TY - THES A1 - Grönke, Martin T1 - Synthesis and characterization of layered transition metal trihalides MCl₃ (M = Ru, Mo, Ti, Cr) and CrX₃ (X = Cl, Br, I) T1 - Synthese und Charakterisierung von Übergangsmetalltrihalogeniden MCl₃ (M = Ru, Mo, Ti, Cr) und CrX₃ (X = Cl, Br, I) N2 - The investigation of novel structure-to-property relations of many transition metal trihalides MX₃ by downscaling to promising monolayer is still pending. However, the production of two-dimensional MX₃ sheets that are both high crystalline and thin is an experimental challenge. This thesis is focused on the rational synthesis planning and the derived targeted preparation of thin MX₃ nanosheets (≤ 100 nm) on suitable substrates by chemical vapor transport (CVT) as well as their characterization by complementary analytical methods. CVT of nanosheets directly on substrates benefits of low timescales, less material consumption and only few structural distortions. For the determination of optimal growth conditions, the CVT processes of investigated compounds were initially simulated by using the Calphad method (program package TRAGMIN). Thus, the occurring transport efficient gas species and temperature dependent, dominating vapor transport equilibria were calculated to optimize the growth process in a direct and straightforward way. Based on prior simulation results single crystalline sheets of MCl₃ (M = Ru, Mo, Ti, Cr) and CrX₃ (X = I, Br, Cl) were successfully prepared at temperatures between 573 – 1023 K on YSZ (yttrium stabilized zirconia) or sapphire substrates. The adjustable CVT parameters (transport duration, temperatures or weighed starting material) were optimized with respect to the targeted synthesis of either bulk or nanosheets at substrates. Microsheets with thicknesses of less than 4 μm (α-TiCl₃) and about 20 nm thin nanosheets (α-RuCl₃, CrCl₃ and CrI₃) down to ultrathin flakes (≈ 3 nm, α-MoCl₃ and CrBr₃) were obtained by CVT. As a highlight, monolayers of α-RuCl₃ and CrCl₃ were isolated successfully by means of a subsequent delamination. The MX₃ sheets morphology and dimension was described by optical and electron microscopy, highlighting their two-dimensional nature. By several X-ray spectroscopy and diffraction techniques the desired composition (M:X = 1:3), high crystallinity and phase-purity of thick and thin MX₃ platelets was confirmed subsequently. With respect to MX₃ nanosheets a slight increase (α-RuCl₃, α-MoCl₃ and CrBr₃) or decrease (CrCl₃) in phonon energies was observed in comparison to their bulk counterparts. The magnetic properties of CrCl₃ micro- and nanosheets were determined to be solely ferromagnetic and thus different than those of the bulk samples. Finally, the structure-to-property relations were investigated at a first example. The catalytic properties of α-TiCl₃ microsheets were investigated by gas-phase polymerization of ethylene. By downscaling the catalysts thickness by CVT, we obtained an activity improvement of 24 % in comparison to bulk α-TiCl₃. N2 - Die Untersuchung von neuartigen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen durch Miniaturisierung bis hin zu Monolagen steht für viele Übergangsmetalltrihalogenide MX₃ noch aus. Zudem ist die Herstellung der für diese Untersuchungen notwendigen zweidimensionalen Schichten, die gleichzeitig hochkristallin und dünn sind, eine experimentelle Herausforderung. Diese Dissertation beschreibt die rationale Syntheseplanung und die daraus abgeleitete gezielte Darstellung von dünnen MX₃ Nanoschichten (≤ 100 nm) auf geeigneten Substraten mittels chemischem Gasphasentransport (chemical vapor transport, CVT) sowie deren umfassende Charakterisierung mittels komplementärer analytischer Methoden. Das Wachstum von Nanoschichten auf einem Substrat mittels CVT zeichnet sich durch niedrige Zeitskalen, einen geringen Materialverbrauch bei gleichzeitig hoher Qualität der abgeschiedenen Kristalle aus. Für die Bestimmung der optimalen Wachstumsbedingungen wurde der CVT Prozess aller untersuchen Verbindungen zunächst unter Anwendung der Calphad-Methode (Programmpaket TRAGMIN) modelliert. Dadurch konnten die jeweiligen transportwirksamen Gasspezies und die temperaturabhängigen, dominierenden Transportgleichgewichte bestimmt und die Synthesebedingungen optimiert werden. Basierend auf diesen Simulationsergebnissen wurden einkristalline Schichten von Verbindungen MCl₃ (M = Ru, Mo, Ti, Cr) und CrX₃ (X = Cl, Br, I) in Temperaturbereichen zwischen 573-1023 K auf YSZ- (Yttrium stabilisiertes Zirkondioxid) oder Saphir-Substraten abgeschieden. Im Anschluss wurden die CVT Parameter (Transportzeit, Temperaturen oder Einwaage) zur gezielten Abscheidung von entweder Bulk-Material oder Nanoschichten optimiert. Es wurden sowohl Mikroschichten mit Schichtendicken um 4 µm (TiCl₃), um 20 nm dünne Nanoschichten (RuCl₃, CrCl₃ und CrI₃) als auch ultradünne Schichten um 3 nm (MoCl₃ und CrBr₃) erhalten. Ein weiteres Highlight der Arbeit ist die erfolgreiche Isolierung von RuCl₃ und CrCl₃ Monolagen mittels nachgeschalteter Delamination. Die Morphologie und Dimensionen der Schichten wurden mittels optischer- und Elektronenmikroskopie bestimmt. Durch Röntgenspektroskopie und Beugungsmethoden konnte die gewünschte Zusammensetzung (M:X = 1:3) sowie eine hohe Kristallinität und Phasenreinheit der Bulk-Materialien und dünnen Schichten bestätigt werden. Dünne MX₃ Schichten unterschieden sich durch eine Verschiebung von Photonen-Energie zu höheren (RuCl₃, MoCl₃, CrBr₃) oder niedrigeren Werten (CrCl₃) im Vergleich zum Bulk-Material. Die magnetischen Eigenschaften von CrCl₃ Mikroschichten zeigten ausschließlich ferromagnetische Ordnungszustände, im Gegensatz zu anti-ferromagnetischem Bulk-CrCl₃. Die katalytischen Eigenschaften von TiCl₃ Mikroschichten wurden anhand von Polymerisationsreaktionen von Ethylen bestimmt. Für die TiCl₃ Dünnschichten wurde ein Anstieg der Aktivität von 24 %, im Vergleich zum Bulk-Material, beobachtet. KW - Crystal KW - Thermodynamic KW - Vapor phase KW - Synthesis KW - Simulation KW - Kristall KW - Thermodynamik KW - Gasphase KW - Synthese KW - Simulation KW - Syntheseplanung KW - Übergangsmetallverbindungen KW - Metallhalogenide KW - Rutheniumhalogenide KW - Molybdänhalogenide KW - Gasphasenreaktion Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-52828 ER - TY - THES A1 - Gröschke, Andreas T1 - Eisenhaltige Schlämme aus Grubenwasserreinigungsanlagen des Lausitzer Braunkohlereviers T1 - Iron-containing sludges from mine water treatment plants in the Lusatian lignite mining district N2 - Bei der Behandlung saurer Grubenwässer fallen in den Grubenwasserreinigungsanlagen des Lausitzer Braunkohlereviers jährlich rund 13 Mio. m³ Schlamm an. Dabei handelt es sich überwiegend um carbonathaltige Eisenhydroxidschlämme. Die Schlämme werden in Tagebauseen, spezielle Absetzbecken oder in ausgekohlte Tagebaubereiche eingeleitet. Der Umgang mit diesen Dünnschlämmen setzt Kenntnisse ihres Umweltverhaltens voraus. Zur Charakterisierung ihrer Eigenschaften wurde mit dem Schlamm-Modell ein komplexes Instrumentarium entwickelt. Das physikalische, das mineralogische und das chemische Teilmodell beinhalten jeweils allgemeine Modellvorstellungen, Aussagen zur Untersuchungsmethodik sowie eine entsprechende Charakterisierung der Schlämme aus dem Lausitzer Braunkohlerevier. Im Rahmen der Arbeit wurden Frisch- und Altschlämme aus 6 Grubenwasserreinigungsanlagen, ein synthetisch erzeugter Schlamm, ein Schwertmannitschlamm sowie die Flockungsmittel Weißfeinkalk und Weißkalkhydrat untersucht. Neben physikalischen und chemischen Analysen sowie Säuretitrationen und pH-stat-Versuchen wurden phasenanalytische Untersuchungen (Röntgendiffraktometrie, Transmissions- und Rasterelektronenmikroskopie, energiedispersive Röntgenmikroanalyse, Thermogravimetrie) durchgeführt. Auf Grundlage der Untersuchunsgergebnisse wurden ein Klassifizierungs- und ein Untersuchungsschema für die Schlämme aus den Lausitzer Grubenwasserreinigungsanlagen abgeleitet. N2 - The treatment of acid mine drainage leads to the formation of about 13 million cubic meters of sludge per year in mine water treatment plants in the Lusatian lignite mining district. These are predominantly carbonate containing ferric hydroxide sludges. The sludges are discharged into mining lakes, special settling ponds or areas of abandoned open cuts. The disposal and use of low-density sludge requires the knowledge of their environmental behavior. Therefore, the so-called sludge model was developed, a complex set of generic tools characterising sludge properties. The physical, mineralogical and chemical sub-models include general model conceptions, the description of methods of the investigation and the according characterization of sludges specific for the Lusatian lignite mining district. Fresh and aged sludges from six treatment plants were investigated as well as one sample of synthesized sludge, a schwertmannite sludge and the treatment chemicals quicklime and hydrated lime. In addition to physical and chemical analyses, acid titrations and pH-Stat experiments as well as phase analyses (X-ray diffraction, transmission and scanning electron mikroscopy, energy dispersive X-ray analysis, thermogravimetric analysis) were performed. Based on the results a classification and investigation scheme for sludges from treatment plants in the Lusatian lignite mining district was developed. KW - Lausitz KW - Braunkohlenrevier KW - Grubenwasser KW - Schlamm KW - Eisen KW - Wasserwirtschaft KW - Braunkohlebergbau KW - PHREEQC Modellierung KW - Oberflächenkomplexierung KW - Eisenhydroxidschlamm KW - Behandlung saurer Grubenwässer KW - Lignite mining KW - PHREEQC modelling KW - Surface complexation KW - Ferric hydroxide sludge KW - Acid mine drainage treatment Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1647 ER - TY - GEN A1 - Grünwald, Sebastian A1 - Schulze, Laura A1 - Voigt, Sebastian A1 - Zlatic, Katarina T1 - Strukturförderung in der Lausitz : explorative Datenanalyse zur räumlichen Verteilung der EU-Hilfen T1 - Structural Support in Lusatia : spatial allocation of European Development Funds through explorative data analysis N2 - Die explorative Datenanalyse befasst sich mit der Ausschüttung der europäischen Strukturfonds EFRE und ESF in der brandenburgischen Lausitz in der Förderperiode 2014-2020. Ferner wird untersucht, ob sich die Fördermaßnahmen der beiden EU-Strukturfonds räumlich mit dem Zentrale-Orte-System der Landesentwicklung in der Lausitz decken. N2 - The explorative data analysis deals with the distribution of the European Structural Funds ERDF and ESF in Brandenburg's Lusatia in the funding period 2014-2020. It also examines whether the funding from the European Structural Funds spatially coincides with the central place theory of regional development in Lusatia. KW - Lausitz KW - EFRE KW - ESF KW - Strukturförderung KW - Regionalentwicklung KW - Data analysis KW - Spatial research KW - R-Studio KW - Funding policy KW - Lusatia KW - Lausitz KW - Strukturpolitik KW - Regionalentwicklung KW - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung KW - Europäische Kommission KW - Europäischer Sozialfonds Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55590 ER - TY - THES A1 - Gu, Xiaoying T1 - Animal biodiversity and food web restoration based on large vertebrate carcasses T1 - Faunistische Diversität und Nahrungsnetzrestauration auf großen Vertebratenkadavern N2 - Carcasses of large vertebrate animals are integral elements in the natural environment. The aim of the present study is to clarify the relation between large carcasses and local ecosystems. It has been investigated which and how many animals are directly or indirectly involved into the carcass decomposition process, and whether there is a succession of community pattern during different carcass decomposition stages. A special focus was on the question how the temporal and the spatial distribution of arthropods are influenced by the carcass and its properties. A new classification of decomposition stages is proposed based on a new openness index for a carcass. Three carcass food web models for the research area were composed dependent on different seasons in the course of the year: Carcass exposed in spring, summer, and winter, respectively. Subsequently, the feasibility of using carcasses as a tool for food web restoration on a regional scale has been discussed. From 2009 to 2011, in total, nine different carcasses from Meles meles, Capreolus capreolus, Cervus elaphus, and Sus scrofa were exposed in the research area, a former military training area situated in Eastern Germany. Pitfall traps were used to collect arthropods visiting the carcasses. Bird’s and Mammal’s attendance have been detected by automatic cameras and direct observation. In total, more than 112,000 arthropods from 25 taxa were identified. For Coleoptera Silphidae, Geotrupidae, Trogidae, Staphylinidae (partly) and Heteroptera the investigation could be carried out on species level. The existence of carcasses in the research area significantly increased arthropod diversity and abundance. Long term exposed carcasses significantly influenced vertebrates occurrence, vegetation and the surrounding soil as to diversity and various environmental conditions, respectively. The main consumers of carcasses in summer were various arthropods, Corvus corax and Haliaeetus albicilla. Besides the already well-known carrion arthropods, Orthoptera, Lepidoptera, and Apocrita were observed using carcasses directly. In winter, the main consumers of carcasses were Sus scrofa, Vulpes vulpes, Canis lupus, Corvus corax, and Haliaeetus albicilla. By multivariate analysis it could be shown that the main factors influencing the occurrences of arthropods are the weight and the degree of openness of the carcass, and the main factor for the carcasses decomposition process is the openness index of the carcass. Carcass exposition is a cheap and efficient method to use large wild games which did not die from disease for the food web restoration in the research area. N2 - Kadaver größerer Wirbeltiere sind integraler Bestandteile einer naturnahen Landschaft. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Bedeutung größerer Kadaver für das lokale Ökosystem weitergehend zu klären. Dazu wurde untersucht, welche und wie viele Tiere direkt oder indirekt am Dekompositionsprozess beteiligt sind und ob es eine bestimmte Abfolge bestimmter Lebensgemeinschaften im Verlauf verschiedener Abbaustadien gibt. Insbesondere wurde die Frage nach der zeitlichen und räumlichen Verteilung verschiedener Tiergruppen am Aas untersucht. Eine neue Klassifikation verschiedener Dekompositionsstadien auf Grundlage eines neu eingeführten „openness index“ für Kadaver wird vorgeschlagen. Drei verschiedene Modelle für die Sukzession der Lebensgemeinschaften am Kadaver werden entwickelt, je nachdem, ob das Aas im Frühling, Sommer oder Winter exponiert ist. Des Weiteren wird die Möglichkeit diskutiert, Kadaver als Mittel zur Wiederherstellung natürlicher Nahrungsnetze auf regionaler Ebene einzusetzen. Zwischen 2009 und 2011 wurden insgesamt neun Kadaver der Säugetierarten Meles meles, Capreolus capreolus, Cervus elaphus und Sus scrofa im Untersuchungsgebiet Lieberoser Heide, einem ehemaligen Truppenübungsplatz in Ostdeutschland, exponiert. Die Erfassung der Arthropoden am Aas erfolgte mit Bodenfallen. Die Präsenz von Vögeln und Säugetieren am Aas wurde mit automatischen Kameras und direkter Beobachtung ermittelt. Insgesamt wurden ca. 112.000 Arthropoden aus 25 Taxa identifiziert. Für die Coleoptera Silphidae, Geotrupidae, Trogidae, Staphylinidae (zum Teil) und Heteroptera konnten die Untersuchungen auf Artebene erfolgen. Die Präsenz von Kadavern führte zur deutlichen Erhöhung der lokalen Biodiversität und Abundanz der Arthropoden. Über eine längere Zeitdauer exponierte Kadaver führten zu vermehrtem Auftreten von Wirbeltieren und beeinflussten Vegetation und Bodenparameter der unmittelbaren Umgebung deutlich. Die wichtigsten Konsumenten am Aas im Sommer waren diverse Arthropoden, Corvus corax und Haliaeetus albicilla. Neben den bereits bekannten aasfressenden Arthropoden wurden auch Orthopteren, Lepidopteren und Apocrita als direkte Nutzer am Aas beobachtet. Im Winter waren die wichtigsten Konsumenten Sus scrofa, Vulpes vulpes, Canis lupus, Corvus corax, und Haliaeetus albicilla. Durch die Anwendung multivariater Statistik konnte gezeigt werden, dass die wichtigsten Faktoren, die das Auftreten von Arthropoden beeinflussen, das Gewicht und der Öffnungsgrad (openness index) des Kadavers sind, der wichtigste Faktor für den konkreten Ablauf der Dekomposition wiederum der Öffnungsgrad. Die Exposition von Kadavern größerer, nicht krankheitsbedingt verendeter Wildtiere ist eine günstige und effektive Methode zur Etablierung natürlicher Nahrungsnetze. KW - Germany KW - Wiederherstellung natürlicher Nahrungsnetze KW - Dekomposition KW - Arthropoda KW - Größere Vertebraten-Tierkadaver KW - Deutschland KW - Large vertebrate animal carcasses KW - Decomposition process KW - Arthropods KW - Food web restoration KW - Lieberoser Heide KW - Kadaver KW - Bodenökologie Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-30752 ER - TY - THES A1 - Guerrero, Cinthya T1 - Labor market perspectives of the Brazilian sugarcane agro-industry : prospects and challenges T1 - Arbeitsmarkt Perspektiven der brasilianischen Zuckerrohr Agro-Industrie : Chancen und Herausforderungen N2 - Brazil has five centuries of tradition in sugarcane production and is the world's largest producer and exporter of sugar. It is also the world’s largest exporter and the second largest producer of ethanol fuel. Economic, social and environmental aspects have caused structural modifications in the sugarcane production system including the mechanization of the harvesting operation. Mechanization has potential economic, environmental, agronomic and social impacts. From the economic point of view, it leads to cost reductions, and possibly higher productivity. Mechanization could also have a positive impact on the environmental dimension of the sector’s sustainability as it avoids the need for pre-burning practices, a point that is especially relevant for the ethanol supply chain. As mechanization enables the harvesting of raw sugarcane, dry leaves and tops (trash) are left on the field, which could have agronomic advantages. The recovery of a reasonable fraction of the sugarcane trash could potentially increase bioelectricity production. These energy gains could increase the sector’s competitiveness and to some extent avoid emissions from fossil fuels. On the other hand, agricultural mechanization can be considered a controversial agricultural technology as its increased intensity causes a negative balance in rural jobs creation. Mechanization simultaneously causes a demand increase for specialized agricultural workers and reduces the demand for non-specialized workers. Currently, the lack of qualified workforce is a challenge for the sector. In an attempt to bridge this gap, partially coordinated qualification strategies had emerged. Even when a number of additional jobs will be created, presumably the sector will not be able to relocate its current rural staffing. Large portions of these workers are temporary migrants from deprived regions of Brazil who typically have low levels of schooling, including a share of illiterate. Other agricultural products have also shown the tendency to reduce their number of workers, regardless of the increases in their production. This phenomenon, partially caused by increasing mechanization, could also hinder the opportunities of sugarcane harvesters to absorb into other rural activities. In addition, the changes undergone by the sector have been accelerated due to the introduction of environmental laws phasing out the sugarcane burning practice in various federal entities. The complexity of this transition and the remarkable heterogeneity of the sector were approached in this dissertation using the Human Capability Framework. The use of this tool led to the identification of key capacity and labor market influencing features based on stakeholders’ interaction and feedback. The framework was an instrumental part of understanding the multifaceted system of actors and structures, which have a stake in the developments of the sector. The identified capacity influencing features were: workers’ background, workers’ union affiliation, formal and informal skill formation, demographics and productivity. It was noted that key socio-economic indicators vary widely in a regional basis with a sharp substandard trend in the workers from the North and Northeast. The identified labor market influencing features were: national and international markets, legislation, agricultural trends, working conditions, the pace of mechanization, and Agro-environmental Zoning. The labor market is expected to undergo qualitative, quantitative, geographical and temporal changes depending of the interaction of these elements. It was concluded that there is an increasing influence of globalization on the developments of the sector and that these changes will heavily rely on the developments of production, area expansion, productivity, and the technology adopted. It was concluded that if coordinated policies in a number of separate but linked areas and plans for their implementation were developed, then labor supply and demand might be more constructively linked when dealing with economic, energy, and sustainability goals. N2 - Brasilien verfügt über eine fünf Jahrhunderte alte Tradition in der Zuckerrohrproduktion und ist der weltweit größte Produzent und Exporteur von Zucker. Brasilien ist auch der weltweit größte Exporteur und der zweitgrößte Produzent von Ethanol-Kraftstoff. Wirtschaftliche, soziale und ökologische Aspekte haben Veränderungen in der Zuckerrohrproduktion herbeigeführt. Die zunehmende Mechanisierung der Ernte ist ein Beispiel für ihre Interaktionen. Die Mechanisierung hat wirtschaftliche, ökologische, agronomische und sozialen Auswirkungen. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen, führt sie zu Kostensenkungen und möglicherweise einer höheren Produktivität. Die Mechanisierung könnte auch einen positiven Einfluss auf die ökologische Dimension der Nachhaltigkeit der Branche ausüben, weil es die Notwendigkeit für „Verbrennungspraktiken“, ein Punkt der besonders relevant für die Ethanol-Supply-Chain ist, vermeidet. Durch die Mechanisierung ermöglicht die Ernte des Rohstoffs Zuckerrohr, dass trockene Blätter und Zuckerrohrabfall auf dem Feld gelassen werden können, was agronomische Vorteile haben könnte. Die Erholung ein angemessener Anteil des Zuckerrohrabfalls könnte ein großes Potenzial für Biostrom-Anwendungen aufweisen. Auf der anderen Seite ist die Mechanisierung der Landwirtschaft eine der umstrittensten landwirtschaftliche Technologien, weil die erhöhte Intensität der Mechanisierung einen negativen Saldo für die Schaffung von Arbeitsplätzen auf dem Land verursacht. Bis vor kurzem war die Zuckerrohr Agro-Industrie dafür anerkannt worden, dass sie einen großen Anteil an gering qualifizierten Arbeitskräften absorbieren konnte, weil sie sich stark auf manuelle Arbeit zur Durchführung von arbeitsintensiven Tätigkeiten stützte. Die Mechanisierung bewirkt gleichzeitig eine Erhöhung der Nachfrage für spezialisierte landwirtschaftliche Arbeitnehmer und verringert die Nachfrage nach Nicht-Facharbeitern. Derzeit ist der Mangel an qualifizierten Arbeitskräften eine Herausforderung für die Branche. Auch wenn eine Reihe von zusätzlichen Arbeitsplätzen geschaffen werden, wird die Branche vermutlich nicht in der Lage sein, ihr aktuelles ländliches Personal selbst weiterzubilden. Dieses Problem gewinnt an Komplexität, wenn man das Profil der Mehrheit dieses Kontingent betrachtet. Ein großer Teil dieser Arbeiter sind temporäre Migranten aus benachteiligten Regionen Brasiliens und / oder haben eine niedrige Schulbildung, einschließlich einem Anteil von Analphabeten. Der zunehmende Mechanisierungstrend von landwirtschaftlichen Produkten wird ihre Chancen auf Annahme von anderen Aktivitäten im ländlichen Raum reduzieren. Darüber hinaus wurden die Änderungen durch den Sektor selbst vollzogen, beispielsweise durch die Einführung von Umweltgesetzen der schrittweise Ausstieg aus der Praxis des Verbrennens von Zuckerrohr in verschiedenen föderalen Einheiten beschleunigt. Die Komplexität dieses Übergangs und die bemerkenswerte Heterogenität des Sektors wurden im durch Einbeziehung des Human Capability Framework als Rahmenmodell menschlicher Fähigkeiten berücksichtigt. Dieses Rahmenmodell führte zur Identifizierung von wichtigen Kapazitäten von durch den Arbeitsmarkt beeinflussten Eigenschaften basierend auf der Interaktion und dem Stakeholder-Feedback. Das Rahmenmodell war ein instrumentaler Teil für das Verständnis des vielschichtigen Systems von Akteuren und Strukturen, die eine Beteiligung an der Entwicklung der Branche haben. Die identifizierten kapazitätsbeeinflussten Merkmale waren: der jeweilige Hintergrund des Arbeiters, die Zugehörigkeit zu einem Syndikat, formale und informelle Bildung, Fähigkeiten, Demografie und Produktivität. Es wurde darauf hingewiesen, dass die wichtigsten sozioökonomischen Indikatoren regional sehr unterschiedlich ausgeprägt sind mit einer starken unterdurchschnittlichen Tendenz bei den Arbeitern aus dem Norden und Nordosten. Die identifizierten den Arbeitsmarkt beeinflussenden Merkmale waren: nationale und internationale Märkte, Gesetzgebung, landwirtschaftliche Trends, Arbeitsbedingungen, Mechanisierungstempo und die Agro-Umwelt-Gebietsaufteilung. Es wird erwartet, dass der Arbeitsmarkt qualitativen, quantitativen, räumlichen und zeitliche Veränderungen in Abhängigkeit der Wechselwirkung zwischen diesen Elementen unterzogen wird. Es wurde gefolgert, dass es einen zunehmenden Einfluss der Globalisierung auf die Entwicklung der Branche gibt und dass diese Veränderungen stark von den Entwicklungen der Produktion, der Expansion des Areals, die Produktivität und die angewendete Technologie abhängen. Es wurde gefolgert, dass wenn koordinierte Politik in einer Reihe von separaten, aber miteinander abgestimmten Bereichen Pläne für deren Umsetzung entwickelt wurden, das Arbeitsangebot und -nachfrage mehr konstruktiv verbunden sein könnte, wenn es um Wirtschafts-, Energie- und Nachhaltigkeitsziele geht. KW - Brasilien KW - Zuckerrohr KW - Agrobusiness KW - Arbeitsmarkt KW - Mechanisierung der Landwirtschaft KW - Brasilianisches Zuckerrohr KW - Agrarindustrie KW - Zucker-Alkohol-Sektor KW - Agricultural mechanization KW - Brazilian sugarcane KW - Agribusiness KW - Sugar-alcohol sector Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-27182 ER - TY - THES A1 - Gypser, Philipp T1 - Mechanisms for energy-efficient processor allocation and redistribution on manycore systems T1 - Mechanismen für die energieeffiziente Prozessor-Allokation und Umverteilung auf Vielkernprozessor-Systemen N2 - Multi- and manycore processors promise to combine high overall peak performance with moderate power consumption to meet the constantly growing demand for computational power under the energy constraints of today’s CMOS technology. Future systems with manycore processors are expected to contain a huge amount of cores, which exceeds the number of processes that will run simultaneously. Consequently, processor time sharing approaches, that introduce significant overhead from regular context switches in common OS, will no longer be necessary. This work investigates mechanisms for scalable and energy-efficient spatial partitioning of multi- and manycore processor systems. In addition, it explores the implications of exclusive processor core allocation to user processes due to the absence of temporal multiplexing and offers approaches to ease the adaptation to the new programming model. The proposed mechanisms achieved fast thread allocation which motivates applications for dynamic thread allocation and benefits performance as well as energy efficiency. The efficiency control and resource revocation mechanisms detect and prevent wasteful and inefficient resource occupation from poorly optimized or malicious processes. In this way, the global efficiency of the system is optimized. The dynamic processing resource allocation and revocation handling has been integrated into a task parallel runtime system, to disburden the application programmer from manual implementation and to increase productivity. N2 - Mehrkern- und Vielkernprozessoren versprechen eine hohe Spitzenrechenleistung bei moderatem Stromverbrauch, um den ständig wachsenden Bedarf nach Rechenleistung mit den Energiebeschränkungen der heutigen CMOS-Technologie zu erfüllen. Es wird erwartet, dass zukünftige Systeme mit Vielkernprozessoren eine riesige Anzahl von Rechenkernen enthalten werden, welche die Anzahl der gleichzeitig laufenden Prozesse übersteigt. Folglich werden Ansätze für das zeitliche Multiplexing der Prozessoren, die in bestehenden Betriebssystemen erhebliche Kosten durch regelmäßige Kontextwechsel verursachen, nicht mehr zwingend erforderlich sein. Diese Arbeit untersucht Mechanismen für eine skalierbare und energieeffiziente räumliche Partitionierung von Mehrkern- und Vielkernprozessorsystemen. Darüber hinaus werden die Auswirkungen der exklusiven Prozessorkernzuweisung, aufgrund des fehlenden zeitlichen Multiplexings, für den Benutzer untersucht und Ansätze zur Erleichterung der Anpassung an das neue Programmiermodell angeboten. Die entwickelten Mechanismen erreichen eine schnelle Threadallokation, die Anwendungen zur dynamischen Ressourcenbelegung motiviert und damit sowohl die Rechenleistung als auch die Energieeffizienz erhöht. Die Mechanismen zur Effizienzkontrolle und zum Entzug von Ressourcen erkennen und verhindern eine verschwenderische und ineffiziente Ressourcenbelegung durch schlecht optimierte oder bösartige Prozesse. Auf diese Weise wird die globale Effizienz des Systems verbessert. Die dynamische Belegung von Rechenressourcen und die Behandlung von Ressourcelimitierungen wurden in ein aufgabenparalleles Laufzeitsystem integriert, um Anwendungsprogrammierer von der manuellen Implementierung zu entlasten und die Produktivität zu steigern. KW - Manycore KW - Operating systems KW - Online profiling KW - Energy efficiency KW - Dynamic partitioning KW - Vielkernprozessor KW - Betriebssysteme KW - Profiling KW - Energie-Effizienz KW - Dynamische Partitionierung KW - Mehrkernprozessor KW - Betriebssystem KW - Partionierung KW - Energieeffizienz Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-63853 ER - TY - THES A1 - Gypser, Stella T1 - Ökophysiologischer Vergleich von biologischen Bodenkrustentypen an den ehemaligen Tagebaustandorten Schlabendorf und Welzow „Neuer Lugteich“ T1 - Ecophysiological comparison of types of biological soil crusts on post-mining sites Schlabendorf and Welzow „Neuer Lugteich“ N2 - In der Praxis der Braunkohlegewinnung im Lausitzer Tagebaurevier werden natürlich gewachsene Böden in den betroffenen Gebieten zerstört. In der Folge entwickeln sich aus den verkippten Substraten nährstoffarme Rohböden, auf deren Oberflächen als erste Pioniere zumeist Grünalgen, Moose, Flechten und Bakterien siedeln, welche die obersten Bodenpartikel vernetzen und so biologische Bodenkrusten ausbilden. Diese Biokrusten stabilisieren die durch spärliche Vegetation gekennzeichneten Rekultivierungsflächen, wirken erosionshemmend und beeinflussen die Hydrologie und Wasserumverteilung der oberen Bodenschicht. