TY - JOUR A1 - Otto, Pascal A1 - Alipoursarbani, Mozhdeh A1 - Torrent, Daniel A1 - Latorre-Pérez, Adriel A1 - Paust, Thomas A1 - Albert, Alfred A1 - Abendroth, Christian T1 - Microbiome characterization after aerobic digestate reactivation of anaerobically digested sewage sludge T1 - Mikrobiomcharakterisierung nach aerober Gärrestreaktivierung von anaerob vergärtem Klärschlamm N2 - A demonstrator plant of a recently patented process for improved sludge degradation has been implemented on a municipal scale. In a 1500 m3 sewage sludge digester, an intermediary stage with aerobic sewage sludge reactivation was implemented. This oxic activation increased the biogas yield by up to 55% with a 25% reduction of the remaining fermentation residue volume. Furthermore, this process allowed an NH4-N removal of over 90%. Additionally, 16S rRNA gene amplicon high-throughput sequencing of the reactivated digestate showed a reduced number of methane-forming archaea compared to the main digester. Multiple ammonium-oxidizing bacteria were detected. This includes multiple genera belonging to the family Chitinophagaceae (the highest values reached 18.8% of the DNA sequences) as well as a small amount of the genus Candidatus nitrosoglobus (<0.3%). In summary, the process described here provides an economically viable method to eliminate nitrogen from sewage sludge while achieving higher biogas yields and fewer potential pathogens in the residuals. N2 - Eine Demonstrationsanlage eines kürzlich patentierten Verfahrens zur verbesserten Schlammzersetzung wurde im kommunalen Maßstab umgesetzt. In einem 1500 m3 Klärschlammfaulbehälter wurde eine Zwischenstufe mit aerober Klärschlammreaktivierung implementiert. Diese oxische Aktivierung steigerte die Biogasausbeute um bis zu 55 % bei einer Reduzierung des verbleibenden Gärrestvolumens um 25 %. Darüber hinaus ermöglichte dieser Prozess eine NH4-N-Entfernung von über 90 %. Weiterhin zeigte die 16S-rRNA-Gen-Amplikon-Hochdurchsatzsequenzierung des reaktivierten Gärrestes eine geringere Anzahl methanbildender Archaeen im Vergleich zum Hauptfermenter. Es wurden mehrere Ammonium-oxidierende Bakterien nachgewiesen. Dazu gehören mehrere Gattungen der Familie Chitinophagaceae (die höchsten Werte erreichten 18,8 % der DNA-Sequenzen) sowie eine kleine Menge der Gattung Candidatus nitrosoglobus (<0,3 %). Zusammenfassend stellt das hier beschriebene Verfahren eine wirtschaftlich sinnvolle Methode dar, um Stickstoff aus Klärschlamm zu eliminieren und gleichzeitig höhere Biogasausbeuten und weniger potenzielle Krankheitserreger in den Reststoffen zu erzielen. KW - Anaerobic digestion KW - Anaerobic microbiomes KW - Aerobic sludge activation KW - 16S rRNA sequencing KW - Water treatment KW - Belebtschlammverfahren KW - Schlammfaulung KW - Mikroorganismus KW - Gärung KW - Biogas KW - Stickstoff-Elimination KW - Anaerobe Vergärung KW - Anaerobe Mikrobiome KW - Aerobe Schlammaktivierung KW - 16S-rRNA-Sequenzierung KW - Wasserversorgung Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/fermentation9050471 ER - TY - CHAP A1 - Lengenfeld, Jonas T1 - The complex masonry of the Schönburg Castle Keep chimney system (1201 CE) in the context of contemporary examples T1 - Die komplexe Steinplanung im Kaminsystem des Bergfriedes der Schönburg bei Naumburg (1201 n.Chr.) im Kontext zeitgenössischer Vergleiche N2 - High Medieval chimneys, although often the focal point of contemporary representative buildings, are rarely a topic of construction history. More often they appear in art or architectural history where they are discussed regarding their style and ornamentation. It is however worthwhile to examine these important representative objects with the tools of the construction historian. In them, we can find important information regarding the contemporary craftsmanship and skills. Based on extensive firsthand examinations and building archaeology this paper aims to discuss the planning and building process of the highly complex cut-stone chimney system in the keep of Schönburg Castle (1201 CE) using new methods of reverse engineering. N2 - Obgleich hochmittelalterliche Kamine oft eine zentrale Stellung in zeitgenössischen repräsentativen Bauten einnehmen sind sie nur selten Thema der Bautechnikgeschichte. Häufiger sind sie Thema der Kunst und Architekturgeschichte welche sich auf Ihre Gestaltung und Ornamentik konzentriert. Es ist jedoch aufschlussreich diese wichtigen Repräsentationsobjekte mit den Mitteln der historischen Bauforschung zu betrachten da Sie uns Informationen zu den zeitgenössischen Fähigkeiten und Techniken offenbaren. Basierend auf ausführlichen bauforscherischen Untersuchungen bespricht diese Arbeit den Bau und Konstruktionsprozess des hochkomplexen Werksteinkaminsystems im Bergfried der Schönburg bei Naumburg unter Verwendung neuer Methoden des reverse engineerings. KW - Chimney KW - Medieval KW - Reverse engineering KW - Building archaeology KW - Kamin KW - Mittelalter KW - Bauforschung KW - Schönburg KW - Werkstein KW - Schönburg Naumburg, Saale KW - Kamin KW - Geschichte Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-59801 N1 - Autorenmanuskript, erschienen in: Timber and building construction : proceedings of the ninth annual conference of the Construction History Society / Construction History Society (Editor). - Cambridge : Construction History Society, 2022. - S. 23-38 ER - TY - CHAP A1 - Javed, Abdul Rehman A1 - Scheytt, J. Christoph A1 - Bamidi, Eswara Rao A1 - Kallfass, Ingmar A1 - Krishnegowda, Karthik A1 - Kraemer, Rolf T1 - Real100G.COM T1 - Real100G.COM T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - Real100G.COM KW - PSSS KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5914 SP - 231 EP - 293 ER - TY - JOUR A1 - Bahns, Carolin A1 - Kopkow, Christian T1 - Physiotherapy for patients with hip and knee osteoarthritis in Germany: a survey of current practice T1 - Physiotherapie für Patienten mit Hüft- und Kniearthrose in Deutschland: ein Survey über die derzeitige Versorgung N2 - Osteoarthritis (OA) of the hip and the knee is common and leads to pain, stiffness and disability. Clinical practice guidelines (CPG) provide recommendations to assist healthcare professionals in clinical decision-making. Although evidence-based physiotherapy has been shown to be effective in the management OA, a gap between clinical practice and guideline recommendations exists. Little is known about OA management provided by physiotherapists in Germany and whether treatment aligns with CPGs. The objectives of this study were (1) to investigate the current physiotherapy practice in patients with hip and/or knee OA in Germany, (2) to evaluate physiotherapists’ adherence to guideline recommendations and (3) to explore barriers and facilitators to guideline use. N2 - Arthrose (OA) der Hüfte und des Knies ist weit verbreitet und führt zu Schmerzen, Steifheit und Behinderung. Leitlinien für die klinische Praxis (CPG) enthalten Empfehlungen, die Fachkräfte im Gesundheitswesen bei der klinischen Entscheidungsfindung unterstützen. Obwohl sich die evidenzbasierte Physiotherapie bei der Behandlung von OA als wirksam erwiesen hat, besteht eine Lücke zwischen der klinischen Praxis und den Empfehlungen der Leitlinien. Über die von Physiotherapeuten in Deutschland durchgeführte OA-Behandlung und die Übereinstimmung der Behandlung mit den Leitlinien ist wenig bekannt. Ziel dieser Studie war es, (1) die aktuelle physiotherapeutische Praxis bei Patienten mit Hüft- und/oder Knie-OA in Deutschland zu untersuchen, (2) die Einhaltung von Leitlinienempfehlungen durch Physiotherapeuten zu bewerten und (3) Barrieren und Erleichterungen bei der Anwendung von Leitlinien zu untersuchen. KW - Osteoarthrosis KW - Knee KW - Hip KW - Physical therapy KW - Arthrose KW - Hüftgelenk KW - Knie KW - Osteoarthrose KW - Physikalische Therapie KW - Arthrose KW - Knie KW - Hüfte KW - Physiotherapie Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1186/s12891-023-06464-0 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 - JOUR A1 - Krishna, Ajay A1 - Schiffer, Johannes A1 - Raisch, Jörg T1 - Distributed secondary frequency control in microgrids : robustness and steady-state performance in the presence of clock drifts T1 - Verteilte Sekundärfrequenzregelung in Mikronetzen : Robustheit und stationäre Leistung in Anwesenheit von Taktdifferenzen N2 - Microgrids are distributed systems with high share of inverter-interfaced renewable energy sources where stable and reliable system operation is realized by suitably controlling the inverters. In this work, we focus on secondary frequency control, which is an important ancillary service provided by the inverters. In the literature on secondary frequency control, the effect of clock drifts has often been neglected. However, clock drifts are practically unavoidable parameter uncertainties in inverter-based microgrids and we show that the most commonly employed distributed secondary frequency controllers exhibit performance deteriorations when taking clock drifts explicitly into consideration. Motivated by this, we propose a novel alternative control law called generalized distributed averaging integral (GDAI) control, which achieves the secondary control objectives of steady-state accurate frequency restoration and proportional power sharing in the presence of clock drifts. In addition, we derive a sufficient tuning criterion in the form of a set of linear matrix inequalities (LMIs) which guarantees robust stability of the closed-loop equilibrium point in the presence of uncertain clock drifts. Finally, our analysis is validated extensively via simulation with comprehensive comparisons to other related distributed control approaches. N2 - Mikronetze sind dezentrale Systeme mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energiequellen, bei denen ein stabiler und zuverlässiger Systembetrieb durch eine geeignete Regelung der Wechselrichter erreicht wird. