biogas sector, placing the spotlight on the microbiome as a key factor in improving biogas production. Central to this is bioaugmentation - the targeted introduction of high-performing microorganisms into biogas plants to optimize biological processes. Funded by the EU under the Horizon 2020 program, the project brings together 14 partners from six countries. One of its major achievements is a comprehensive metagenomic analysis of 80 samples, offering one of the most in-depth insights to date into the microbial communities of European biogas plants. The roadmap highlights the role of key microbial groups - including bacteria, archaea, fungi, and bacteriophages - and their contribution to the efficiency of anaerobic digestion. It also outlines the state of biogas development in selected EU countries and profiles relevant stakeholders in the sector. Beyond its technical focus, MICRO4BIOGAS aims to raise awareness of the crucial role microbiomes play in biogas production. A Europe-wide survey involving over 200 stakeholders and a collaboration with the Spanish municipality of Aras de los Olmos, which is committed to renewable energy, further enrich the project.}, subject = {Biogas; Anaerobic digestion; Microbiome; MICRO4BIOGAS; Anaerobe Mikrobiome; Biomasseverg{\"a}rung; Biogasanlage; Mikroorganismus; Bioremediation; Metagenomik}, language = {en} } @phdthesis{RevillaSanchez2024, author = {Revilla Sanchez, Laura Cristina}, title = {An intersection of heritagisation and securitisation in postcolonial Mexican communities}, doi = {10.26127/BTUOpen-7042}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70426}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Heritage in postcolonial settings has many dimensions that require in-depth exploration. This research aims to study critical forms of heritage and security through local perspectives in postcolonial settings in order explore to what extent can heritagisation and securitisation have a link in postcolonial communities. Mexico is filled with a mixture of socio-cultural practices, perceptions, and discourses of community-making from official and unofficial perspectives as part of a postcolonial setting. Yet, in times of insecurity due to rising crime and violence, (in)security perceptions and practices may be intertwined with heritage practices and discourses. This connection requires further analysis in order to understand the potentials layers that heritagisation may arise for community implications as can be with (in)security in Comonfort, San Miguel de Allende, and Celaya in the state of Guanajuato in Mexico. In this research, I aim to advance an understanding of heritagisation in postcolonial settings by showing that critical heritage, as a complex field, requires more research towards other regions and other disciplines by exploring an intersection with critical security studies. The study examines this junction through the methodological approach of collective and comparative case studies with ethnographic approaches, employing several methods such as participant observation, ethnographic interviews, surveys, and problem-centred interviews. Through triangulation of data collection and interpretation based on grounded theory, my inquiry captures participants' perspectives on top-down and bottom-up heritagisation with securitisation conceptions; thus, gathering crucial insights and explaining the socio-cultural linkage between the two fields. The chosen methods offer an understanding into a postcolonial methodology, critical perspective, and constructivist paradigm from the proposed intersection. This dialogue points out to the diverse layers of complexities of heritage-making in regard to community-making connected to security-making. In conclusion, this research prompts in presenting a nexus between heritagisation and securitisation in postcolonial communities relating critical heritage and critical security studies in Mexico, and calls to further explore pluriversality of heritage and security practices related to community implications under postcolonial condition.