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung von unterschiedlichen Sukzessionsstadien von Biokrusten auf zwei Rekultivierungsflächen der Bergbaufolgelandschaft in der Niederlausitz, die durch unterschiedliche Substrateigenschaften, Topographie und Rekultivierungszeiten gekennzeichnet sind. Auf einer künstlichen Sanddüne und einer tertiären Fläche wurden Krustentypen hinsichtlich einer divergenten Artenausprägung und den damit verbundenen funktionellen Eigenschaften untersucht. Parameter der Photosynthese wurden hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Charakterisierung und Funktion der Biokrusten analysiert. Des Weiteren wurde der Einfluss der Biokrusten auf den Kohlenstoff- und Stickstoffhaushalt der Böden untersucht. Zuletzt sollte festgestellt werden, ob und wie die kleinräumige Mosaikstruktur der Biokrusten die Hydrologie sowie Funktion und Aktivität der Krustenorganismen beeinflusst. In Bezug auf die Artenzusammensetzung der Bodenkrusten konnten auf beiden Standorten Übereinstimmungen als auch Unterschiede festgestellt werden, da es sich bei allen Organismen um ubiquitäre Arten handelte. Auf beiden Standorten fanden sich die Grünalgen Zygogonium und Ulothrix, die Moose Ceratodon und Polytrichum sowie Flechten der Gattung Cladonia. In Schlabendorf wurde aufgrund der längeren Rekultivierungszeit bereits eine höhere Artendichte festgestellt. Das betraf besonders Arten der Flechtengattung Cladonia. Eine standortspezifische Präferenz hinsichtlich des Substrates oder der naturräumlichen Gegebenheiten nicht festgestellt werden konnte. Die Auswertung der ökophysiologischen Parameter ergab einen Anstieg der Chlorophyllgehalte, des Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), der Chlorophyllfluoreszenz sowie der Netto-Photosyntheseraten mit fortschreitender Krustenentwicklung. Der Anstieg der Photosynthese-relevanten Parameter verlief aufgrund der heterogenen Verteilung der Organismen zwischen den Biokrusten des gleichen Sukzessionsstadiums nur in frühen Stadien linear. Die höchste photosynthetische Aktivität wurde bei den Moos-Krusten festgestellt, gefolgt von den Grünalgen-Krusten und den Flechten-Krusten. Das Verhältnis von Brutto-Photosynthese zu Respiration lies den Schluss zu, dass die CO2-Fixierungsrate in den Flechten-Krusten aufgrund der mycobiontischen Respiration niedriger ausfiel. Die Infiltration in den Krusten wurde durch das Vernetzen von Sandpartikeln durch Grünalgen-Filamente und den Verschluss der Porenräume gehemmt. Die Wasserspeicherkapazität nahm jedoch aufgrund des organischen Materials zu. Das Auftreten von Moosen förderte hingegen die Infiltration und verringerte die Wasserhaltekapazität, da Rhizoide das Substrat auflockerten bzw. sich präferentielle Fließwege bildeten. Die C- und N-Gehalte der Krusten nahmen durch den Zuwachs der organischen Biomasse bei fortschreitender Entwicklung zu. N2 - In the practice of brown-coal or lignite mining in the Lusatian open-cast mining district, naturally grown soils were destroyed in affected areas. As a result, nutrient poor initial soils were developed from the excavated and dumped material. The new soil surface is mainly colonized by green algae, mosses, liver mosses, lichens and bacteria, which cross-linked the uppermost soil particles and developed biological soil crusts. Biological soil crusts stabilize the soil surface in reclaimed areas, which are characterized by sparse vegetation cover, reduced soil erosion, and influence hydrology and water redistribution on the uppermost soil layer. The aim of this work was the investigation of biocrust types on two reclamation sites with different substrate properties, topography and reclamation time. On an artificial sand dune and on tertiary substrate the soil crust types were investigated regarding their species composition and functional characteristics. Parameters of photosynthesis and their relevance for the functions and characterization of biocrusts were analyzed. Further, the influence of biocrusts on the carbon- and nitrogen budget on the soils was investigated. Last but not least it was determined, if and how the small-scale pattern formation of the biocrusts influenced hydrology as well as function and activity of the biocrust organisms. Regarding the species composition of the biocrusts, similarities as well as variations were detected on both study sites. All determined crust species were ubiquitous organisms. On both sites, the green algae Zygogonium and Ulothrix, the mosses Ceratodon and Polytrichum as well as lichens of the genus Cladonia were found. As a result of the longer reclamation time, a higher amount of lichens of the genus Cladonia was observed. Even various species of the same genus occurred in community, whereby a site-specific preference regarding the substrate or topography was not detected. The evaluation of the ecophysiological parameters showed an increase of the chlorophyll content, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), chlorophyll fluorescence as well as net-photosynthesis with the succession of biocrusts. The increase of the photosynthesis-relevant parameters was only linear in the early succession stages as a result of the highly heterogenic distribution of the different soil crust organisms between biocrusts of similar developmental stages. The highest photosynthetic activity was detected in the moss-dominated biocrusts, followed by the activity of green-algae-dominated biocrusts and lichen-dominated biocrusts. The ratio of gross photosynthesis to respiration reasoned that the CO2-fixation rate of lichen-dominated biocrusts was lower compared to green algae-dominated biocrusts due to mycobiontic respiration. Infiltration decreased due to pore clogging as a result of the cross-linking of sand particles by green algae filaments. However, the water holding capacity increased with the increase of organic material. In contrast, the occurrence of mosses promoted the infiltration and lowered the water holding capacity, because the rhizoids slightly loosened the substrate and created preferential flow path, respectively. The carbon- and nitrogen content of the biocrusts increased with proceeding biocrust development due to the gain of organic biomass. Developed biocrusts showed already a nitrogen cycle of a developed ecosystem, whereby the gain of biomass led to an increasing nitrogen-content in the subjacent substrate due to nitrification. KW - Biologische Bodenkrusten KW - Chlorophyllfluoreszenz KW - NDVI KW - CO2 Gaswechsel KW - Wasserhaltekapazität KW - Biocrusts KW - Chlorophyll fluorescence KW - NDVI KW - CO2 exchange KW - Water holding capacity KW - Rekultivierung KW - Bodenökologie KW - Autökologie KW - Hydrologie Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-41412 ER - TY - THES A1 - Gypser, Stella T1 - Identification of phosphate adsorption mechanisms on Fe- and Al-hydroxides and the influence of inorganic and organic compounds to reduce long-term phosphorus fixation on mineral surfaces T1 - Identifizierung von Phosphatadsorptionsmechanismen an Fe- und Al-Hydroxiden und dem Einfluss von anorganischen und organischen Verbindungen zur Reduzierung der langfristigen Phosphorfixierung an mineralischen Oberflächen N2 - With regard to the depletion of global phosphorus reserves and with the aim of ensuring sustainable soil fertility on agricultural soils, a fundamental understanding of mechanisms of fixation and mobilization of inorganic phosphorus in soils is required. Amongst others, phosphorus availability is affected by ad- and desorption reactions on pedogenic Fe- and Al-hydroxide surfaces. The characterization of phosphate binding on those contrasting mineral surfaces can help to find solutions for enhancing the mobilization of fertilized but not available soil inorganic phosphate. Fourier-transform infrared spectroscopic experiments were carried out during phosphorus adsorption on crystalline gibbsite, poorly crystalline 2-line-ferrihydrite and amorphous Fe:Al-hydroxide mixtures. Desorption experiments with CaCl₂, CaSO₄, citric acid (C₆H₈O₇), and humic acid (C₉H₉NO₆) were conducted to determine the capacity of phosphate fixation and mobilization in short- and long-term. Additionally, phosphorus release from the Fe- and Ca-phosphates vivianite and hydroxyapatite were analyzed. For gibbsite, the formation of AlHPO₄ and Al₂HPO₄ can be assumed, while for ferrihydrite, a FeHPO₄ or Fe₂PO₄ complex and the precipitation of FePO₄ with longer equilibration time were observed. Fe₂HPO₄ or a Fe₂PO₄ surface complex was deduced for amorphous Fe-hydroxides, an AlH₂PO₄ surface complex was identified for Al-hydroxides. The weakly associated amorphous FeO(OH) molecules enhance the precipitation of FePO₄. With high Al content, a weaker phosphate binding of both inner- and outer-sphere complexes and either no or minor quantities of precipitate were formed. Ferrihydrite showed a more rigid structure and a lower extent of precipitation compared to amorphous Fe-hydroxide. The cumulative phosphorus desorption followed the order CaCl₂ < CaSO₄ < humic acid < citric acid for crystalline and amorphous Fe- and Al-hydroxides as well for vivianite and hydroxyapatite. While inorganic anion exchange took part at easily available binding sites and fast exchangeable phosphorus, organic acids additionally affect the more heavily available binding sites and slow exchangeable phosphorus. For humic acid, the accumulation of metal-organic complexes in the desorption solution was suggested, whereas for citric acid the dissolution of the minerals was maintained. The cumulative release rates of the Flow-Through-Reactor setup were higher compared to batch due to a short residence time and a continuous concentration gradient. This could lead either to an over- or underestimation of the available phosphorus pools and influenced the comparability of both methods. N2 - Im Hinblick auf die Verknappung der globalen Phosphorreserven und mit dem Ziel, eine nachhaltige Bodenfruchtbarkeit auf landwirtschaftlichen Böden zu gewährleisten, ist ein grundlegendes Verständnis der Mechanismen der Fixierung und Mobilisierung von anorganischem Phosphor in Böden erforderlich. Die Phosphorverfügbarkeit wird unter anderem durch Ad- und Desorptionsreaktionen an pedogenen Fe- und Al-Hydroxidoberflächen beeinflusst. Die Charakterisierung der Phosphatbindung an diesen kontrastierenden mineralischen Oberflächen kann helfen, Lösungen zu finden, um die Mobilisierung von gedüngtem, aber nicht verfügbarem anorganischem Phosphat im Boden zu verbessern. Untersuchungen mittels Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie wurden während der Phosphoradsorption an kristallinem Gibbsit, schlecht kristallinem Ferrihydrit sowie an amorphen Fe:Al-Hydroxidgemischen durchgeführt. Desorptionsversuche mit CaCl₂, CaSO₄, Zitronensäure (C₆H₈O₇) und Huminsäure (C₉H₉NO₆) wurde durchgeführt, um die Kapazität der kurz- und langfristigen Phosphorfixierung und -mobilisierung zu bestimmen. Zusätzlich wurde die Phosphorfreisetzung der Fe- und Ca-Phosphate Vivianit und Hydroxylapatit analysiert. An Gibbsit konnte die Bildung von AlHPO₄ und Al₂HPO₄ beobachtet werden, während an Ferrihydrit FeHPO₄- oder Fe₂PO₄-Komplexe identifiziert wurden. Bei anhaltender Reaktionszeit konnte die Ausfällung von FePO₄ erfasst werden. An amorphen Fe- und Al-Hydroxiden wurde die Bildung von Fe₂HPO₄- oder Fe₂PO₄- sowie AlH₂PO₄-Oberflächenkomplexen identifiziert. Die schwach assoziierten FeO(OH)-Moleküle begünstigten die Ausfällung von FePO₄, wohingegen bei steigendem Al-Gehalt eine schwächere Phosphatbindung durch Inner- und Outer-Sphere-Komplexe ohne oder nur geringer Ausfällung festgestellt werden konnte. Durch die starrere Struktur von Ferrihydrit fiel der Gehalt an ausgefallenem FePO₄ im Vergleich zu den amorphen Fe-Hydroxiden niedriger aus. Für die kumulative Phosphatdesorption konnte die Reihenfolge CaCl₂ < CaSO₄ < C₉H₉NO₆ < C₆H₈O₇ für kristalline und amorphe Fe- und Al-Hydroxide sowie Vivianit und Hydroxylapatit ermittelt werden. Während der Austausch anorganischer Ionen an leicht zugänglichen Bindungsstellen und somit leicht austauschbarem Phosphor stattfand, beeinflussen die organischen Säuren auch schwer zugängliche Bindungsstellen mit schwer und langsam austauschbarem Phosphor. Für C₉H₉NO₆ wurde die Akkumulation von metall-organischen Komplexen in der Desorptionslösung in Betracht gezogen, während C₆H₈O₇ zur Auflösung der Minerale beiträgt. Die kumulierten Freisetzungsraten mittels Flow-Through-Reactor fielen aufgrund einer kurzen Verweilzeit und eines kontinuierlichen Konzentrationsgradienten höher aus als im Batch-Versuch. Dies könnte entweder zu einer Über- oder Unterschätzung der verfügbaren Phosphorpools führen und die Vergleichbarkeit beider Verfahren beeinflussen. KW - Phosphorus KW - Adsorption/Desorption kinetics KW - FT-IR KW - Hydroxides KW - FTR KW - Phosphor KW - Adsorptions-/Desorptionskinetik KW - Hydroxide KW - Adsorptionskinetik KW - Desorptionskinetik KW - Hydroxide KW - Phosphor KW - Bodenfruchtbarkeit Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-51311 ER - TY - THES A1 - Gäbler, Jan T1 - Gruppenkommunikation in mobilen Umgebungen : eine Erweiterung des Gruppenkommunikationsparadigmas um eine Unterstützung für mobile Anwendungsnutzer T1 - Group communication in mobile environments : an extension of the group communication paradigm to support mobile applications users N2 - Mit der zunehmenden mobilen Nutzung des Internets steigt auch die Zahl von Anwendungen in mobilen Umgebungen. Diese sind neben ihren spezifischen Anforderungen oft durch eine enge Kooperation ihrer Nutzer gekennzeichnet. Werden mobile verteilte Entscheidungsprozesse modelliert, welche der Bewertung von Sachverhalten oder der Lösung von Aufgaben dienen, so nennt man diese Klasse von Anwendungen mobile kollaborative Anwendungen. Sie werden in dieser Arbeit eingeführt. Ihre Eigenschaften und Besonderheiten werden diskutiert. Die Teilnehmer solcher Anwendungen kollaborieren innerhalb einer geschlossenen Gruppe und bauen ein gemeinsames Wissen auf. Auf dessen Basis kann die Anwendung lokale Entscheidungen treffen, über die in der Gruppe Konsens besteht. Die instabile Kommunikation in mobilen Umgebungen stellt jedoch an die Sicherung der Konsistenz des gemeinsamen Wissens besondere Anforderungen. Da klassische Verfahren zur Konsistenzsicherung in gruppenorientierten Systemen nicht genutzt werden können, ist die Sicherung der Konsistenz des globalen Wissens in mobilen Umgebungen das Leitthema dieser Arbeit. Es wird ein gruppenorientierter Kommunikationsdienst – Moversight genannt – für mobile kollaborative Anwendungen vorgestellt, welcher ihnen ein konsistentes globales Wissen trotz instabilen Kommunikationsumfeldes bereitstellt. Hinzu kommt, dass neben der Konsistenzsicherung die Diensterbringung in einer ressourcenschonenden Art und Weise bei gleichzeitiger kontinuierlicher Adaption der Gruppe an sich ändernde Bedingungen einschließlich der Wartung ihrer Kommunikationsstrukturen gesichert werden müssen. Der Protokollentwurf für Moversight wird in dieser Arbeit vorgestellt. Für Moversight wurden neuartige Funktionen zur Behandlung der Nutzermobilität entwickelt, welche mit den notwendigen Mechanismen zur Sicherung der Konsistenz des gemeinsamen Wissens interagieren. Ohne Gegenmaßnahmen würden häufige Verbindungsunterbrechungen das gemeinsame Wissen der Gruppe zerstören, wodurch diese logisch partitioniert und letztlich die Kollaboration der Nutzer verhindert wird. Grundlage der Sicherung des gemeinsamen Wissens ist die mobile optimistische virtuelle Synchronität (MOVS), welche das übliche gruppenorientierte Modell der Wissenssicherung um eine Behandlung der Nutzermobilität und variierender Verbindungseigenschaften der Gruppenteilnehmer erweitert. Dadurch können Teilnehmer bei Verbindungsproblemen zeitnah in die Gruppe zurückzukehren und ihr Wissen mit dieser abzugleichen. Das vorgestellte Konzept zur Erkennung und Behandlung von Fehlersituationen mit anschließendem Gruppenwiedereintritt ist deutlich leistungsfähiger als das üblicherweise verwendete Verfahren. Dies wird erreicht durch eine leichtgewichtige Fehlerdetektion unter Nutzung einer neuartigen verteilten Latenzschätzung sowie einer kontinuierlichen Adaption der verwendeten Kommunikationstopologie an die sich permanent ändernden Kommunikationsbedingungen. Die entwickelte Optimierung der clusterbasierten Kommunikationstopologie eignet sich für alle gruppenorientierten clusterbasierten Anwendungsszenarien. Darüber hinaus verfügt Moversight über kollaborative Dienste für das Teilen und Vereinigen von Gruppen, wie sie bisher in keinem gruppenorientierten Kommunikationsdienst zu finden sind. Beide Dienste ermöglichen eine anwendungsgetriebene Neustrukturierung der kollaborativen Gruppe bei gleichzeitiger Sicherung des globalen Wissens. N2 - With the increasing mobile use of the Internet, the number of applications in mobile environments is increased as well. In addition to their specific requirements, these applications often have a close group-oriented collaboration among their users. If mobile distributed decision processes are modeled that serve to assess issues or solve tasks this class of applications is called mobile collaborative applications. We introduce this class in this work and discuss their characteristics and special features. The participants of such applications collaborate within a closed group and build a global knowledge. On this basis, the application can make local decisions that enable consensus within the group. However, the unstable communication in mobile environments puts special demands on securing the consistency of the global knowledge. Since it is not possible to use the traditional methods for consistency assurance in group-oriented systems, securing the consistency of global knowledge in mobile environments is the guiding theme of this work. With Moversight, we introduce a group-oriented communication service for mobile collaborative applications, which assures a consistent global knowledge despite an unstable communications environment. In addition to consistency assurance, the resource-efficient provisioning of services is essential for mobile applications. Moreover, the group must continually adapted to the changing conditions including the maintenance of its communication structures. We developed for Moversight novel mobility features, which interact with the mechanisms to ensure the consistency of the global knowledge. Without countermeasures, frequent disconnections would destroy the group’s global knowledge, logically partitioning it and ultimately preventing users from collaborating. The basis for securing the global knowledge is Mobile Optimistic Virtual Synchrony (MOVS), which extends the usual group-centric consistency assurance model to include user mobility and handling of different connection properties of the group participants. Thus, in case of connection problems participants can quickly return to the group and synchronize their knowledge with this. The presented concept for the detection and treatment of error situations with subsequent group re-entry is much more efficient than commonly used methods. We accomplish this by a lightweight error detection using a novel distributed latency estimation and continuous adaptation of the communication topology to ever-changing communication conditions. The developed optimization of the cluster-based communication topology is suitable for all group-oriented, clusterbased application scenarios. Furthermore, Moversight provides collaborative services for application-driven splitting and merging of groups as they have yet not been found in any group-based communications service. Both services enable application-driven restructuring of the collaborative group while preserving global knowledge. KW - Gruppenkommunikation KW - uBeeMe KW - Virtuelle Synchronität KW - Mobile Nutzer KW - Group communication KW - Moversight KW - Virtual synchrony KW - Mobile user KW - Computer Supported Cooperative Work KW - Synchronisierung KW - Mobilität KW - Gruppenkommunikation Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48750 ER - TY - THES A1 - Gäbler, Markus T1 - Fock space, factorisation and beam splittings : characterisation and applications in the natural sciences T1 - Fockraum, Faktorisierung und Strahlteiler : Charakterisierung und Anwendungen in den Naturwissenschaften N2 - Beam splittings with an arbitrary number of beams of in- and output are introduced as second quantisations of isometric operators of matrix-multiplication. They are also characterised as the only vacuum-preserving isometries on multiple symmetric (bosonic) Fock space which are factorisable (tensor-decomposable) by regions. Studying this kind of operators was part of a close collaboration with neuroscientists to develop a quantum model of the recognition of signals in the brain. Definition and characterisation of beam splittings mentioned above show, that the interaction of signals coming from the senses and those generated by the brain (representing an expected view of the world) is meaningfully modelled by such a beam splitting operator. Thereby, regional factorisation of the operator of interaction corresponds to a parallel processing of partial signals belonging to different regions of the brain. N2 - Strahlteiler mit beliebiger Anzahl von Ein- und Ausgangsstrahlen werden als zweite Quantisierung isometrischer Matrixmultiplikationsoperatoren eingeführt. Außerdem werden sie als die einzigen vakuumerhaltenden, regional faktorisierbaren Isometrien auf dem mehrfachen symmetrischen (Bosonen-) Fockraum charakterisiert. Die Untersuchung dieser Art von Operatoren war Teil einer engen Zusammenarbeit mit Neurowissenschaftlern bei der Entwicklung eines Quantenmodells der Signalerkennung im Hirn. Die erwähnte Definition und Charakterisierung der Strahlteiler zeigt, daß die Wechselwirkung von durch die Sinne aufgenommenen Signalen mit den vom Gehirn generierten (Hypothesen oder Erwartungen an die Welt) sinnvollerweise durch einen solchen Strahlteilungsoperator dargestellt wird. Die regionale Faktorisierung des Wechselwirkungsoperators entspricht dabei einer Parallelverarbeitung von zu unterschiedlichen Hirnarealen gehörenden Teilsignalen. KW - Fock-Raum KW - Strahlteiler KW - Angewandte Mathematik KW - Fockraum KW - Strahlteiler KW - Zweite Quantisierung KW - Kohärenter Zustand KW - Signalerkennung KW - Fock space KW - Beam splitter KW - Second quantisation KW - Coherent state KW - Signal detection Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-20405 ER - TY - THES A1 - Gädeke, Anne T1 - Climate and land use change impacts on water resources in the Lusatian river catchments (Germany) - Analysis and assessment considering modelling uncertainties T1 - Die Wasserressourcen der Lausitzer Flusseinzugsgebiete unter dem Einfluss von Klima- und Landnutzungswandel – Analyse, Bewertung und Darstellung der Modellierungsunsicherheiten N2 - In anthropogenically heavily impacted river catchments, such as the Lusatian river catchments Spree and Schwarze Elster in Germany, the robust assessment of potential impacts of climate change on the regional water resources is of high relevance for water resources management. Large uncertainties inherent in future scenarios may, however, reduce the willingness of regional stakeholders to develop and implement suitable adaptation strategies to climate change. This thesis proposes the use of an integrated framework consisting of i) an ensemble based modelling approach and ii) the incorporation of measured and simulated meteorological and hydrological trends to consider uncertainties in climate change impact assessments. In addition, land use, as the most responsive catchment characteristic to buffer potential climate change impacts, is considered as one suitable trigger for climate change adaptation. The ensemble based modelling approach consists of the meteorological output of four climate downscaling approaches (DAs): two dynamical and two statistical. These DAs drive different model configurations of the two conceptually different hydrological models WaSiM ETH and HBV light. The objective of incorporating measured meteorological trends into the analysis was twofold: trends in measured time series can i) be regarded as harbinger for future change and ii) serve as a mean to validate the results of the DAs. In order to evaluate the nature of the trends, both gradual (Mann Kendall test) and step changes (Pettitt test) are considered as well as temporal and spatial correlations in the data. The suitability of land use change as an adaptation strategy to climate change is evaluated in the form of different land use change scenarios: i) extreme scenarios where the entire catchment is parameterised as coniferous forest and uncultivated land and ii) scenarios of changes in crop cultivation and ii) a combination of a change in crop cultivation and forest conversion. As study areas serve three almost natural subcatchments of the Spree and Schwarze Elster (Germany). The results of the ensemble based climate change impact analysis show that depending on the type (dynamical or statistical) of DA used, opposing trends in precipitation, actual evapotranspiration and discharge are simulated in the scenario period (2031 2060). While the statistical DAs simulate a decrease in future long term annual precipitation, the dynamical DAs simulate a tendency towards increasing precipitation. The trend analysis suggests that measured precipitation has not changed significantly during the period 1961 2006. Therefore, the strong decrease in precipitation simulated by the statistical DAs should be interpreted as a rather dry future scenario. The dynamical DAs, on the other hand, are too wet in the reference period and needed to be statistically bias corrected which destroys the physical consistency between the parameters. Concerning temperature, measured and simulated trends agree on a positive trend. The uncertainty related to the hydrological model within the climate change modelling chain is comparably low when long term averages are considered but increases during low flow events. The proposed framework of combining an ensemble based modelling approach with trend analysis on measurements is a promising approach to gain more confidence into the final results of climate change impact assessments and to obtain an increased process understanding of the interrelation between climate and water resources. In terms of climate change adaptation, land use alternatives can have a considerable impact on the water balance components as the analysis of the extreme scenarios revealed. The scenarios of changes in crop cultivation in combination with forest conversion show, however, that the impact on the long term annual water balance is comparably low. An intra annual shift in the water balance components can be triggered which makes these scenarios suitable to reduce low flow risks during the summer. Overall, land use change can serve as one part of an integrated climate change adaptation strategy. Such as strategy needs, depending on the severity of the climate change impact, to include other, especially technical measures of water resources management, such as additional water storage, different strategies to manage the existing and new reservoirs. It may also consider additional water transfers from neighbouring, more water rich, river catchments. Regional adaptation planning needs also to consider problems related to water quality which are a consequence of the long term mining activities in the Lusatian river catchments. Last but not least, adaptation strategies should not only consider climate but also other aspects of global change. N2 - In anthropogen stark überprägten Einzugsgebieten, wie den Lausitzer Flusseinzugsgebieten von Spree und Schwarzer Elster in Deutschland, ist die robuste Abschätzung von potentiellen Auswirkungen des Klimawandels auf die regionalen Wasserressourcen von hoher Relevanz für die Wasserbewirtschaftung. Unsicherheiten in solchen Abschätzungen können jedoch die Bereitschaft von regionalen Akteuren für die Entwicklung und Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel mindern. Um den Unsicherheiten in der Modellierung von Klimafolgen Rechnung zu tragen, wird ein Ansatz bestehend aus i) einem modellgestützten Ensemble und ii) die Integration von Trendanalysen an gemessenen und simulierten meteorologischen und hydrologischen Zeitreihen vorgeschlagen. Zusätzlich wird die Landnutzung, welche eine sensitive Einzugsgebietseigenschaft zur Pufferung von potentiellen Einflüssen des Klimawandels darstellt, als mögliche Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel berücksichtigt. Der modellgestützte Ensembleansatz besteht aus den meteorologischen Ausgaben von vier, zwei statistischen und zwei dynamischen, regionalen Klimamodellen, welche den Antrieb für unterschiedliche Modellkonfigurationen der konzeptionell unterschiedlichen hydrologischen Modelle WaSiM ETH and HBV light darstellen. Der Integration von Trendanalysen an meteorologischen und hydrologischen Zeitreihen liegen folgende Annahmen zu Grunde: Trends in den Messungen können i) als Vorboten für zukünftige Veränderungen interpretiert werden und ii) zur Validierung der simulierten meteorologischen Größen der regionalen Klimamodelle dienen. Um die Art der Trends zu beurteilen wurden graduelle (Mann Kendall Test) und abrupte Trends (Pettitt Test) sowie zeitliche und räumliche Korrelationen in den Daten berücksichtigt. Die Eignung von Landnutzungsänderungen als Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel wurde in Form von unterschiedlichen Szenarien bewertet: i) extreme Szenarien, bei welchen das gesamte Einzugsgebiet als Nadelwald und Brache parametrisiert wird, ii) eine Verschiebung der Vegetationsperiode von Nutzpflanzen und iii) eine Kombination aus der Verschiebung der Vegetationsperiode von Nutzpflanzen und Waldumbau. Als Einzugsgebiete dienen drei anthropogen kaum beeinflusste Teileinzugsgebiete der Spree und Schwarzen Elster (Deutschland). Die Ergebnisse des modellgestützten Ensembles zeigen, dass abhängig von der Wahl des regionalen Klimamodells (dynamisch oder statistisch), gegensätzliche Trends für Niederschlag, aktuelle Verdunstung und Abfluss in der Szenarioperiode (2031 2060) simuliert werden. Die statistischen regionalen Klimamodell berechnen eine Abnahme der langjährigen mittleren Niederschläge, die dynamischen hingegen eine Zunahme. Die Trendanalysen anhand der gemessenen Niederschlagszeitreihen zeigen, dass sich der Niederschlag im Zeitraum 1961 2006 kaum verändert hat. Daraus folgend sollte die starke Niederschlagsabnahme, wie sie von den regionalen statistischen Klimamodellen berechnet wird, als trockenes Zukunftsszenarium interpretiert werden. Andrerseits sind die dynamischen regionalen Klimamodelle in der Referenzperiode zu feucht und müssen statistisch Bias korrigiert werden, was die physikalische Konsistenz