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf die sekundäre Frequenzregelung, die eine wichtige Zusatzfunktion der Wechselrichter darstellt. In der Literatur zur Sekundärfrequenzregelung wurde die Auswirkung von Taktdifferenzen oft vernachlässigt. Taktdifferenzen sind jedoch praktisch unvermeidbare Parameterunsicherheiten in umrichterbasierten Mikronetzen, und wir zeigen, dass die am häufigsten eingesetzten verteilten Sekundärfrequenzregler Leistungseinbußen aufweisen, wenn Taktdifferenzen explizit berücksichtigt werden. Aus diesem Grund schlagen wir ein neuartiges, alternatives Regelungsgesetz vor, das als verallgemeinertes verteiltes Mittelwertintegral (GDAI) bezeichnet wird und die sekundären Regelungsziele der genauen Frequenzwiederherstellung im stationären Zustand und der proportionalen Leistungsaufteilung in Anwesenheit von Taktdifferenzen erreicht. Darüber hinaus leiten wir ein hinreichendes Entwurfskriterium der Reglerverstärkungsfaktoren in Form einer Reihe von linearen Matrixungleichungen (LMIs) ab, welches robuste Stabilität des Gleichgewichtspunktes im geschlossenen Regelkreis bei unsicheren Taktschwankungen garantiert. Abschließend wird unsere Analyse durch Simulationen und umfassende Vergleiche mit anderen verwandten dezentralen Regelungsansätzen umfassend validiert. KW - Microgrids KW - Distributed control KW - Consensus algorithms KW - Power systems KW - Secondary frequency control KW - Sekundärfrequenzregelung KW - Mikronetze KW - Robustheit KW - Taktdifferenzen KW - Wechselrichter KW - Microgrid KW - Wechselrichter KW - Taktfrequenz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5969 ER - TY - JOUR A1 - Markova-Nenova, Nonka A1 - Engler, Jan O. A1 - Cord, Anna F. A1 - Wätzold, Frank T1 - Will passive acoustic monitoring make result-based payments more attractive? A cost comparison with human observation for farmland bird monitoring T1 - Wird passives akustisches Monitoring ergebnisorientierte Zahlungen attraktiver machen? Ein Kostenvergleich mit menschlicher Beobachtung für das Monitoring von Vögeln in der Landwirtschaft N2 - Result-based payments (RBPs) reward land users for conservation outcomes and are a promising alternative to standard payments, which are targeted at specific land use measures. A major barrier to the implementation of RBPs, particularly for the conservation of mobile species, is the substantial monitoring cost. Passive acoustic monitoring may offer promising opportunities for low-cost monitoring as an alternative to human observation. We develop a costing framework for comparing human observation and passive acoustic monitoring and apply it to a hypothetical RBP scheme for farmland bird conservation. We consider three different monitoring scenarios: daytime monitoring for the whinchat and the ortolan bunting, nighttime monitoring for the gray partridge and the common quail, and day-and-night monitoring for all four species. We also examine the effect of changes in relevant parameters (such as participating area, travel distance and required monitoring time) on the cost comparison. Our results show that passive acoustic monitoring is still more expensive than human observation for daytime monitoring. In contrast, passive acoustic monitoring has a cost advantage for nighttime as well as day-and-nighttime monitoring in all considered scenarios. N2 - Ergebnisorientierte Zahlungen (RBP) entlohnen Landnutzer für Erhaltungs- und Naturschutzmaßnahmen und sind eine vielversprechende Alternative zu Standardzahlungen, die auf bestimmte Maßnahmen ausgerichtet sind. Ein großes Hindernis für die Umsetzung von RBP, insbesondere für die Erhaltung mobiler Arten, sind die erheblichen Monitoringkosten. Passives akustisches Monitoring kann eine Möglichkeit für kostengünstige Überwachung sein, als Alternative zur Beobachtung. Wir entwickeln einen Kostenrahmen für den Vergleich zwischen menschlicher Beobachtung und passivem akustischen Monitoring und wenden ihn auf ein hypothetisches RBP-Programm zum Schutz von Ackerlandvögeln an. Dabei betrachten wir drei verschiedene Monitoringszenarien: Monitoring bei Tag für Braunkehlchen und Goldammer, Monitoring bei Nacht für Rebhuhn und Wachtel sowie Monitoring bei Tag und Nacht für alle vier Arten. Wir untersuchen auch die Auswirkungen von Änderungen relevanter Parameter (wie z. B. teilnehmende Fläche, Länge der Route und erforderliche Monitoringzeit) auf den Kostenvergleich. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das passive akustische Monitoring bei Tag immer noch teurer ist als die menschliche Beobachtung. Im Gegensatz dazu hat das passive akustische Monitoring in allen betrachteten Szenarien einen Kostenvorteil für das nächtliche sowie das Tag-und-Nacht-Monitoring. KW - Performance-based payments KW - Monitoring costs KW - PAM KW - ARU KW - AudioMoth KW - Monitoringkosten KW - Ergebnishonorierung KW - Naturschutz KW - Landwirtschaft KW - Monitoring KW - Vögel KW - Erfolgshonorar KW - Kostenvergleich Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1111/csp2.13003 ER - TY - JOUR A1 - Frimpong, Bernard Fosu A1 - Koranteng, Addo A1 - Opoku, Fosu Senior T1 - Analysis of urban expansion and its impact on temperature utilising remote sensing and GIS techniques in the Accra metropolis in Ghana (1986–2022) T1 - Analyse der Stadterweiterung und ihrer Auswirkungen auf die Temperatur mit Hilfe von Fernerkundung und GIS-Techniken in der Metropole Accra in Ghana (1986-2022) N2 - The Accra Metropolis of Ghana has experienced rapid urban expansion over the past decades. Agricultural and forest-lands have been transformed into urban/built-up areas. This study analysed urban expansion and its relationship with the temperature of Accra from 1986 to 2022. Multi-source datasets such as remote sensing (RS) and other ancillary data were utilised. Land use land cover (LULC) maps were produced employing the random forests classifier. Land surface temperature (LST) and selected d(RS) Indices were extracted. Regression techniques assessed the interplay between LST and remote sensing indices. The LULC maps revealed increasing trends in the urban/built-up areas at the expense of the other LULC types. The analysis from the LST and the RS indices revealed a direct relationship between temperature and urban/built-up areas and an inverse relationship between temperature and vegetation. Thus, spatial urban expansion has modified the urban temperature of Accra. The integrated utilisation of RS and GIS demonstrated to be an efficient approach for analysing and monitoring urban expansion and its relationship with temperature. N2 - Die Metropole Accra in Ghana hat in den letzten Jahrzehnten eine rasante Ausdehnung des Stadtgebietes erlebt. Landwirtschaftliche Flächen und Waldgebiete wurden in städtische/bebaute Gebiete umgewandelt. Diese Studie untersuchte die städtische Expansion und ihre Beziehung zur Temperatur in Accra von 1986 bis 2022. Es wurden Daten aus mehreren Quellen wie Fernerkundung (Remote Sensing, RS) und andere Zusatzdaten verwendet. Landnutzungs- und Landbedeckungskarten (Land Use Land Cover, LULC) wurden mit Hilfe des Random-Forest-Klassifikators erstellt. Landoberflächentemperatur (Land Surface Temperature, LST) und ausgewählte d(RS)-Indizes wurden extrahiert. Mit Regressionstechniken wurde das Zusammenspiel zwischen LST und Fernerkundungsindizes untersucht. Die LULC-Karten zeigten zunehmende Trends in den städtischen/bebauten Gebieten auf Kosten der anderen LULC-Typen. Die Analyse der LST- und RS-Indizes ergab eine direkte Beziehung zwischen Temperatur und städtischen/bebauten Gebieten und eine umgekehrte Beziehung zwischen Temperatur und Vegetation. Somit hat die räumliche Ausdehnung der Städte die städtische Temperatur in Accra verändert. Die integrierte Nutzung von RS und GIS erwies sich als effizienter Ansatz für die Analyse und Überwachung der städtischen Expansion und ihrer Beziehung zur Temperatur. KW - Urban expansion KW - Change detection KW - Land use land cover KW - Regression KW - Remote sensing KW - Städtische