}, subject = {Postcolonial settings; Postkolonialer Kontext; Heritagisation; Securitisation; Community-making; Critical perspective; Mexico; Heritagisierung; Versicherheitlichung; Gemeinschaftsbildung; Kritische Perspektive; Mexiko; Kulturerbe; Sicherheit; Gemeinschaft; Postkolonialismus}, language = {en} } @phdthesis{Rosenberg2024, author = {Rosenberg, Dorothea}, title = {Normative Planungs- und Baumethoden der Deutschen Bundesbahn : {\"U}bertragung industrieller Fertigungsweisen auf den Hochbau}, doi = {10.26127/BTUOpen-7025}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70252}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Die Eisenbahnbauten der Nachkriegszeit pr{\"a}gen unsere St{\"a}dte und ihre Peripherie. Anhand der Datenanalyse aus Archivalien und von eigenen empirischen Studien der Empfangsgeb{\"a}ude und Stellwerke wird untersucht, ob die Deutsche Bundesbahn normative Planungs- und Baumethoden angewendet hat. Es wird gepr{\"u}ft, inwieweit im Zeitraum 1950-1980 neue Geb{\"a}udetypen entstehen und welche Erkenntnisse auf die heutige Situation im Eisenbahnhochbau {\"u}bertragen werden k{\"o}nnen.}, subject = {Nomative Planungs- und Baumethoden; Deutsche Bundesbahn; Industrielle Fertigungsweisen; Stellwerke; Empfangsgeb{\"a}ude; Normative; Planning and construction methods; Signal boxes; Station buildings; Postwar architecture; Deutsche Bundesbahn; Bahnhofsarchitektur; Empfangsgeb{\"a}ude; Hochbau; Geschichte 1945 - 1980}, language = {de} } @phdthesis{Clausnitzer2024, author = {Clausnitzer, Julian}, title = {Numerical solution of SPDEs on a class of two-dimensional domains and of random differential equations using PCE with exponential time differencing}, doi = {10.26127/BTUOpen-7020}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70206}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {The first part of this thesis deals with the numerical solution of semilinear parabolic stochastic partial differential equations on general two-dimensional C²-bounded domains. The existing exponential Euler time stepping scheme is used on two-dimensional domains, using a spectral approximation in space. Since the base functions are not given analytically, they are numerically approximated using a boundary element method combined with a contour integral method to solve nonlinear eigenvalue problems. An error analysis is given, and numerical experiments conclude the investigation of the method. The second part of the thesis compares the performance of non-intrusive and intrusive polynomial chaos expansion methods based on exponential time differencing schemes for a range of random ordinary and partial differential equations. It is shown in comprehensive numerical experiments that the two approaches are competitive for a range of different equations, but intrusive polynomial chaos becomes less efficient for polynomial nonlinearities of degree greater than two and breaks down for a reaction-diffusion equation exhibiting complex pattern formation behavior.}, subject = {SPDE; Boundary integral method; Random differential equation; Polynomial chaos; Exponential time differencing; Dissertation; Stochastische partielle Differentialgleichungen; Randintegralmethode; Spektralmethode; Polynomielles Chaos; Numerisches Verfahren; Stochastische partielle Differentialgleichung; Zuf{\"a}llige Differentialgleichung; Wiener-Chaos-Zerlegung}, language = {en} } @techreport{Rheidt2024, author = {Rheidt, Klaus}, title = {Graduiertenkolleg 1913 Kulturelle und technische Werte historischer Bauten : Abschlussbericht}, doi = {10.26127/BTUOpen-6977}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69770}, year = {2024}, abstract = {Das Graduiertenkolleg „Kulturelle und technische Werte historischer Bauten" wurde mit dem Ziel gegr{\"u}ndet, die traditionell mit der Erforschung historischer Architektur befassten Disziplinen zusammenzubringen, um die kognitiven, ideellen, {\"o}konomischen, sozialen, institutionellen, k{\"u}nstlerischen und technologischen Randbedingungen der Entstehung und Nutzung historischer Bauwerke zu diskutieren und neue Dimensionen ihrer Bewertung zu gewinnen. Mit 50 DFG-gef{\"o}rderten bzw. externen Doktorandinnen und Doktoranden sowie acht aus DFG-Mitteln gef{\"o}rderten und zwei externen Postdoktorandinnen und Postdoktoranden aus insgesamt 16 L{\"a}ndern sowie Fellows und G{\"a}sten deckt das GRK ein breites geographisches und thematisches Spektrum der Erforschung historischen Bauens ab. Die Forschungsergebnisse wurden national und international publiziert, {\"u}bergreifende Querschnittsfragen in internationalen Kolloquien diskutiert und in der Publikationsreihe des GRK ver{\"o}ffentlicht. Die Querschnittskolloquien, thematisch fokussierten Tiefenuntersuchungen und