zwischen den Parametern zerstört. Bezüglich der Lufttemperatur werden sowohl in den Messungen als auch in den Simulationen positive Trends berechnet. Die Unsicherheit bezüglich der Wahl des hydrologischen Modells im modellgestützten Ensemble ist vergleichsweise gering bei der Betrachtung von langjährigen mittleren Wasserhaushaltsgrößen, nimmt jedoch für Niedrigwässer stark zu. Es konnte gezeigt werden, dass der vorgeschlagene Ansatz bestehend aus Trendanalysen und modellgestütztem Ensemble vielversprechend ist, um mehr Vertrauen in die Ergebnisse von Klimafolgenabschätzungen und ein erhöhtes Prozessverständnis zwischen Klimaveränderungen und deren Auswirkungen auf regionale Wasserressourcen zu erlangen. Landnutzungsänderungen können einen erheblichen Einfluss auf die Wasserbilanz eines Einzugsgebiets haben, wie die Analysen der Extremszenarios belegen. Gleichzeitig zeigen die Szenarien bezüglich einer Verschiebung der Vegetationsperiode von Nutzpflanzen, dass deren Einfluss auf die langjährigen Wasserhaushaltsgrößen gering ist. Eine Verschiebung der Vegetationsperiode eignet sich jedoch, um eine innerjährliche Umverteilung der Wasserhaushaltsgrößen zu bewirken und so das Risiko von Niedrigwässern während der Sommermonate zu reduzieren. Insgesamt können Landnutzungsänderungen einen Bestandteil einer integrierten Strategie zur Anpassung an den Klimawandel darstellen. Diese muss jedoch, in Abhängigkeit des Stärke der Klimaänderungen, auch andere, insbesondere technische Wasserbewirtschaftungsmaßnahmen, wie zusätzlicher Wasserspeicher, unterschiedliche Strategien zur Bewirtschaftung vorhandener und neuer Speicher enthalten. Diese Strategien können auch zusätzliche Wasserüberleitungen aus wasserreicheren Nachbareinzugsgebieten, berücksichtigen. Außerdem müssen Probleme bezügliche der Wasserbeschaffenheit, als eine Konsequenz der langjährigen Bergbauaktivitäten in den Lausitzer Flusseinzugsgebieten, in die regionale Planung zur Anpassung an den Klimawandel einbezogen werden. Schließlich sollten Anpassungsmaßnahmen nicht nur den Klimawandel, sondern auch andere Aspekte des globalen Wandels berücksichtigen. KW - Land use change KW - Climate change impact assessment KW - Trend analysis KW - Lausitzer Flusseinzugsgebiete KW - Trendanalyse KW - Klimawandelimpaktanalyse KW - Landnutzungswandel KW - Unsicherheit KW - Uncertainty KW - Lusatian river catchments KW - Spree KW - Schwarze Elster KW - Einzugsgebiet KW - Klimaänderung KW - Klimamodell KW - Wasserwirtschaft KW - Landnutzung Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-32519 ER - TY - THES A1 - Gómez Jáuregui Abdó, Juan Pablo T1 - Sustainable development of domestic water supply in emerging megacities : the case of the city of Guadalajara, Mexico T1 - Die Auswertung der Nachhaltigkeit in der häuslichen Trinkwasserversorgung in aufstrebenden Millionenstädten : am Beispiel der Stadt Guadalajara, Mexiko N2 - Water is a primordial resource for the development of urban agglomerations. Today, 50% of the population worldwide is concentrated in urban settlements and 10 - 20% of all worldwide freshwater consumption occurs in the domestic sector (UN: World water development report 3). By 2030, 60% of the world’s population will be living in urban settlements (UNESCO), and domestic freshwater consumption will rise by 70% in 2025. Urban areas inflict high pressure on the local and even regional water sources, since the high population density requires large flow volumes in a restricted area, with often competing pressures on the water resource per se as well as for the space needed for water storage or aquifer recharge. This becomes complicated and even critical in areas where natural water availability is already scarce and urban demand is high due to large population sizes. Today 700 million people in 43 countries are living in water stress condition (Human Development Report 2006). Mexico, ranking 88 on a global scale in water availability per capita, is a clear example of this situation, where the most populated urban settlements, such as Mexico City, Monterrey, Guadalajara, Puebla or Queretaro are located in regions which concentrate only 31% of the renewable water of the country (CONAGUA). Thus, the main question arises: How will the urban settlements develop a sustainable water supply now and in the future? The city of Guadalajara, in particular, has seen an extremely fast and chaotic development in the past three decades, where the population of the city increased from 1,354,000 inhabitants in 1970 to 4,064,000 in 2005; by 2020 Guadalajara is expected to overpass the 5 million inhabitants thus becoming a megacity. Nowadays, overall water consumption in the city is about 9.3 m3/sec. and it is estimated to be 10.3 m3/sec by 2030, with Lake Chapala as the main water source, supplying 55% of the water demand. However, Lake Chapala has been confronted with several severe droughts which critically lowered its water table as was the case between 1998 and 2003 and due to its weak equilibrium droughts could be more recurrent in the future. As the water supply of Guadalajara is strongly linked to the faith of Lake Chapala, Guadalajara needs to reduce its pressure on the lake by adopting strategies based on sustainable development. The main goal of this research is to provide governments and decision makers with a robust tool that integrates the most amount of information possible but presents this information in a simple way, offering at the same time the possibility to detect the factors that need to be addressed in order to reach sustainability. The specific aim is to test the use of composite indices (CIs) to the case of the city of Guadalajara in the period of the year 2000 to 2009. CI is a holistic methodology in which independent variables can be aggregated into a single result. CIs thus allow for the comparison between different cases, the integration of qualitative and quantitative variables and the easy use by decision makers. We used 11 carefully selected variables from all three sectors of sustainability, economical, ecological and social, which were first normalized using ranging procedures and process capability indices, and aggregated by using the weighted geometric mean. A set of best strategies Guadalajara should follow are suggested in order to have a sustainable water supply in the future. With this study, we have been able to show that CIs are an effective tool for evaluating sustainability of domestic freshwater supply at local scale. Overall, Guadalajara reached a CI of 0.29 showing, that its domestic water supply is currently not sustainable. It was able to identify the following three main problems: a) lack of wastewater treatment with just less than 3% of the waste water being treated; b) water loss in the distribution system, with 34% of the water extracted being lost at some point in the distribution system (during treatment, in the pipelines and dweller connection to the distribution net); c) water availability, with increased flow volumes of Lake Chapala in the last six years, but only surpassing its natural storage twice (2004 and 2009). Nonetheless, a clear trend of continuous improvement could be seen overall in the past years with a decline in the domestic water consumption per capita to levels comparable to the one in Berlin, as a consequence of people awareness after the several drought Lake Chapala suffered in the beginning of the decade, and an increase in the level of access to piped water and connectivity to the drainage system to 94% of the city’s coverage in 2009 (on year 1990, the access to piped water was 89% and the connectivity to the drainage system was 92%). N2 - Wasser zählt zu den wichtigsten Ressourcen in der Entwicklung von Ortschaften und Städten. Heutzutage konzentriert sich 50 % der Weltbevölkerung in urbanen Niederlassungen und 10 bis 20% des weltweiten Frischwasserverbrauchs entfällt auf den häuslichen Bereich (UN: World water development report 3). Bis 2030 wird 60% der Weltbevölkerung in Siedlungen leben. (UNESCO), und der häusliche Trinkwasserkonsum wird sich bis 2025 um 70% erhöht haben. Urbane Gebiete üben einen starken Druck auf lokale und sogar regionale Wasserressourcen aus, da die hohe Bevölkerungsdichte große Volumina für ein begrenztes Areal beansprucht. Dabei wird oft von mehreren Seiten gleichzeititg Druck auf die Wasserressource als solche so wie auf den Raum für die Wasserspeicherung und das Wiederauffüllen des Grundwasserleiters ausgeübt. Kompliziert und sogar kritisch werden diese Umstände in Gebieten, wo natürliches Wasser in geringen Mengen zur Verfügung steht und der Wasserbedarf wegen einer hohen Bevölkerungsdichte steigt. Heutzutage leben 700 Millionen Menschen in 43 Ländern mit Wasserversorgungsschwierigkeiten (Human Development Report 2006). Ein deutliches Beispiel für diese Situation ist Mexico, das die 88. Stelle auf der weltweiten Skala für Pro-Kopf- Wasserverfügbarkeit einnimmt. Die dicht besiedelsten Städte, wie Mexico-City, Monterrey, Guadalajara, Puebla or Queretaro befinden sich in Gebieten, die nur 31% des erneuerbaren Wassers des Landes aufweisen (CONAGUA). So entsteht die wichtigste Frage: Wie werden die Städte sowohl jetzt wie in der Zukunft für eine nachhaltige Wasserversorgung sorgen? Besonders die Stadt Guadalajara hat sich innerhalb der drei letzten Dekaden extrem schnell und chaotisch entwickelt. Die Bevölkerung nahm von 1,354,000 Einwohnern im Jahre 1970 auf 4,064,000 im Jahr 2005 zu; man schätzt, dass Guadalajara bis 2020 die Marke von 5 Millionen Einwohnern übersteigen und somit zu den Megastädten zählen wird. Heutzutage beläuft sich der durchschnittliche Wasserkonsum auf ca. 9,3 m3/Sek. und man rechnet bis 2030 mit einer Steigerung auf 10,3 m3/Sek. Der Chapala See, der die wichtigste Wasserquelle darstellt und 55% des Wasserbedarfs der Stadt liefert, hat mehrere schwere Trockenperioden durchlitten, die seinen Wasserspiegel deutlich gesenkt haben, z.B. zwischen den Jahren 1998 and 2003. Dürrezeiten könnten in Zukunft noch häufiger auftreten. Da Guadalajaras Wasserversorgung stark vom Schicksal des Chapala Sees abhängt, muss Guadalajara den Druck auf den See mindern, indem es auf Nachhaltigkeit basierende Strategien anwendet. Das wichtigste Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit besteht darin, Regierungen und Entscheidungsträger mit einem robusten Werkzeug zu versehen, das sowohl die größtmögliche Menge an Informationen auf eine einfache Weise bereitstellt, als auch jene Faktoren hervorhebt, die zur Erlangung von Nachhaltigkeit berücksichtigt werden müssen. Das spezifische Ziel liegt darin, die Anwendbarkeit von Gesamtindexes (CIs) für die Stadt Guadalajara in der Zeit von 2000 bis 2009 zu testen. CI ist eine holistische Methodologie, bei der unabhängige Variablen einem einzigen Ergebnis hinzugefügt werden können. Somit ermöglichen die CIs den Vergleich zwischen unterschiedlichen Fällen, die Inbezugnahme von qualitativen und quantitativen Variablen und die einfache Anwendung durch die Entscheidungsträger. Wir verwendeten 11 mit Bedacht ausgesuchte Variablen aus den drei Bereichen der Nachhaltigkeit, dem wirtschaftlichen, dem ökologischen und dem sozialen, die als erste mittels eines Rangverfahrens, der Indizes für die Anwendbarkeit sowie eines ausgewogenen geometrischen Durchschnitts zur Norm geworden sind. Im Anschluss folgt ein Maßnahmenkatalog für die künftige nachhaltige Wasserversorgung der Stadt Guadalajara. Mit dieser Untersuchung haben wir bewiesen, dass CIs ein wirksames Werkzeug zur Beurteilung der Nachhaltigkeit der häuslichen Wasserversorgung auf lokaler Ebene sind. Dabei erreichte Guadalajara ein CI von 0.29, d.h. dass gegenwärtig seine häusliche Wasserversorgung nicht nachhaltig ist. Wir konnten die drei folgenden Hauptprobleme identifizieren: a) Mangel an Abwasserbehandlung, wobei weniger als 3% des Abwassers behandelt werden; b) Wasserverlust im Verteilungssystem, wobei 34% des gelieferten Wassers an verschiedenen Punkten des Verteilungssystems verloren gehen (entweder während der Aufbereitung, in den Rohren oder in den Haushaltsverbindungen zum Verteilungsnetz); c) Wasserverfügbarkeit bei größeren Durchflussmengen vom Chapala See während der letzten sechs Jahre, wobei er nur zweimal seine natürliche Speicherkapazität überstieg (2004 und 2009). Nichtdestotrotz war in den letzten Jahren im Allgemeinen ein ständiger Verbesserungstrend zu beobachten. Der häusliche Pro- Kopf-Wasserverbrauch nahm auf ein mit Berlin vergleichbares Niveau ab, was auf die Bewusstwerdung der Bevölkerung nach mehreren Dürren, die der Chapala See Anfang der Dekade erlitt, zurückzuführen ist und auf die Zunahme der Zugangsmöglichkeiten zu Leitungswasser sowie den Anschluss an das Abwassersystem, das 2009 94% der Stadt erfasste (1990 betrug der Anschluss an das Wasserleitungssystem nur 89% und jener zum Abwassersystem 92%). KW - Sustainable development KW - Composite indices KW - Metropolitan zone of Guadalajara KW - Process capability indices KW - Domestic water supply KW - Nachhaltige Entwicklung KW - Gesamtindexes KW - Großstadtareal von Guadalajara KW - Prozessfähigkeitsindizes KW - Häusliche Wasserversorgung KW - Guadelajara KW - Haushalt KW - Trinkwasserversorgung KW - Nachhaltige Entwicklung Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-36075 ER - TY - THES A1 - Götter, Johanna Friederike T1 - Mahafaly pastoralists between structure and agency : development, institutional change and adaptation in South-West Madagascar T1 - Mahafaly Pastoralisten zwischen Struktur und Agency : Entwicklung, institutioneller Wandel und Anpassung in Südwest-Madagaskar N2 - It is well known that the development and adaptation capacities of rural communities in the developing world largely depend on the flexibility of the communities’ ‘social structure’ (the community as a norm-group itself, together with its ‘institutions’ as the legal, moral and ideological framework). ‘Structures’ that have been identified by research as being crucial for rural livelihoods are found to be specific non-market security structures that are based on concepts of solidarity, reciprocity, and kinship. It is also widely acknowledged that ‘agency’ (understood as the decision-making and action-taking of individuals, including their aims to influence others) also plays a role. However, very little is known about how the interplay between ‘structure’ and ‘agency’ shapes institutional change and adaptation. Specifically, proper analytical frameworks for analyzing this interplay are missing. This dissertation aims to contribute to our understanding of development and adaptation capacities of rural communities against the backdrop of current mechanisms of social security and their evolution, to the interplay of different factors in such processes of institutional change, and the relationship between structure and agency, as well as to the required development of appropriate analytical frameworks. Empirical research was conducted on the Mahafaly Plateau in South-West Madagascar with three detailed micro-studies on cases of change, analyzing them through the lens of Contemporary Classical Institutional Economics and the Framework for Modeling Institutional Change (Ensminger 1992), then proposing suggestions on how to improve the framework. The cases reveal that indeed ‘agency’ is an important factor shaping institutional change on the local or regional level. Institutional change is found to be both driven by collective action as well as evolutionary mechanisms. Importantly, agency is influencing both of these mechanisms. The results may be transferred to other rural societies of the developing world that also base the enforcement of their formal institutions on orality, ideologically value personal freedom and procedural liberty, and show a high diversity of institutions of all kinds. For such societies, the results suggest that the societal environment on the one hand favors adaptation on the level of individuals or small groups and allows these actions to evolutionary change institutions. On the other hand, adaptation based on designed institutional change and collective action is difficult to plan and execute. The framework applied to the cases is shown to be suitable as it allows us to shed light on changes in institutions including ideology as a result of the interplay between individual actors and their behavior, changes in external factors such as relative prices, the constellations of actors, and their bargaining power. By modifying the framework by adding ‘agency’ as one of the core elements, the analysis becomes even more comprehensive. N2 - Es ist bekannt, dass die Entwicklungs- und Anpassungskapazitäten ländlicher Gemeinschaften in Entwicklungsländern stark von der Flexibilität ihrer ‚sozialen Struktur‘ abhängig sind, d.h. der Gemeinschaft als Norm-Gruppe und ihrer ‚Institutionen‘, d.h. ihres legalen, moralischen und ideologischen Rahmens aus nationalen und lokalen Regeln, sozialen Normen, geteilten mentalen Modelle, Perzeptionen und Ideologien. Als elementar für ländliche Livelihoods angesehen werden die spezifischen nicht-markt-basierten Sicherheits-Strukturen, basierend auf Konzepten von Solidarität, Reziprozität und Verwandtschaft. Auch ist bestätigt, dass auch ‚Agency‘ eine wichtige Rolle spielt, verstanden hier als das Entscheidungen-Treffen und Handeln von Individuen, mit dem Ziel der Einflussnahme. Die Dissertation möchte einen Beitrag zum Verständnis der Entwicklungs- und Anpassungsfähigkeit ländlicher Gemeinden vor dem Hintergrund sozialer Sicherheit und ihrer Entwicklung leisten, sowie des faktoriellen Zusammenspiels in solchem institutionellen Wandel, einschließlich der Beziehung zwischen „Struktur“ und „Agency“, sowie der Entwicklung geeigneter Frameworks. Empirische Forschung wird in Form von drei detaillierten Mikro-Fallstudien auf dem Mahafaly-Plateau im Südwesten Madagaskars durchgeführt und durch die Linse der zeitgenössischen klassischen Institutionenökonomie und des Framework for Modeling Institutional Change (Ensminger 1992) analysiert. Die Fallstudien zeigen, dass „Agency“ ein wichtiger Faktor ist, der den institutionellen Wandel auf lokaler oder regionaler Ebene prägt. Institutioneller Wandel wird hier sowohl durch kollektives Handeln als auch durch evolutionäre Mechanismen angetrieben, und „Agency“ beeinflusst beide Mechanismen des Wandels. Die Ergebnisse können auf andere ländliche Gemeinschaften in Entwicklungsländern übertragen werden, die ebenfalls die Durchsetzung ihrer formalen Institutionen auf das mündliche Wort gründen, persönliche Autonomie und Verfahrensfreiheit ideologisch hoch schätzen und eine hohe Vielfalt an Institutionen aller Art aufweisen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass in solchen Gemeinschaften auf der einen Seite das gesellschaftliche Umfeld eine Anpassung auf der Ebene von Individuen oder kleinen Gruppen begünstigt und deren Aktionen leicht zu evolutionärem institutionellen Wandel führen. Andererseits sind Anpassungen für die es einen geplanten instutionellem Wandel und kollektives Handeln benötigt schwer umzusetzen. Das für die Analyse der Fallstudien verwendete Framework for Modeling Institutional Change erweist sich als geeignet, da es uns erlaubt Veränderungen in Institutionen, einschließlich Ideologien, zu beleuchten, und als Zusammenspiel zwischen individuellen Akteuren und ihrem Verhalten, Veränderungen externer Faktoren wie relativen Preisen, den Konstellationen der Akteure und ihrer Verhandlungsmacht. Das Hinzufügen von „Agency" zu den Kernelementen des Frameworks erlaubt eine noch umfassendere Analyse. KW - Institutional change KW - Institutions KW - Social change KW - Madagascar KW - Agency KW - Institutioneller Wandel KW - Institutionen KW - Sozialer Wandel KW - Madagaskar KW - Anpassung KW - Madagascar KW - Ländliche Entwicklung KW - Institutionenökonomie KW - Sozioökonomischer Wandel Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-57600 ER - TY - THES A1 - Günther, Falk T1 - Pair correlations from symmetry-broken states in strongly correlated electronic systems T1 - Paarkorrelationen in Zuständen mit Symmetriebrechung in stark korrelierten Elektronensystemen N2 - As a result of 20 years of experimental and theoretical investigations of high temperature superconductors (HTSC) one can draw a very complex and rich phase diagram that cannot be described completely yet. Numerous experimental findings give strong hints for an inhomogeneous distribution of spin and charge correlations in HTSC. Motivated by the experimental findings we try to answer the question whether pair correlations from broken symmetry states can be found in the framework of the Gutzwiller approximation of the Hubbard model.After an introductory discussion of selected experimental works and theoretical models we derive the charge-rotationally invariant Gutzwiller functional for the one-band Hubbard model. On this basis we calculate various states from the saddle point solution of functional in the attractive (U<0) regime. Starting with a second order expansion we investigate the instability of a normal system towards SC in the framework of the time dependent Gutzwiller approximation (TDGA). We derive criteria for a phase transition from the normal to the superconducting phase in the paramagnetic regime. We show results for an infinite dimensional lattice that are in good agreement with QMC data. In the next section of this work we present results for finite dimensional systems. We compare numerical results from the GA with the conventional Hartree-Fock approximation. As an example we discuss a homogeneously superconducting and a charge-ordered state. We show that the difference is mainly in the crossover from weak to strong coupling which is due to the renormalization in the Gutzwiller formalism. In a next step we derive an effective Hamiltonian on top of the saddle point solution. We compare the formalism analytically with the findings from the well known BCS theory. We verify our conclusions by numerical calculations. Motivated by different experimental works on d-wave symmetric k-dependent SC gaps we focus on the question whether states including non-local pair correlations can be a solution of the GA and how does this correlation lower the energy.We restrict to the repulsive regime (U>0) and discuss the formal requirements for a possible solution in view of a coexisting spin order and the interplay of local and non-local pair order. As a next application we prepare inhomogeneous solutions in the normal and in the extended Hubbard model where we include an additional inter-site interaction by the parameter V>0. We present inhomogeneous solutions that are characterized by stripe-shaped domains where the parameters for charge- and pair- ordering change their phases or their amplitude. We obtain results for the normal and the extended Hubbard model and we discuss the influence of the parameter V. We show that in case of V>0 a pair density wave (PDW) without stripes is the ground state. Another focus of the work is on point-like inhomogeneities namely polarons and (anti-)vortices in finite clusters. We present results that show a good agreement with the logarithmic dependence of the energy of the vortex state with respect to the vortex radius as well as possible attraction between vortex and anti-vortices. Finally in the last chapter we introduce the superfluid density in order to discuss the stability of our solutions in finite dimensional systems. We give a short overview on different analytical approaches to this quantity. We present an approach that is based on an energy expansion view of an angular distortion of the charge vector field. We discuss this approach by comparing the numerical GA results with exact QMC results where our approach turned out to be in good qualitative agreement. N2 - Das Ergebnis der letzten 20 Jahre experimenteller und theoretischer Untersuchungen zu Hochtemperatursupraleitern (HTSL) ist ein hoch komplexes, reichhaltiges Phasendiagramm, welches noch immer nicht vollständig beschrieben werden kann. Zahlreiche experimentelle Ergebnisse geben starke Hinweise auf eine inhomogene Verteilung von Spin- und Ladungskorrelationen in HTSL. Motiviert durch die experimentellen Ergebnisse versuchen wir die Frage zu beantworten, ob Paarkorrelationen in Zuständen mit Symmetriebrechung im Rahmen der Gutzwillernäherung des Hubbardmodells gefunden werden können. Nach einer einleitenden Diskussion ausgewählter experimenteller Arbeiten und theoretischer Modelle leiten wir das ladungsrotationsinvariante Gutzwiller-Energiefunktional im Rahmen des Ein-Band-Hubbard-Modells her. Auf dieser Basis berechnen wir vielfältige Zustände am Sattelpunkt des Funktionals im attraktiven Bereich (U<0). Beginnend mit einer Entwicklung der Energie bis zur zweiten Ordnung untersuchen wir zunächst die Instabilität eines normalen Systems hinsichtlich Supraleitung im Rahmen der zeitabhängigen Gutzwillerapproximation (TDGA).Wir leiten ein Kriterium für den Übergang von der normalen zur supraleitenden Phase im paramagnetischen Bereich her. Unsere Ergebnisse für ein unendlich-dimensionales Gitter zeigen gute Übereinstimmung mit den Daten der Quantum-Monte-Carlo-Methode (QMC). Im nächsten Abschnitt dieser Arbeit präsentieren wir Ergebnisse für zweidimensionale Systeme. Wir vergleichen hierbei numerische Ergebnisse der Gutzwillernäherung mit der konventionellen Hartree-Fock-Näherung. Am Beispiel eines homogen supraleitenden und eines ladungsgeordneten Zustandes zeigen wir, dass die Unterschiede vor allem im Übergang von schwacher zu starker Kopplung zu finden sind, wobei die Ordnungsparameter von der Renormierung beeinflusst sind. Als eine weitere Anwendung leiten wir ausgehend von der Sattelpunktslösung einen effektiven Hamiltonoperator her. Wir vergleichen unseren Formalismus analytisch mit den Schlussfolgerungen der Bardeen-Cooper-Schrieffer-Theorie (BCS). Motiviert durch verschiedene experimentelle Arbeiten zu d-wellensymmetrischen, k-abhängigen 'supraleitenden Gaps' konzentrieren wir uns auf die Frage, ob Zustände mit nicht-lokalen Paarkorrelationen eine Lösung der Gutzwillernäherung sind und ob diese Korrelationen die Energie erniedrigen. Wir diskutieren formale Anforderungen an eine mögliche Lösung im Hinblick auf eine koexistierende Spinordnung und das Zusammenspiel mit den nicht-lokalen Paarordnungen. Als nächste Anwendung präparieren wir Lösungen im normalen und im erweiterten Hubbardmodell, wobei wir eine zusätzliche Zwischen-Gitterplatz-Wechselwirkung durch den Parameter V>0 einführen. Wir zeigen inhomogene Lösungen, welche durch streifenförmige Bereiche charakterisiert sind, in welchen sich die Parameter für Ladungs- und Paarordnung in Phase und Amplitude ändern. Wir stellen Ergebnisse für das normale und das erweiterte Hubbardmodell vor und diskutieren den Einfluss des Parameters V. Wir zeigen, dass für den Fall V>0 eine Paardichte-Welle ohne Streifenordnung der Grundzustand ist. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf einfachen punktförmigen Inhomogenitäten wie Polaronen und (Anti)-Vortices in finiten Clustern. Wir präsentieren Ergebnisse in guter Übereinstimmung mit der logarithmischen Abhängigkeit der Energie vom Radius des Vortex sowie einer möglichen Anziehung zwischen Vortex und Antivortex. Schließlich führen wir im letzten Kapitel die superfluide Dichte ein und diskutieren in diesem Zusammenhang die Stabilität unserer Lösung in endlich-dimensionalen Systemen. Wir folgen einer Herleitung, welche auf einer Entwicklung der Energie bezüglich einer Verdrehung des Ladungsvektorfeldes beruht. Wir diskutieren diesen Zugang im Vergleich mit exakten QMC-Daten wobei die Ergebnisse unsere Herleitung gute qualitative Übereinstimmung zeigen. KW - Elektronenkorrelation KW - Hubbard-Modell KW - Festkörperphysik KW - Korrelierte Elektronensysteme KW - Attraktives Hubbardmodell KW - Solid state physics KW - Correlated electronic systems KW - Attractive Hubbard model Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-19631 ER - TY - THES A1 - Günther, Thomas T1 - Entwicklung einer Bewertungsmethodik zur Standortplanung und Dimensionierung von Wasserstoffanlagen T1 - Development of valuation method for location planning and dimensioning of hydrogen plants N2 - Gewöhnlich wird über Standorte von Produktionsanlagen nach Kriterien wie z.B. der Verfügbarkeit von Rohstoffen, Energie, Infrastruktur und damit verbundene Kosten entschieden. Die Dimensionierung der Produktionskapazitäten erfolgt unter anderen nach der absetzbaren Produktmenge sowie den erzielbaren Gewinnen. Voraussetzung ist die ständige Verfügbarkeit der benötigten Energie. Für Konzepte zur Nutzung überschüssiger Energien, besonders fluktuierender Windenergie zur Wasserstoffproduktion sind die gewöhnlichen Methoden nur bedingt geeignet. Daher wurde mit dieser Arbeit eine Bewertungsmethodik entwickelt, die Dauer und Menge der verfügbaren Energie in die Standortentscheidung sowie die Anlagendimensionierung integriert. Zunächst wird die Wasserstoffanlage modularisiert und in die Teilprozesse Energieversorgung, Wasserversorgung, Wasserelektrolyse, Kühlung, Speicherung und Verdichtung für den Transport unterteilt. Nach Vorgabe technologischer und wirtschaftlicher Parameter werden für jede Teilanlage die Stoff- und Energieströme sowie die Kosten berechnet. Auf Basis der gegebenen Randbedingungen erfolgen die Anlagenkonfigurierung sowie die Ermittlung der Standortspezifischen Produktionskosten. Durch Parametervariationen bei Technologie und Kosten können Sensitivitätsanalysen durchgeführt und unterschiedliche Betriebsszenarien analysiert werden. Die Anwendung der Bewertungsmethodik wird an Fallbeispielen demonstriert. Eine am Industriepark positionierte Wasserstoffanlage dient als Referenzanlage für den kontinuierlichen Betrieb mit Netzenergie. Am Beispiel einer durch Windenergie betriebenen Wasserstoffanlage werden die Einflüsse von verfügbarer Energiemenge und Versorgungsdauer gezeigt. Bei vorgegebenen Wasserstoffpreisen werden die Zusammenhänge zwischen optimaler Anlagenkapazität und Anlagenauslastung dargestellt sowie die daraus erzielbaren Stromkostenbudgets zur Vergütung der Windparkleistung ermittelt. N2 - Common decisions for locations of production plants are based on criteria such as availability of commodities, energy, infrastructure and costs related with these. Sizing of product capacities depends on other things such as production quantities to be sold and profits to be obtained. The condition is an permanent availability of the required energy. For concepts of using surplus renewable energies especially wind energy for hydrogen production common methods are only partly suitable. Thus in this work an evaluation methodology was developed which integrated duration and amount of available energy for decisions of locations and dimensioning of the plant. Initially the hydrogen plant is modularised and segmented to the sub processed energy supply, water supply, water electrolyses, cooling, storing and compression for transport. After the specification of technological and economical parameters, the material and energy streams as well as the costs are calculated for every individual plant. Based on the given conditions, the configuration of plant and also the investigation of site-specific production costs is done. By variation of technology and costs parameters, feasibility studies and different operating scenarios can be demonstrated. The application of this evaluation methodology is demonstrated by case studies. A hydrogen plant situated at an industry park serves as a reference plant for the continuous operation with grid energy. Using a wind energy propelled hydrogen plant as an example, the effects of amount and duration of the usable energy are shown. Based on predefined hydrogen prices, the correlation between optimal plant capacity and plant utilization is described and the difference between the predefined price and the operation costs is calculated. This difference can be used to finance the wind farm operation. The results serves among others for the development of optimal operation concepts and also for first cost estimations, prior to a detailed plant design. KW - Bewertungsmethodik KW - Standortplanung KW - Dimensionierung KW - Wasserstoffanlage KW - Elektrolyseur KW - Hydrogen plant KW - Valuation method KW - Location planning KW - Dimensioning KW - Electrolyzer KW - Wasserstoff KW - Technische Anlage KW - Bemessung KW - Standortplanung KW - Elektrolyse Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-30864 ER - TY - THES A1 - Güth, Mareike T1 - Vergleichende populationsgenetische Untersuchungen an Arthropoden in gestörten Offenlandschaften T1 - Comparative population genetic investigations on arthropods in disturbed open landscapes N2 - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden an zwei Insektenarten, dem Laufkäfer Calathus erratus (Sahlberg 1827) und dem Sandohrwurm Labidura riparia (Pallas 1773), Untersuchungen zur genetischen Diversität und Populationsstruktur durchgeführt, um Rückschlüsse auf die Entwicklung der genetischen Variabilität in gestörten und fragmentierten Landschaften zu ziehen. Auch Aussagen über das Besiedlungsgeschehen in der Lausitz wurden getroffen. Dabei wurden Calathus erratus-Individuen von 13 Untersuchungsstandorten in Bergbaufolgelandschaften und von ehemaligen Truppenübungsplätzen populationsgenetisch mittels Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) untersucht. Bei Labidura riparia erfolgten populationsgenetischen Untersuchungen an 21 Populationen. Hier wurden Sekundärhabitate (Bergbaufolgelandschaften, ehemalige Truppenübungsplätze und eine Kalihalde) sowie Primärhabitate (Ostseeküste, Binnendüne) beprobt. Als molekulares Markersystem kamen Mikrosatelliten zum Einsatz. Es wurde gezeigt, dass Insekten als Pionierbesiedler relativ schnell großflächige, gestörte Offenlandbereiche im Gebiet der Lausitz besiedeln können. Der Sukzessionstyp (Primär- oder Sekundärsukzession), sowie das Alter der Flächen seit Beendigung des Störungsvorganges, spielten dabei nur eine untergeordnete Rolle. Wichtig für den Besiedlungsprozess ist das Vorhandensein geeigneter Habitatbedingungen, welche besonders durch Standortfaktoren wie Vegetation und anderen strukturellen Komponenten beeinflusst werden. Bei beiden Arten, dem Laufkäfer Calathus erratus und dem Sandohrwurm Labidura riparia, wurden hohe Gen-Diversitäten und eine starke genetische Ähnlichkeit der Populationen auch über größere geographische Entfernungen hinweg festgestellt. Mit hoher Wahrscheinlichkeit fand bei beiden Untersuchungsarten im Gebiet der Lausitz kein einzelnes Besiedlungsereignis, sondern eine kontinuierliche Immigration von Individuen statt, bzw. findet immer noch statt. Flächen der Bergbaufolgelandschaften und der Truppenübungsplätze, auf denen die Arten rezent auftreten, können als Ausgangshabitate für die Kolonisation neuer Habitate in der Lausitz dienen. Beide Arten weisen eine hohe Mobilität auf. So waren alle untersuchten Sandohrwürmer geflügelt. Es ist von einem Flugvermögen auszugehen. Für die Laufkäferart Calathus erratus wurde ein hoher Anteil makropterer Individuen überwiegend auf jungen Untersuchungsflächen in der Bergbaufolgelandschaft nachgewiesen und damit ein aktiver Kolonisationsprozess dokumentiert. Weiterhin wiesen beide Arten eine geringe, auf eine räumliche Populationsstruktur zurückzuführende Populationsdifferenzierung auf. Bei Labidura riparia wurde, im Gegensatz zu Calathus erratus, eine räumliche Populationsstruktur festgestellt, die dem isolation-by-distance Modell folgte. Die Sandohrwurmpopulationen der Untersuchungsstandorte der Küste unterschieden sich genetisch von den Festlandspopulationen. Als Ausgangspunkt der Besiedlung der Bergbaufolgelandschaften diente mit hoher Wahrscheinlichkeit die Binnendüne bei Dömitz. Die Kolonisation der Offenstandorte der Lausitz durch Calathus erratus und Labidura riparia erfolgte auch aus umgebenden Habitaten. Bergbaufolgelandschaften und ehemalige Truppenübungsplätze verfügen über eine wichtige Habitatfunktion für Tierarten, die auf offene, sandige Habitate angewiesen sind. Diese Standorte sind besonders wegen ihrer Großflächigkeit als Refugialräume geeignet. Mit fortschreitender Sukzession wird sich der Anteil von Offenlandflächen in den Bergbaufolgelandschaften und auf Truppenübungsplätzen verringern. Während der Laufkäfer Calathus erratus durch sein breiteres Habitatspektrum auch im Bereich von Ruderalfluren eine hohe Überlebenswahrscheinlichkeit hat, ist der Sandohrwurm Labidura riparia auf bestehende natürliche Standorte und anthropogen geschaffene Sekundärstandorte angewiesen. Beide Insektenarten sind jedoch in der Lage, eventuell neu entstehende Habitate zu besiedeln. N2 - Within the framework of this thesis, I carried out molecular investigations of genetic variation and population structure of two insect species, the ground beetle Calathus erratus and the earwig Labidura riparia, to confirm the development of genetic variability in disturbed and fragmented landscapes. Also statements on colonisation of the insect species in Lusatia have been made. Investigations of population genetics of Calathus erratus were carried out on 13 sites in post-mining landscapes and former military training areas applying Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) method. In total, 21 populations of Labidura riparia were investigated. Populations from secondary habitats (post-mining landscape, former military training areas and a potassic heap) and primary habitats (coast of Baltic See, inland dune) were included. Microsatellites were used as a molecular marker system. It was demonstrated that insects quickly colonise large disturbed open-landscapes in Lusatia. Succession type (primary or secondary succession) and age of sampling sites (time since dumping) were of less importance for colonisation. On the other hand, suitable habitat conditions, for instance sparse vegetation and structural components, are important for the colonisation process. For the ground beetle Calathus erratus and the earwig Labidura riparia, high gene-diversity and low genetic differentiation among populations were found, also over larger geographical distances. For both species the data suggest that there was no single colonisation event, but continuous immigration of individuals. The post-mining landscape itself and former military training areas with current populations of the species can have served as sources for colonisation of new habitats in Lusatia. Both species are highly mobile. All sand-earwigs were winged, thus flight ability can be assumed. For beetle species Calathus erratus large proportions of macropterous individuals were found on young investigation sites in the post-mining landscape. Both species show only weak differentiation among the populations. In contrast to Calathus erratus in Labidura riparia an isolation-by-distance pattern was found. The earwig populations from coastal sites were genetically differentiated from mainland populations. Colonisation of post-mining landscape by Labidura riparia started obviously from an inland-dune near Dömitz. Colonisation of Lusatia by Calathus erratus and Labidura riparia took place from surrounding habitats. Post-mining landscapes and former military training areas are important habitats for species mainly restricted to open sandy landscapes. The significance of the habitats as refuge sites is especially due to the comparatively huge size of the landscape. With ongoing succession the amount of open land areas in post-mining landscapes and former military training areas will decrease, making the habitat unsuitable for these species. The ground beetle Calathus erratus is able to use also ruderal sites as habitats, the earwig Labidura riparia is reliant on natural and secondary sites created by man. However, both species are able to colonise new developing habitats. KW - Niederlausitz KW - Gliederfüßer KW - Populationsgenetik KW - AFLP KW - Populationsstruktur KW - Calathus erratus (Sahlberg 1827) KW - Labidura riparia (Pallas 1773) KW - AFLP KW - Mikrosatelliten KW - Population structure KW - Calathus erratus (Sahlberg 1827) KW - Labidura riparia (Pallas 1773) KW - AFLP KW - Microsatellites Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-4459 ER - TY - THES A1 - Haeberle, Jörg T1 - Transparente leitfähige Metalloxideinkristalle und amorphe oxidische Dünnschichtsysteme - Eine photoelektronenspektroskopische Vergleichsstudie T1 - Transparent conducting oxide single crystals and amorphous oxidic semiconductors - a comparative study N2 - Die Materialklasse der transparenten leitenden Metalloxide (engl. transparent conducting oxides (TCO)) und amorphen oxidischen Dünnschichtsysteme (engl. amorphous oxidic semiconductors (AOS)) sind überaus faszinierend, da sie gegensätzliche physikalische Eigenschaften, wie Transparenz und hohe Leitfähigkeit in sich vereinen. Die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen sind immer noch unklar und werden in dieser Dissertation beleuchtet. Dazu wurde die resonante Photoelektronenspektroskopie (resPES)gewählt, da sie sich in den letzten Jahren als vielseitiges Werkzeug für die detaillierte Untersuchung der elektronischen Struktur und der Identifikation von Defekten ausgezeichnet hat. Im Rahmen dieser Arbeit ergab sie die einmalige Möglichkeit, sowohl hoch qualitative TCO-Einkristalle (ZnO, Ga2O3, In2O3 und SnO2) als auch amorphe oxidische Dünnschichtsysteme (GIZO und SnOx) photeelektronenspektroskopisch zu untersuchen und zu vergleichen. Somit wird gezeigt, dass die elektronische Struktur der Materialklasse der TCO und ihrer korrespondierenden AOS mehr Gemeinsamkeiten aufweisen, als bisher erwartet wurde. Es zeigt sich, dass die Bandlücke, im eigentlichen Sinne, in der Materialklasse der TCO und AOS nicht existiert. Lokalisierte Zustände füllen den gesamten Bereich dieser Bandlücke aus und reichen zum Teil in das Valenzband (VB) und Leitungsband (CB) hinein. Dies führt dazu, dass es keine, wie bisher gedacht, scharfen Grenzen zwischen lokalisierten und delokalisierten Zuständen gibt. Um dies zu verdeutlichen wird ein neuartiges Modell eingeführt, das aufzeigt, dass die Wechselwirkung von metallischen d- und s-Niveaus in einer Öffnung der d-Schale resultiert. Durch Charge-Transfer (CT)-Mechanismen und weitere Hybridisierung mit metallischen unbesetzten p-Zuständen folgt eine stärkere Lokalisierung. Die Diskussion wird begonnen mit der Klärung der Elementeverhältnisse der untersuchten Materialsysteme. Darauf folgt die Charakterisierung von intrinsischen Defekten und ihren Beiträgen auf die elektronische Struktur. Abschließend werden die elektronischen Strukturen der AOS mit denen der korrespondierenden TCO verglichen. N2 - The material class of transparent conducting oxides TCO and amorphous oxidic semiconductors AOS is of big interest because they are combining contradictionary physical properties like transparency and conductivity at the same time. The physical mechanisms are still not clarified and are investigated in this thesis. For this reason the resonant photo emission spectroscopy (resPES) was utilized. The resPES is an all-round tool to investigate the electronic structure and to identify defects. In scope of this thesis the unique change was given to investigate high quality TCO single crystals (ZnO, Ga2O3, In2O3 and SnO2) as well as AOS with photo electron spectroscopy and to compare their electronic structure. It is shown that the electronic structure of the material class of TCO and their corresponding AOS have more similarities as expected. It appears that no band gap is existing in TCO and AOS. The whole gap is filled with localized states which even extend to the VB and CB. This leads to a non-sharp border between localized and delocalized states. For clarification a new model is introduced to explain the interaction of metallic d and s states leading to a d shell opening. Further CT-mechanisms and hybridizations with metallic p states results in stronger localization. The first part of the discussion is about the elemental ratios of the investigated materials. It follows the characterization of the intrinsic defects and there contributions to the electronic structure. Finally the electronic structures of the AOS is compared to those of the corresponding TCO. KW - Metalloxide KW - Dünnschichtsysteme KW - ResPES KW - Experimentelle partielle Zustandsdichte KW - Intrinsische Bandlückenzustände KW - TCO KW - AOS KW - ResPES KW - Experimental pDOS KW - Intrinsic gap states KW - Metalloxide KW - Photoelektronenspektroskopie KW - Elektronenstruktur KW - Zustandsdichte KW - Energielücke Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40356 ER - TY - THES A1 - Haj Khan Mirzai Sarraf, Ali T1 - Heritage and continuity in the bazaar T1 - Erbe und Kontinuität im Basar N2 - Tehran Bazaar has been the most influential marketplace in Iran, over the last two hundred years, since Tehran became the capital of the country. The Bazaar has been a significant socio-political agent in Iranian society. Nevertheless, less attention has been given to its internal atmosphere, where the bazaaris, have tried to conserve their traditions and preserve their heritage. One of these heritages are “hey’ats”, religious formations for holding mourning sessions in Muharram month, as a ritual in Shi’a Islam. “Hey’ats” give the guilds a sense of collective identity, they represent them, and also build a shared heritage for them. The Drapers’ Guild was the first guild in Tehran Bazaar, founding a hey’at. They founded this hey’at in 1883 and named it “the Drapers’ Hey’at”. After the Islamic Revolution of 1979, the Drapers faced difficulties preserving their heritage. They were forced to displace the Mirza Mousa Mosque in the Bazaar. The Mosque was their center for holding religious sessions and was publicly known as “the Drapers’ Mosque”. Since they were attached to the Mosque, their displacement was perceived a loss of heritage. Later, they decided to build a new home, “the Drapers’ Hosseinieh”. They decided to implement the interior design of their lost Mosque in the new place. This strategy enabled them overcome “the traumatic experience of displacement and heritage loss.” Also, to safeguard their new place, they legally registered their hey’at as an institution, and they wrote a constitution for it. The attempts for modernization, led them to develop beneficiary activities, as well. In this research, a qualitative approach is applied, benefiting from multiple methodologies, including; ethnography, secondary sources, and visual methods. The researcher has attempted to outline the story of the Drapers in preserving their heritage. This study hopefully would be useful for similar traditional organizations, showing how continuity and heritage preservation are possible to achieve for communities having experienced a troubled past. N2 - Der Basar in Teheran gilt seit zweihundert Jahren als der einflussreichste Markt im Iran und ist ebenfalls ein wichtiger soziopolitischer Wirkungsort der iranischen Gesellschaft. Bisher wurde jedoch nur wenig Aufmerksamkeit auf die innere Atmosphäre des Ortes gerichtet, in welchem die bazaaris ihre Traditionen und ihr gemeinsames Erbe pflegen. Teil dieses Erbes sind sogenannte Hey’ats, religiöse Zusammenkünfte, bei denen als Teil der schiitischen Tradition gemeinsam während des Muharram Monats getrauert wird. Diese Hey’ats stehen repräsentativ für die Gilden und verleihen den Gildenangehörigen einen Sinn kollektiver Identität und eines gemeinsamen Erbes. Die Tuchmacher Gilde war die erste des Teheran Basars, die Hey’at praktizierte. 1883 gründeten die Mitglieder gemeinsam das „Tuchmacher-Hey’at“. Nach der Islamischen Revolution im Jahr 1979 wurden die Tuchmacher jedoch zunehmend mit Schwierigkeiten bei der Erhaltung ihres Erbes konfrontiert. So musste die Mirza Mousa Moschee, welche das Zentrum der religiösen Zusammenkünfte bildete und in der Öffentlichkeit als „Tuchmacher-Moschee“ bekannt geworden war, aufgelöst werden. Der Verlust dieses Ortes wurde als Erbe-Verlust empfunden. Später baute die Gilde einen neuen Ort, die „Tuchmacher Hosseinieh“, welche innenarchitektonisch der Mirza Mousa Moschee angeglichen wurde. Diese Strategie half den Gildenangehörigen, über den „traumatischen Verlust und die Entwurzelung des Erbes“ hinweg zu kommen. Darüber hinaus wurde das neue Hey’at als offizielle Institution registriert und mit einer Satzung ausgestattet. Auch Modernisierungsbemühungen stellten sich als hilfreich heraus. In dieser Arbeit werden qualitative Methoden benutzt wie beispielswiese Ethnografie, Sekundärliteratur und Visuelle Methoden. Der Autor hat sich mit dieser Arbeit zum Ziel gesetzt, die Geschichte gemeinschaftlicher Bemühungen zur Erhaltung des Erbes darzustellen, in der Hoffnung, dass diese Studie hilfreich für die Erforschung ähnlicher traditioneller Organisationen ist. Die Arbeit zeigt die Möglichkeit der Kontinuität der Erbe-Erhaltung und Pflege einer Gemeinschaft trotz problembeladener Vergangenheit. KW - Tehran KW - Guilds of Bazaar KW - Muharram KW - Iran KW - Heritage Preservation KW - Teheran KW - Gilden des Basars KW - Erhaltung des kulturellen Erbes KW - Teheran KW - Basar KW - Gilde KW - Tuchmacher KW - Kulturerbe Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-51717 ER - TY - RPRT A1 - Halfar, Fabian T1 - Die Rolle der Jugendlichen in den Narrationen des Leitbildentwicklungsprozess Eisenhüttenstadts : Prozessgestalt und Innovationskraft der Leitbildentwicklung im Kontext einer Narrationsanalyse T1 - Young People's role in the narratives of Eisenhüttenstadt's guiding principles development process : Process design and innovative power in the development of guiding principles in the context of a narrative analysis N2 - Eisenhüttenstadt war als Planstadt ein Teil des politischen Projektes der DDR und unterlief mit den Wechseln in der Systemführung verschiedene Phasen der Begünstigung in der Stadtentwicklung. Im Zuge der Wiedervereinigung erfuhr die Stadtbevölkerung einen Verlust des zuvor gültigen Normen- und Wertesystems durch den Wegbruch des Eisenhüttenkombinats Ost (EKO) als Hauptarbeitgeber sowie als sozialer und kultureller Bezugspunkt. Seitdem ist die Stadtentwicklung von Abwanderungsprozessen geprägt, die in Teilen der Stadtbevölkerung maßgeblich zu der Entwicklung von ausgeprägten Ressentiments gegenüber den Werten und Normen der wiedervereinigten Bundesrepublik beigetragen haben. Ein in diesem Kontext angestoßener Leitbildentwicklungsprozess versucht Konflikt- und Innovationspotenziale der Stadtentwicklung zu erkennen und in Richtung einer langfristigen Zukunftsperspektive neu zu gestalten. Die Diskurse und Methoden dieser Leitbildentwicklung werden in dieser Arbeit anhand einer Narrationsanalyse untersucht. Ein besonderer Fokus wird dabei auf die Rolle der Jugendlichen als abwandernde Bevölkerungsschicht gelegt. Die Erstellung eines Leitbildes für die Stadt wird als Prozess verstanden, der darauf abzielt, neue Narrationen über die Stadtentwicklung in der Bevölkerung zu etablieren. Narrativisierungen verschiedener Deutungen über die Stadt werden dazu in die Prozessgestaltung der Leitbildfindung integriert. Anhand der ablehnenden Haltung der Stadtbevölkerung gegenüber dem Leitbild werden Prozessgestalt und Innovationskraft der Leitbildentwicklung kritisch hinterfragt sowie die Grenzen und Möglichkeiten von Leitbildentwicklungsprozessen aufgezeigt. N2 - As a planned city, Eisenhüttenstadt was part of the political project of the GDR and underwent various phases of favoritism in urban development alongside changes in regime leadership. In the course of reunification, the city's population experienced a loss of previously valid norms and values due to the demise of the Eisenhüttenkombinat Ost as the main employer and as a social and cultural center of reference. Since then, the city's development has been characterized by processes of emigration, which have contributed significantly to the development of pronounced resentments toward the values and norms of reunified Germany among parts of the city's population. A model development process initiated in this context attempts to identify conflict and innovation potentials in urban development and transform them towards a long-term future perspective. The discourses and methods of this guiding principles development are examined in this thesis by means of a narrative analysis. A particular focus is placed on the role of young people as a migrating segment of the population. The production of guiding principles for the city is understood as a process aimed at establishing new narratives about urban development among the population. Narrativizations of different interpretations of the city are integrated into the process design of the guiding principles development model. On the basis of the city population's rejection of the guiding principles, process design and innovative power of guiding principles developments are called into question and the limits and possibilities of guiding principles development processes are conceptualized. T3 - Schriftenreihe des HochschulCampus KleinstadtForschung - 4 KW - Stadtentwicklung KW - Eisenhüttenstadt KW - Stadtentwicklung KW - Bevölkerungsrückgang KW - Schrumpfen KW - Stadtumbau KW - Leitbild KW - Jugend KW - Partizipation KW - Schrumpfung KW - Jugendliche KW - Partizipation KW - Diskursanalyse KW - Urban development KW - City shrinkage KW - Youth KW - Participation KW - Discourse analysis Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-64599 SN - 2940-6366 ER - TY - THES A1 - Hamede, Mohammed Hussein Haytham T1 - The turbulent very wide-gap Taylor-Couette flow : experimental investigation T1 - Die turbulente Taylor-Couette-Strömung mit sehr weitem Spalt : experimentelle Untersuchung N2 - Die Taylor-Couette-Strömung (TC), die Strömung zwischen zwei konzentrischen, unabhängig voneinander rotierenden Zylindern, wird als perfektes Modell zur Untersuchung von Scherströmungen über konkaven Oberflächen verwendet und ist eines der paradigmatischen Systeme der Fluidphysik. In dieser Arbeit wird eine experimentelle Untersuchung der turbulenten TC-Strömung in einer sehr breiten Spaltgeometrie mit einem Radiusverhältnis 𝜂 = 0,1 durchgeführt. Das physikalische und dynamische Verhalten der Strömung wird in einer Geometrie untersucht, die vor der vorliegenden Studie kaum untersucht wurde, was diese Studie einzigartig macht. Ziel der Studie ist es, die Auswirkungen der Krümmung auf die TC-Strömung zu verstehen, insbesondere in Fällen, in denen die Umfangslänge des inneren Zylinders kleiner ist als die Spaltbreite. Die Strömung wird in den verschiedenen Rotationsregimen untersucht: gegenläufige, mitläufige und reine Innenzylinder-Rotationsregime bis zu Scher-Reynoldszahlen Re_s≤ 150000. Das Strömungsfeld wurde mit Hilfe von Visualisierungstechniken qualitativ untersucht. Bei der Untersuchung der verschiedenen Strömungsparameter zeigen sich bekannte kohärente TC-Strömungsmuster sowie neu beobachtete Muster, von denen wir annehmen, dass sie nur bei TC-Strömungen mit sehr großem Spalt existieren. Für eine detailliertere quantitative Untersuchung wurde eine zeitaufgelöste Messung des Geschwindigkeitsfeldes mit der Hochgeschwindigkeits-Partikel-Image-Velocimetry-Technik durch die Endplatte des Systems durchgeführt. Die radialen und azimutalen Geschwindigkeitskomponenten in der horizontalen 2D-Ebene werden an verschiedenen axialen Positionen gemessen, um die axiale Varianz der Strömung zu erfassen. Das aufgezeichnete Strömungsfeld wird verwendet, um den Drehimpulstransport in Form der Quasi-Nusselt-Zahl (Nu_ω) zu berechnen. Die Ergebnisse zeigen ein Maximum der Nu_ω für niedrige gegenläufige Raten von -0,011 ≤ μ_max ≤ -0,0077, was mit großräumigen Strukturen verbunden ist, die den gesamten Spalt überspannen. Darüber hinaus nimmt Nu_ω für Gegenrotationsraten, die höher als μ_max sind, ab, bis es einen Minimalwert erreicht, und steigt dann für höhere Gegenrotationsfälle tendenziell wieder an. Das Raum-Zeit-Verhalten des turbulenten Strömungsfeldes für die Fälle mit hoher Gegenrotation zeigt die Existenz neu beobachteter Muster neben der äußeren Zylinderwand, die sich nach innen ausbreiten, den Drehimpulstransport verstärken und zu einem zweiten Maximum im Transport für höhere Gegenrotationsraten führen. Das Raum-Zeit-Verhalten des turbulenten Strömungsfeldes für die Fälle mit hoher Gegenrotation zeigt die Existenz von neu beobachteten Mustern neben der äußeren Zylinderwand, die sich nach innen ausbreiten, den Drehimpulstransport verstärken und zu einem zweiten Maximum des Transports für höhere Gegenrotationsraten führen. Für den rein rotierenden inneren Zylinder skaliert der Impulstransport. N2 - The Taylor-Couette (TC) flow, the flow confined between two concentric independently rotating cylinders, is used as a perfect model to investigate shear flow over concave surfaces and one of the paradigmatic systems of the physics of fluids. In this thesis, an experimental investigation of the turbulent TC flow in a very wide gap geometry with a radius ratio 𝜂 = 0.1 is performed. The physical and dynamic behavior of the flow is studied in a geometry that has rarely been investigated before the current study, which makes this study unique. The study aims to understand the effect of curvature on the TC flow, particularly in cases where the circumferential length of the inner cylinder is smaller than the gap width. The flow is studied in the different rotation regimes: counter-rotating, co-rotating, and purely inner cylinder rotating regimes up to shear Reynolds numbers Re_s≤ 150000. The flow field has been qualitatively studied using visualization techniques. By probing the different flow parameters, familiar coherent TC flow patterns appear, in addition to newly observed patterns we assume only exist for very wide gap TC flows. For a more detailed quantitative study, a time-resolved velocity field measurement has been conducted using the High-speed Particle Image Velocimetry technique through the system end plate. The radial and azimuthal velocity components in the 2D horizontal plane are measured at different axial positions, in order to scan the axial variance of the flow. The recorded flow field is used to compute the angular momentum transport in terms of the quasi-Nusselt number (Nu_ω). The results show a maximum of Nu_ω for low counter-rotating rates of −0.011 ≤ μ_max ≤ −0.0077, which is associated with large-scale structures that span the entire gap. Moreover, the Nu_ω decreases for counter-rotation rates higher than μ_max until it reaches a minimum value and then tends to increase again for higher counter-rotation cases. The space-time behavior of the turbulent flow field for the high counter-rotating cases shows the existence of newly observed patterns next to the outer cylinder wall that propagates inward, enhancing the angular momentum transport and resulting in a second maximum in transport for higher counter-rotating rates. For the pure rotating inner cylinder, the momentum transport scaling with the shear rate Nu_ω ∼ Re_s^α has been studied, and it shows a transition in scaling to 𝛼 = −0.76 for all flows with Re_(s )≥ 25000. This new scaling reveals the transition of the flow from the classical turbulent regime to the ultimate one, where this transition is accompanied by a clear change in the flow behavior. Moreover, the flow in the co-rotating regime and particularly in the centrifugal stable regime (𝜇 > +0.01) is investigated. The Velocity measurements show the presence of disturbed flow near the inner cylinder, where the measured velocity profiles showed a clear deviation from those predicted by laminar flow for flows up to 𝜇 = +0.04. KW - Experimental fluid mechanics KW - Taylor-Couette flow KW - Rotating flow KW - Turbulence KW - Particle image velocimetry KW - Experimentelle Strömungsmechanik KW - Taylor-Couette-Strömung KW - Rotationsströmung KW - Turbulenz KW - Turbulente Strömung KW - Strömungsmechanik KW - Rotationsströmung KW - Taylor-Couette-Strömung Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-64456 ER - TY - JOUR A1 - Han, Weijia A1 - Reiter, Sebastian A1 - Schlipf, Jon A1 - Mai, Christian A1 - Spirito, Davide A1 - Jose, Josmy A1 - Wenger, Christian A1 - Fischer, Inga A. T1 - Strongly enhanced sensitivities of CMOS compatible plasmonic titanium nitride nanohole arrays for refractive index sensing under oblique incidence T1 - Stark verbesserte Empfindlichkeit von CMOS-kompatiblen plasmonischen Titannitrid-Nanoloch-Arrays für die Brechungsindex-Messungen unter nicht-senkrechtem Lichteinfall N2 - Titanium nitride (TiN) is a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) compatible material with large potential for the fabrication of plasmonic structures suited for device integration. However, the comparatively large optical losses can be detrimental for application. This work reports a CMOS compatible TiN nanohole array (NHA) on top of a multilayer stack for potential use in integrated refractive index sensing with high sensitivities at wavelengths between 800 and 1500 nm. The stack, consisting of the TiN NHA on a silicon dioxide (SiO2) layer with Si as substrate (TiN NHA/SiO2/Si), is prepared using an industrial CMOS compatible process. The TiN NHA/SiO2/Si shows Fano resonances in reflectance spectra under oblique excitation, which are well reproduced by simulation using both finite difference time domain (FDTD) and rigorous coupled-wave analysis (RCWA) methods. The sensitivities derived from spectroscopic characterizations increase with the increasing incident angle and match well with the simulated sensitivities. Our systematic simulation-based investigation of the sensitivity of the TiN NHA/SiO2/Si stack under varied conditions reveals that very large sensitivities up to 2305 nm per refractive index unit (nm RIU−1) are predicted when the refractive index of superstrate is similar to that of the SiO2 layer. We analyze in detail how the interplay between plasmonic and photonic resonances such as surface plasmon polaritons (SPPs), localized surface plasmon resonances (LSPRs), Rayleigh Anomalies (RAs), and photonic microcavity modes (Fabry-Pérot resonances) contributes to this result. This work not only reveals the tunability of TiN nanostructures for plasmonic applications but also paves the way to explore efficient devices for sensing in broad conditions. N2 - Titannitrid (TiN) ist ein CMOS-kompatibles Material mit großem Potenzial für die Herstellung plasmonischer