Expansion KW - Erkennung von Veränderungen KW - Landnutzung Landbedeckung KW - Temperatur KW - Fernerkundung KW - Accra KW - Stadt KW - Expansion KW - Landnutzung KW - Temperatur KW - Fernerkundung Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1007/s42452-023-05439-z ER - TY - JOUR A1 - König, Paul A1 - Sharma, Dikshant A1 - Konda, Karunakar Reddy A1 - Xie, Tianxiao A1 - Höschler, Klaus T1 - Comprehensive review on cooling of permanent magnet synchronous motors and their qualitative assessment for aerospace applications T1 - Umfassender Überblick über die Kühlung von Permanentmagnet-Synchronmotoren und ihre qualitative Bewertung für Luft- und Raumfahrtanwendungen N2 - The permanent magnet synchronous motor (PMSM) can be a suitable candidate for electrified propulsion in aviation. Despite the very high efficiency, heat dissipation during operation leads to performance limitations. Elevated temperatures in the electrical insulations and the magnets pose a potential safety risk that must be reduced by selective cooling. A comprehensive review is conducted to capture current research interests in cooling methods in PMSM. Cooling methods are described according to their heat transfer mechanism, grouped, and assigned to the components within the motor. Key findings of the literature reviewed are described in the context of PMSM cooling. Information on cooling media and potential combinations of cooling methods in components is gathered. Assessment parameters such as safety, weight, effectiveness, integrability, complexity and cost are defined to enable a subsequent qualitative analysis for six selected cooling methods. A point-weighted evaluation approach, according to VDI 2225, was applied to identify the most promising cooling approach for successful implementation in aviation. N2 - Der Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) ist ein geeigneter Kandidat für elektrifizierte Antriebe in der Luftfahrt. Trotz des sehr hohen Wirkungsgrades führt die Abwärme während des Betriebs zu Leistungseinschränkungen. Erhöhte Temperaturen in den elektrischen Isolierungen und den Permanentmagneten stellen ein potenzielles Sicherheitsrisiko dar, das durch gezielte Kühlung reduziert werden muss. Ein umfassender Überblick über die aktuellen Forschungsaktivitäten im Bereich der Kühlungsmethoden für PMSM wird vorgestellt. Die Kühlungsmethoden werden nach ihrem Wärmeübertragungsmechanismus beschrieben, gruppiert und den Komponenten innerhalb des Motors zugeordnet. Die wichtigsten Ergebnisse der gesichteten Literatur werden im Zusammenhang mit der PMSM-Kühlung beschrieben. Es werden Informationen über Kühlmedien und mögliche Kombinationen von Kühlmethoden in Komponenten gesammelt. Bewertungsparameter wie Sicherheit, Gewicht, Effektivität, Integrierbarkeit, Komplexität und Kosten werden definiert, um anschließend eine qualitative Analyse für sechs ausgewählte Kühlmethoden zu ermöglichen. Ein punktgewichteter Bewertungsansatz nach VDI 2225 wurde verwendet, um den vielversprechendsten Kühlungsansatz für eine erfolgreiche Umsetzung in der Luftfahrt zu identifizieren. KW - Electrical machines KW - Electric aviation KW - Motor cooling KW - PMSM KW - Thermal management KW - Elektrische Luftfahrt KW - Elektrische Maschinen KW - Motorkühlung KW - Wärmemanagement KW - Luftfahrt KW - Raumfahrt KW - Elektroantrieb KW - Dauermagneterregter Synchronmotor KW - Kühlung Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/en16227524 ER - TY - JOUR A1 - Langner, Thomas A1 - Sieber, Tim A1 - Rietig, Anja A1 - Acker, Jörg T1 - A phenomenological and quantitative view on the degradation of positive electrodes from spent lithium-ion batteries in humid atmosphere T1 - Ein phänomenologischer und quantitativer Blick auf die Degradation von positiven Elektroden aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien in feuchter Atmosphäre N2 - The present study deals with the phenomenological observation of the corrosion of the positive electrode foil of lithium-ion batteries containing LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NMC) as cathode material. Due to the presence of moisture, localized water accumulation is formed on the NMC surface. The water absorbed by the electrolyte reacts with the NMC under Li+/H+ exchange and the resulting pH increase leads to dissolution of the carrier foil and characteristic salt-like blooms on the NMC surface. With the increase in the relative area occupied by the holes in the aluminum foil per time, a sufficiently suitable parameter was found with which to quantitatively determine the extent of corrosion. The degree of degradation depends on time and ambient humidity. It was shown that functional recycling with the water jet method is no longer applicable for degraded foils, since the mechanical stability of the foils decreases as corrosion progresses. Lithium, aluminum, sulfur and oxygen were detected in the blooms using SEM–EDX and Laser-Induced-Breakdown-Spectroscopy (LIBS). The underlying NMC layer was found to contain mainly aluminum and significantly lower lithium content than the non-degraded material. SEM and Raman microscopy analyses also showed that the active material is also locally degraded and therefore no longer suitable for functional recycling. N2 - Die vorliegende Studie befasst sich mit der phänomenologischen Beobachtung der Korrosion der positiven Elektrodenfolie von Lithium-Ionen-Batterien mit LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NMC) als Kathodenmaterial. Durch das Vorhandensein von Feuchtigkeit kommt es zu einer lokalen Wasseransammlung auf der NMC-Oberfläche. Das vom Elektrolyten absorbierte Wasser reagiert mit dem NMC unter Li+/H+-Austausch und der daraus resultierende pH-Anstieg führt zur Auflösung der Trägerfolie und zu charakteristischen salzartigen Ausblühungen auf der NMC-Oberfläche. Mit der Zunahme der relativen Fläche, die von den Löchern in der Aluminiumfolie pro Zeit eingenommen wird, wurde ein hinreichend geeigneter Parameter gefunden, mit dem sich das Ausmaß der Korrosion quantitativ bestimmen lässt. Der Grad der Degradation hängt von der Zeit und der Umgebungsfeuchtigkeit ab. Es konnte gezeigt werden, dass das Funktionsrecycling mit dem Wasserstrahlverfahren bei degradierten Folien nicht mehr anwendbar ist, da die mechanische Stabilität der Folien mit fortschreitender Korrosion abnimmt. Lithium, Aluminium, Schwefel und Sauerstoff wurden in den Ausblühungen mittels SEM-EDX und Laser-Induced-Breakdown-Spectroscopy (LIBS) nachgewiesen. Es wurde festgestellt, dass die darunter liegende NMC-Schicht hauptsächlich Aluminium und einen deutlich geringeren Lithiumgehalt als das nicht abgebaute Material enthält. REM- und Raman-Mikroskopie-Analysen zeigten außerdem, dass das aktive Material ebenfalls lokal degradiert ist und sich daher nicht mehr für ein funktionelles Recycling eignet. KW - Analytical chemistry Surface chemistry KW - Inorganic chemistry KW - Materials chemistry KW - Process chemistry KW - Materials science KW - Analytische Chemie KW - Anorganische Chemie KW - Werkstoffchemie KW - Werkstoffkunde KW - Chemische Technik KW - Analytische Chemie KW - Lithiumbatterie KW - Elektrodenfolie KW - Korrosion KW - Recycling Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1038/s41598-023-32688-0 ER - TY - JOUR A1 - Schneidereit, Toni A1 - Breuß, Michael T1 - Adaptive neural-domain refinement for solving time-dependent differential equations T1 - Adaptive neuronale Verfeinerung zur Lösung von zeitabhängigen Differentialgleichungen N2 - A classic approach for solving differential equations with neural networks builds upon neural forms, which employ the differential equation with a discretisation of the solution domain. Making use of neural forms for time-dependent differential equations, one can apply the recently developed method of domain segmentation. That is, the domain may be split into several subdomains, on which the optimisation problem is solved. In classic adaptive numerical methods, the mesh as well as the domain may be refined or decomposed, in order to improve the accuracy. Also, the degree of approximation accuracy may be adapted. Therefore, it is desirable to transfer such important and successful strategies to the field of neural-network-based solutions. In the presented work, we propose a novel adaptive neural approach to meet this aim for solving time-dependent problems. To this end, each subdomain is reduced in size until the optimisation is resolved up to a predefined training accuracy. In addition, while the neural networks employed are by default small, we propose a means to adjust also the number of neurons in an adaptive way. We introduce conditions to automatically confirm the solution reliability and optimise computational parameters whenever it is necessary. Results are provided for several initial-value problems that illustrate important computational properties of the method. N2 - Ein klassischer Ansatz zur Lösung von Differentialgleichungen mit