Workshops erwiesen sich als geeignete Foren interdisziplin{\"a}ren Austauschs und F{\"o}rderinstrumente f{\"u}r die fr{\"u}hzeitige wissenschaftliche Selbst{\"a}ndigkeit der Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler, die Netzwerkbildung und Erlangung internationaler Bekanntheit. Die im Kolleg entstandenen Arbeiten zu historischen Bauten bzw. Aspekten des Bauwesens besch{\"a}ftigen sich mit den {\"o}konomischen, {\"o}kologischen, technologischen, kulturellen, sozialen und politischen Bedingungen historischer Gesellschaften. Die Bauten als prim{\"a}re Quellen f{\"u}r diese Forschungen und die daraus ableitbaren Erkenntnisse sind Bestandteil des Wissensfundamentes unserer Gesellschaft, zu dessen Erforschung und Erhalt das Graduiertenkolleg beitragen will.}, subject = {Deutsche Forschungsgemeinschaft; DFG-Graduiertenkolleg 1913 "Kulturelle und Technische Werte Historischer Bauten"; Baugeschichte; Bautechnikgeschichte; Denkmalpflege; Kunstgeschichte; Arch{\"a}ologie; German Research Foundation; Building history; Construction history; Architectural conservation; Archaeology; Art History}, language = {de} } @techreport{RoewerGrosseHalbuer2024, type = {Working Paper}, author = {Roewer, Anja and Große-Halbuer, Katharina}, title = {In der P{\"a}diatrie ankommen : Pflegefachpersonen bei der Einarbeitung in p{\"a}diatrische Handlungsfelder unterst{\"u}tzen ; eine Handreichung f{\"u}r Praxiseinrichtungen und Pflegefachpersonen}, doi = {10.26127/BTUOpen-7022}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70221}, year = {2024}, abstract = {Pflegerische Situationen in p{\"a}diatrischen Handlungsfeldern sind vielf{\"a}ltig und anspruchsvoll. Bereits jetzt und in Zukunft besteht ein hoher Bedarf an qualifizierten Pflegefachpersonen in allen p{\"a}diatrischen Versorgungsbereichen. Generalistisch ausgebildete Pflegefachpersonen erlangen mit der Pflegeausbildung einen Berufsabschluss mit grundlegenden Kompetenzen f{\"u}r die pflegerische Versorgung von Menschen aller Altersstufen. Dennoch ben{\"o}tigen auch Pflegefachpersonen in dem Versorgungsbereich, in den sie einm{\"u}nden, eine gute Einarbeitung, um spezifischen Anforderungen gerecht werden zu k{\"o}nnen. Diese Handreichung stellt eine konkrete Hilfe f{\"u}r die Einarbeitung von Pflegefachpersonen und ihren Mentor*innen in ausgew{\"a}hlten p{\"a}diatrischen Handlungsfeldern dar. Ziel dieser Handreichung ist es, die Attraktivit{\"a}t der p{\"a}diatrischen Handlungsfelder f{\"u}r Pflegefachpersonen aufzuzeigen und das „Ankommen" von Pflegefachpersonen in p{\"a}diatrischen Handlungsfeldern zu unterst{\"u}tzen.}, subject = {Einarbeitung; P{\"a}diatrie; Pflege; Mentor; Pflegefachpersonen; Nurse; Onboarding; Pediatric; Brandenburg; Pflegepersonal; Lernfeld; P{\"a}diatrie}, language = {de} } @phdthesis{Eisentraut2024, author = {Eisentraut, Mark}, title = {Beschleunigung des Isothermschmiedens von Titanaluminiden durch gezielte Mikrostrukturentwicklung}, doi = {10.26127/BTUOpen-7000}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70000}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Titanaluminide (TiAl) sind vielversprechende Hochtemperaturwerkstoffe, die aufgrund ihrer geringen Dichte und hohen spezifischen Festigkeit insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie Anwendung finden. Die Mikrostruktur von TiAl-Legierungen spielt eine entscheidende Rolle f{\"u}r deren mechanische Eigenschaften und Bearbeitbarkeit. Durch gezielte Mikrostrukturentwicklung kann die Umformbarkeit und damit die Effizienz der Bearbeitungsprozesse verbessert werden. Deshalb wurde in der vorliegenden Arbeit eine neue Prozesskette f{\"u}r das Schmieden von Titanaluminiden entwickelt und erprobt, um die Prozesszeiten zu reduzieren und die Wirtschaftlichkeit des Werkstoffs zu erh{\"o}hen. Die Prozesskette umfasst drei Schritte: eine Vorw{\"a}rmebehandlung, eine beschleunigte Umformung und eine eigenschaftsbestimmende Nachw{\"a}rmebehandlung. Die spezifische Vorw{\"a}rmebehandlung zur Verbesserung der Umformbarkeit f{\"u}hrt zu einer Mikrostruktur mit einem geringen lamellaren Anteil, einem hohen β/β0-Gehalt und einem hohen Anteil an zellularen Reaktionen. Dadurch konnte die maximale Fließspannung im Vergleich zum geHIPten Zustand um ca. 20 \% gesenkt werden. Es wurde ein Prozessfenster definiert, in dem der w{\"a}rmebehandelte Zustand eine geringere Fließspannung und eine verbesserte Schadenstoleranz im Vergleich