Strukturen, die sich für die Bauelementintegration eignen. Die vergleichsweise großen optischen Verluste können sich jedoch nachteilig auf die Anwendung auswirken. In dieser Arbeit wird ein CMOS-kompatibles TiN-Nanoloch-Array (NHA) auf einem Mehrschichtstapel vorgestellt, das für die integrierte Brechungsindexmessung mit hoher Empfindlichkeit bei Wellenlängen zwischen 800 und 1500 nm eingesetzt werden kann. Der Stapel, bestehend aus dem TiN NHA auf einer Siliziumdioxid (SiO2)-Schicht mit Si als Substrat (TiN NHA/SiO2/Si), wurde in einem industriellen CMOS-kompatiblen Prozess hergestellt. Das TiN NHA/SiO2/Si zeigt Fano-Resonanzen in den Reflexionsspektren bei schrägem Einfallswinkel, die durch Simulationen sowohl mit Finite-Differenzen-Zeitbereichsmethoden (FDTD) als auch Rigorous Coupled Wave Analysis (RCWA) gut reproduziert werden. Die aus den spektroskopischen Charakterisierungen abgeleiteten Empfindlichkeiten nehmen mit zunehmendem Einfallswinkel zu und stimmen gut mit den simulierten Empfindlichkeiten überein. Unsere systematische simulationsbasierte Untersuchung der Empfindlichkeit des TiN NHA/SiO2/Si-Stapels unter verschiedenen Bedingungen zeigt, dass sehr große Empfindlichkeiten bis zu 2305 nm RIU-1 vorhergesagt werden, wenn der Brechungsindex des Dielektrikums oberhalb des NHAs ähnlich dem der SiO2-Schicht ist. Wir analysieren im Detail, wie das Zusammenspiel zwischen plasmonischen und photonischen Resonanzen wie Oberflächenplasmonpolaritonen (SPPs), lokalisierten Oberflächenplasmonenresonanzen (LSPRs), Rayleigh-Anomalien (RAs) und photonischen Mikrokavitätsmoden (Fabry-Pérot-Resonanzen) zu diesem Ergebnis beiträgt. Diese Arbeit zeigt nicht nur die Abstimmbarkeit von TiN-Nanostrukturen für plasmonische Anwendungen, sondern ebnet auch den Weg für die Erforschung effizienter Geräte für die Erkennung unter verschiedensten Bedingungen. KW - TiN KW - Plasmonics KW - Plasmonik KW - Plasmonik KW - Photonik KW - Titannitrid KW - Plasmonics KW - Photonics Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1364/OE.481993 ER - TY - THES A1 - Handick, Evelyn T1 - Surface and interface characterization by X-ray and electron spectroscopies - revealing the peculiarities of Cu(In,Ga)Se₂ chalcopyrite and CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ perovskite-based thin film solar cell structures T1 - Oberflächen- und Grenzflächencharakterisierung mittels Röntgen- und Elektronenspektroskopie - Bestimmung der Besonderheiten von Cu(In,Ga)Se₂ Chalkopyrit- und CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ Perowskit-basierten Dünnschichtsolarzellenstrukturen N2 - This thesis focuses on the investigation and characterization of the surfaces and interfaces of chalcopyrite-based Cu(In,Ga)Se₂ (CIGSe) and organo-metal mixed halide perovskites, specifically CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ thin film solar cell absorbers using various x-ray and electron spectroscopies. In particular, the impact of alkali treatments on the chemical and electronic surface and near-surface structure of CIGSe absorbers is studied. For CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ the compound formation is monitored and the peculiarities of the interface formation of CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ on compact and mesoporous TiO₂ are examined. Laboratory and synchrotron-based photoelectron spectroscopy are used to gain a depth-dependent picture of the chemical and electronic structure in the surface and near-surface region of CIGSe absorbers, focusing on the influence of NaF and NaF/KF post-deposition treatments (PDT) when compared to alkali-free CIGSe absorbers. The alkali-free and NaF-PDT absorbers show similar chemical properties, having a Cu and Ga poor surface region compared to the nominal bulk and the same chemical environment for indium and selenium. For the NaF/KF-PDT samples a K-In-Se compound is present on top of a Cu-In-Ga-Se compound, with a nanopatterned surface that is almost devoid of Cu and Ga. Further, for the NaF-PDT sample a near-surface electronic band gap of 1.61[+0.14/-0.51] eV is derived. In contrast, a large and more gradual change towards the surface is obtained for the NaF/KF-PDT absorber exhibiting a significant band gap widening of the surface, which is in agreement with a Cu- and Ga-devoid surface region and the formation of a K-In-Se surface compound. To in-situ monitor the compound formation of CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ on compact TiO₂ (c-TiO₂) hard x-ray photoelectron spectroscopy is used. During in-situ annealing a drop-casted layer of precursor solution on c-TiO₂ shifts in the perovskite related core levels can be observed upon reach the “transition temperature” of 80-100°C. Further the Cl signal decrease at the onset of annealing and shows a depletion in the surface region for annealing temperatures above 50°C. In addition, the chemical and electronic structure of the interface between perovskite and mesoporous TiO₂ (mp-TiO₂) or c-TiO₂ using different perovskite layer thicknesses are studied. N2 - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung und Charakterisierung der Ober- und Grenzflächen von Chalkopyrit-basierten Cu(In,Ga)Se₂ (CIGSe) und gemischten organisch-metallischen Halogenid Perowskit CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ Dünn-schichtsolarzellen mittels verschiedener Röntgen- und Elektronenspektroskopieme-thoden. Insbesondere wird der Einfluss von Alkalinachbehandlungen auf die chemische und elektronische Oberflächen- und Oberflächennahe-Struktur von CIGSe Absorbern untersucht. Für CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ wird die Kristallisation der Verbindung beobachtet und die Eigenschaften der Grenzfläche zwischen CH₃NH₃PbI(₃-ᵪ)Clᵪ und kompaktem und mesoporösem TiO₂ ermittelt. Labor- und Synchrotron-basierte Photoelektronenspektroskopien werden angewendet um ein tiefenabhängiges Bild der chemischen Struktur der Oberfläche und nahe der Oberfläche von CIGSe Strukturen zu erhalten. Vor allem der Einfluss von NaF und NaF/KF Nachbehandlungen (PDT) im Vergleich zu alkalifreien CIGSe Absorbern wird untersucht. Die alkalifreien und NaF-PDT Absorber weisen ähnliche chemische Oberflächeneigenschaften auf. Es wird eine Cu- und Ga-verarmte Oberflächenregion mit ähnlicher chemischen Umgebung für Indium und Selen detektiert. Die NaF/KF-PDT Proben weisen eine K-In-Se Oberflächenphase auf einer Cu-In-Ga-Se Verbindung mit einer nanostrukturierten Oberfläche auf. Die NaF/KF-PDT Absorberoberfläche ist nahezu frei von Cu und Ga. Weiter kann eine elektronische Bandlücke in Oberflächennähe von 1.61[+0.14/-0.51] eV für die NaF-PDT Probe bestimmt werden. Im Gegensatz dazu zeigt der NaF/KF-PDT Absorber eine größere und eher graduellere Veränderung in Richtung Oberfläche mit einer signifikanten Erweiterung der Oberflächenbandlücke. Dies kann der Ausbildung der K-In-Se Oberflächenverbindung auf einer Cu- und Ga-verarmten Absorberregion zuge¬schrieben werden. Photoelektronenspektroskopie mit harten Röntgenstrahlen wird verwendet, um die Kristallisation der CH₃NH₃PbI(₃-x)Clx Verbindung auf kompaktem TiO₂ (c-TiO₂) in-situ zu beobachten. Während des Heizvorgangs einer aufgetropften Schicht der Ausgangslösung auf c-TiO₂ wird eine Verschiebung der Perowskit-Rumpfniveaus während der Übergangstemperatur von 80-100°C sichtbar. Außerdem ist eine Abschwächung des Chlor-Signals zu Beginn des Heizvorgangs zu beobachten mit einer Verarmung in der Oberflächenregion bei Temperaturen über 50°C. Weiter wird die chemische und elektronische Struktur von Perowskit verschiedener Schichtdicke auf mesoporösem TiO₂ (mp-TiO₂) und c-TiO₂ untersucht. Mit steigender Perowskitschichtdicke zeigt sich ein Anwachsen der Perowskitlinien während die Substratlinien abgeschwächt werden. KW - Chalcopyrit KW - Perovskite KW - Photoelectron spectroscopy KW - Thin film solar cell KW - Chalkopyrite KW - Perowskite KW - Photoelektronenspektroskopie KW - Dünnschichtsolarzelle KW - Kupferkies KW - Perowskit KW - Photoelektronenspektroskopie KW - Dünnschichtsolarzelle Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-42431 ER - TY - THES A1 - Handreg, Martin T1 - Entwurf von künstlichen neuronalen Netzen zur Regelung von Prozessgrößen in einer Schmelzwanne für Flachglas T1 - Design of artifical neural networks for process control in a float glass melting furnace N2 - In der vorliegenden Arbeit wird die Eignung von Künstlichen Neuronalen Netzen hinsichtlich der Modellierung des komplexen Prozessverhaltens in einer Flachglasschmelzanlage analysiert. Die Identifikation und das Training der neuronalen Prozessmodelle erfolgen mit Messdaten einer Schmelzwanne für Flachglas. Im Vordergrund steht die Evaluation einer geeigneten Netzstruktur und die Parametrierung der Netzparameter. Dabei wird der Einfluss der einzelnen Netzparameter in Bezug auf die Genauigkeit der Netze eingehend untersucht. Anhand von Testdaten wird nachgewiesen, dass die qualitätsbestimmenden Temperaturen und der Glasstand mit Künstlichen Neuronalen Netzen hinreichend genau berechnet werden können. Auf Basis der entwickelten neuronalen Prozessmodelle wird anschließend eine modellbasierte prädiktive Regelstrategie beschrieben. Neben der Auswahl des Gütekriteriums und des Optimierungsalgorithmus zur Berechnung zukünftiger Stellgrößen werden Richtlinien zur Dimensionierung der verfügbaren Reglerparameter abgeleitet. N2 - This thesis analyzes the suitability of Artificial Neural Networks for modeling the complex process in a float glass melting plant. The identification and training of the neural process models are being carried out with real float glass furnace data. The focus is on the evaluation of an appropriate network structure and parameter configuration. With respect to the network precision the effect of parameter changes will be investigated and it will be shown that it is possible to calculate the relevant temperatures and the glass level in an accurate way. The results will be validated by test data. In the second step, a model-based predictive control strategy to determine future control signals is described and a selection of the performance criterion, the numerical optimization program and guidance for the available control parameters are given. KW - Künstliches Neuronales Netz KW - Prädiktive Regelung KW - Levenberg-Marquardt-Algorithmus KW - Flachglas KW - Schmelzprozess KW - Artifical Neural Networks KW - Predictive control KW - Algorithm of Levenberg-Marquardt KW - Floatglas KW - Melting process KW - Neuronales Netz KW - Flachglas KW - Schmelzen Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-39471 ER - TY - THES A1 - Hannebauer, Dina T1 - Zur Querschnitts- und Stabtragfähigkeit von Trägern mit profilierten Stegen T1 - Bearing capacity of girders with corrugated webs N2 - In der vorliegenden Arbeit werden das Stabilitätsverhalten und dessen Einfluss auf die Querschnitts- und Stabtragfähigkeit von Trägern mit profilierten Stegen umfassend untersucht. Die gewählten Parametergrenzwerte orientieren sich am derzeitigen Anwendungsbereich stegprofilierter Träger. Es werden ausschließlich sinus- und trapezförmige Profilierungen untersucht. Die Arbeit leistet einen Beitrag, dem Anwender das Tragverhalten unterschiedlicher Profilierungen aufzuzeigen und gleichzeitig abzugrenzen. Ein gezielter Einsatz der derzeit auf dem Stahlleichtbaumarkt existierenden Trapez- und Wellstegträger wird ermöglicht. Erhöhte Wettbewerbschancen sind eine Folge. Die Ergebnisse der experimentellen und numerischen Untersuchungen zum lokalen Stabilitätsverhalten des Stegbleches bei Querkraftbeanspruchung tragen zu einem besseren Verständnis über das Tragverhalten bei und erlauben eine Weiterentwicklung des mehrfach diskutierten Interaktionsmodells zur Querkrafttragfähigkeit. Umfangreiche Parameterstudien zeigen, dass die Profilierungsform (trapez- bzw. sinusförmig) sowie die Parameter Wellenamplitude und –länge die Tragmechanismen bestimmen. Die Interaktion des lokalen und globalen Beulens wird dabei mit einer Beulspannung für zonales Beulen beschrieben. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann die Tragfähigkeit stegprofilierter Träger besser formuliert werden. Die Abminderungskurven, welche das Nachbeulverhalten sowie Imperfektionen berücksichtigen, werden optimiert. Eine wesentliche Verbesserung der Plateaulängen ist für Träger mit profilierten Stegen gelungen. Des Weiteren wird der Einfluss der lokalen Instabilität des Gurtes biegebeanspruchter Träger untersucht. Im Speziellen werden dabei Einflussparameter des Plattenbeulens untersucht und gezeigt, dass Abweichungen angenommener Beulfeldabmessungen ungünstige Auswirkungen auf das beschriebene Tragverhalten haben. Im Ergebnis der Untersuchungen wird eine Optimierung der anzunehmenden Beulfeldabmessungen für Plattenbeulen vorgeschlagen. Abschließend ergänzen Untersuchungen zum globalen Stabilitätsverhalten der Wellstegträger die grundlegenden Untersuchungen zum Tragverhalten der Wellstegträger und ordnen diese in die bestehenden europäischen Knickspannungslinien ein. N2 - The stability behaviour and its influence on bearing capacity of girders with corrugated webs have been investigated comprehensively within the present paper. The investigated parameters orientate towards current applications of girders with corrugated webs. Only sinusoidal and trapezoidal corrugations are examined. The paper makes a contribution in order to present users differences in load bearing behaviour of corrugated web-girders and distinguish them concurrently. Specific use of presently existing corrugated web-girders becomes possible. Results of experimental and numerical investigations regarding local stability behaviour of webs, which are shear force-loaded have been established. Extensive parameter studies show, that shape of corrugation (trapezoidal and sinusoidal) as well as amplitude and length of corrugation define the load bearing behaviour. The interaction of local and global buckling is expressed with a critical buckling stress for zonal buckling. Based on these results bearing capacity of girders with corrugated webs can be described more precise. In conclusion, reduction factor curves (considering imperfections and post-buckling behaviour) have been improved. A decisive optimization of plateau length has been succeeding for girders with corrugated webs. Additional the local stability behaviour of flanges has been investigated due to flexural loading. Especially the influence parameter of plate buckling has been determined. It could be shown, that variances of assumed buckling field dimensions have unfavourable effects due to common-described load bearing behaviour. Results and improved plate buckling field dimensions have been summarized and suggested. Concluding investigations of the global stability behaviour complete fundamental statements about load bearing behaviour of girders with sinusoidally corrugated webs and integrate them into existing european buckling curves. KW - Stahl KW - Schlankes Bauteil KW - Tragverhalten KW - Stabilität KW - Steg KW - Profilierung KW - Wellstegträger KW - Trapezstegträger KW - Querkrafttragfähigkeit KW - Stabtragfähigkeit KW - Corrugation KW - Sinusoidal KW - Trapezoidal KW - Girder Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-5734 ER - TY - THES A1 - Hanschke, Benjamin T1 - Auswirkungen von Fremdkörperschädigungen und Blending Reparaturen auf die Aeroelastik von Hochdruckverdichter Blisks T1 - Consequences of foreign object damages and blending repairs on the aeroelastic system behaviour of high pressure compressor blisks N2 - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Auswirkungen von Fremdkörperschädigungen und Blending Reparaturen auf das aeroelastische Systemverhalten einer modernen Hochdruckverdichter Blisk. Mittels einer vollautomatisierten Prozesskette zur Untersuchung parametrisch definierter Schadensfälle erfolgt eine detaillierte Analyse der Korrelationsbeziehungen zwischen den Schädigungsparametern und deren Einfluss auf die hochzyklische Ermüdungsfestigkeit der Komponente. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse fließen in ein Regressionsmodell zur Erstellung von Sensitivitätsplots ein, um eine schnelle Beurteilung der Kritikalität von Schadensfällen im Flottenbetrieb zu ermöglichen. Im Rahmen der aeroelastischen Analysen sind vor allem die Auswirkungen von Blending Reparaturen auf typische Kenngrößen wie die aerodynamische Dämpfung und Anregung von Interesse. Am Beispiel einer im Betrieb hoch ausgelasteten Schwingform wird eine potentielle Überlagerung mehrerer, für die Betriebssicherheit der Komponente kritischer, Effekte dargestellt. Um die Rechenzeiten für derartige Vorhersagen künftig zu verringern, werden zudem unterschiedliche Ansätze zur Reduktion der Simulationsaufwände verglichen. N2 - The present work focusses on the effects of foreign object damages and blending repairs on the aeroelastic system behaviour of a modern high pressure compressor blisk. Utilizing a fully automated process chain for the investigation of parametrically defined damages, a detailed analysis of the correlation between the damage parameters and their influence on the high-cycle fatigue strength of the component is carried out. The results are incorporated into a regression model to generate sensitivity plots for a rapid assessment of the criticality of foreign object damages in fleet operation. In the scope of the aeroelastic analyses, the effects of blending repairs on typical parameters such as aerodynamic damping and excitation are investigated. By the example of a highly loaded mode shape, a potential superposition of several critical effects for the operational safety of the component is discussed. In order to reduce the turn around time for such predictions in the future, different approaches to lower the computational efforts are compared. KW - Aeroelastik KW - Blending Repair KW - Fremdkörperschädigung KW - Foreign Object Damage KW - Blisk KW - Blisk KW - Aeroelastizität KW - Fremdkörper KW - Schädigung Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-66877 ER - TY - THES A1 - Hansen, Basma T1 - Qualitative und quantitative Analyse von Ligninen verschiedener Quellen bzw. Aufschlussverfahren für einen Einsatz als biobasierten Chemierohstoff und polymeres Material T1 - Qualitative and quantitative analysis of lignins from different sources and isolation methods for an application as a biobased chemical and resource and polymeric material N2 - Lignin ist bereits ein intensives Gebiet der Forschung, allerdings werden Verknüpfungen zwischen Quelle, Aufschlussmethode und Einsatz in der Literatur kaum beschrieben. In der vorliegenden Arbeit werden Lignine von verschiedenen Quellen (Weizenstroh, Buche, Nadelholz) und Aufschlussmethoden (AFEX, Wasserdampfaufschluss, Organosolv, Saure Hydrolyse) analytisch erfasst und hinsichtlich ihres Einsatzes in polymeren Materialien charakterisiert. Eine breite Auswahl an Methoden wurden eingesetzt, FT-IR- Spektroskopie, UV-Vis, 31P-NMR, GPC, Pyrolyse-GC/MS, sowie HPLC zur Bestimmung der Reinheit gemäß des NREL-Standard-Protokolls. Thermische Analysen, wie TGA und DSC zeigten Glasübergangstemperaturen um 120°C, sowie Zersetzungstemperaturen zwischen 340°C und 380°C. Die Ergebnisse weisen für das Organosolv-Buchenholz-Lignin hochreine Fraktionen auf, die bis dato noch nicht erreicht wurden. Die Ergebnisse dieser Arbeit identifizien die Organosolv-Buchenholz-Lignine als ein verwertbares Produkt im Hinblick auf die Anwendung in Polyurethanen sowie Phenol-Formaldehydharzen. N2 - Lignins in general have been extensively studied, while relation between source, isolation method and application is rarely described. In the present work, lignin from different sources (wheat straw, beech wood, needle wood) and isolation methods (AFEX, steam explosion, Organosolv, acid hydrolysis) has been characterized regarding their application as a chemical resource and polymeric material. A range of analytical methods were applied including elemental analysis, FT-IR, UV-Vis, 31P NMR, SEC, Pyrolysis GC/MS and HPLC to gain information about establish the purity, structure, molecular weight, thermal behavior and to determine carbohydrate residues according to the NREL protocol. TGA and DSC are used to study the thermal behavior of the isolated lignins and showed a relatively low glass transition temperatures around 120°C and decomposition temperatures between 340°C and 380°C . NREL analysis presented a carbohydrate-free lignin fraction derived from beech wood via Organosolv process which has not been achieved to date. The finding of this work support Organolsolv as an efficient method to isolate pure lignin fractions from beech wood with practical value in industry, in particular for application in Polyurethanes and Phenolic resins. KW - Lignin KW - Biomasse KW - Nachwachsende Rohstoffe KW - Analytik KW - Polyurethan KW - Phenol-Formaldehyd-Harze KW - Lignin KW - Renewable resource KW - Phenole-formaldehyde resin KW - Polyurethane KW - Biomass KW - Lignin KW - Nachwachsender Rohstoff KW - Biomasse KW - Polyurethane KW - Chemische Analyse Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-34935 ER - TY - THES A1 - Harder, Felix T1 - On bilevel optimization problems in infinite-dimensional spaces T1 - Über Zwei-Ebenen-Optimierungsprobleme in unendlichdimensionalen Räumen N2 - In this thesis we consider bilevel optimization problems in infinite-dimensional spaces. In particular, we are interested in providing first-order necessary optimality conditions. We consider bilevel optimization problems both in abstract Banach spaces and in some special situations. This includes the optimal control of the obstacle problem, which is a typical bilevel optimization problem in Sobolev spaces, as well as a class of inverse optimal control problems. We obtain optimality conditions for these more specific optimization problems by applying our results from the abstract setting. Our main approach for deriving optimality conditions in the abstract setting utilizes the relaxation of a reformulation of the bilevel optimization problem via the optimal value function. We also introduce the so-called normal-cone-preserving operators and show how this concept can be applied. We also consider other topics that arise in this context. For instance, we investigate the so-called limiting normal cone to a complementarity set in Sobolev spaces. This complementarity set plays a central role in the context of the optimal control of the obstacle problem. The limiting normal cone is a concept which appears in the area of variational analysis and generalizes the usual normal cone from convex analysis. We also investigate in which spaces Legendre forms and Legendre-* forms can exist. We show that if a Legendre-* form exists in a reflexive Banach space or a space with a separable predual space, then this space is already isomorphic to a Hilbert space. We also consider a discretization of a bilevel optimization problem in Lebesgue spaces. We present both theoretical error estimates and numerical experiments. The new results in this thesis are illustrated by examples and counterexamples. In order to present the topics in a self-contained way, we review some known concepts and their basic properties. A particular focus for this is on the definitions and properties from the area of capacity theory. N2 - In dieser Arbeit werden Zwei-Ebenen-Optimierungsprobleme in unendlichdimensionalen Räumen betrachtet. Insbesondere sind wir an notwendigen Optimalitätsbedingungen erster Ordnung für solche Optimierungsprobleme interessiert. Wir studieren Zwei-Ebenen-Optimierungsprobleme sowohl in abstrakten Banachräumen als auch in konkreteren Situationen. So betrachten wir etwa die optimale Steuerung des Hindernisproblems, welches ein typisches Zwei-Ebenen-Optimierungsproblem in Sobolevräumen ist, sowie auch eine Klasse von inversen Optimalsteuerungsproblemen. Dabei wenden wir unsere Ergebnisse aus den Betrachtungen in abstrakten Banachräumen an, um Optimalitätsbedingungen zu zeigen. Der Ansatz, um Optimalitätsbedingungen in der abstrakten Situation herzuleiten, benutzt die Relaxierung einer Reformulierung des Zwei-Ebenen-Optimierungsproblems, welche auf der Optimalwertfunktion basiert. Dabei führen wir auch die sogenannten normalkegelerhaltenden Operatoren ein und zeigen, wie dieses Konzept zur Anwendung kommt. Wir gehen auch auf andere Themen, die in diesem Zusammenhang auftreten, ein. So wird der sogenannte „llimiting normal cone“ zu einer Komplementaritätsmenge in Sobolevräumen betrachtet. Diese Komplementaritätsmenge spielt eine zentrale Rolle für die optimale Steuerung des Hindernisproblems. Der „llimiting normal cone“ ist ein Konzept, welches in der variationellen Analysis vorkommt und den gewöhnlichen Normalkegel aus der konvexen Analysis verallgemeinert. Ebenfalls untersucht wird die Fragestellung, in welchen Räumen Legendre-Formen und Legendre-*-Formen existieren können. Es wird gezeigt, dass die Existenz von Legendre-*-Formen in einem reflexiven Banachraum oder einem Raum mit einem separablen Prädualraum impliziert, dass diese Räume bereits isomorph zu einem Hilbertraum sind. Wir betrachten auch eine Diskretisierung eines Zwei-Ebenen-Optimierungsproblems in Lebesgueräumen. Dabei werden sowohl Fehlerschätzungen gezeigt als auch numerische Experimente präsentiert. Die erhaltenen neuen Resultate in dieser Arbeit werden mit Beispielen und Gegenbeispielen bereichert. Damit die Themen in einer in sich abgeschlossenen Form präsentiert werden können, werden auch bereits bekannte Konzepte eingeführt und grundlegende Eigenschaften diskutiert. Ein besonderer Schwerpunkt wird dabei auf die Kapazitätstheorie gelegt. KW - Bilevel optimization KW - Optimality conditions KW - Optimal control KW - Inverse optimal control KW - Obstacle problem KW - Zwei-Ebenen-Optimierung KW - Optimalitätsbedingungen KW - Optimale Steuerung KW - Inverse optimale Steuerung KW - Hindernisproblem KW - Optimale Kontrolle KW - Hindernisproblem KW - Optimalitätsbedingung KW - Zwei-Ebenen-Optimierung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-53755 ER - TY - THES A1 - Hartmann, Carsten T1 - Aluminiumnitrid-Volumenkristallzüchtung mittels physikalischen Gasphasentransports T1 - Bulk aluminum nitride growth by physical vapour transport N2 - In der Promotionsarbeit wurde ein Züchtungsverfahren zur Herstellung strukturell hochqualitativer AlN-Volumenkristalle mittels PVT-Methode entwickelt. Wesentliche Grundvoraussetzungen dafür sind ein thermisch und chemisch stabiles Tiegelmaterial, ein AlN-Quellmaterial mit Sauerstoffverunreinigungen <300 ppm und AlN-Keime mit hoher kristalliner Perfektion. Unter den getesteten potenziellen Tiegelmaterialien (BN, TaC, TaN, NbC, NbN, TaB2, W) zeigten sich TaC und mit Abstrichen W unter AlN-Züchtungsbedingungen ausreichend stabil und wurden für die Wachstumsversuche verwendet. Zur effektiven Reduzierung der Sauerstoffverunreinigungen im AlN-Quellmaterial wurde ein karbothermischer Reduktionsprozess entwickelt, welcher eine Restsauerstoffkonzentration im Quellmaterial von <300 ppm gewährleistet. AlN-Keime für die Homoepitaxie von AlN-Volumenkristallen wurden durch heteroepitaktisches Wachstum auf SiC-Substraten und über spontane Nukleation freistehender AlN-Kristalle hergestellt. Beim heteroepitaktischen Wachstum auf SiC zeigte sich eine starke Abhängigkeit von der Substratpolarität. Wachstum auf C-polarem SiC ist mit geringeren Ätzgrubendichten von 5*10^4 - 10^6 cm^(-2) gegenüber Si-polarem Wachstum mit Ätzgrubensdichten von 5*10^6 - 10^7 cm^(-2) gekennzeichnet. Für beide Substratpolaritäten wurden Modelle des Anwachsstadiums entwickelt. AlN-Kristalle mit bis zu 35 mm im Durchmesser wurden gezüchtet. Die hohe Rissneigung aufgrund von Abkühlspannungen und Si-Konzentrationen von mehreren Prozent im gewachsenen AlN-Kristall vermindern aber die Kristallqualität erheblich. Eine sehr hohe kristalline Perfektion kann hingegen durch spontane Nukleation freistehender AlN-Kristalle auf einer Zwischenebene in der Tiegelmitte gewährleistet werden. Bei Nukleationstemperaturen von 2200 °C wurden isometrische Kristalle mit 12*12*14 mm^3 gezüchtet. Die Kristalle weisen eine zonare Struktur auf, welche durch einen in [000-1]-Richtung gewachsenen Kernbereich mit Versetzungsdichten <10^2 cm^(-2) und einem senkrecht um den Kernbereich gewachsenen Randbereich mit Versetzungsdichten von 10^2 - 10^4 cm^(-2) gekennzeichnet ist. Strukturell hochqualitative (000-1)-Keime wurden aus spontan nukleierten isometrisch gewachsenen AlN-Kristallen präpariert und für die homoepitaktische Volumenkristallzüchtung verwendet. Unter Zuhilfenahme numerischer Temperaturfeldsimulationen wurde ein angepasster Keimhalter entwickelt, welcher ein leicht konvexes Temperaturfeld am Keim gewährleistet und Parasitärwachstum unterdrückt. Somit konnten AlN-Volumenkristalle homoepitaktisch gezüchtet werden, welche eine Durchmesservergrößerung unter Beibehaltung der hohen strukturellen Qualität der Keimkristalle zeigen. Dieses Verfahren bietet die Grundlage, durch die Züchtung mehrerer Kristallgenerationen eine Durchmesseraufweitung auf industriell relevante Größen von 1-2" zu erreichen. N2 - Within the frame of the dissertation a growth process based on the PVT method was developed in order to ensure the fabrication of bulk AlN crystals with high structural quality. Essential prerequisites are a thermal and chemical stable crucible material, an AlN source material with oxygen concentrations <300 ppm and AlN seeds with high crystalline perfection. Among the tested potential crucible materials (BN, TaC, TaN, NbC, NbN, TaB2, W), only TaC and to a lesser extend W are stable under AlN growth conditions and were used in the further growth experiments. A carbothermic reduction process was developed in order to decrease the oxygen impurity content in the AlN source material effectively. The residual oxygen concentrations were <300 ppm. AlN seed crystals for the use in homoepitaxial bulk growth runs were produced by heteroepitaxial growth on SiC substrates and by spontaneously nucleated freestanding AlN crystals. The structural quality of the heteroepitaxially grown AlN templates strongly depends on the SiC polarity. The growth of C polar and Si polar SiC results in etch pit densities in the grown AlN in the range of 5*10^4 -10^6 cm^(-2) and 5*10^6 -10^7 cm^(-2), respectively. For both substrate polarities models of the initial growth stages were developed. AlN crystals with up to 35 mm in diameter were grown, but the tendency to cracking and the high Si concentrations (several percent) reduce the crystal quality. However, a very high structural perfection can be obtained by spontaneously nucleated and freestanding grown AlN crystals. At nucleation temperatures of 2200 °C isometric crystals with up to 12*12*14 mm^3 could be grown. The crystals exhibit a zonar structure which is characterized by a core area and an edge region. The core area is grown in the [000-1] direction and reveals dislocation densities <10^2 cm^(-2). The edge region is grown perpendicular to the core area. The dislocation densities are here between 10^2 and 10^4 cm^(-2). (000-1) seeds with high structural perfection were prepared from spontaneously nucleated isometric AlN