neuronalen Netzen beruht auf neuronalen Formen, welche die Differentialgleichung mit einer Diskretisierung des Lösungsbereichs verwenden. Der Ansatz der neuronalen Formen für zeitabhängige Differentialgleichungen kann durch die kürzlich entwickelte Methode der Domänensegmentierung erweitert werden. Das Gebiet wird dadurch in mehrere Teilgebiete aufgeteilt, auf denen das Optimierungsproblem gelöst wird. Bei klassischen adaptiven numerischen Verfahren können sowohl das Netz als auch das Gebiet verfeinert oder zerlegt werden, um die Genauigkeit zu verbessern. Auch der Grad der Approximation kann angepasst werden. Daher ist es wünschenswert, solche Strategien auf den Bereich der auf neuronalen Netzen basierenden Lösungen zu übertragen. In der vorliegenden Arbeit schlagen wir einen neuartigen adaptiven neuronalen Ansatz vor, um dieses Ziel für die Lösung zeitabhängiger Probleme zu erreichen. Zu diesem Zweck wird jedes Teilgebiet so lange verkleinert, bis die Optimierung bis zu einer vordefinierten Trainingsgenauigkeit gelöst ist. Während die verwendeten neuronalen Netze standardmäßig klein sind, schlagen wir darüber hinaus eine Möglichkeit vor, auch die Anzahl der Neuronen auf adaptive Weise anzupassen. Wir führen Bedingungen ein, um die Zuverlässigkeit der Lösung automatisch zu bestätigen und die Berechnungsparameter zu optimieren, wenn dies erforderlich ist. Es werden Ergebnisse für mehrere Anfangswertprobleme vorgelegt, die wichtige rechnerische Eigenschaften der Methode veranschaulichen. KW - Neural forms KW - Differential equations KW - Physics-informed neural networks KW - Adaptive neural refinement KW - Domain decomposition KW - Neuronale Formen KW - Differentialgleichungen KW - Physikalisch informierte neuronale Netze KW - Adaptive neuronale Verfeinerung KW - Gebietszerlegung KW - Differentialgleichung KW - Neuronales Netz Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1186/s13662-023-03789-x ER - TY - JOUR A1 - Geyer, Thomas A1 - Windisch, Thomas A1 - Fritsche, Christoph A1 - Sarradj, Ennes T1 - Dataset on permeability of wings from owls and non-silently flying birds T1 - Datensatz zur Luftdurchlässigkeit der Flügel von Eulen und nicht-leise fliegenden Vögeln N2 - The very soft and flow-permeable plumage is among the special adaptations of the owl that the silent flight is attributed to. Using a specially designed apparatus that provides a low-speed volume flow of air through a small sample of porous materials, measurements of the air flow permeability were performed in accordance to ISO 9053 on a total of 39 prepared wing specimen from six different bird species, including three species of silently flying owls and three non-silently flying bird species. The resulting data set described in the present paper contains the static airflow resistance measured at different positions on the wing. N2 - Das weiche und luftdurchlässige Gefieder der Eule ist eine der Anpassungen, die als verantwortlich für den leisen Flug der Eule gelten. In Anlehnung an ISO 9053 wurde die Durchlässigkeit des Eulengefieders mit Hilfe einer speziellen Messeinrichtung an insgesamt 39 präparierten Flügeln von 6 verschiedenen Vogelarten gemessen. Dazu gehörten drei Spezies von leise fliegenden Eulen sowie drei Spezies von nicht-leise fliegenden Vögeln. Der vorliegende Beitrag beschreibt den resultierenden Datensatz des an verschiedenen Flügelpositionen gemessenen Durchströmungswiderstands. KW - Owl wing KW - Air flow resistivity KW - Permeability KW - Silent flight KW - Acoustics KW - leiser Eulenflug KW - Strömungswiderstand KW - Permeabilität KW - Eulenflug KW - Akustik KW - Eulen KW - Vogelflug KW - Strömungswiderstand KW - Akustik KW - Permeabilität Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1016/j.dib.2023.109825 ER - TY - CHAP A1 - Rueda-Escobedo, Juan G. A1 - Moreno, Jaime A. A1 - Schiffer, Johannes T1 - Finite-time estimation of time-varying frequency signals in low-inertia power systems N2 - The ongoing and unprecedented transformation of power systems leads to a reduction in the number of conventional power plants, which are the classical actuators of the grid. In addition, this development results in a decreasing system inertia, which is expected to yield faster frequency dynamics. Therefore power-electronics-interfaced units have to take over system control tasks and, in particular, frequency control. For this purpose, accurate and fast estimation algorithms for time-varying frequency signals are needed. Motivated by this fact, we propose a time-varying parameter estimator and a tuning criterion, which for sufficiently small initial estimation errors allows to reconstruct the time-varying frequency signal of a symmetric three-phase waveform in finite time. The proposed estimator is derived by using a time-varying version of the super twisting algorithm and its performance is illustrated via numerical examples. N2 - Die aktuelle und noch nie dagewesene Transformation der Energiesysteme führt derzeit zu einer Verringerung der Anzahl der konventionellen Kraftwerke, die die klassischen Stellglieder des Netzes sind. Darüber hinaus führt diese Entwicklung zu einer abnehmenden Systemträgheit, die eine schnellere Frequenzdynamik erwarten lässt. Daher müssen leistungselektronische Einheiten Aufgaben der Systemsteuerung und insbesondere der Frequenzregelung übernehmen. Zu diesem Zweck werden genaue und schnelle Schätzalgorithmen für zeitlich variierende Frequenzsignale benötigt. Aus diesem Grund schlagen wir einen Schätzalgorithmus für zeitvariable Parameter und ein Abstimmungskriterium vor, welcher es bei hinreichend kleinen anfänglichen Schätzfehlern ermöglicht, das zeitvariable Frequenzsignal einer symmetrischen dreiphasigen Wellenform in endlicher Zeit zu rekonstruieren. Der vorgeschlagene Schätzalgorithmus wird unter Verwendung einer zeitvariablen Version des Super-Twisting-Algorithmus abgeleitet und seine Leistungsfähigkeit anhand von numerischen Beispielen illustriert. T2 - Schätzung von zeitlich veränderlichen Frequenzsignalen in Energiesystemen mit geringer Massenträgheit KW - Distributed power generation KW - Frequency control KW - Parameter estimation KW - Power plants KW - Power system control KW - Frequenzsignale KW - Massenträgheit KW - Systemsteuerung KW - Transformation KW - Frequenzdynamik KW - Energieversorgung KW - Frequenzstabilität Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5988 SP - 2108 EP - 2114 ER - TY - CHAP A1 - Segabinazzi Ferreira, Raphael A1 - Nolte, Jörg T1 - Low latency reconfiguration mechanism for fine-grained processor internal functional units N2 - The strive for performance, low power consumption, and less chip area have been diminishing the reliability and the time to fault occurrences due to wear out of electronic devices. Recent research has shown that functional units within processors usually execute a different amount of operations when running programs. Therefore, these units present different individual wear out during their lifetime. Most existent schemes for re-configuration of processors due to fault detection and other processor parameters are done at the level of cores which is a costly way to achieve redundancy. This paper presents a low latency (approximately 1 clock cycle) software controlled mechanism to reconfigure units within processor cores according to predefined parameters. Such reconfiguration capability delivers features like wear out balance of processor functional units, configuration of units according to the criticality of tasks running on an operating system and configurations to gain in performance (e.g. parallel execution) when possible. The focus of this paper is to show the implemented low latency reconfiguration mechanism and highlight its possible main features. KW - Functional units low latency KW - Fine-grained KW - Reconfiguration KW - Software KW - Rekonfiguration KW - Mikroprozessor KW - Latenzzeit Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-50497 ER - TY - CHAP A1 - Rotta, Randolf A1 - Segabinazzi Ferreira, Raphael A1 - Nolte, Jörg T1 - Real-time dynamic hardware reconfiguration for processors with redundant functional units T2 - Proceedings of the 2020 IEEE 23rd International Symposium on Real-Time Distributed Computing (ISORC) N2 - The tiny logic elements in modern integrated circuits increase the rate of transient failures significantly. Therefore, redundancy on various levels is necessary to retain reliability. However, for mixed-criticality scenarios, the typical processor designs offer either too little fault-tolerance or too much redundancy for one part of the applications. Amongst others, we specifically address redundant processor internal functional units (FU) to cope with transient errors and support wear leveling. A real-time operating system (RTOS) was extended to control our prototypical hardware platform and, since it can be configured deterministically within few clock cycles, we are able to reconfigure the FUs dynamically, at process switching