zum geHIPten Ausgangsmaterial aufweist. Basierend auf den Ergebnissen von Stauchversuchen mit konstanter Dehnrate wurden Dehnratenprofile mit variablen Dehnraten entwickelt, um den Umformprozess zu beschleunigen. Diese Umformung mit variabler Dehnrate wurde sowohl an zylindrischen Proben als auch an Gussrohlingen durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Prozesszeiten im Vergleich zur Umformung mit konstanter Dehnrate um 50 bis 70 \% reduziert werden konnten, ohne eine erh{\"o}hte Materialsch{\"a}digung zu verursachen. Zudem wurde festgestellt, dass die f{\"u}r diese Legierung entwickelten Dehnratenprofile auf andere TiAl-Legierungen {\"u}bertragbar sind. Abschließend wurde eine eigenschaftsbestimmende Nachw{\"a}rmebehandlung eingesetzt, die zu einer Mikrostruktur mit verbesserten Eigenschaften f{\"u}hrte. Die mechanischen Eigenschaften der mit der neuen Fertigungskette erzeugten Proben sind dabei mit denen der konventionellen Fertigungskette vergleichbar.}, subject = {Mechanische Eigenschaften; Mechanical properties; Titanaluminide; Titanium aluminides; TNM-B1; Umformung; Forming; Titanaluminide; Mikrostruktur; Schmieden; Umformen; Prozesskette; Optimierung}, language = {de} } @phdthesis{Heitmann2024, author = {Heitmann, Nadja}, title = {Ground-dwelling arthropods as mobile linkers for the phytopathogenic fungi Fusarium and Alternaria}, doi = {10.26127/BTUOpen-6917}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69179}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Actively moving animals connect populations by transporting other organisms and their propagules, such as seeds or spores. These animals are also known as genetic mobile linkers and can alter the genetic structure of populations. So far, the mobile link concept is rarely considered in studying the spatio-temporal patterns of plant diseases, although many of the causal agents are dispersed by arthropods. This study identifies the potential of ground-dwelling arthropods, especially carabid beetles, as mobile linkers for Fusarium, Alternaria and other filamentous fungi between crop fields and kettle holes. These small water bodies are surrounded by permanent semi-natural vegetation and are essential habitats for many arthropod groups. Many Fusarium and Alternaria species are relevant crop pathogens but are also often found in the litter layer and on weeds. Both fungal genera are often associated with various arthropod species and some Fusarium species are spread by arthropods in different cropping systems. However, it is not known whether beneficial arthropods also spread Fusarium and Alternaria, although an interaction within the litter layer is highly likely. Furthermore, carabid beetles are highly mobile and frequently move between arable and semi-natural habitats. At first, I quantified the interaction of carabid beetles and fungi by using pitfall traps in wheat fields close to the kettle hole margins and screened the beetles with molecular and microbiological approaches for fungal propagules (Chapter 3). The results showed that, carabid beetles frequently interacted with Fusarium, Alternaria and always with filamentous fungi in general. Furthermore, smaller carabid species showed a lower fungal load than larger ones. Thereupon, I aimed to identify the limitations of this dispersal mechanism by comparing the Fusarium community composition in the litter of the kettle hole margin, the crop field soil and the body surface of ground-dwelling arthropods. (Chapter 4). I detected three distinct Fusarium communities with the highest Fusarium species richness on the arthropods, which consisted of Fusarium species from both habitats. Therefore, the results indicate a non-selective transport mechanism of Fusarium propagules that neither promotes nor hinders certain species. At last, we analyzed the spillover effects of carabid beetles from kettle holes into adjacent crop fields with directional pitfall traps (Chapter 5). The distance to the kettle hole and the beetles' ingoing or outgoing movement direction did not significantly affect the carabid community. In contrast, the activity density was 1.6 and species richness was 1.1 times higher in early summer than in late spring. The taxonomical and functional composition also differed between the seasons. These results indicate that carabid beetles and other ground -welling arthropods might be relevant mobile linkers for Fusarium, Alternaria and other fungi and that seasonality might affect this mechanism.