crystals and used for homoepitaxial growth experiments. With support of numerical simulations of the thermal field an adapted seed holder was developed which ensure a slightly convex-shaped thermal field at the seed and suppress the parasitic growth around the grown single crystal. Thus, bulk AlN crystals could be homoepitaxially grown with smooth expansion of the crystal diameter while maintaining the high structural quality of the seed crystals. This procedure provides the basis to achieve industrial relevant sizes of 1-2" in future by subsequent homoepitaxial growth runs. KW - Transport KW - Gasphase KW - Kristallwachstum KW - Gasphasenzüchtung KW - Volumenkristallzüchtung KW - Nitrid-Halbleiter KW - Substrat KW - Vapour growth KW - Bulk growth KW - Nitride semiconductor KW - Substrate Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-28992 ER - TY - THES A1 - Hartmann, Claudia T1 - Surface and interface characterization of CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ and CsSnBr₃ perovskite based thin-film solar cell structures T1 - Oberflächen- und Grenzflächencharakterisierung von CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ und CsSnBr₃ Perowskit-Dünnschichtsolarzellstrukturen N2 - The chemical and electronic structure of hybrid organometallic (CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ) and inorganic (CsSnBr₃) perovskite materials on compact TiO₂ (c-TiO₂) is studied using x-ray and electron based spectroscopic techniques. The morphology and local elemental composition of CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ, used as absorbers in PV devices, defining the film quality and influencing the performance of respective solar cells is studied in detail by using photoemission electron microscopy (PEEM). An incomplete coverage, with holes reaching down to the c-TiO₂ was revealed; three different topological regions with different degrees of coverage and chemical composition were identified. Depending on the degree of coverage a variation in I oxidation and the formation of Pb⁰ in the vicinity of the c-TiO₂ is found. The valence band maxima (VBM) derived from experimental data for the perovskite and c-TiO₂, combined with information from literature on spiro-MeOTAD suggests an energy level alignment resulting in an excellent charge selectivity at the absorber/spiro-MeOTAD and absorber/c-TiO₂ interfaces respectively. Further, the derived energy level alignment indicates a large recombination barrier (~2 eV), preventing shunts due to direct contact between c-TiO₂ and spiro-MeOTAD in the pin-holes. In-situ ambient pressure hard x-ray photoelectron spectroscopy (AP-HAXPES) studies of 60 and 300 nm CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ have been performed under varies conditions (i.e. vacuum/water and dark/UV light) to gain insight into the degradation mechanism responsible for the short lifetime of the absorber. The 60 nm perovskite forms Pb⁰ in water vapor (non-defined illumination) in presence of x-rays. The 300 nm perovskite sample shows a complex behavior under illumination/dark. In water vapor/dark the perovskite dissolves into its organic (MAI) and inorganic (PbI₂) components. Under illumination PbI₂ further decomposes to Pb⁰ induced by UV light and x-rays. For alternative inorganic CsSnBr₃ perovskites, the impact of SnF₂ on the chemical and electronic structure is studied to identify its role for the improved performance of the solar cell. HAXPES and lab-XPS measurements performed on CsSnBr₃ with and without SnF₂ indicate two Sn, Cs, and Br species in all samples, where the second Sn species is attributed to oxidized Sn (Sn⁴⁺). When adding SnF₂ to the precursor solution, the coverage is improved and less Sn⁴⁺ and Cs and Br secondary species can be observed, revealing an oxidation inhibiting effect of SnF₂. Additionally, SnF₂ impacts the electronic structure, enhancing the density of states close to the VBM. N2 - Die chemische und elektronische Struktur von hybriden metallorganischen (CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ) und anorganischen (CsSnBr₃) Perowskit-Materialien, abgeschieden auf kompaktem TiO₂ (c-TiO₂), wurden mit Hilfe von Röntgen- und Elektronenspektroskopiemethoden untersucht. Die Morphologie und lokale Elementzusammensetzung von CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ, welche die Leistung der Solarzelle beeinflussen, wurden mit Photoemissionselektronenmikroskopie (PEEM) im Detail untersucht. Dabei wird eine unvollständige Bedeckung, mit Löchern, die bis zum c-TiO₂ hinunterreichen, enthüllt. Ferner konnten drei verschiedene Morphologien mit unterschiedlichen Graden von Bedeckungen und chemischer Zusammensetzung identifiziert werden. Je nach Grad der Bedeckung, weisen die Morphologien eine Variation in der I Oxidation und die Bildung von Pb⁰ in der Nähe des c-TiO₂ auf. Die Valenzbandmaxima (VBM), bestimmt aus den Messdaten für das Perowskit und c-TiO₂, kombiniert mit Literaturwerten von spiro-MeOTAD, offenbaren eine Bandanpassung, die in eine exzellente Ladungsselektivität an der Absorber/spiro-MeOTAD und Absorber/c-TiO₂ Grenzfläche resultiert. Des Weiteren deutet die Bandanpassung auf eine große Rekombinationsbarriere (~ 2 eV) hin, welche das Auftreten von Shunts, durch den direkten Kontakt zwischen c-TiO₂ und spiro-MeOTAD in den Löchern, verhindert. Es wurden in-situ Umgebungsdruckröntgenspektroskopiestudien (AP-HAXPES) mit harter Röntgenstrahlung an 60 und 300 nm CH₃NH₃PbI₍₃₋ₓ₎Clₓ Proben unter verschiedenen Bedingungen (z.B. Vakuum/Wasser und Dunkelheit/Licht) durchgeführt, um Einblick in die Degradierungsvorgänge, die für die kurze Lebensdauer des Absorbers verantwortlich sind, zu erhalten. Die 60 nm Perowskit Probe bildet in Wasserdampf (undefinierte Beleuchtung) und in Anwesenheit von Röntgenstrahlung Pb⁰. Die 300 nm Perowskit Probe zeigt ein komplexes Verhalten bei Beleuchtung/Dunkelheit. Im Wasserdampf/Dunkelheit löst sich das Perowskit in seine organische (MAI) und anorganische (PbI₂) Komponenten auf. Unter Beleuchtung zerfällt PbI₂ weiter zu Pb⁰ verursacht durch UV-Licht und Röntgenstrahlung. Um die Rolle von SnF₂ in der Leistungsverbesserung alternativer anorganische CsSnBr₃ Perowskitsolarzellen zu identifizieren, wurde der Einfluss von SnF₂ auf deren chemische und elektronische Struktur mittels HAXPES und Labor-XPS Methoden untersucht. Alle Proben weisen zwei Sn, Cs und Br Spezien auf, wobei die zweite Sn Spezies auf oxidiertes Sn (Sn⁴⁺) zurückzuführen ist. Durch die Hinzugabe von SnF₂ zur Ausgangslösung, wird eine verbesserte Bedeckung und weniger Sn⁴⁺, inklusive deren zugehörigen sekundären Cs und Br Spezies, beobachtet. Was auf eine oxidationshemmende Eigenschaft von SnF₂ hindeutet. Darüber hinaus beeinflusst SnF₂ die elektronische Struktur des Absorbers und erhöht die Zustandsdichte in der Nähe des VBM. KW - Perovskite KW - Photoelectron spectroscopy KW - Thin-film solar cell KW - Solid-state physics KW - Photovoltaics KW - Photovoltaik KW - Festkörperphysik KW - Dünnschichtsolarzelle KW - Photoelektronenspektroskopie KW - Perowskite KW - Fotovoltaik KW - Halbleiter KW - Dünnschichtsolarzelle KW - Perowskit KW - Photoelektronenspektroskopie Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-46358 ER - TY - THES A1 - Harz, Mario T1 - Zur Logik der technologischen Effektivität T1 - Logic of technological effectiveness N2 - Bei der Untersuchung der logischen Struktur technologischer Sätze wurde eine Durchführungslogik (Logik der technologischen Effektivität) entwickelt, die Hinweise auf die Art und Weise des technischen Schließens liefert. Definitionen, Axiome, Regeln und einige Gesetze (Theoreme) dieses Kalküls werden vorgestellt und anhand der Struktur technologischer Sätze aus der Bedienungsanleitung einer Schreibmaschine illustriert. N2 - The investigation of the logical structure of technological sentence provided the development of the logic of implementation (logic of technological effectiveness). This delivers some insights into the way of technological conclusions and arguments. Definitions, axioms, rules and some theorems are presented and illustrated with examples taken from typewriter manual. KW - Technologie KW - Effizienz KW - Logik KW - Logik KW - Technik KW - Effektivität KW - Logic KW - Technology KW - Effectiveness Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-4072 ER - TY - THES A1 - Hasani, Alireza T1 - High-throughput QC-LDPC codes for next-generation wireless communication systems T1 - QC-LDPC-Codes mit hohem Durchsatz für drahtlose Kommunikationssysteme der nächsten Generation N2 - Wireless communication has become an indispensable part of our life and the demand for achieving higher throughput with lower energy consumption is ever growing. The ambitious throughput of 100 Gb/s and beyond is now becoming a modest goal thanks to comprehensive advances in transmission technologies and protocols. One important aspect of these advances is with regard to channel coding methods and the ability to detect and correct errors at the receiver. Computations needed by such methods become generally more complicated as they become more powerful in their performance. This imposes a great challenge for researchers attempting to devise practical methods for encoding and decoding Forward-error Correction (FEC) techniques tailored for high-throughput scenarios. In this work we focus on high-throughput Quasi-Cyclic LDPC (QC-LDPC) codes, as they have been selected as one of the main FEC techniques for the two major next generation wireless technologies, namely Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) and 5G. Our target is to develop complete encoding and decoding design for these codes in order to reach the throughput of 100 Gb/s with affordable power consumption. Toward this goal, we investigate first the appropriate encoder design for these codes which can be used at such high data-rate with reasonably low power consumption. Then we propose several novel ideas for improving the decoding performance and complexity of QC-LDPC codes. The proposed novel ideas collectively facilitate a decoder able to run at 50 Gb/s with less than 12 pJ/b energy consumption for a Latin squares QC-LDPC code. All the proposed methods are practical and implementable and their effectiveness are showcased by either Field Programmable Gate Array (FPGA) or Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) synthesis. N2 - Drahtlose Kommunikation ist zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres Lebens geworden, und der Anspruch an einen höheren Durchsatz mit geringerem Energieverbrauch wächst ständig. Der ehrgeizige Durchsatz von 100 Gbit/s und mehr wird dank umfassender Fortschritte bei den Übertragungstechnologien und protokollen zu einem bescheidenen Ziel. Ein wichtiger Aspekt dieser Fortschritte betrifft die Kanalcodierungsverfahren und die Fähigkeit, Fehler am Empfänger zu erkennen und zu korrigieren. Berechnungen, die von solchen Methoden benötigt werden, werden im Allgemeinen komplizierter, da sie in ihrer Leistung leistungsfähiger werden. Dies ist eine große Herausforderung für Forscher, die versuchen, praktische Methoden zum Codieren und Decodieren von FEC Techniken zu entwickeln, die auf Szenarien mit hohem Durchsatz zugeschnitten sind. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf QC-LDPC Codes mit hohem Durchsatz, da diese als eine der wichtigsten FEC Techniken für die beiden wichtigsten drahtlosen Technologien der nächsten Generation ausgewählt wurden, nämlich Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) und 5G. Unser Ziel ist es, ein vollständiges Codierungs- und Decodierungsdesign für diese Codes zu entwickeln, um den Durchsatz von 100 Gbit/s bei erschwinglichem Stromverbrauch zu erreichen. Um dieses Ziel zu erreichen, untersuchen wir zunächst das geeignete Encoderdesign für diese Codes, das mit einer so hohen Datenrate bei relativ geringem Stromverbrauch verwendet werden kann. Anschließend schlagen wir einige neuartige Ideen zur Verbesserung der Decodierungsleistung und Komplexität von QC-LDPC Codes vor. Die vorgeschlagenen neuen Ideen ermöglichen gemeinsam einen Decoder, der mit 100 Gbit/s und einem Energieverbrauch von weniger als 1 pJ/b für einen Latin Squares QC LDPC Code betrieben werden kann. Alle vorgeschlagenen Methoden sind praktisch und implementierbar, und ihre Wirksamkeit wird entweder durch FPGA oder ASIC Synthese demonstriert. KW - LDPC decoding KW - High-throughput decoding KW - Belief propagation KW - LDPC-Decodierung KW - Decodierung mit hohem Durchsatz KW - Glaubensverbreitung KW - Datenfunknetz KW - Kanalcodierung KW - Low-Density-Parity-Check-Code KW - Vorwärtsfehlerkorrektur Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-58194 ER - TY - THES A1 - Hasanuzzaman, Gazi T1 - Experimental investigation of turbulent boundary layer with uniform blowing at moderate and high Reynolds numbers T1 - Experimentelle Untersuchung einer turbulenten Grenzschicht mit gleichmäßigem Mikro-Ausblasen bei mittlerer und hoher Reynoldszahl N2 - Experimental investigation in turbulent boundary layer flows represents one of the canonical geometries of wall bounded shear flows. Utmost relevance of such experiments, however, is applied in the engineering applications in aerospace and marine industries. In particular, continuous effort is being imparted to explore the underlying physics of the flow in order to develop models for numerical tools and to achieve flow control. Within the scope of this Ph. D. topic, application of active control method such as micro-blowing effect in the incompressible, zero pressure gradient turbulent boundary layer was investigated. Turbulent boundary layer flow is particularly interesting as well as challenging due to the presence of different interacting scales which are increasingly becoming significant as the flow inertial conditions keeps growing. Therefore, energy content of the coherent structures in outer layer becomes stronger and necessitates measurements in relatively large Reynolds number. Present control experiments in turbulent boundary layer can be split into two different work segments, where one is objected towards the data measurements in turbulent boundary layer over smooth surface with and without any external perturbation. Here, perturbation is applied in the form of wall normal blowing while keeping the magnitude of blowing very low compared to the free stream velocity. For the subsequent results reported here, magnitude of blowing ratio was varied between 0%~6%. In the first part of the present thesis e.g. 0.415×10e+3≤Reτ≤1.160×10e+3, measurements were performed at the Brandenburg University of Technology wind tunnel. Non-intrusive Laser Doppler Anemometry was applied to carry out a series of measurements on a zero pressure gradient flat plate turbulent boundary layer. Blowing ratio through the perforated surface was varied between 0.17%~1.52% of the free stream velocity. To a maximum of 50% reduction in friction drag was achieved. For the measurements on the upper range of the stated Reynolds number, were conducted at the boundary layer wind tunnel. This boundary layer wind tunnel offers a spatially developed turbulent boundary layer over a flat plate within 2.2×10e+3≤Reτ≤5.5×10e+3 with an excellent spatial resolution. With the help of Stereo Particle Image Velocimetry technique, measurement of the velocity components were obtained covering entire boundary layer in streamwise wall normal plane. In addition, time resolved measurements were also obtained in spanwise and wall-normal plane in order to look into the morphology of turbulent structures immediately above the blowing area. N2 - Experimentelle Untersuchungen in turbulenten Grenzschichtströmungen stellen eine der kanonischen Geometrien wandgebundener Scherströmungen dar. Die größte Relevanz solcher Experimente liegt in den ingenieurtechnischen Anwendungen in der Luft-und Raumfahrt sowie in der Schifffahrt. Insbesondere wird kontinuierlich daran gearbeitet, die zugrunde liegende Physik der Strömung zu erforschen, um numerische Modelle zu entwickeln und eine Strömungssteuerung zu ermöglichen. Im Rahmen dieses Promotionsthemas soll der Reibungswiderstand von Unterschall-Transportflugzeugen reduziert werden. Daher wurde die Anwendung einer aktiven Regelungsmethode, wie z.B. dem Effekt des Mikro-Ausblasens, in der inkompressiblen turbulenten Grenzschicht mit Nulldruckgradienten untersucht. Eine Reihe von Experimenten wurde in zwei verschiedenen Windkanälen durchgeführt. Für die Messungen wurde der Windkanal des Lehrstuhls für Aerodynamik und Strömungsmechanik (LAS) für den mittleren Reynoldszahlenbereich genutzt, in Zusammenarbeit mit dem Laboratoire de Mécanique de Feriet Lille (LMFL) der Windkanal für den großen Reynoldszahlenbereich. Heutige Kontrollexperimente in der turbulenten Grenzschicht können in zwei verschiedene Arbeitsbereiche aufgeteilt werden, wobei der eine auf die Datenmessungen in der turbulenten Grenzschicht über glatter Oberfläche mit und ohne externe Störung gerichtet ist. Hier wird die Störung in Form von orthogonaler Wandanblasung erzeugt, wobei die Größe der Anblasung im Vergleich zur freien Strömungsgeschwindigkeit sehr gering gehalten wird. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit werden Messungen im BTU-Windkanal vorgestellt, welche beispielsweise für einen Bereich von 0, 415×10e+3 ≤ Reτ ≤ 1, 160×10e+3 durchgeführt wurden. Mit der nicht-intrusiven Laser-Doppler-Anemometrie wurde eine Messreihe an einer turbulenten Plattengrenzschicht mit Nulldruckgradienten durchgeführt. Es wurde eine maximale Verringerung des Reibungswiderstandes von 50% erreicht. Die Messungen im oberen Bereich der angegebenen Reynoldszahl wurden im Grenzschichtwindkanal des LMFL durchgeführt. Dieser Grenzschichtwindkanal bietet eine räumlich entwickelte und hervorragend aufgelöste turbulente Grenzschicht über einer ebenen Platte in einem Bereich von 2,2×10e+3 ≤ Reτ ≤ 5,5×10e+3. Mit Hilfe der 3D Stereo Particle Image Velocimetry Technik wurden Messungen der Geschwindigkeitskomponenten in der strömungsseitigen Wandnormalen Ebene gemacht. Darüber hinaus wurden auch zeitaufgelöste Messungen in der Spannweiten- und Wandnormalebene durchgeführt, um die Morphologie der turbulenten Strukturen unmittelbar über dem Einblasbereich zu untersuchen. KW - Turbulent boundary layer KW - Drag reduction KW - Particle Image Velocimetry (PIV) KW - Laser Doppler Anemometry (LDA) KW - Friction drag KW - Turbulente Grenzschicht KW - Particle Image Velocimetry KW - Laser-Doppler-Anemometrie KW - Mikro-Ausblasen KW - Reibungswiderstand KW - Turbulente Grenzschicht KW - Particle-Image-Velocimetry KW - Reibungswiderstand KW - Laser-Doppler-Anemometrie KW - Ausblasen Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55660 ER - TY - THES A1 - Hasanuzzaman, Gazi T1 - Experimental investigation and CFD analysis of wind energy estimation considering building integrated ducts T1 - Experimentelle Untersuchung und numerische Analyse von gebäudeintegrierten Windkraftanlagen N2 - Wind energy is a growing concern over the present awareness of lethal impact of green house gas emission. This energy source has been proven a promising alternative to fossil fuel based energy. Increased onshore wind capacity and decreased amount of low roughness wind sites has inspired the wind energy researchers to explore the possibilities of wind energy from high roughness sites such as urban area. Moreover, exhausted grid capacity between the wind energy producer from remote area and the consumer at city is also a major constrain for wind energy expansion. Driven by such motivation, this thesis has explored possibilities of wind energy conversion from buildings where energy is needed the most. Urban topography is known to be highly turbulent region considering its roughness characteristics. Wind energy yield from urban aerodynamics is a vast arena of experimental research. Within the time frame of the thesis period and available opportunities, a brief description about the wind energy assessment modelling approach from urban flow was outlined. There are several possibilities of wind energy yield from the built structure, but only building integrated duct was focused in this thesis. Time-averaged and global wind speed on the building integrated ducts, flow around the buildings was measured from wind tunnel and numerical analysis. Available wind energy yield and turbulence present in the locations measured from the flow was calculated based on the wind tunnel data and summarized with the pros and cons of the particular geometry. Elliptical duct configuration was found to achieve maximum energy yield from the omnidirectional free stream flow. However, simple rectangular duct configuration was determined as most efficient and optimized considering its simplicity, financial feasibility and relative energy yield with other duct configuration. The thesis also showed that on roof configuration is also very promising for wind energy exploration from the omnidirectional free stream flow. Necessary recommendations were made based on available result for future development of the research approach. Scope and opportunities was mentioned. This investigation has proved that it is possible to extract limited amount of wind energy from building augmented ducts using concentrator effect of the building exterior. Thus, the thesis concluded that the wind energy yield from building augmented ducts using the concentrator effect of the building exterior is a promising renewable energy source. N2 - Windenergie gibt angesichts des gegenwärtigen Bewusstseins für die tödlichen Auswirkungen von Treibhausgasemissionen zunehmend Anlass zur Sorge. Die erhöhte Onshore-Windkapazität und die verringerte Anzahl von Windstandorten mit geringer Rauheit haben die Windenergieforscher dazu inspiriert, die Möglichkeiten der Windenergie von Standorten mit hoher Rauheit, wie z. B. städtischen Gebieten, zu untersuchen. Darüber hinaus ist auch die erschöpfte Netzkapazität zwischen dem Windenergieerzeuger in abgelegenen Gebieten und dem Verbraucher in der Stadt ein großes Hindernis für den Ausbau der Windenergie. Angetrieben von einer solchen Motivation hat diese Arbeit Möglichkeiten der Windenergieumwandlung von Gebäuden untersucht, in denen die Energie am meisten benötigt wird. Die städtische Topographie ist aufgrund ihrer Rauheitseigenschaften als hochturbulente Region bekannt. Darüber hinaus erfordert die Komplexität des städtischen Gebiets aufgrund seiner unterschiedlichen Topographie und Form ein besseres Verständnis in Bezug auf die Aerodynamik. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Möglichkeit der Windenergieausbeute von Gebäuden und die geeignete Designlösung zu untersuchen. Im zeitlichen Rahmen der Arbeit und der verfügbaren Möglichkeiten wurde eine kurze Beschreibung des Modellierungsansatzes für die Windenergiebewertung aus dem urbanen Fluss skizziert. Es existieren mehrere Möglichkeiten der Windenergieausbeute aus der gebauten Struktur, aber in dieser Arbeit wurde nur der gebäudeintegrierte Kanal fokussiert. Die zeitlich gemittelte und globale Windgeschwindigkeit auf den gebäudeintegrierten Kanälen, die Strömung um die Gebäude herum wurde aus dem Windkanal und der numerischen Analyse gemessen. Verfügbare Windenergieerträge und vorhandene Turbulenzen an den aus der Strömung gemessenen Stellen wurden auf Basis der Windkanaldaten berechnet und mit den Vor- und Nachteilen der jeweiligen Geometrie zusammengefasst. Es wurde festgestellt, dass eine elliptische Kanalkonfiguration eine maximale Energieausbeute aus dem omnidirektionalen freien Stromfluss erzielt. Jedoch wurde eine einfache rechteckige Kanalkonfiguration als die effizienteste und optimierte unter Berücksichtigung ihrer Einfachheit, finanziellen Machbarkeit und relativen Energieausbeute mit anderen Kanalkonfigurationen bestimmt. Die Diplomarbeit zeigte auch, dass die Auf-Dach-Konfiguration auch für die Windenergieerkundung aus der omnidirektionalen freien Strömung sehr vielversprechend ist. Notwendige Empfehlungen wurden basierend auf verfügbaren Ergebnissen für die zukünftige Entwicklung des Forschungsansatzes gegeben. Umfang und Möglichkeiten wurden genannt. Diese Untersuchung hat bewiesen, dass es möglich ist, eine begrenzte Menge an Windenergie aus gebäudegestützten Kanälen zu extrahieren, indem der Konzentrator-Effekt der Gebäudehülle genutzt wird. KW - Atmospheric boundary layer KW - Wind energy KW - Laser Doppler Anemometry KW - Numerical simulation KW - Computational Fluid Mechanics KW - Atmosphärische Grenzschicht KW - Windenergie KW - LDA KW - Numerische Simulation KW - Windkanal KW - Windenergie KW - Windkanal KW - Atmosphärische Grenzschicht KW - Laser-Doppler-Anemometrie KW - Numerische Strömungssimulation Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-61928 ER - TY - JOUR A1 - Hasanuzzaman, Gazi A1 - Eivazi, Hamidreza A1 - Merbold, Sebastian A1 - Egbers, Christoph A1 - Vinuesa, Ricardo T1 - Enhancement of PIV measurements via physics-informed neural networks T1 - Verbesserung von PIV-Messungen durch physikinformierte neuronale Netze N2 - Physics-informed neural networks (PINN) are machine-learning methods that have been proved to be very successful and effective for solving governing equations of fluid flow. In this work we develop a robust and efficient model within this framework and apply it to a series of two-dimensional three-component (2D3C) stereo particle-image velocimetry datasets, to reconstruct the mean velocity field and correct measurements errors in the data. Within this framework, the PINNsbased model solves the Reynolds-averaged-Navier-Stokes (RANS) equations for zeropressure-gradient turbulent boundary layer (ZPGTBL) without a prior assumption and only taking the data at the PIV domain boundaries. The TBL data has different flow conditions upstream of the measurement location due to the effect of an applied flow control via uniform blowing. The developed PINN model is very robust, adaptable and independent of the upstream flow conditions due to different rates of wall-normal blowing while predicting the mean velocity quantities simultaneously. Hence, this approach enables improving the mean-flow quantities by reducing errors in the PIV data. For comparison, a similar analysis has been applied to numerical data obtained from a spatially-developing ZPGTBL and an adverse-pressure-gradient (APG) TBL over a NACA4412 airfoil geometry. The PINNs-predicted results have less than 1% error in the streamwise velocity and are in excellent agreement with the reference data. This shows that PINNs has potential applicability to shear-driven turbulent flows with different flow histories, which includes experiments and numerical simulations for predicting high-fidelity data. N2 - Physikalisch informierte neuronale Netze (PINN) sind Methoden des maschinellen Lernens, die sich als sehr erfolgreich und effektiv bei der Lösung von Strömungsgleichungen erwiesen haben. In dieser Arbeit entwickeln wir ein robustes und effizientes Modell in diesem Rahmen und wenden es auf eine Reihe von zweidimensionalen Drei-Komponenten-Stereo-Partikel-Bild-Velocimetrie-Datensätzen (2D3C) an, um das mittlere Geschwindigkeitsfeld zu rekonstruieren und Messfehler in den Daten zu korrigieren. In diesem Rahmen löst das PINN-basierte Modell die Reynolds-gemittelten-Navier-Stokes-Gleichungen (RANS) für die turbulente Grenzschicht mit Null-Druckgradienten (ZPGTBL) ohne vorherige Annahmen und nur unter Verwendung der Daten an den PIV-Domänengrenzen. Die TBL-Daten weisen unterschiedliche Strömungsbedingungen stromaufwärts des Messortes auf, was auf die Wirkung einer angewandten Strömungskontrolle durch gleichmäßiges Blasen zurückzuführen ist. Das entwickelte PINN-Modell ist sehr robust, anpassungsfähig und unabhängig von den stromaufwärts gelegenen Strömungsbedingungen aufgrund unterschiedlicher Raten des Wandnormalblasens bei gleichzeitiger Vorhersage der mittleren Geschwindigkeitsgrößen. Daher ermöglicht dieser Ansatz eine Verbesserung der mittleren Strömungsgrößen durch Reduzierung der Fehler in den PIV-Daten. Zum Vergleich wurde eine ähnliche Analyse auf numerische Daten angewandt, die von einer sich räumlich entwickelnden ZPGTBL und einer TBL mit ungünstigem Druckgradienten (APG) über einer NACA4412-Schaufelgeometrie gewonnen wurden. Die von PINNs vorhergesagten Ergebnisse haben einen Fehler von weniger als 1% in der Strömungsgeschwindigkeit und stimmen hervorragend mit den Referenzdaten überein. Dies zeigt, dass PINNs das Potenzial hat KW - Machine learning KW - Particle image velocimetry KW - Turbulent boundary layer KW - Large Eddy Simulation KW - Measurement KW - Maschinelles Lernen KW - Turbulente Grenzschicht KW - Physikalisch informiertes neuronales Netz KW - Messung KW - Turbulente Grenzschicht KW - Neuronales Netz KW - Maschinelles Lernen KW - Particle-Image-Velocimetry Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1088/1361-6501/aca9eb ER - TY - THES A1 - He, Qianwen T1 - Evaluating the effect of multi-objective calibration on the modeling of catchment-scale hydrology and nitrogen load T1 - Einfluss der multikriteriellen Kalibrierung bei der Modellierung der hydrologischen Prozesse und der Stickstoffbelastung in Wassereinzugsgebieten N2 - Process-based hydrological models, which simulate nitrogen load from its sources to the receiving waterbody, play an important role in supporting catchment management. The reliability of those models, such as the representative model SWAT used in this study, is determined by a sound calibration and the analysis of the prediction uncertainty. The multi-objective calibration approach prevails the classic single-objective calibration on the spatial parameterization of specific processes. However, the requirement of additional observations and practical procedures limits its application. Moreover, the prediction uncertainty of nitrogen load is inevitable and should also be quantified. This study is a scientific contribution to catchment management by overcoming the challenge with a systematic, well-founded concept of multi-objective calibration and uncertainty analysis for nitrogen load simulation in data-scarce catchments. The concept is tested and proofed by its practical applicability on the Yuan River Catchment (YRC) in China and leads to a generalized, recommended procedure for catchment management application as valuable progress in this field. The study proposed to apply three groups of objectives, multi-site, multi-objective-function, and multi-metric. The applicability and the advantages of two multi-objective calibration approaches, Euclidean Distance and Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II were analyzed. To quantify the prediction uncertainty, the study proposed to use the simulations with the highest or the lowest percent bias to represent the uncertainty band of the nitrogen load from the critical source areas (CSAs) and to the stream. The data-scarcity of the YRC was overcome by metrics obtained from open-access satellite-based datasets and metrics extracted from the existing discharge observations. Results show that multi-objective calibration has ensured the model’s better performance in terms of the spatial parameterization, the magnitude of the output time-series and the water balance components, in comparison to single-objective calibration. The predicted CSAs showed that 50% of the total nitrogen (TN) loading to the stream was from 26.3% to 37.1% of the area in the YRC. Meanwhile, over 50% of those TN were from the paddy field. Recommendations for application go to the multi-objective calibration considering all three groups of objectives. Approaches to obtain multi-metric objectives in the YRC are also applicable for catchments with data-scarcity. Recommendations for nitrogen management in the YRC is to emphasize the CSAs identified, especially the paddy field. N2 - Prozessbasierte hydrologische Modelle zur Simulation des Stickstofftransports und der resultierenden Belastung in Gewässern sind der Unterstützung des Managements von Wassereinzugsgebieten wichtig. Die Zuverlässigkeit dieser Modelle, wie das repräsentative Modell SWAT, wird durch eine sorgfältige Kalibrierung und die Analyse der Vorhersageunsicherheit bestimmt. Eine Kalibrierung auf der Basis von mehrkriteriellen Optimierung hat sich gegenüber der Kalibrierung mit einer Zielfunktion insbesondere zur räumlichen Parametrisierung relevanter Prozesse bewährt. Sie erfordert jedoch umfangreiche zusätzliche Beobachtungs- und Messwerte sowie zielführende Vorgehensweisen/Verfahren. Die Schwierigkeit der Quantifizierung der zugehörigen Vorhersageunsicherheit der Stickstoffbelastung erhöht sich ebenfalls deutlich. Diese Dissertation ist ein wissenschaftlicher Beitrag zum Management von datenarmen Wassereinzugsgebieten, indem sie die gegebene Herausforderung mit einem systematischen, fundierten Konzept der mehrkriteriellen Kalibrierung und zugehörige Unsicherheitsanalyse für die Simulation der Stickstoffbelastung angeht. Das Konzept wird hinsichtlich der praktischen Anwendbarkeit am Beispiel des Yuan River Catchment (YRC) in China entwickelt und getestet. Daraus wird eine allgemeine Vorgehensweise in datenarmen Wassereinzugsgebieten als wissenschaftlicher Beitrag in diesem Bereich abgeleitet. In der Dissertation werden die verschiedenen Zielkriterien bei der Modellkalibrierung in drei Gruppen klassifiziert: multi-site, multi-objective-function und multi-metric. Die Anwendbarkeit und die Vor- und Nachteile von zwei mehrkriteriellen Kalibrierungsverfahren, Euclidean Distance und Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II werden eingesetzt. Um die Vorhersageunsicherheit zu quantifizieren, werden die Simulationen mit der höchsten oder niedrigsten prozentualen Abweichung für die Spezifikation der Unsicherheitsbandbreite verwendet. Die Datenknappheit des Wassereinzugsgebietes YRC wurde durch die Verwendung von Messungen aus mehrerer, verschiedenen Quellen (multi-metric) überwunden: satellitenbasierte Open-Access-Datensätzen und die vorhandenen Abflussmessungen im Gewässer. Die Ergebnisse zeigen, dass die mehrkriteriellen Kalibrierung die Qualität des Simulationsmodells im Vergleich zur Kalibrierung mit einer Zielfunktion signifikant erhöht hat. Die vorhergesagten kritischen Stickstoffeintragsbereiche (critical source areas, CSAs) zeigen, dass 50% der gesamten Stickstoffbelastung des Yuan River 26,3% bis 37,1% der Fläche im YRC ausmachen. Für die praktische Umsetzung beim Management von Wassereinzugsgebieten wird empfohlen, für die mehrkriteriellen Kalibrierung in datenarmen Einzugsgebieten wie dem YRC alle drei Gruppen von Zielkriterien zu verwenden. Spezifisch für das YRC wird empfohlen, bzgl. der Stickstoffbelastung ein besonderes Augenmerk auf die Reisfelder im Bereich der CSAs und deren Bewirtschaftung zu legen. KW - Multi-objective calibration KW - Prediction uncertainty KW - Hydrological modeling KW - Catchment with data-scarcity KW - Nitrogen load simulation KW - Multikriterielle Kalibrierung KW - Vorhersageunsicherheit KW - Hydrologische Modellierung KW - Datenarme Einzugsgebiete KW - Simulation der Stickstoffbelastung KW - Roter Fluss KW - Mathematische Modellierung KW - SWAT< Software> KW - Wasserherkunftsgebiet KW - Stickstoffbelastung KW - Mehrkriterielle Optimierung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-52330 ER - TY - THES A1 - Hecker, Lutz Philip T1 - What does it take to treat municipal wastewater in developing countries? An econometric analysis of Mexican municipalities T1 - Was braucht es, um kommunale Abwässer in Entwicklungsländern zu behandeln? Eine ökonometrische Analyse von mexikanischen Gemeinden N2 - Water pollution is a major issue in developing countries. 