time, according to the specified critically of the running processes. Our mechanisms were integrated into the Plasma processor and the Plasma-RTOS. With few changes to the original software code, it was, for example, possible to quickly change from fault-detecting to fault-correcting modes of the processor on demand. KW - Reconfiguration KW - Run-Time KW - Modular redundancy KW - Mixed-criticality KW - Rekonfiguration KW - Laufzeit KW - Funktionseinheit KW - Redundanz Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-52031 SN - 978-1-7281-6958-3 SN - 2375-5261 PB - Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (IEEE) CY - Nashville, TN, USA ER - TY - JOUR A1 - Richter, Jana A1 - Rachow, Fabian A1 - Israel, Johannes A1 - Roth, Norbert A1 - Charlafti, Evgenia A1 - Günther, Vivien A1 - Flege, Jan Ingo A1 - Mauss, Fabian T1 - Reaction mechanism development for methane steam reforming on a Ni/Al2O3 catalyst T1 - Entwicklung eines Reaktionsmechanismus für die Methan-Dampfreformierung an einem Ni/Al2O3-Katalysator N2 - In this work, a reliable kinetic reaction mechanism was revised to accurately reproduce the detailed reaction paths of steam reforming of methane over a Ni/Al2O3 catalyst. A steadystate fixed-bed reactor experiment and a 1D reactor catalyst model were utilized for this task. The distinctive feature of this experiment is the possibility to measure the axially resolved temperature profile of the catalyst bed, which makes the reaction kinetics inside the reactor visible. This allows for understanding the actual influence of the reaction kinetics on the system; while pure gas concentration measurements at the catalytic reactor outlet show near-equilibrium conditions, the inhere presented temperature profile shows that it is insufficient to base a reaction mechanism development on close equilibrium data. The new experimental data allow for achieving much higher quality in the modeling efforts. Additionally, by carefully controlling the available active surface via dilution in the experiment, it was possible to slow down the catalyst conversion rate, which helped during the adjustment of the reaction kinetics. To assess the accuracy of the revised mechanism, a monolith experiment from the literature was simulated. The results show that the fitted reaction mechanism was able to accurately predict the experimental outcomes for various inlet mass flows, temperatures, and steam-to-carbon ratios. N2 - In dieser Arbeit wurde ein zuverlässiger kinetischer Reaktionsmechanismus überarbeitet, um die detaillierten Reaktionswege der Dampfreformierung von Methan über einem Ni/Al2O3-Katalysator genau zu reproduzieren. Dazu wurden ein stationäres Festbettreaktorexperiment und ein 1D-Reaktor Katalysatormodell verwendet. Die Besonderheit dieses Experiments ist die Möglichkeit das axial aufgelöste Temperaturprofil des Katalysatorbetts zu messen, wodurch die Reaktionskinetik im Reaktor sichtbar wird. Dies ermöglicht es den tatsächlichen Einfluss der Reaktionskinetik auf das System zu verstehen. Während Messungen der reinen Gaskonzentration am Ausgang des katalytischen Reaktors Bedingungen nahe am Gleichgewicht zeigen, zeigt das hier dargestellte Temperaturprofil, dass es nicht ausreicht, die Entwicklung eines Reaktionsmechanismus auf Daten nahe am Gleichgewicht zu stützen. Die neuen experimentellen Daten ermöglichen es, eine wesentlich höhere Qualität bei der Modellierung zu erreichen. Durch eine sorgfältige Kontrolle der verfügbaren aktiven Oberfläche mittels Verdünnung im Experiment war es außerdem möglich, die Katalysatorumsatzrate zu verlangsamen, was bei der Anpassung der Reaktionskinetik hilfreich war. Um die Genauigkeit des überarbeiteten Mechanismus zu bewerten, wurde auch ein Monolith-Experiment aus der Literatur simuliert. Die Ergebnisse zeigen, dass der angepasste Reaktionsmechanismus in der Lage war, die experimentellen Ergebnisse für verschiedene Einlassmassenströme, Temperaturen und Dampf-Kohlenstoff-Verhältnisse genau vorherzusagen. KW - 1D modeling KW - Reaction rates KW - Methane steam reforming KW - Fixed-bed reactor experiments KW - Nickel catalyst KW - 1D-Modellierung KW - Reaktionsgeschwindigkeiten KW - Methan-Dampfreformierung KW - Festbettreaktor-Experimente KW - Nickel-Katalysator KW - Katalysator KW - Reaktionsmechanismus KW - Festbettreaktor KW - Steamreforming KW - Reaktionsgeschwindigkeit Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/catal13050884 ER - TY - JOUR A1 - Zeißig, Anke T1 - Boredom as the originator of a desideratum : reflections on the creative and suppressive consequences of boredom in the school context T1 - Langeweile als Urheber eines Desiderats : Überlegungen zu den kreativen und suppressiven Folgen der Langeweile im Schulkontext N2 - Bored children begin to draw, do crafts, to fidget - or they do something bad. Others fall silent, withdraw, or become lethargic. Research on school-related boredom has focused primarily on the negative consequences of boredom, such as decreased cognitive performance, motivation or attentativeness, or disruptiveness. These negative aspects of boredom can be contrasted by the notion that boredom can promote creative performance. This paper reflects on boredom's creative and suppressive consequences as an interplay of personality traits and behavioral possibilities in school situations, on the one hand, and as an interplay of situational experiences with constituent developmental processes on the other. It is proposed that boredom is a gauge of the learner's resonance with school content, learning and/or developmental relationships. Boredom indicates a psychological need and its desideratum. Thus, both creative and suppressive potentials are inherent in boredom. N2 - Kinder, die sich langweilen, fangen an zu malen, zu basteln, zu zappeln - oder sie stellen etwas an. Andere verstummen, ziehen sich zurück oder werden lethargisch. Die Forschung über Langeweile in der Schule hat sich in erster Linie auf ihre negativen Folgen konzentriert, wie z. B. verringerte kognitive Leistung, Verlust von Motivation oder Aufmerksamkeit oder störendes Verhalten. Diesen negativen Aspekten der Langeweile kann die Vorstellung gegenübergestellt werden, dass Langeweile kreative Leistungen fördern kann. In diesem Beitrag werden die kreativen und suppressiven Folgen von Langeweile einerseits als Zusammenspiel von Persönlichkeitsmerkmalen und Verhaltensmöglichkeiten in schulischen Situationen und andererseits als Zusammenspiel von situativen Erfahrungen mit konstituierenden Entwicklungsprozessen betrachtet. Es wird vorgeschlagen, dass Langeweile ein Gradmesser für die Resonanz des Lernenden mit schulischen Inhalten, Lern- oder Entwicklungsbeziehungen ist. Langeweile weist auf ein psychisches Bedürfnis und dessen Desiderat hin. Dadurch sind der Langeweile sowohl kreative als auch unterdrückende Potenziale inhärent. KW - Boredom KW - Creativity KW - Education KW - School KW - Langeweile KW - Kreativität KW - Bildung KW - Schule KW - Spiritualität KW - Bildung KW - Kind KW - Kognitive Entwicklung KW - Langeweile KW - Sozialpädagogik KW - Boredom KW - Education Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3389/fsoc.2023.1214069 ER - TY - JOUR A1 - Ali, Aamir A1 - Khan, Muhammad Moman A1 - Kolenda, Rafal A1 - Olowe, Olugbenga Adekunie A1 - Weinreich, Jörg A1 - Li, Ganwu A1 - Schierack, Peter T1 - The role of AJB35136 and fdtA genes in biofilm formation by avian pathogenic Escherichia coli T1 - Die Rolle von AJB35136- und fdtA-Genen bei der Biofilmbildung von aviären pathogenen Escherichia coli N2 - Background Infections caused by avian pathogenic Escherichia coli (APEC) result in significant economic losses in poultry industry. APEC strains are known to form biofilms in various conditions allowing them to thrive even under harsh and nutrient-deficient conditions on different surfaces, and this ability enables them to evade chemical and biological eradication methods. Despite knowing the whole genome sequences of various APEC isolates, little has been reported regarding their biofilm-associated genes. A random transposon mutant library of the wild-type APEC IMT 5155 comprising 1,300 mutants was analyzed for biofilm formation under nutrient deprived conditions using Videoscan technology coupled with fluorescence microscopy. Seven transposon mutants were found to have reproducibly and significantly altered biofilm formation and their mutated genes were identified by arbitrary PCR and DNA sequencing. The intact genes were acquired from the wild-type strain, cloned in pACYC177 plasmid and transformed into the respective altered biofilm forming transposon mutants, and the biofilm formation was checked in comparison to the wild type and mutant strains under the same conditions. Results In this study, we report seven genes i.e., nhaA, fdeC, yjhB, lysU, ecpR, AJB35136 and fdtA of APEC with significant contribution to biofilm formation. Reintroduction of AJB35136 and fdtA, reversed the altered phenotype