}, subject = {Ground-dwelling arthropods; Mobile linker; Mycobiota; Spillover; Semi-natural habitats; Bodenbewohnende Arthropoden; Mobile linker; Pilzgemeinschaft; Ausbreitung; Naturnahe Habitate; Bodenarthropoda; Fusarium; Habitat; Soll ; Verbreitungs{\"o}kologie}, language = {en} } @masterthesis{Setzer2024, type = {Bachelor Thesis}, author = {Setzer, Jennifer}, title = {Im Spannungsfeld zwischen Vereinbarkeit von Familie und Beruf : die Berufsr{\"u}ckkehr nach der Elternzeit als herausfordernde Situation f{\"u}r berufst{\"a}tige Eltern in der Pflege ; ein Scoping Review}, doi = {10.26127/BTUOpen-6989}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69893}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Pflegende machen als Berufsgruppe etwa 59 \% des Gesundheitswesens aus und sind daher f{\"u}r die Gesundheitsversorgung unverzichtbar. Jedoch wird der bestehende Mangel an Pflegenden durch den Berufsausstieg aufgrund von Elternzeit weiter versch{\"a}rft, da viele nicht in den Beruf zur{\"u}ckkehren. Physische und psychische Belastungen sowie der Bedarf an flexibler Kinderbetreuung stellen erhebliche H{\"u}rden f{\"u}r die Berufsr{\"u}ckkehr dar. Um die R{\"u}ckkehr im Hinblick auf Vereinbarkeit, Familie und Beruf zu erm{\"o}glichen, m{\"u}ssen konkrete Unterst{\"u}tzungsangebote zur Verf{\"u}gung stehen. Bislang gibt es international keine {\"U}bersichtsarbeiten, die sich konkret den Unterst{\"u}tzungsangeboten in dieser Lebenslage widmen. Das Scoping Review zielt darauf ab, die herausfordernde Situation der Berufsr{\"u}ckkehr Pflegender in die Akutpflege aus der Elternzeit zu beleuchten und Unterst{\"u}tzungsangebote zu identifizieren, welche die Vereinbarkeit von Familie und Beruf bei der Berufst{\"a}tigkeit erm{\"o}glichen. Im Mai 2024 erfolgte eine systematische Literaturrecherche in vier Datenbanken und eine erg{\"a}nzende Recherche in Google Scholar, dem Bibliothekskatalog der Brandenburgischen Technischen Universit{\"a}t und Referenzlisten der Publikationen. Von insgesamt 49 Publikationen schloss die Autorin, mittels Screening-Verfahren und zuvor festgelegter Ein- und Ausschlusskriterien sowie Limits, neun Publikationen ein. Eine Bewertung der methodischen Qualit{\"a}t erfolgte nicht. Die Ergebnisse wurden zur Wahrung der Objektivit{\"a}t zus{\"a}tzlich von einer Expertin kritisch bewertet. Durch die Ergebnisanalyse wurden f{\"u}nf Hauptkomponenten identifiziert: individuelle Arbeitszeitmodelle und verl{\"a}sslicher Dienstplan, Kontakthaltemaßnahmen zwischen Unternehmen und Berufsr{\"u}ckkehrer*innen, R{\"u}ckkehrprogramme mit Fort- und Weiterbildungen, die Absicherung der Kinderbetreuung und interne soziale sowie externe Netzwerke. Das Scoping Review gibt eine erste {\"U}bersicht {\"u}ber Unterst{\"u}tzungsangebote f{\"u}r Pflegende im Zuge der Vereinbarkeit von Familie und Beruf und der Berufsr{\"u}ckkehr in die Akutpflege nach der Elternzeit. Pflegenden stehen Unterst{\"u}tzungsangebote zur Verf{\"u}gung, die auf Politik- und Unternehmensebene individuell angewandt und weiter ausgebaut werden m{\"u}ssen. Eine transparente Kommunikation der Angebote wird als Grundbaustein f{\"u}r den Berufsverbleib von Pflegenden gesehen. Zuk{\"u}nftige Forschung muss international agieren und emotionale Belastungen vertiefend untersuchen, um weitere adaptierte Unterst{\"u}tzungsangebote zu identifizieren.}, subject = {Berufsr{\"u}ckkehr; Elternzeit; Akutpflege; Vereinbarkeit Familie und Beruf; Unterst{\"u}tzungsangebote; Return to work; Parental leave; Acute care; Work-life-balance; Support; Berufsr{\"u}ckkehr; Eltern; Berufst{\"a}tigkeit; Elternzeit; Literaturwissenschaftliches Studium; Pflegeberuf}, language = {de} } @phdthesis{Shahirpour2024, author = {Shahirpour, Amir}, title = {A characteristic dynamic mode decomposition to detect transport-dominated large-scale coherent structures in turbulent wall-bounded flows}, doi = {10.26127/BTUOpen-6958}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69583}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Large-scale energetic coherent structures are detected in turbulent pipe flow at shear Reynolds number of 181. They are distinguished by having long lifetimes, living on large scales and contributing prominently to the spectral peak in premultiplied spectra of streamwise velocity component. In order to investigate