2.2 of the 2.3 billion people who suffer annually from waterborne diseases live in this part of the world. Moreover, it causes the deterioration of aquatic ecosystems the living of billions of poor people depend on. A major source of water pollution is the discharge of untreated municipal wastewater. On average, cities in developing countries discharge 80-90% of their sewage untreated. Though treatment of municipal wastewater remains a huge challenge in developing countries, the situation is not equally adverse all over the place. Treatment rates vary substantially across localities. From this observation, the question arises what drives and what impairs wastewater treatment. No quantitative analysis of this topic has been performed yet at the municipal level in a developing country. Therefore, this thesis investigates the impact of social factors on municipal wastewater treatment in Mexican municipalities in order to gain insights on what improves wastewater treatment in a developing country. 846 of 2,456 Mexican municipalities treat a share of their municipal wastewater that ranges from single-digit percentages to full coverage while the majority of municipalities treats no wastewater. The study relies on econometric techniques to scrutinize 10 hypotheses on the relationship between social factors and wastewater treatment. More precisely, it applies binary outcome models to estimate the conditional probability wastewater treatment takes place in a municipality for a sample of 2,290 Mexican municipalities. In addition, it applies the Tobit and Fractional logit model to estimate the percentage of treated municipal wastewater depending on social factors for 425 municipalities. The thesis identifies geographic spillovers, environmental federalism, institutional aspects like the corporatization of municipal water service, urbanization, per capita income and its distribution as significant influencing factors. A significant effect of education, ethnic heterogeneity, female participation in municipal politics and water scarcity is not found. In addition, the involvement of superior government tiers of a developing country in the funding of municipal wastewater treatment infrastructure seems to mitigate the influence of social factors on wastewater treatment. Based on these findings, the thesis develops policy recommendations to improve municipal wastewater treatment in developing countries. N2 - Wasserverschmutzung ist eines der Hauptprobleme in Entwicklungsländern. 2,2 der 2,3 Milliarden Menschen, die jährlich durch kontaminiertes Wasser erkranken, leben in diesem Teil der Welt. Zudem werden aquatische Ökosysteme zerstört, von denen das Überleben von Milliarden armer Menschen abhängt. Eine wichtige Ursache von Wasserverschmutzung ist unbehandeltes Abwasser. Im Durchschnitt entsorgen 80-90% der Kommunen in Entwicklungsländern ihre kommunalen Abwässer unbehandelt. Obwohl die Abwasserbehandlung insgesamt ein drängendes Problem darstellt, ist die Lage nicht überall gleich schlecht. Behandlungsraten variieren erheblich zwischen Gemeinden in Entwicklungsländern. Aufgrund dieser Beobachtung stellt sich die Frage, welche Faktoren die kommunale Abwasserbehandlung begünstigt, welche sie behindert. Keine quantitative Analyse hat dieses Thema soweit auf kommunaler Ebene in einem Entwicklungsland erforscht. Deshalb untersucht diese Dissertation den Einfluss sozialer Faktoren auf die kommunale Abwasserbehandlung in mexikanischen Kommunen, um dadurch Einsichten über die Treiber kommunaler Abwasserbehandlung in Entwicklungsländern zu gewinnen. 846 der 2.456 mexikanischen Kommunalkreise behandeln Anteile ihrer Abwässer, die zwischen einstelligen Prozentsätzen und der vollen Abdeckung variieren. Die Mehrheit behandelt kein Abwasser. Die Dissertation verwendet ökonometrische Methoden für die empirische Validierung von 10 Hypothesen über Kausalzusammenhänge zwischen sozialen Faktoren und kommunaler Abwasserbehandlung. Konkret finden binäre Ergebnismodelle Anwendung, um die konditionale Abwasserbehandlungswahrscheinlichkeit für 2.290 mexikanische Gemeinden zu schätzen. Das Tobit- und Fractional-Logit-Modell schätzen darüber hinaus den Anteil behandelter Abwässer in Abhängigkeit von sozialen Faktoren für 425 mexikanische Gemeinden. Die Dissertation identifiziert geographische Spillover-Effekte, Umweltföderalismus, institutionelle Aspekte wie die Schaffung kommunaler Wasserbetriebe, Urbanisierung, Pro-Kopf-Einkommen und dessen Verteilung als signifikante Einflussgrößen. Ein signifikanter Einfluss von Bildung, ethnischer Heterogenität, Frauenanteil in der Kommunalpolitik und Wasserknappheit wird nicht festgestellt. Zudem scheint die Beteiligung von übergeordneten Regierungsebenen bei der Finanzierung von Abwasserinfrastruktur den Einfluss von sozialen Faktoren zu reduzieren. Auf der Basis dieser Ergebnisse entwickelt die Dissertation Politikempfehlungen für eine verbesserte kommunale Abwasserbehandlung in Entwicklungsländern. KW - Environmental performance KW - Wastewater treatment KW - Geographic spillovers KW - Municipal water governance KW - Developing countries KW - Abwasserbehandlung KW - Umweltperformance KW - Spillover-Effekte KW - Kommunales Wassermanagement KW - Entwicklungsländer KW - Entwicklungsländer KW - Umweltbezogenes Management KW - Abwasserreinigung KW - Spill-over-Effekt Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-44272 ER - TY - BOOK A1 - Heidemann, Julius T1 - Die Reformation in der Mark Brandenburg N2 - Digitalisat von: 99-10653 - Heidemann, Julius: Die Reformation in der Mark Brandenburg KW - Kirchenpolitik KW - Brandenburg KW - Reformation KW - Geschichte KW - Luthertum Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-38033 ER - TY - THES A1 - Heinrich, Stephan T1 - Beitrag zu hinterlüfteten Doppelfassaden - aerothermodynamische Untersuchungen und mögliche Auswirkungen auf lüftungstechnische Energieversorgungsstrukturen von Gebäuden N2 - In dieser Arbeit werden Ergebnisse aus experimentellen Untersuchungen der Luftströmung an einer realisierten hinterlüfteten Doppelfassade beschrieben. So dient ein Teil der SSW- bis WSW- orientierten Außenwandfläche durch seine vorgestellte, transluzente Pfosten-Riegelkonstruktion u. a. als Zuluftkollektor für die Lüftungsanlage des Gebäudes. Neben einer umfangreichen Darstellung und Auswertung der meßtechnisch erfaßten Vorgänge in der Doppelfassade erfolgte eine Quantifizierung des für die Lüftungsanlage des Gebäudes erfaßten Energieeintrages über den Meßzeitraum sowie eine Ausarbeitung zu steuerungs- und regelungstechnischen Lösungsansätzen zur Einbindung der Fassade als Zuluftkollektor in die Anlagentechnik und in das damit verbundene Betriebs- und Nutzungsregime des Gebäudes. Des weiteren wurde der Versuch unternommen, die thermodynamischen Vorgänge im Bereich der Doppelfassade anhand eines Modells zweidimensional analytisch zu erfassen und Modell- und Meßergebnisse zu validieren. Die Modellierung und Simulation erfolgte dabei unter Anwendung der kontinuumsmechanischen Erhaltungssätze (Navier-Stokes Gleichungen). Als Berechnungsmethode zur Lösung der algebraischen Differenzengleichungen wurde das Finite-Volumen-Verfahren angewendet, notwendige Randbedingungsvorgaben wurden aus Feldmeßdaten übernommen. N2 - In this thesis results of experimental investigations of air circulation are described. The investigations have been carried out on a building with a ventilated cavity facade (since its construction). A part of the SSW- till WSW- orientated outer wall surface serves, with its projected, translucent post-bolt-construction, among other things, as an air supply collector as the ventilation system of the building. Apart from a wide description and analysis of the measured processes in the cavity facade a quantification of the entry of energy over the period of measurement of the building´s ventilation system took place. So did an elaboration on control-technical attempts including the facade as an air supply collector in the ventilation system and, consequently, in the operational system of the building related to it. Furthermore, there has been the attempt to capture the thermodynamic processes within cavity facades in a model analytically in a two-dimensional way, and to compare the results of model and measurement. The modelling and simulation have been effected by means of the conservation laws (Navier-Stokes equations). The finite volume procedure has been applied as calculation method for the solution of the algebraic difference equations. Necessary marginal conditions have been taken over from field readings. KW - Doppelte Fassade KW - Belüftung KW - Aerothermodynamik KW - Doppelfassade KW - Hybridbauweise KW - Hinterlüftung Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000150 ER - TY - THES A1 - Helbron, Hendrike T1 - Strategic environmental assessment in regional land use planning : indicator system for the assessment of degradation of natural resources and land uses with environmental potential for adaption to global climate change (LUCCA) T1 - Strategische Umweltprüfung in der Regionalplanung : Indikatorensystem für die Bewertung der Degradation natürlicher Ressourcen und von Flächennutzungen mit Umweltpotenzial für die Anpassung an den globalen Klimawandel (LUCCA) N2 - Strategic Environmental Assessment in regional land use planning (here: SEA-REP) is a systematic process in Germany, which aims at an optimisation of the integration of environmental policies into decision-making at regional scale. It therefore plays an essential role for the comparison of site alternatives, and the implementation of mitigation and adaptation measures of negative effects of both regional development and climate change. Significant findings and personal experiences gained in an INTERREG project (‛transSEA’) created a fundamental basis for this doctoral research. The main objective was to develop the ‛LUCCA’ indicator system, which is a result of an analysis of land use types, that are increasingly important for effects of global climate change, and should therefore adapt to future conditions with regional land use planning. This system was developed from current German practice of the methodological application of SEA-REP in the core assessment of site-specific impacts on the affected area and impact zone. Main objectives were to integrate spatial effects of climate change into SEA-REP, and to develop a method to make particularly the tendency of physical degradation of natural resources in a region transparent. The research was based on a comprehensive analysis of best practice of SEA and assessment methods applied in German case studies of regional land use planning. Proposed was a a two-tiered environmental baseline- and objective-led approach of impact assessment. Its first tier is a site-specific assessment of significant impacts of regional plan designations and their alternatives. An environmental conflict analysis has the aim to apply assessment thresholds of conflict intensity for each impact factor affecting the importance of assessed components of LUCCA. Results are three classes of conflict intensity, which were determined and can be measured with the help of state indicators, impact indicators and assessment thresholds. 12 LUCCA indicators were defined in connection to regional environmental orientation objectives, environmental components, land uses and further criteria for indicator selection. The second tier is represented by an overall strategic assessment of the regional plan and its designation criteria. This assessment additionally considers positive and cumulative impacts, as well as structural alternatives. The result of the research is a standard concept for environmental orientation objectives, guidance indicators and assessment ranges for the LUCCA indicator system. Regional environmental orientation objectives, which represent outcome values of the future state of environment, were derived from existent environmental quality objectives and environmental quality standards. For each LUCCA indicator mitigation and adaptation measures of regional planning and requirements for tiering to SEA of lower land use planning were proposed. Recommendations for vital and critical action are addressed to competent national and regional authorities of spatial and sector planning. These involve the direct integration of concerns of climate change into SEA-REP, the regional operationalisation of environmental objectives for adaptation to climate change, an improved cooperation between spatial and sector planners concerned with the future use of land and resources, and, last but not least, an involvement of the public in the setting of regional objectives for the future state of a region’s environment. Recommendations for the competent national and federal ministries are the integration of substantial standards into legislation, the setting of binding standards for a stricter reduction of land consumption, the determination of clear responsibilities and activities at all planning levels, and the release of guidance for effective regional land use planning practice that enhances adaptation to climate change. The main recommendations for European regional planning bodies are to establish regional environmental objective concepts for SEA-REP, update regional environmental data profiles, apply the SEA-REP+LUCCA indicator system, develop a tiered decision-support system, challenge conventional regional planning, improve cooperation with sector planning and involve the public in the development of adaptation strategies. A recommended adaptation task at regional planning level is the designation of strictly safeguarded priority areas with specific functions of land uses for the mitigation of negative effects of climate change. Such priority areas, which should be area-specifically defined in a regional land use map, should be linked to the implementation of binding adaptation measures in lower land use planning and at project level. An operationalisation of proposed assessment steps will be necessary for the regional-specific geographic and bio-physical conditions of the EU regions. The thesis concludes with future research needs and an outlook on the potential future role of SEA-REP. A clear responsibility of the future tasks of SEA-REP and LUCCA was recognised as a formal driving force for adaptation of land use to effects of climate change. Improved knowledge on spatial effects of climate change and vulnerability assessments will be required for an effective revision and application of SEA-REP and LUCCA. SEA should gain further importance in a transparent and participative decision-making. Environmental concerns and the protection of LUCCA will have to gain more weight, if the significance of danger and harm, caused by effects of climate change and anthropogenic land degradation, shall be mitigated now and in the future. N2 - Die Strategische Umweltprüfung (SUP) in der Regionalplanung (hier: SEA-REP) ist ein systematisches Verfahren in Deutschland, das eine Optimierung der Integration von Umweltzielen in die Entscheidungsfindung auf regionaler Planungsebene zum Ziel hat. Sie spielt daher eine wesentliche Rolle im Alternativenvergleich und der Umsetzung von Vermeidungs- und Anpassungsmaßnahmen an negative Auswirkungen von sowohl regionaler Entwicklung, als auch des Klimawandels. Bedeutende Ergebnisse und persönliche Erfahrungen, die in einem INTERREG Projekt (‛transSEA’) gewonnen wurden, bilden eine grundlegende Basis für die Dissertation. Das Ergebnis dieser Dissertation ist die Entwicklung des ‛LUCCA’ Indikatorensystems. Es ergibt sich aus einer Analyse bedeutender Flächennutzungen, deren Funktionszuweisung durch Effekte des Klimawandels an Bedeutung zunehmen wird, und die daher gezielt durch Planung anzupassen sind. Das System wird aus aktueller deutscher Praxis der methodischen Anwendung von SEA-REP in der zentralen Bewertung von flächenspezifischen Umweltauswirkungen auf die betroffene Fläche und Wirkzone entwickelt. Hauptziele sind die Integration räumlicher Auswirkungen des Klimawandels in die SEA-REP und die Entwicklung einer Methode, die insbesondere die Tendenz in einer Region hinsichtlich der physikalischen Degradation der Umweltschutzgüter transparent macht. Die Untersuchung basiert auf einer umfangreichen Analyse von ‛best practice’ SUP Verfahren, sowie auf Bewertungsmethoden, die in deutschen Fallbeispielen der Regionalplanung angewandt wurden. Vorgeschlagen wird ein zweistufiger Ansatz zur Umweltprüfung, der sich durch einen starken Bezug zu Schutzgütern und Umweltzielen auszeichnet. Die erste Stufe bildet eine flächenspezifische Prüfung erheblicher Umweltauswirkungen durch regionalplanerische Flächenausweisungen mit ihren Alternativen. Das Ziel der Umweltkonfliktanalyse ist, für jeden Wirkfaktor, der die flächenbezogen bewertete Bedeutung von LUCCA als Umweltschutzbelang beeinträchtigt, Bewertungsmaßstäbe der Konfliktintensität anzuwenden. Ergebnisse sind drei Klassen der Konfliktintensität, die mit Hilfe von Zustandsindikatoren (‛state indicators’), Wirkungsindikatoren (‛impact indicators’) und Bewertungsmaßstäben bestimmt und gemessen werden können. 12 LUCCA Indikatoren werden in Verbindung zu regionalen Umweltorientierungszielen, Schutzbelangen, Flächennutzungen und weiteren Kriterien für die Indikatorenauswahl definiert. Die zweite Stufe wird durch eine Gesamtbewertung des Regionalplans und seine Ausweisungskriterien repräsentiert. In diesem Prüfungsschritt werden zusätzlich positive und kumulative Auswirkungen, sowie Strukturalternativen geprüft. Das Ergebnis der Forschung ist ein standardisiertes Konzept mit ‛Umweltorientierungszielen’, Leitindikatoren und Bewertungskorridoren für das LUCCA Indikatorensystem. Umweltorientierungsziele für die regionale Planungsebene, die Ergebniswerte für den zukünftigen Zustand der Umwelt repräsentieren, werden von bestehenden Umweltqualitätszielen und Umweltqualitätsstandards abgeleitet. Für jeden LUCCA Indikator werden Vermeidungs- und Anpassungsmaßnahmen für die Regionalplanung und Anforderungen für die Abschichtung auf die untere Ebene der Flächennutzungsplanung vorgeschlagen. Eine Optimierung des Regionalplanentwurfs während des SUP Verfahrens und die endgültige Entscheidungsfindung erfordern eine verbesserte Transparenz der zu integrierenden Auswirkungen des Klimawandels. Empfehlungen für entscheidende und kritische Handlungen werden an zuständige nationale und regionale Behörden der Raum- und Fachplanungen adressiert. Diese umfassen eine direkte Integration des Klimawandels in die SEA-REP, die regionale Operationalisierung von Umweltzielen für die Anpassung an den Klimawandel, eine verbesserte Kooperation zwischen Raum- und Fachplanern, die zuständig sind für die Planung der zukünftigen Nutzung von Fläche und Ressourcen, und nicht zuletzt eine Beteiligung der Öffentlichkeit bei der Festsetzung regionaler Ziele für den zukünftigen Umweltzustand in einer Region. Nationalen und föderalen zuständigen Ministerien wird die Integration von materiellen Standards in bestehende Gesetze empfohlen. Verbindliche Standards für eine strengere Reduzierung des Flächenverbrauchs sollen festgesetzt werden. Klare Verantwortlichkeiten und Aktivitäten auf allen Planungsebenen sind zu bestimmen, sowie Richtlinien zu einer guten regionalplanerischen Praxis zu veröffentlichen. Wesentliche Empfehlungen für europäische Regionalplanungsbehörden sind die Erstellung eines Konzepts für regionale Umweltziele für die SUP in der Regionalplanung, die Aktualisierung regionaler Umweltdatenprofile, die Anwendung der SUP in der Regionalplanung mit den LUCCA Indikatoren, die Entwicklung eines abschichtenden Entscheidungsfindungssystems, die Herausforderung der konventionellen Regionalplanung, die Verbesserung der Kooperation mit Fachplanungen und die Einbeziehung der Öffentlichkeit in die Aufstellung von Anpassungsstrategien. Es sollen auf regionaler Planungsebene streng geschützte Vorranggebiete mit spezifischer Funktion der Flächennutzungen für die Verminderung der Erheblichkeit negativer Beeinträchtigungen des Klimawandels ausgewiesen werden. Solche Vorranggebiete sollen an die Umsetzung verbindlicher Anpassungsmaßnahmen in der Flächennutzungsplanung gebunden werden. Es ist erforderlich, dass die regionale Planungsbehörde die vorgeschlagenen Prüfschritte für die regionalspezifischen geographischen und bio-physikalischen Gegebenheiten operationalisiert. Abschließend werden Vorschläge zum zukünftigen Forschungsbedarf und ein Ausblick auf das zukünftige Potenzial der SUP in der Regionalplanung gemacht. Verbesserte Umweltdaten über raumbedeutsame Auswirkungen des Klimawandels und eine Bewertung der Empfindlichkeiten sind für die Anwendung und Weiterentwicklung der SEA-REP und LUCCA erforderlich. Zusätzlich muss die Beteiligung der Öffentlichkeit in der SUP mehr Bedeutung erlangen und die Beschlussfassung dadurch transparenter werden. In der regionalplanerischen Abwägung benötigen Umweltbelange und der Schutz von LUCCA mehr Gewicht, wenn durch Effekte des Klimawandels und durch anthropogene Flächendegradation entstehende Gefährdungen und Schäden jetzt und zukünftig vermieden werden sollen. KW - Umweltverträglichkeitsprüfung KW - Raumordnung KW - Klimaänderung KW - Risikoanalyse KW - Bewertungssystem KW - Strategische Umweltprüfung KW - Raumplanung KW - Klimawandel KW - Risikoanalyse KW - Bewertungsmethoden KW - Strategic environmental assessment KW - Land use planning KW - Climate change KW - Risk analysis KW - Assessment methods Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-5848 ER - TY - THES A1 - Hempel, Maria T1 - Development of a novel diamond based detector for machine induced background and luminosity measurements T1 - Entwicklung eines neuen diamantbasierten Detektors für Messungen von maschineninduziertem Hintergrund und Luminosität N2 - The LHC is the largest particle accelerator and storage ring in the world, used to investigate fundamentals of particle physics and to develop at the same time the technology of accelerators and detectors. Four main experiments (ATLAS, ALICE, CMS and LHCb) , located around the LHC ring, provide insight into the nature of particles and search for answers to as yet unexplained phenomena in the universe. Two proton or heavy ion beams circulate in the LHC and are brought into collision in the four experiments. The physics potential of each experiment is determined by the luminosity, which is a ratio of the number of the events during a certain time period to the cross section of a physics process. A measurement of the luminosity is therefore essential to determine the cross section of interesting physics processes. In addition, safe and high-quality data-taking requires stable beam conditions with almost no beam losses. Each experiment has its own detectors to measure beam losses, hereafter called machine induced background. One such detector is installed in CMS, BCM1F. Based on diamond sensors it was designed and built to measure both, the luminosity and the machine induced background. BCM1F ran smoothly during the first LHC running period from 2009-2012 and delivered valuable beam loss and luminosity information to the control rooms of CMS and LHC. At the end of 2012 the LHC was shut down to improve the performance by increasing the proton energy to 7TeV and decreasing the proton bunch spacing to 25ns. Due to the success of BCM1F an upgrade of its sensors and readout components was planned in order to fulfil the new requirements. The upgrade of the sensors comprises a two pad instead of one pad metallization. 