proving that a significant role being played by these two O-antigen related genes in APEC biofilm formation. Presence of these seven genes across nonpathogenic E. coli and APEC genomes was also analyzed showing that they are more prevalent in the latter. N2 - Hintergrund Infektionen, die durch aviäre pathogene Escherichia coli (APEC) verursacht werden, führen zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten in der Geflügelindustrie. Es ist bekannt, dass APEC-Stämme unter verschiedenen Bedingungen Biofilme bilden, die es ihnen ermöglichen, selbst unter rauen und nährstoffarmen Bedingungen auf verschiedenen Oberflächen zu gedeihen. Diese Fähigkeit ermöglicht es ihnen, sich chemischen und biologischen Eradikationsmethoden zu entziehen. Obwohl die gesamten Genomsequenzen verschiedener APEC-Isolate bekannt sind, wurde bisher nur wenig über ihre Biofilm-assoziierten Gene berichtet. Eine zufällige Transposon-Mutantenbibliothek des Wildtyps APEC IMT 5155, die 1.300 Mutanten umfasst, wurde mit Hilfe der Videoscan-Technologie in Verbindung mit Fluoreszenzmikroskopie auf Biofilmbildung unter nährstoffarmen Bedingungen untersucht. Bei sieben Transposon-Mutanten wurde eine reproduzierbare und signifikant veränderte Biofilmbildung festgestellt, und ihre mutierten Gene wurden durch willkürliche PCR und DNA-Sequenzierung identifiziert. Die intakten Gene wurden dem Wildtyp-Stamm entnommen, in das pACYC177-Plasmid kloniert und in die jeweiligen veränderten biofilmbildenden Transposon-Mutanten transformiert, und die Biofilmbildung wurde im Vergleich zum Wildtyp und den mutierten Stämmen unter denselben Bedingungen überprüft. Ergebnisse In dieser Studie konnten wir sieben Gene, d.h. nhaA, fdeC, yjhB, lysU, ecpR, AJB35136 und fdtA von APEC mit einem signifikanten Beitrag zur Biofilmbildung nachweisen. Die Wiedereinführung von AJB35136 und fdtA kehrte den veränderten Phänotyp um, was beweist, dass diese beiden mit dem O-Antigen verbundenen Gene eine wichtige Rolle spielen. KW - APEC KW - Biofilm KW - Gene KW - Complementation KW - Transposon mutant KW - VideoScan KW - Genkomplementierung KW - Transposon-Mutanten KW - Geflügelkrankheit KW - Escherichia coli KW - Biofilm KW - Komplementation KW - Transponson KW - Mutant Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1186/s12917-023-03672-7 ER - TY - CHAP A1 - Schmitt, Rebecca Erika T1 - The geometric design of Christoph Dientzenhofer's 'radical' vaults T1 - Der geometrische Entwurf der 'radikalen' Gewölbe Christoph Dientzenhofers N2 - Christoph Dientzenhofer (1655–1722) is considered one of the most important Baroque master builders of Central Europe. From his extensive architectural oeuvre, a group of six church buildings with geometrically complex forms stands out, recognised by architectural historians as particularly innovative and influential. These churches, located in Bohemia (Czech Republic), and often collectively referred to as the ‘radical’, ‘dynamic’, ‘Guarinesque’, or simply ‘Bohemian’ group, are: St. Joseph in Obořiště (1702–11), the Castle Church in Smiřice (1702–11), St. Nicholas in the Lesser Town of Prague (1703–11), St. Clare in Cheb (1707–11), St. Margaret in Břevnov (1708–16), and the Church of the Holy Assumption in Nová Paka (1709–24). The brick vaults of these six buildings, sequences of oval domes and double-curved vault areas, are of particular interest for building research. In this study, the geometric design of the vaults of Dientzenhofer’s ‘radical’ churches is documented, analysed, and compared using 3D laser scans of the buildings as primary source. The 3D models generated from the scans enable a geometric analysis through the method of reverse geometric engineering, breaking down the vaults’ complex three-dimensional forms into their basic two-dimensional components: segments of circles with different radii and orientations, curved in one or two directions. These forms can be found in the architectural and stereotomic treatises that were widespread at the time. By comparing the vault geometry of the six churches with each other and with the geometric concepts discussed in the treatises, general statements can be made about the architect’s design choices. On the basis of this investigation, hypotheses are made about the design and underlying geometric ideas of the vaults of Dientzenhofer’s ‘radical group’, and the results are placed in context. N2 - Christoph Dientzenhofer (1655–1722) gilt als einer der bedeutendsten Barockbaumeister Mitteleuropas. Aus seinem umfangreichen architektonischen Werk ragt eine Gruppe von sechs Kirchenbauten mit geometrisch komplexen Formen heraus, die von Architekturhistorikern als besonders innovativ und einflussreich angesehen wird. Diese Kirchen, die in Böhmen (Tschechische Republik) stehen und oft als "radikale", "dynamische", "guarineske" oder einfach "böhmische" Gruppe bezeichnet werden, sind: St. Joseph in Obořiště (1702–11), die Schlosskirche in Smiřice (1702–11), St. Niklas auf der Prager Kleinseite (1703–11), St. Klara in Cheb (1707–11), St. Margaretha in Břevnov (1708–16) und Mariä Himmelfahrt in Nová Paka (1709–24). Die Backsteingewölbe dieser sechs Gebäude, Abfolgen von ovalen Kuppeln und doppelt gekrümmten Gewölbeflächen, sind für die Bauforschung von besonderem Interesse. In dieser Studie wird die geometrische Gestaltung der Gewölbe von Dientzenhofers "radikalen" Kirchen anhand von 3D-Laserscans der Gebäude als Primärquelle dokumentiert, analysiert und verglichen. Die aus den Scans generierten 3D-Modelle ermöglichen eine geometrische Analyse durch die Methode des Reverse Geometric Engineering, bei der die komplexen dreidimensionalen Formen der Gewölbe in ihre grundlegenden zweidimensionalen Komponenten zerlegt werden: Kreissegmente mit unterschiedlichen Radien und Ausrichtungen, die in eine oder zwei Richtungen gekrümmt sind. Diese Formen finden sich in den zur Bauzeit weit verbreiteten architektonischen und stereotomischen Traktaten wieder. Durch den Vergleich der Gewölbegeometrie der sechs Kirchen untereinander und mit den in den Traktaten behandelten geometrischen Konzepten lassen sich allgemeine Aussagen über die Entwurfsentscheidungen des Architekten treffen. Auf der Grundlage dieser Untersuchung werden Hypothesen über die Gestaltung und die zugrundeliegenden geometrischen Konzepte der Gewölbe der "radikalen Gruppe" Dientzenhofers aufgestellt und die Ergebnisse in einen Kontext gesetzt. KW - Geometric Design KW - Brick Vault KW - Christoph Dientzenhofer KW - Reverse Engineering KW - Stereotomy KW - Geometrischer Entwurf KW - Backsteingewölbe KW - Reverse Engineering KW - Stereotomie KW - Dietzenhofer, Christoph KW - Kirchenbau KW - Baugestaltung KW - Gewölbe KW - Ziegel KW - Geometrie KW - Dreidimensionales Modell Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-6408 ER - TY - JOUR A1 - Çelik, Gülşah Aktaş A1 - Atapek, Şaban Hakan A1 - Polat, Şeyda A1 - Obrosov, Aleksei A1 - Weiß, Sabine T1 - Nitriding effect on the tribological performance of CrN-, AlTiN-, and CrN/AlTiN-Coated DIN 1.2367 hot work tool steel T1 - Auswirkung des Nitrierens auf das tribologische Verhalten von CrN-, AlTiN- und CrN/AlTiN-beschichteten DIN 1.2367 Warmarbeitsstählen N2 - In this study, heat-treated and multisurface engineered DIN 1.2367 tool steel was subjected to room and elevated temperature wear tests, and the effect of nitriding on its tribological behavior was investigated. CrN, AlTiN, and CrN/AlTiN coatings with a total thickness of 2 µm were obtained by arc cathodic physical vapor deposition on conventional heat-treated and gas-nitrided steels. The white layer formed during nitriding was removed, and a diffusion layer (100 µm) was achieved in the cross section of the steel having a tempered martensitic matrix. The highest surface hardness was attained with an integral coating (CrN/AlTiN), and surface hardness increased even more after nitriding due to the formation of a multicomponent ceramic layer on top of the diffusion layer. The room temperature wear tests performed against an alumina counterpart revealed that (i) CrN/AlTiN-coated steel had the highest friction coefficient of 0.26, which further increased to 0.33 by nitriding due to the increase in shear strength, and that (ii) with increasing surface hardness, the specific wear rates (W) of the heat-treated and coated steels could be ranked as follows: WCrN/AlTiN < WAlTiN < WCrN. The wear rates decreased when nitriding was carried out prior to coating. In order to simulate the aluminum extrusion conditions, hot wear behavior of the surfaces against AA6080 alloy at 450 °C was investigated. The hot wear tests revealed that (i) high friction coefficients were reached due to the adhesive characteristic of aluminum to the surfaces, (ii) the nitrided and CrN/AlTiN-coated sample exhibited the lowest wear rate among all studied surfaces, and (iii) the film damage on the worn surfaces mostly occurred in the form of droplet delamination. N2 - In dieser Studie wurde wärmebehandelter und