these structures in the absence of small scale perturbations, they are extracted from the underlying multi-scaled and complex turbulent flow. For this purpose, data-driven methods such as Proper Orthogonal Decomposition (POD) and Dynamic Mode Decomposition (DMD) are suitable candidates as long as the structures are stationary in space and time. Nevertheless, the transport-dominated nature of structures in wall-bounded flows poses a major problem to application of such methods. Different instances of a structure travelling with a certain group velocity in space and time will be perceived as different modes. This results in poorly decaying singular values signifying that many modes will be required to describe a single structure. To remedy this issue a Characteristic DMD (CDMD) is developed showing that on a properly chosen frame of reference along the characteristics defined by the group velocity, a POD or DMD reduce the moving structures to a few modes. Reconstruction of the candidate modes in the spatio-temporal space and transforming them back to physical space gives the low rank model of the flow. The method is initially applied to the vortex head of a compressible starting jet as it offers a distinct coherent structure and therefore, can serve as a success measure of the method. The vortex head is described with a few modes only and it is shown that the dynamics associated with the modes are detected more accurately on a moving frame. In the next step the developed method is applied to the data from Direct Numerical Simulations (DNS) and a low dimensional subspace is extracted out of highly complex turbulent pipe flow. The essential features of the flow such as spectral energy and Reynolds stresses are captured in a subspace with only 3\% of the modes. The structures living in this subspace have long lifetimes, possess wide range of length-scales and travel at group velocities close to that of the moving frame of reference. Having a significantly lower degree of freedom, the detected low rank subspace offers a more clear basis for capturing large-scale persistent structures. Aiming at separating the scales, a second spatio-temporal decomposition is applied to the low rank subspace, normal to the direction of characteristics. A secondary subspace is formed comprising of the modes with large scales using only 10\% of the new modes. Investigating the spectral and turbulent properties of the mentioned subspace, shows that it accommodates the near-wall streaks. The captured streaks show a significant contribution to the spectrum of streamwise velocity component and very low contributions to the spectra ofradial and azimuthal components. The developed CDMD proves to be an effective tool to detect and identify the large-scale coherent structures in wall-bounded turbulent flows.}, subject = {Coherent structures; Dynamische Modenzerlegung; Turbulent wall-bounded flows; Dynamic Mode Decomposition; Koh{\"a}rente Stukturen; Turbulente wandbegrenzte Str{\"o}mungen; Turbulente Str{\"o}mung; Rohrstr{\"o}mung; POD-Methode; Direkte numerische Simulation}, language = {en} } @phdthesis{Grotrian2024, author = {Grotrian, Jens}, title = {Empirische Logik : ein bionisch inspirierter Ansatz zur Entscheidungsfindung mit Erfahrungswissen in Wirtschaft und Technik}, doi = {10.26127/BTUOpen-6974}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69749}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Empirische Logik ist eine neuartige „Soft Computing"-Methode, welche auf einem bionisch inspirierten Ansatz beruht. Das biologische Vorbild ist {\"a}hnlich wie beim maschinellen Lernen mit Hilfe von „k{\"u}nstlichen neuronalen Netzen" die Nervenstruktur des Gehirns. Anders als beim maschinellen Lernen spielt f{\"u}r die Empirische Logik die Lernf{\"a}higkeit der neuronalen Netze durch strukturelle Anpassungen der Verbindungen zwischen den Nervenzellen keine Rolle. Es wird vielmehr ausgenutzt, dass der {\"u}ber die Sinnesorgane empfangene Input das zerebrale Nervensystem dazu veranlasst, nach einer dynamischen Einschwingphase in einen energetisch g{\"u}nstigen Gleichgewichtszustand {\"u}berzugehen, wobei die dann eingenommene Verteilung von angeregten Gehirnregionen den Output dieser neuronalen {\"U}bertragungsfunktion repr{\"a}sentiert, den man als kognitive Sinneswahrnehmung bezeichnet. Es waren in den 80iger Jahren die Neurowissenschaftler David Tank und John Hopfield, die