24 instead of the previous 8 single crystal diamond sensors were foreseen for the new BCM1F to enhance the robustness and redundancy. To instrument BCM1F, 59 sensors were electrically characterized by measuring the leakage current, signal stability and charge collection efficiency. Quality criteria were defined to select sensors for the final installation. An overview of these measurements including a summary of the results is given in this thesis. In addition, an upgraded amplifier was developed within the collaboration in 130nm CMOS technology. It has a peaking time of 7ns instead of the 22ns of the one previously installed. A BCM1F prototype comprising a two pad sensor and the upgraded amplifier was tested at the DESY-II accelerator in a 5GeV electron beam. Results of these test-beam measurements are presented in this thesis as well as simulations to interpret the measurements. The installation of the upgraded BCM1F was completed in 2014. In 2015 BCM1F was commissioned and started to measure luminosity and machine induced background. At the end, the thesis will describe both types of measurements with the focus on machine induced background demonstrating the functionality of BCM1F. N2 - Der LHC ist der größten Teilchenbeschleuniger und -speicherring der Welt. Er wurde gebaut, um Teilchenphysik bei höheren Energien zu erforschen bei gleichzeitiger Entwicklung der Beschleuniger- und Detektorphysik. Vier große Experimente (ATLAS, ALICE, CMS, LHCb) befinden sich am LHC, welche einen Einblick in die grundlegenden Strukturen des Universums und der Teilchenphysik geben. Zwei Protonen- oder Schwerionenstrahlen kreisen im LHC und werden in den vier Experimenten zur Kollision gebracht. Das Physikpotential in den jeweiligen Experimenten wird durch die Luminosität bestimmt. Die Luminosität ist das Verhältnis der Zahl der Ereignisse während einer bestimmten Zeiteinheit zum Wirkungsquerschnitt eines physikalischen Prozesses. Die Messung der Luminosität ist daher notwendig, um die Wirkungsquerschnitte interessanter Prozesse zu messen. Eine sichere und hochwertige Datennahmen benötigt stabile Strahlbedingungen, möglichst ohne Strahlverluste. Jedes Experiment hat seine Strahlverlustmonitore. Einer dieser Detektoren im CMS ist der BCM1F, welcher Diamantsensoren verwendet. BCM1F ist in der ersten LHC Laufzeit von 2009-2012 problemlos gelaufen und lieferte wertvolle Strahlverlust- und Luminositätsinformationen zum CMS- und LHC-Kontrollraum. Ende 2012 beendete der LHC seinen Betrieb für das Upgrade auf 7TeV und der Reduzierung des Abstandes der Protonenpakete 25ns. Um diese neuen Anforderungen zu erfüllen, wurde ein Upgrade der BCM1F Sensoren und Ausleseelektronik durchgeführt. Auf die Oberfläche der Sensoren wurden zwei Metallelektroden, genannt Pads, aufgebracht, um die Zählrate zu halbieren. Die Robustheit und Redundanz von BCM1F wurde gesteigert, indem die Anzahl der Sensoren von 8 auf 24 erhöht wurde. Insgesamt wurden 59 Sensoren elektrisch charakterisiert, was Messungen von Leckstrom, Signalstabilität und Ladungssammlungseffizienz beinhaltet. Qualitätskriterien für die Auswahl von Sensoren wurden definiert. Ein Überblick dieser Messungen wird mit einer Zusammenfassung der Resultate in dieser Arbeit gegeben. Zusätzlich wird ein verbesserter Verstärker in 130nm CMOS Technologie und einer Anstiegszeit der Ausgangsspannung (proportional zur Eingangsspannung) von 7ns, statt der vorherigen 22ns, zur Signalauslese verwendet. Ein BCM1F Prototyp mit Zweikanalauslese und dem verbesserten Verstärker wurde am DESY-II Beschleuniger bei einem Elektronenstrahl von 5GeV Elektronen getestet. Resultate dieses Testes werden in dieser Arbeit gezeigt und mit Simulationen verglichen. Die Installation des neuen BCM1F Systems fand 2014 statt und 2015 startete BCM1F seine Messungen der Luminosität und der Rate von Teilchen des Strahlhintergrundes, der im Beschleuniger anfällt. Am Ende wird diese Arbeit Resultate der Messungen zeigen, sich dabei aber auf den maschinen-induzierten Hintergrund konzentrieren und dabei die sichere Funktionsweise von BCM1F demonstrieren. KW - BCM1F KW - Diamond KW - Sensor KW - Beam loss KW - CMS KW - BCM1F KW - Diamant KW - Sensor KW - Stahlverlust KW - CMS KW - LHC KW - Luminosität KW - Strahlungsdetektor Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-42865 ER - TY - THES A1 - Henyk, Matthias T1 - Partikelemission bei der Ablation dielektrischer Materialien mit ultrakurzen Laserpulsen N2 - Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, einen Beitrag zum Verständnis mikroskopischer Prozesse zu leisten welche an der Laser-Ablation dielektrischer Kristalle mit ultrakurzen Laserpulsen beteiligt sind. Die von den Targets emittierten elektrisch geladenen Partikel werden mit einem Flugzeitmassenspektrometer nachgewiesen, und die resultierende Morphologie der Targetoberfläche wird ex-situ mit Methoden der optischen Mikroskopie bzw. der Raster-Elektronenmikroskopie charakterisiert. Die Absorption der Laserstrahlung führt zu Multiphotonen-Ionisationsprozessen, so dass es zu einer Coulomb-Explosion der Oberfläche kommt. Bei hohen Laserintensitäten gibt es außerdem thermische Beiträge zu Ablation (Phasen-Explosion). Für die resonante Unterstützung der Photoelektronenemission sind materialabhängige Oberflächenzustände (z. Bsp. F-Zentren) wichtig. An BaF2 (111) Oberflächen wird ein „Layer-by-Layer“ Abtrag beobachtet. Die Partikelemission hinterlässt eine instabile Oberfläche, deshalb kann es im Ablationskrater zur Ausbreitung von Oberflächenwellen und der Bildung von Ripples durch selbst-organisierte Prozesse kommen. N2 - The purpose of this thesis is an improved mechanistic understanding for the phenomenon of ultra short laser pulse ablation from dielectric crystals. From the target emitted charged particles are analyzed by time-of-flight mass spectroscopy techniques and, upon laser irradiation, the resulting surface morphology is ex-situ characterized by optical and electron microscopy. The ablation is based on Coulomb explosion upon multiphoton surface ionisation and may be accompanied by thermal ablation processes (i.e. Phase-Explosion). Material dependent surface states, for example F-centres, were identified as important for a resonant enhancement of the photo­electron emission. A “layer-by-layer” material removal is observable at BaF2 (111) surfaces. The particle emission leaves behind a highly instable surface. Therefore, surface waves may spread within the crater and ripples are created by self-organized processes. KW - Ionenkristall KW - Laserablation KW - Laserimpuls KW - Femtosekundenbereich KW - Flugzeitmassenspektrometrie KW - Laser KW - Ablation KW - Dielektrisches Kristall KW - Laserpuls Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000371 ER - TY - THES A1 - Henze, Frank T1 - Digitale Bildverarbeitung für die automatisierte Auswertung in der Architekturphotogrammetrie T1 - Digital image processing for automated analysis in architectural photogrammetry N2 - Photogrammetrische Verfahren werden immer häufiger für die Objekterfassung und Dokumentation in Archäologie, Bauforschung, Denkmalpflege und Restaurierung eingesetzt. Der Grund hierfür liegt in der mittlerweile vollständigen Digitalisierung des gesamten photogrammetrischen Prozesses sowie in der Verfügbarkeit hoch auflösender Digitalkameras und der für die Auswertung notwendigen, leistungsfähigen Rechentechnik. Analoge Mess- oder Teilmesskameras wurden fast vollständig durch digitale Amateurkameras verdrängt. Den Anwendern stehen damit flexible und kostengünstige Systeme zur photogrammetrischen Objekterfassung zur Verfügung. Neben der klassischen Bildentzerrung rückt verstärkt die räumliche Auswertung von Bildern in den Fokus der Anwender. Die Grundlage für die Berechnung von Bildorientierung, Kamerakalibrierung und 3D-Objektgeometrie bilden dabei die bekannten Modelle der analytischen Photogrammetrie, die zunächst kurz vorgestellt werden. Die photogrammetrischen Verfahren werden ergänzt durch ausgewählte Methoden der digitalen Bildverarbeitung und Bildanalyse. Einen Schwerpunkt bildet dabei die automatisierte Zuordnung homologer Punkte. In Kombination mit angepassten Verfahren der Merkmalsextraktion lässt sich damit der Orientierungsvorgang weitgehend automatisieren. Hierfür werden verschiedene Interest-Operatoren sowie Verfahren zur Korrespondenzanalyse auf ihre Eignung für die speziellen Anwendungsgebiete der Nahbereichsphotogrammetrie untersucht und angepasst. Im Rahmen der photogrammetrischen Auswertung wird die automatisierte Punktzuordnung zur Bestimmung von dichten 3D-Punktwolken eingesetzt. Unstetigkeiten der Objektoberfläche können mit flächenhaften Zuordnungsverfahren jedoch nicht direkt erfasst werden. In der Literatur existieren daher verschiedene Ansätze zur kantenbasierten Auswertung von Bildern, die vorgestellt und diskutiert werden. Darauf aufbauend wird ein angepasstes Verfahren zur subpixelgenauen Kantenextraktion sowie zur automatisierten Zuordnung der extrahierten Kanten in mehreren Bildern entwickelt und anhand praktischer Beispiele untersucht. Aufbauend auf den Untersuchungsergebnissen und den Erfahrungen aus unterschiedlichen Praxisprojekten wird ein anwendungsorientiertes Vorgehen zur Erfassung und automatisierten Auswertung von Objekten mit Zwei- und Vier-Kamera-Konfigurationen entwickelt. Da hierbei ausschließlich digitale Amateurkameras zum Einsatz kommen, wird ein vereinfachtes Verfahren zur Kamerakalibrierung vorgeschlagen. Für die äußere Orientierung mehrerer Stereo- bzw. Vier-Kameramodelle in einem einheitlichen Objektsystem wird, neben der klassischen Mehrbildorientierung, die aus Anwendersicht sehr anschauliche Referenzierung über die automatisch gemessenen Punktwolken vorgestellt. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Konzept für ein photogrammetrisches Auswertesystem für den Architektur- und Nahbereich entwickelt. Neben der automatisierten Gewinnung räumlicher Objektinformationen aus Bildern sind darin vor allem die zweidimensionalen Umbildungen als wichtige Grundlage für die Erstellung maßstäblicher Planunterlagen berücksichtigt. Anhand ausgewählter Beispiele aus Archäologie und Bauforschung wird schließlich ein Überblick über die Möglichkeiten einer automatisierten Auswertung gegeben. N2 - Photogrammetric methods are increasingly used for object recording and documentation in archaeology, building archaeology, heritage conservation and restoration. The reasons for this are the complete digitization of the photogrammetric process and the availability of high-resolution digital cameras and powerful computing technology. Analogue metric or semi-metric cameras were almost completely replaced by digital amateur cameras. This provides end-user with flexible and cost-efficient systems for photogrammetric object recording. As a result of these developments advanced methods for three-dimensional image evaluation get into the focus of the users on top of conventional image rectification. The basis for the calculation of image orientation, camera calibration and 3D object geometry are established methods of analytical photogrammetry, which are introduced briefly. Photogrammetric methods are complemented by selected methods of digital image processing and image analysis. One main focus of the analyses is the automated correlation of homologous image points. In combination with adapted methods of feature extraction the process of image orientation can be automated to a large extent. Known methods of feature extraction and correspondence analysis are tested for their suitability and adapted for close range applications. As part of the photogrammetric evaluation image correlation is used for automated determination of dense 3D point clouds. However, discontinuities of the object surface cannot be detected with area-based matching techniques directly. Specialist literature describes various approaches for edge-based image analysis that are presented and discussed. A procedure for edge-based image processing is developed and investigated with practical examples. The basis for this are customized methods for subpixel edge detection and automated matching of edges in multiple images. Based on the test results and experiences from different field projects an application-oriented approach for automated object recording with stereo and four-camera models is developed. As only digital amateur cameras are used for image acquisition, an adapted procedure for camera calibration is proposed. In addition to the established multi-image orientation for the calculation of exterior orientation of multiple stereo or four-camera models the semi-automatic registration of automatically measured point clouds is presented as an illustrative method. Finally a concept for an application-based photogrammetric evaluation system is developed especially for architectural and close range application. In addition to the automated extraction of three-dimensional object information from images the two-dimensional image mapping is considered as an important basis for the generation of scaled plan documentations. Selected examples from archaeology and building research give an overview of the possibilities of automated image evaluation. KW - Photogrammetrie KW - Bildverarbeitung KW - Architekturphotogrammetrie KW - Bildanalyse KW - Matching KW - Photogrammetry KW - Image Analysis KW - Architectural photogrammetry KW - Image matching KW - Architektur KW - Fotogrammetrie KW - Bildanalyse KW - Bildverarbeitung Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-39552 ER - TY - THES A1 - Herajy, Mostafa T1 - Computational steering of multi-scale biochemical networks T1 - Computational Steering von biochemischen Netzwerken mit unterschiedlicher Skalierung N2 - Computational Steering ist eine interaktive Fernsteuerung von Applikationen mit langer Laufzeit. Der Nutzer kann sie einsetzen, um Paramater "on-the-fly" einzustellen. Die stochastische und hybride Simulation von biochemischem Netzwerk ist sehr rechenintensiv. Derart aufwendige Berechnungen erfordern interaktive Techniken, die es Nutzern ermöglichen, unterschiedliche Ausführungen während der Berechung zu testen. Durch die rasant fortschreitende Entwicklung der rechnergestützten Modellierung und Simulation biochemischer Netzwerke besteht zunehmender Bedarf, Modelle, in denen Substanzen und Reaktionen unterschiedlicher Skalierung (multi-scale models) auftreten, zu verwalten. Dabei sind Petrinetze von besonderer Bedeutung, da sie eine sehr intuitive visuelle Darstellung von Reaktionsnetzwerken erlauben. Die vorliegende Arbeit liefert folgenden Beitrag: Zunächst werden verallgemeinerte hybride Petrinetze (GHPNbio) und deren Simulation vorgestellt, um sogenannte "steife" (engl. stiff) biochemische Netzwerke zu modellieren und zu simulieren. Schnelle Reaktionen werden dabei kontinuierlich behandelt, langsame Reaktionen dagegen werden stochastisch behandelt. Durch die Kombination der Eigenschaft von kontinuierlichen Petrinetzen (CPN) und erweiterten stochastischen Petrinetzen (XSPN) bieten GHPNbio ein hohes Maß an Ausdruckstärke hinsichtlich Modellierung und Simulation. Die Zuordnung der Transitionen zu kontinuierlichen oder stochastischen (Paritionierung) kann dabei sowohl statisch als auch dynamisch während der Simulation vorgenommen werden. Darüber hinaus wird ein neues Framework vorgestellt, das Petrinetze und Computational Steering zum Zweck der Darstellung und interaktiven Simulation biochemischer Netzwerke zusammenfährt. Die wesentlichen Besonderheiten sind: die enge Kopplung zwischen Simulation und Visualisierung, die verteilte; kooperative; und die interaktive Simulation und die intuitive Repräsentation biochemischer Netze. Zusammen stellen verallgemeinerte hybride Petrinetze und Computational Steering für Systembiologen ein nützliches Werkzeug dar, das helfen kann, komplexe Zusammenhänge auf Systemebene zu verstehen. GHPNbio können dazu verwendet werden, die Simulation biochemischer Netze ohne Genauigkeitsverlust zu beschleunigen. Computational Steering erlaubt es Benutzern mit unterschiedlichem fachlichem Hintergrund biochemische Modelle gemeinsam zu bearbeiten und zu simulieren. Das vorgeschlagene Framework wurde in unserem Modellierungswerkzeug Snoopy implementiert. N2 - Computational steering is an interactive remote control of a long running application. The user can adopt it to adjust the simulation parameters on the fly. Correspondingly, simulation of large scale biochemical networks is computationally expensive, particularly stochastic and hybrid simulation. Such extremely intensive computations necessitate an interactive mechanism to permit users to try different paths and ask simultaneously "what-if" questions while the simulation is in progress. Furthermore, with the progress of computational modelling and the simulation of biochemical networks, there is a need to manage multi-scale models, which may contain species or reactions at different scales (called also stiff systems). In this context, Petri nets are of considerable importance in the modelling and analysis of biochemical networks, since they provide an intuitive visual representation of reaction networks. The contributions of this thesis are twofold: firstly, we introduce the definition and present simulation algorithms of Generalised Hybrid Petri Nets (GHPNbio) to represent and simulate stiff biochemical networks where fast reactions are represented and simulated continuously, while slow reactions are carried out stochastically. GHPNbio provide rich modelling and simulation functionalities by combining all features of Continuous Petri Nets (CPN) and Extended Stochastic Petri Nets (XSPN), including three types of deterministic transitions. Moreover, the partitioning of the reaction networks can either be done off-line before the simulation starts or on-line while the simulation is in progress. Secondly, we introduce a novel framework which combines Petri nets and computational steering for the representation and interactive simulation of biochemical networks. The main merits of the framework proposed in this thesis are: the tight coupling of simulation and visualisation, distributed; collaborative; and interactive simulation, and intuitive representation of biochemical networks by means of Petri nets. Generalised hybrid Petri nets and computational steering will together provide an invaluable tool for systems biologists to help them to obtain a deeper system level understanding. GHPNbio speed up the simulation and simultaneously preserve accuracy, while computational steering enables users of different background to share, collaborate and interactively simulate biochemical models. Finally, the implementation of the proposed framework is given as part of Snoopy - a tool to design and animate/simulate hierarchical graphs, among them qualitative, stochastic, continuous and hybrid Petri nets. KW - Biochemie KW - Systemmodell KW - Hybrides System KW - Petri-Netz KW - Systembiologie KW - Computational Steering KW - Interaktive Simulation KW - Verallgemeinerte hybride Petrinetze KW - Hybride Modelle biochemischer Netze KW - Systems biology KW - Computational Steering KW - Interactive simulation KW - Generalised Hybrid Petri Nets KW - Hybrid modelling of biochemical networks Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-27255 ER - TY - RPRT A1 - Herajy, Mostafa A1 - Heiner, Monika T1 - Snoopy computational steering framework - user manual version 1.0 N2 - In this manual we discuss the use of Snoopy’s computational steering framework to simulate and interactively steer (stochastic, continuous, hybrid) Petri nets, e.g., biochemical network models. In a typical application scenario, a user constructs a model using a Petri net editing tool (e.g., Snoopy). Afterwards, the Petri net model is submitted to one of the running servers to quantitatively simulate it. Later, other users can adapt their steering GUIs to connect to this model. One of the connected users initialises the simulation while others could stop, pause, or restart it. When the simulator initially starts, it uses the current model settings to run the simulation. Later, other users can remotely join the running simulation and change on the fly parameters and the current marking. T3 - Computer science reports / Institut für Informatik - 2013,02 KW - Datenstruktur KW - Zuverlässigkeit Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus-29034 ER - TY - RPRT A1 - Herajy, Mostafa A1 - Liu, Fei A1 - Rohr, Christian A1 - Heiner, Monika T1 - (Coloured) Hybrid Petri nets in Snoopy – user manual N2 - Hybrid simulation of biological processes becomes widely used to overcome the limitations of the pure stochastic or the complete deterministic simulation. In this manual, we present easy-to-follow steps for constructing and executing hybrid models via Snoopy [HHL+12]. Snoopy is a tool to design and animate or simulate hierarchical graphs, i.e., qualitative, stochastic, continuous, and hybrid Petri nets. This manual is concerned with hybrid Petri nets (HPN) [HH12] as well as their coloured counterpart (HPNC) [HLR14]. HPN combine the merits of stochastic and continuous Petri nets into one single class. Moreover, HPN in Snoopy supports state of the art hybrid simulation algorithms (e.g., [HH16]) to execute the constructed HPN models. Simulating a model using Snoopy's hybrid simulation involves first constructing the reaction network via HPN notations and afterwards executing such model. T3 - Computer science reports / Institut für Informatik - 2017,01 KW - Petri net KW - Hierarchical graph KW - Gefärbtes Petri-Netz KW - Hybridsimulation Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-41572 ER - TY - THES A1 - Herd, Rainer T1 - Rohstoffgeologische, lagerstättenkundliche und umweltgeochemische Untersuchungendes Lena-Beckens in Jakutien, Russland T1 - Raw material investigation and environmental research in the Lena-Basin, Yakutia, Russia N2 - 10 Kohlenlagerstätten bzw. -vorkommen im gering erkundeten Lena-Kohlen-Becken wurden chemisch-physikalisch, petrographisch, organisch-geochemisch sowie palynologisch untersucht und hinsichtlich ihrer Genese, ihrer spezifischen Eigenschaften und ihres Verwertungspotentials charakterisiert. Es wird gezeigt, dass die Kohlen des Lena-Beckens trotz beträchtlicher Entfernungen zueinander unter sehr ähnlichen Bildungsbedingungen entstanden sind. Es handelt sich hauptsächlich um Humuskohlen, die in artenarmen oberjurassischen und unterkretazischen Waldmooren gebildet wurden. Die Vegetation bestand hauptsächlich aus Gymnospermen mit bisaccaten Pollenformen (Pinaceen, Taxaceen). Die westlichen Kohlenvorkommen entstanden unter Plattform-Bedingungen am Rande des Sibirischen Kratons und zeichnen sich durch weitgehend flache Lagerung und geringere Inkohlungsgrade bei größeren Flözmächtigkeiten aus. Die östlichen Kohlenvorkommen bildeten sich in der Vorsenke des Werchojansker Gebirges. Aufgrund der tieferen Versenkung sind diese Kohlen stärker inkohlt und teilweise gefaltet. Die Inkohlungsgrade reichen vom Mattbraunkohlen- bis zum Gasflammkohlenstadium und nehmen von Westen nach Osten in Richtung auf das Orogen zu. Die große Verbreitung der Kohlen des Lena-Beckens, ihre über große Gebiete flachen, oberflächennahen Lagerungsverhältnisse (Koeff.: 0,8 - 4,5) sowie ihre Energieinhalte (Ho: 18 - 34·10³ MJ/t), niedrige Asche- (4 - 15 %) und Schwefelgehalte (0,2 - 1 %) machen sie zu einer interessanten Ressource, die sich für die Strom- und Wärmeerzeugung gut eignet. Desweiteren wurden Wasser- und Sedimentproben der Flüsse Lena, Wiljuj, Aldan und Marcha auf Schwermetalle, Quecksilber, Cyanid und Radionuklide untersucht um potentielle Auswirkungen der Bergbauaktivitäten (Diamanten- und Goldbergbau) sowie der seismischen Erkundungsarbeiten mit Kernsprengstoffen auf die Oberflächengewässer zu klären. Die Analysenergebnisse werden mit Standardwerten verglichen und diskutiert. Es konnten bis auf signifikante Thallium-Konzentrationen im Bereich der Flüsse Wiljuj und Marcha, welche möglicherweise auf Emissionen der diamantenproduzierenden Industrie zurückgehen, keine weiteren direkten bergbaubedingten Belastungen an den untersuchten Lokationen nachgewiesen werden. N2 - Coal samples from10 deposits within the poorly studied Lena-Coal-Basin were investigated by chemo-physical, petrological, organic geochemical and palynological methods to determine coal seam genesis, specific properties and technological potential of these coals. It is shown that the coals of the Lena Basin developed under similar conditions over far distances. Most of the coals are humic coals which were formed in upper Jurassic and lower Cretaceous forest swamps, dominated by gymnosperms with bisaccate pollen forms like Pinaceae and Taxaceae. The western deposits, generated under platform conditions at the margin of the Sibirian Craton show flat layering and bigger seam thickness together with a lower rank. The eastern deposits developed in the western foredeep of the Verkhoyansk mountain chain. They are partly folded and show a higher rank due to a deeper burial depth. The rank of the coals varies from lignite to high volatile bituminous (A) coals and rank increasing from western to eastern direction inside the basin. The wide spread of the Lena-Basin coals, the close to surface layering (coeff.=0,8-4,5), calorific values (Ho=18 - 34·10³ MJ/t) together with low ash (4 - 15 %) und low sulphur content (0,2 - 1 %) support the use of most of the coals for thermal conversion processes like combustion and power generation. Further water and sediment samples of the rivers Lena, Wiljuj, Aldan and Marcha were analysed concerning their content of heavy metals, mercury, cyanide and radionuclides in order to proof possible effects of Gold- and Diamond mining activities as well as effects of deep seismic investigation with nuclear explosives on surface water systems. The results were compared with standards and discussed. Beside a significant high Thallium concentration in samples of river Wiljuj and Marcha (which might be emitted by the diamond producing industry) no further mining based pollution could be detected. KW - Jakutien KW - Lena-Gebiet KW - Braunkohle KW - Lagerstättenkunde KW - Sibirien KW - Kohlenpetrographie KW - Geochemie KW - Goldgewinnung KW - Diamantengewinnung Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-000000295 ER - TY - RPRT A1 - Hermelbracht, Antonia T1 - Zur Nutzung wissenschaftlicher Bibliotheken - Ergebnisse der Conjoint-Befragungen an der Universität Bielefeld und der BTU Cottbus : Zeitraum 2004-2006 ; DFG-Projekt SeBiCa (Prospektive Steuerung der Serviceangebote von wissenschaftlichen Bibliotheken mittels Conjoint-Analyse) N2 - Primäres Ziel des DFG-geförderten ProSeBiCA-Projektes war die Entwicklung und datengestützte Überprüfung eines Analyse- und Simulationsrahmens für die systematische Entwicklung und Ausrichtung neuer Serviceangebote von wissenschaftlichen Bibliotheken auf Basis von Nutzerpräferenzmessungen mittels Conjoint-Analyse. Die Ermittlung und Überprüfung innovativer Serviceangebote auf operativer und allgemeiner Entwicklungsrichtungen auf strategischer Ebene stand dabei im Mittelpunkt der Projektarbeiten. Um die empirische Überprüfung der Nutzerpräferenzen zu ermöglichen, wurden insgesamt drei Online-Befragungen an den Universitäten Bielefeld und Cottbus durchgeführt. Dieser Arbeitsbericht präsentiert in konkreter Form die Auswertungen der demografischen Daten der drei Befragungen sowie die Analysen und Ergebnisse der Marktsimulationen und der CBC-Befragungen. KW - Benutzer KW - Conjoint Measurement KW - Online-Publikation KW - Umfrage KW - Universitätsbibliothek Cottbus-Senftenberg KW - Universitätsbibliothek Cottbus KW - Conjoint Measurement KW - Benutzer Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-44459 ER - TY - RPRT A1 - Hermelbracht, Antonia A1 - Brusch, Michael T1 - Zur Nutzung wissenschaftlicher Bibliotheken - Ergebnisse einer ACA-Befragung an der BTU Cottbus : November 2005 bis Januar 2006 ; DFG-Projekt ProSeBiCA (Prospektive Steuerung der Serviceangebote von wissenschaftlichen Bibliotheken mittels Conjoint-Analyse) ; ein Kooperationsprojekt der Universität Bielefeld und der BTU Cottbus N2 - Die nachfolgenden Auswertungen sind Teil des DFG-geförderten Projekts ProSeBiCA an der Universität Bielefeld, das in Kooperation mit der BTU Cottbus erfolgt. Im Rahmen dieses Projekts wird ein umfassender Analyse- und Simulationsrahmen für wissenschaftliche Bibliotheken entwickelt, der auf Basis von Präferenzmessungen (mittels Conjoint-Analyse) eine fundierte Strategieplanung für die gezielte Weiterentwicklung des Dienstleistungsspektrums ermöglicht. Die hier vorgestellte dritte Untersuchung innerhalb des Projekts erfolgte mittels einer Adaptiven Conjoint Analyse (ACA) und einer Choice-Based Conjoint Analyse (CBC) an der BTU Cottbus im Zeitraum vom 03.11.2005 bis 04.01.2006. Dabei handelt es sich um eine Online- Befragung, die vor allem auf der Homepage der IKMZ Cottbus verlinkt war. Insgesamt 1127 Personen haben die Befragung komplett absolviert, 350 davon haben die CBC-Befragung ausgefüllt. Letztgenannte werden hier nicht weiter betrachtet, sondern in einem separaten Arbeitsbericht eingehend analysiert. KW - Universitätsbibliothek Cottbus-Senftenberg KW - Conjoint Measurement KW - Benutzer KW - Umfrage KW - Online-Publikation KW - Universitätsbibliothek Cottbus KW - Conjoint Measurement KW - Benutzer Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-44500 ER - TY - RPRT A1 - Hermelbracht, Antonia A1 - Koeper, Bettina A1 - Senst, Erik T1 - Auswertung der ACA-Befragung an der Universität Bielefeld : Oktober bis Dezember 2004 ; DFG-Projekt ProSeBiCA (Prospektive Steuerung der Serviceangebote von wissenschaftlichen Bibliotheken mittels Conjoint-Analyse) ; ein Kooperationsprojekt des Lehrstuhls für BWL und Marketing und der Universitätsbibliothek Bielefeld N2 - Die nachfolgenden Auswertungen sind Teil des DFG-geförderten Projekts ProSeBiCA an der Universität Bielefeld. Im Rahmen dieses Projekts wird ein umfassender Analyse- und Simulationsrahmen für wissenschaftliche Bibliotheken entwickelt, der auf Basis von Präferenzmessungen (mittels Conjoint-Analyse) eine fundierte Strategieplanung für die gezielte Weiterentwicklung des Dienstleistungsspektrums ermöglicht. Die erste Untersuchung innerhalb des Projekts erfolgt mittels einer Adaptiven Conjoint Analyse (ACA) an der Universität Bielefeld im Zeitraum vom 13.10.2004 bis 09.12.2004. Dabei handelt es sich um eine Online-Befragung, die auf der Homepage der Universitätsbibliothek Bielefeld verlinkt war. Es wurden sowohl existierende als auch neue Services aus den Bereichen „Medienbereitstellung“, „Lern- und Arbeitsraum“, „Kommunikation“ und „Zusatzangebote und Rahmenbedingungen“ von den Probanden anhand ihrer Nützlichkeit bewertet. Basis für die Erstellung des Fragebogens war eine Ideengenerierungsphase, die im Frühjahr 2004 stattfand. Als Ergebnis haben insgesamt 2120 Personen die Befragung komplett absolviert. KW - Universitätsbibliothek Bielefeld KW - Benutzer KW - Conjoint Measurement KW - Universitätsbibliothek Bielefeld KW - Conjoint Measurement KW - Benutzer KW - Umfrage Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-44690 ER - TY - THES A1 - Herold, Steven T1 - Nasschemisches Ätzen von gesputterten W- und Mo-Dünnschichten für SAW-Anwendungen N2 - Akustische Oberflächenwellen Geräte dienen als drahtlose Sensoren in verschiedenen Anwendungsgebieten. Neueste Forschungen zielen darauf ab diese Geräte als Temperatursensoren bei hohen Temperaturbereichen (T>300 °C) und in rauen Umgebungsbedingungen nutzbar zu machen. Entsprechend müssen herkömmliche Materialien, die für die Substrate und die interdigitalwandler Fingerelektroden verwendet werden, wie mehrschichtige Überzüge aus Al oder Cu, gegen Materialien die spezifische temperaturabhängige Effekte aufweisen ausgetauscht werden. Die Standardmethode des Elektronenstrahlverdampfens ist aufgrund der hohen Schmelzpunkte für das Auftragen von hochtemperaturstabilen Elektrodenmaterialien nicht geeignet. Kathodenzerstäubung ist eine weitere Beschichtungsmethode, die ohne Optimierung ebenfalls nicht für die lift-off Strukturierung geeignet ist. Aufgrund von sehr hohen Ar Gasdrücken von ca. 10-1 Pa kommt es zur Abscheidung an den Seitenwänden des Fotolacks, was zur Störung des lift-off Prozesses führt. In dieser Arbeit wurde das chemische Ätzen von Wolfram und Molybdän Dünnschichten als ein weiterer Schritt zwischen dem Kathodenzerstäuben, zum Beschichten von dünnen W bzw. Mo Fingerelektroden, und dem lift-off Prozess zur Entfernung der Seitenwandbeschichtung und der erfolgreichen Strukturierung der Interdigitalwandler untersucht. N2 - Surface acoustic wave devices are widely used as wireless sensors in different application fields. Recent developments aimed to utilize those devices as temperature sensors even in the high temperature range (T > 300 °C) and in harsh environmental conditions. Therefore, conventional materials, which are used for the substrate and for the interdigital transducer finger electrodes such as multilayers or alloys based on Al or Cu have to be exchanged by materials, which fulfill some important criteria regarding temperature related effects. Electron beam evaporation as a standard fabrication method is not well applicable for depositing high temperature stable electrode materials because of their very high melting points. Magnetron sputtering is an alternative deposition process but is also not applicable for lift-off structuring without any further improvement of the structuring process. Due to a relatively high Ar gas pressure of about 10-1 Pa, the sidewalls of the photoresist line structures are also covered by the metallization, which subsequently prevents a successful lift-off process. In this study, we investigate the chemical etching of thin tungsten and molybdenum films as an intermediate step between magnetron sputtering deposition of thin tungsten and molybdenum finger electrodes and the lift-off process to remove sidewall covering for a successful patterning process of interdigital transducer. KW - SAW-Geräte KW - Oberflächenwellenelement KW - Wolfram-Elektroden KW - Magnetronsputtern KW - Nasschemisches Ätzen KW - Lift-off Strukturierung KW - Magnetronsputtern KW - Tungsten electrodes KW - Magnetron sputtering KW - Wet-chemical etching KW - Lift-off structuring KW - WIG-Schweißen KW - Nassätzen KW - Abhebetechnik KW - SAW devices Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40238 ER -