mehrschichtig bearbeiteter Werkzeugstahl DIN 1.2367 bei Raum- und erhöhter Temperatur Verschleißtests sowie der Einfluss des Nitrierens auf sein tribologisches Verhalten untersucht. Auf konventionell wärmebehandelten und gasnitrierten Stählen wurden CrN-, AlTiN- und CrN/AlTiN-Schichten mit einer Gesamtdicke von 2 µm durch kathodische Gasphasenabscheidung erzeugt. Die beim Nitrieren gebildete weiße Schicht wurde entfernt, und es wurde eine Diffusionsschicht (100 µm) im Querschnitt des Stahls mit angelassener martensitischer Matrix erzeugt. Die höchste Oberflächenhärte wurde mit einer integralen Beschichtung (CrN/AlTiN) erreicht, die nach dem Nitrieren aufgrund der Bildung einer Mehrkomponenten-Keramikschicht auf der Diffusionsschicht noch weiter anstieg. Die bei Raumtemperatur durchgeführten Verschleißtests mit einem Aluminiumoxid-Gegenstück ergaben, dass (i) CrN/AlTiN-beschichteter Stahl den höchsten Reibungskoeffizienten von 0,26 aufwies, der sich nach dem Nitrieren aufgrund der erhöhten Scherfestigkeit auf 0,33 erhöhte, (ii) mit zunehmender Oberflächenhärte die spezifischen Verschleißraten (W) der wärmebehandelten und beschichteten Stähle wie folgt eingestuft werden konnten: WCrN/AlTiN Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-52124 SN - 0950-0170 SN - 1469-8722 PB - SAGE Publications CY - London, England ER - TY - CHAP A1 - Bhutani, A. A1 - Boes, F. A1 - Goettel, B. A1 - Schaefer, J. A1 - Eisenbeis, J. A1 - Zwick, T. A1 - Malz, Stefan A1 - Rodriguez Vazquez, Pedro A1 - Grzyb, Janusz A1 - Pfeiffer, Ulrich T1 - Real100G.RF : a fully integrated, multi-purpose radio front-end for wireless 100 Gbps T1 - Real100G.RF : eine vollständig integrierte, vielseitig anwendbare Funkeingangsstufe für Funk bei 100 Gbps T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - Real100G.RF KW - Fully integrated KW - Multi-purpose radio front-end KW - Vollständig integriert KW - Vielseitig anwendbare Funkeingangsstufe KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5915 SP - 295 EP - 354 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 - JOUR A1 - Asli, Majid A1 - Kim, Dongsuk A1 - Höschler, Klaus T1 - On the potentials of the integration of pressure gain combustion with a hybrid electric propulsion system T1 - Über die Möglichkeiten der Integration der Druckverstärkungsverbrennung in ein hybrides elektrisches Antriebssystem N2 - As the issue of pollutant emissions from aviation propulsion escalates, research into alternative powertrains is gaining momentum. Two promising technologies are the Hybrid Electric Propulsion System (HEPS) and Pressure Gain Combustion (PGC). HEPS is expected to reduce pollutant emissions by decreasing fuel consumption, whereas PGC uses detonation in the combustor to increase the thermal efficiency of engines by elevating the total pressure during combustion. This study extensively explores the integration of these two emerging technologies, thoroughly assessing the advantages that arise from their combination. First, the renowned turboprop engine PW127 is benchmarked and modeled using Gasturb software. The model is integrated into Simulink using the T-MATS tool, with HEPS and pressure gain components added to analyze the thermodynamics of various configurations under different pressure gain values and HEPS parameters. The analysis, conducted up to the cruise phase of the baseline aircraft, reveals that applying pressure gain combustion through Rotating Detonation Combustion (RDC) results in a more significant increase in efficiency and decrease in fuel consumption compared to HEPS with conventional gas turbines. However, HEPS helps maintain a more uniform combustor inlet condition and reduces the Turbine Inlet Temperature (TIT) at the takeoff phase, where the highest TIT otherwise occurs. The results suggest that integrating HEPS with PGC can be beneficial in maintaining optimal combustor conditions and mitigating turbine efficiency degradation. N2 - Da das Problem der Schadstoffemissionen von Flugantrieben eskaliert, gewinnt die Forschung an alternativen Antriebssträngen zunehmend an Dynamik. Zwei vielversprechende Technologien sind das Hybrid Electric Propulsion System (HEPS) und die Pressure Gain Combustion (PGC). Es wird erwartet, dass HEPS die Schadstoffemissionen durch einen geringeren Kraftstoffverbrauch reduziert, während PGC die Detonation in der Brennkammer nutzt, um den thermischen Wirkungsgrad von Motoren durch Erhöhung des Gesamtdrucks während der Verbrennung zu erhöhen. Diese Studie untersucht ausführlich die Integration dieser beiden neuen Technologien und bewertet gründlich die Vorteile, die sich aus ihrer Kombination ergeben. Zunächst wird das renommierte Turboprop-Triebwerk PW127 mithilfe der Gasturb-Software einem Benchmarking unterzogen und modelliert. Das Modell wird mit dem T-MATS-Tool in Simulink integriert, wobei HEPS- und Druckverstärkungskomponenten hinzugefügt werden, um die Thermodynamik verschiedener Konfigurationen unter verschiedenen Druckverstärkungswerten und HEPS-Parametern zu analysieren. Die Analyse, die bis zur Reiseflugphase des Basisflugzeugs durchgeführt wurde, zeigt, dass die Anwendung der Druckverstärkungsverbrennung durch Rotating Detonation Combustion (RDC) im Vergleich zu HEPS mit herkömmlichen Gasturbinen zu einer deutlicheren Effizienzsteigerung und Reduzierung des Treibstoffverbrauchs führt. HEPS trägt jedoch dazu bei, einen gleichmäßigeren Brennkammereinlasszustand aufrechtzuerhalten und reduziert die Turbineneinlasstemperatur (TIT) in der Startphase, wo sonst die höchste TIT auftritt. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Integration von HEPS mit PGC dazu beitragen kann, optimale Brennkammerbedingungen aufrechtzuerhalten und die Verschlechterung der Turbineneffizienz abzumildern. KW - Pressure gain combustion KW - Hybrid electric propulsion KW - Rotating detonation combustion KW - Druckverstärkungsverbrennung KW - Rotierende Detonationsverbrennung KW - Hybrid-Elektroantrieb KW - Propeller-Turbinen-Luftstrahltriebwerk KW - Hybridantrieb KW - Verbrennung KW - Schadstoffemission KW - Emissionsverringerung Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/aerospace10080710 ER - TY - CHAP A1 - Wendland, David A1 - Gielen, Mark T1 - The design and construction of the vaults in Notre-Dame in Paris and the development of medieval vaulting and stereotomy : surveys, analyses and experiments T1 - Entwurf und Konstruktion der Gewölbe in Notre-Dame in Paris und die Entwicklung von mittelalterlichem Gewölbebau und Stereotomie : Bauuntersuchungen, Analysen und Experimente N2 - Among the many innovative church constructions in the Île-de-France during the twelfth century that immediately followed the ground-breaking new building of the abbey church of Saint-Denis, the high vaults in the cathedral of Notre-Dame in Paris mark a turning point – both in sheer dimensions and in their quality of execution as stone constructions. On the other hand, some solutions in design and construction that can be observed in these vaults remain unique within the dynamic development of Gothic vaulting in the great cathedrals built in the following years. On closer view it turns out that the general design of the vault as well as its construction details are hardly understood until now, mainly because they have been overlooked in a unifying perspective on Gothic architecture coined by the idealistic view of the Gothic Revival in the nineteenth century. Further, the particular relation between vault design and stereotomy needs to be clarified, and its significance needs to be understood. N2 - Innerhalb der zahlreichen innovativen Kirchenbauten, die während des 12. Jahrhunderts in der Île-de-France in unmittelbarer Nachfolge der wegweisenden Neubauten an der Abteikirche von Saint-Denis entstanden, stellen die Hochschiffgewölbe der Kathedrale von Notre-Dame in Paris einen Wendepunkt dar – sowohl in den schieren Abmessungen, als auch in ihrer herausragenden Qualität als Werksteinkonstruktion. Zugleich lassen sich in diesen Gewölben einige Lösungen in Entwurf und Konstruktion beobachten, die innerhalb der dynamischen Entwicklung des gotischen Gewölbebaus in den Kathedralen, die in den Folgejahren errichtet wurden, singulär bleiben. Bei näherer Betrachtung erweist sich, dass der Gesamtentwurf dieser Gewölbe wie auch die konstruktiven Details bis heute kaum verstanden sind – vor allem, weil sie in der durch den idealisierenden Blick des Gothic Revival im 19. Jahrhundert geprägten vereinheitlichenden Sicht auf die gotische Architektur übersehen wurden. Ferner bedarf die besondere Beziehung zwischen Gewölbeentwurf und Stereotomie der Klärung und ihre Bedeutung eines näheren Verständnisses. KW - Vault KW - Medieval architecture KW - Gothic KW - Notre-Dame de Paris KW - Speyer Cathedral KW - Gewölbe KW - Mittelalterliche Architektur KW - Gotik KW - Dom zu Speyer KW - Notre-Dame (Paris) KW - Kirchenbau KW - Gewölbe KW - Gotik Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-6060 ER - TY - JOUR