mit Hilfe von zu k{\"u}nstlichen neuronalen Netzen zusammengeschalteten elektronischen Operationsverst{\"a}rkern gezeigt haben, dass man diesen Effekt auch dazu verwenden kann, komplexe Optimierungsprobleme zu l{\"o}sen. Die Empirische Logik ist eine formale rechnergest{\"u}tzte Sprache, die es erm{\"o}glicht, anhand von Regeln formuliertes Erfahrungswissen in einer einem biologischen neuronalen Netz nachgebildeten Programmstruktur zu hinterlegen und den von Tank und Hopfield beobachteten Effekt f{\"u}r die L{\"o}sung komplexer Probleme zu nutzen. Funktionstechnisch unterscheiden sich die so konstruierten k{\"u}nstlichen neuronalen Netze von den f{\"u}r das maschinelle Lernen verwendeten Netze in einer wesentlichen Eigenschaft: In den lernf{\"a}higen k{\"u}nstlichen neuronalen Netzen werden die Neuronen als Berechnungseinheiten aufgefasst, welche Eingangssignale, die {\"u}ber Dendrite empfangen werden, in ein Ausgangssignal umwandeln, das {\"u}ber ein Axon weitergegeben wird. In den nicht lernf{\"a}higen k{\"u}nstlichen neuronalen Netzen der Empirischen Logik sind die Neuronen passive Informationsspeicher, die eingangsseitig als Indizien und ausgangsseitig als Hypothesen bezeichnet werden. Berechnungseinheiten sind dagegen die Synapsen, welche Signale, die {\"u}ber Axone empfangen werden, in Ausgangssignale umwandeln, die {\"u}ber Dendrite weitergegeben werden. Entsprechend den beiden Erscheinungsformen von stimulierenden und inhibitorischen Synapsen gibt es zwei Typen von Berechnungseinheiten, die in der Empirischen Logik Validierungs- und Invalidierungsoperatoren heißen. Im Gegensatz zu lernf{\"a}higen k{\"u}nstlichen neuronalen Netzen, welche Wissensinhalte nur impliziert in einer „Black Box" speichern, sind mit Empirischer Logik entwickelte Anwendungen f{\"u}r den Benutzer transparent und in ihrer Funktionalit{\"a}t {\"u}berpr{\"u}fbar.}, subject = {Empirische Logik; Soft Computing; C- und D-Normen; Bio-Inspired Computing; Computer-Aided Decision-Making; Soft Computing; Neuronales Netz; Optimierungsproblem; Computerunterst{\"u}tztes Verfahren}, language = {de} } @phdthesis{Li2024, author = {Li, Qiong}, title = {Laboratory hard X-ray microscopy studies on pollen and diatoms}, doi = {10.26127/BTUOpen-6970}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69708}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {This PhD thesis was focused on the application of the nano-XCT in study of biological materials and the development of the methodologies on study the structure and mechanical properties of biological materials. The whole unstained pollen was chosen as an example of carbon-based biological objects and imaged non-destructively. Specifically, both surface and inner structure of the unstained Pinus pollen grain and dandelion pollen grain were clearly visualized by nano-XCT. With the segmentation and rendering of the reconstructed 3D data from Pinus pollen grain according to the clear boundaries among the pollen wall and the inner structures, the detailed structures and the volumes of these different parts (exine, intine and cellular structure) were analyzed and calculated. Furthermore, Zernike phase contrast mode provides the necessary contrast for imaging of unstained carbon-based biological objects such as whole Pinus pollen. As one of the noncarbon-based biological objects, the morphology and mechanical behavior of diatom frustules and diatoms were studied by nano-XCT. A detailed comparison study of the 3D morphology of the frustules from D. geminata using nano-XCT and SEM/FIB showed that the tomographic data from nano-XCT allows arbitrary cross-sections through diatom frustules to access detailed morphology information. By using the 3D data of diatom frustule, it is able to reveal the information of the pore structure and the pore size. Nano-XCT combined with in-situ mechanical compression tests studied the 3D morphology of the frustules and, at the same time to correlate the structure with the mechanical properties of the whole individual frustules. The results show that the maximum loading force is related to the dimension of the frustule and the valve face, as well as the linking region of the epivalve and hypovalve are the weak spots. Besides, in order to study the biological objects at real or near-real environmental conditions, a house designed sample holder was integrated into an X-ray microscope and used to study the wet biological sample, i.e. to study the morphology, the volume changes and the mechanical properties of the whole diatom cells while changing from wet state to dry state. The results show that about 16\% volume shrinkage of the diatoms after drying and the maximum loading force is in the range of several hundred μN for the diatoms in the wet state and single-digit mN in the dry state. Furthermore, the normalized stiffness of diatoms in the dry state is much higher in wet state. Compared with the diatom cells in dry state, the area to connect the valve face and the girdle band is the weak spots under the compression in the wet state, while the valve face and the girdle band itself could crack under the compression in the dry state.}, subject = {Pollen grain; Diatom; In-situ micromechanical behavior; Zernike phase contrast; X-Ray tomography; Pollenkorn; Diatomeen; In-situ mechanischen Verhalten; Zernike Phasenkontrast; R{\"o}ntgennanotomographie; R{\"o}ntgentopographie; Biologisches Material; Nanostruktur; Mechanische Eigenschaft}, language = {en} } @phdthesis{Bartlitz2024, author = {Bartlitz, Christin}, title = {Das zymogene Granulamembranglykoprotein 2 als Schalter f{\"u}r die Wirtsspezifit{\"a}t und Individualit{\"a}t von Darminfektionen}, doi = {10.26127/BTUOpen-6909}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-69091}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Das zymogene Granulamembranglykoprotein 2 (GP2) wird haupts{\"a}chlich in den Acinuszellen des Pankreas und auf den M-Zellen der Peyer-Plaques im D{\"u}nndarm exprimiert. Bakterien sind in der Lage, mittels Typ 1-Fimbrien (T1F) an Zuckerreste des GP2 und somit auch an Darmzellen zu binden. Das im Pankreas sezernierte und in den Darm ausgeschiedene GP2 kann demzufolge eine derartige bakterielle Adh{\"a}sion unterbinden. Ebenso ist die Initiierung einer spezifischen mukosalen Immunantwort durch an GP2 gebundene Bakterien m{\"o}glich. T1F sind bei Enterobacteriaceae h{\"a}ufig vorkommende, adh{\"a}sive Oberfl{\"a}chenorganellen und stellen einen wichtigen Virulenzfaktor f{\"u}r die Adh{\"a}sion von pathogenen Escherichia coli an intestinale Zellen dar. Das eigentliche Adh{\"a}sin ist dabei das FimH-Protein an der Spitze der Fimbrie. Bisher haben nur wenige Studien die Adh{\"a}sion von E. coli an GP2 untersucht. Allerdings konnten schon mehrere Studien zeigen, dass eine Variation der FimH-Sequenz generell die Bindung von Bakterien an Wirtszellrezeptoren beeinflusst. Das Ziel dieser Arbeit war daher, die Adh{\"a}sion verschiedener E. coli-Pathotypen an GP2-Isoformen von drei unterschiedlichen S{\"a}ugetierarten zu vergleichen und den Einfluss der FimH-Sequenzvariation auf die Bindung hin zu untersuchen. Daf{\"u}r wurde zun{\"a}chst die fimH-Sequenz von 180 E. coli-St{\"a}mmen der Pathotypen enteropathogene (EPEC), enterotoxische (ETEC) und kommensale E. coli vom Menschen, Rind und Schwein bestimmt. Zwei bovine GP2-Isoformen wurden in Sf9-Insektenzellen exprimiert, welche mit jeweils zwei GP2-Isoformen von Mensch und Schwein in Bakterienbindungsstudien verwendet wurden. Zudem wurde eine Korrelation zwischen der GP2-Bindung und der FimH-Expression untersucht. F{\"u}r Untersuchungen zur GP2-FimH-Interaktion wurde die Oberfl{\"a}chenplasmonenresonanz eingesetzt. Außerdem wurde GP2 in bovinen Darmepithelzellen exprimiert und die Zellen f{\"u}r Adh{\"a}sionsstudien verwendet. Aus der fimH-Analyse resultierten 60 Allele und 30 FimH-Varianten. Die Bindung von E. coli an das GP2-Protein korrelierte mit der bakteriellen FimH-Expression. Obwohl einzelne E. coli-St{\"a}mme besser oder schlechter an bestimmte GP2-Isoformen adh{\"a}rierten, war weder eine generelle wirts- noch pathotypspezifische Bindung nachzuweisen. Allerdings banden die FimH-Proteine besser an die langen GP2-Isoformen. {\"A}hnliche Ergebnisse zeigten Bindungsstudien unter Nutzung von Darmepithelzellen, die auf ihrer Oberfl{\"a}che GP2 exprimierten. Einzelne E. coli-St{\"a}mme banden besser oder schlechter, generelle Aussagen konnten nicht getroffen werden. Eine In-vitro-Infektionsstudie zeigte zudem, dass eine Vorbehandlung von E. coli mit GP2 eine Bindung dieser an Darmepithelzellen reduzierte.}, subject = {Intestinale Zelllinien; Intestinal cell lines; Adh{\"a}sion; GP2-Isoformen; E. coli-Pathotypen; Adhesion; GP2 isoforms; E. coli pathotypes; Darm; Glykoproteine; Zelladh{\"a}sion; Escherichia coli; Zelllinie}, language = {de} }