A1 - Franken, Tim A1 - Netzer, Corinna A1 - Mauss, Fabian A1 - Pasternak, Michal A1 - Seidel, Lars A1 - Borg, Anders A1 - Lehtiniemi, Harry A1 - Matrisciano, Andrea A1 - Kulzer, Andre Casal T1 - Multi-objective optimization of water injection in spark-ignition engines using the stochastic reactor model with tabulated chemistry N2 - Water injection is investigated for turbocharged spark-ignition engines to reduce knock probability and enable higher engine efficiency. The novel approach of this work is the development of a simulation-based optimization process combining the advantages of detailed chemistry, the stochastic reactor model and genetic optimization to assess water injection. The fast running quasi-dimensional stochastic reactor model with tabulated chemistry accounts for water effects on laminar flame speed and combustion chemistry. The stochastic reactor model is coupled with the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm to find an optimum set of operating conditions for high engine efficiency. Subsequently, the feasibility of the simulation-based optimization process is tested for a three-dimensional computational fluid dynamic numerical test case. The newly proposed optimization method predicts a trade-off between fuel efficiency and low knock probability, which highlights the present target conflict for spark-ignition engine development. Overall, the optimization shows that water injection is beneficial to decrease fuel consumption and knock probability at the same time. The application of the fast running quasi-dimensional stochastic reactor model allows to run large optimization problems with low computational costs. The incorporation with the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm shows a well-performing multi-objective optimization and an optimized set of engine operating parameters with water injection and high compression ratio is found. KW - Ottomotor KW - Water injection KW - Genetic optimization KW - Spark-ignition engine KW - Stochastic reactor model KW - Detailed chemistry KW - Wassereinspritzung KW - Prozessoptimierung KW - Stochastisches Modell Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1177/1468087419857602 SN - 1468-0874 SN - 2041-3149 PB - SAGE Publications CY - London, England ER - TY - CHAP A1 - Schmitt, Rebecca Erika T1 - Geometric design and construction of a Late Baroque brick vault : Kilian Ignaz Dientzenhofer’s Benedictine Church of the Holy Cross and St. Hedwig at Legnickie Pole T1 - Geometrischer Entwurf und Konstruktion eines spätbarocken Backsteingewölbes : Kilian Ignaz Dientzenhofers Benediktinerkirche Heiliges Kreuz und St. Hedwig in Legnickie Pole N2 - This paper investigates the case study of Kilian Ignaz Dientzenhofer’s church of St. Hedwig in the Polish region of Silesia. The building, a popular pilgrimage church, is known in the history of art and architecture as a Late Baroque jewel with a curious design and famous frescoes. While the shape of the building and its vault has led to different interpretations in the past, its geometry has not yet been analysed on a reliable basis. Moreover, the construction of the brick vault has not yet been subject to scientific research. In order to investigate these aspects, a 3D laser scan of the vault’s extrados and intrados was utilised as the primary source. The 3D model generated from the scan not only enabled the detailed description of structural ribs, brick patterns and construction details on the extrados, but also made a geometrical analysis using reverse geometric engineering possible. The results show a geometric design of the vault surfaces as well as double-curved arches based on simple plane circle segments. This clear geometric definition of the vault is associated with a remarkable simplicity of construction method and centering. In the context of other vault designs by members of the Dientzenhofer professional circle of master builders and architects, the vault of St. Hedwig can be seen as both a continuation and an improvement in terms of geometric design and construction details. N2 - In diesem Beitrag wird die Fallstudie der Kirche St. Hedwig von Kilian Ignaz Dientzenhofer in der polnischen Region Schlesien untersucht. Das Gebäude, eine beliebte Wallfahrtskirche, ist in der Kunst- und Architekturgeschichte als ein spätbarockes Juwel mit einer eigenartigen Formgebung und berühmten Fresken bekannt. Während die Form des Gebäudes und seines Gewölbes in der Vergangenheit zu verschiedenen Interpretationen geführt hat, wurde seine Geometrie bisher noch nicht auf zuverlässiger Grundlage analysiert. Auch die Konstruktion des Ziegelgewölbes ist noch nicht wissenschaftlich erforscht worden. Um diese Aspekte zu untersuchen, wurde ein 3D-Laserscan des Intrados und Extrados des Gewölbes als primäre Quelle herangezogen. Das aus dem Scan generierte 3D-Modell ermöglichte nicht nur die detaillierte Beschreibung von strukturellen Rippen, Backsteinverbänden und Konstruktionsdetails am Gewölbeextrados, sondern auch eine geometrische Analyse mittels Reverse Geometric Engineering. Die Ergebnisse zeigen einen geometrischen Entwurf der Gewölbeflächen sowie der doppelt gekrümmten Bögen, der auf einfachen ebenen Kreissegmenten basiert. Diese klare geometrische Definition des Gewölbes ist mit einer bemerkenswerten Einfachheit der Konstruktionsmethoden und Lehrgerüste verbunden. Im Kontext anderer Gewölbeentwürfe aus dem Umkreis der Baumeister- und Architektenfamilie Dientzenhofer kann das Gewölbe von St. Hedwig sowohl als Fortführung als auch als Verbesserung in Bezug auf geometrischen Entwurf und Konstruktionsdetails gesehen werden. KW - Kilian Ignaz Dientzenhofer KW - Legnickie Pole KW - Geometric design KW - Construction KW - Vault KW - Geometrischer Entwurf KW - Konstruktion KW - Gewölbe KW - Dientzenhofer KW - Kilian Ignaz KW - Wahlstatt (Liegnitz) KW - Kirchenbau KW - Gewölbe KW - Dreidimensionale Rekonstruktion KW - Geometrie Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5905 ER - TY - JOUR A1 - Frimpong, Bernard Fosu A1 - Molkenthin, Frank A1 - Koranteng, Addo T1 - Analysis of temperature variability utilising Mann–Kendall and Sen’s slope estimator tests in the Accra and Kumasi metropolises in Ghana T1 - Untersuchung der Temperaturvarabilität mit Mann–Kendall-Trendtest und Sen-Slope Schätzer in den Städten Accra und Kumasi in Ghana N2 - Temperature variability may have direct and indirect impacts on the environments of the Accra and Kumasi Metropolises in Ghana. This study analysed temperature and trends in temperature in both cities using in-situ measurements from one meteorological station in both cities from 1986 to 2015. The temperature indices were computed using the RClimdex package from the Expert Team on Climate Change Detection Monitoring Indices (ETCCDMI). The temperature time series was pre-whitened before the Mann–Kendall trend and Sen’s slope estimator analysis were applied. Initial analysis revealed minimal variation in temperature in both cities. The results from the analysed temperature indices revealed an increase in warm days and a general rise in the minimum temperature compared to maximum temperatures. Mann Kendall and Sen’s slope revealed significant trends in the annual and seasonal (dry and wet seasons) in minimum temperature in both cities. These might lead to an increased rate of heat-stressed diseases and an overall rise in urban warming in both cities. The analysis of temperature, indices and trends provided comprehensive insights into the temperature of Accra and Kumasi. The results highlight the essence of evaluating temperature indices and trends in light of Climate Change concerns. It is recommended that urban green and blue spaces should be incorporated into land use plans as these policy directions can aid regulate the temperature in both cities. N2 - Temperaturschwankungen können direkte und indirekte Auswirkungen auf die Umwelt in den Metropolen Accra und Kumasi in Ghana haben. In dieser Studie wurden die Temperatur und die Temperaturtrends in beiden Städten anhand von Messungen jeweils einer meteorologischen Station in beiden Städten von 1986 bis 2015 analysiert. Die Temperaturindizes wurden mit dem RClimdex-Paket des Expert Team on Climate Change Detection Monitoring Indices (ETCCDMI) berechnet. Die gemessenen Temperaturzeitreihen wurde für die Analyse mit Mann-Kendall-Trend und Sen-Slope Schätzer auf- und vorbereitet. Eine erste Analyse ergab minimale Temperaturschwankungen in beiden Städten. Die Ergebnisse der analysierten Temperaturindizes zeigten eine Zunahme der warmen Tage und einen allgemeinen Anstieg der Minimaltemperatur im Vergleich zu den Maximaltemperaturen. Beide Methoden zeigten signifikante Trends im jährlichen und saisonalen (Trocken- und Regenzeit) Verlauf der Mindesttemperatur in beiden Städten. Diese Trends könnten zu einer Erhöhung von hitzebedingten gesundheitlichen Problemen und einer allgemeinen Erwärmung in beiden Städten führen. Die Analyse von Temperaturen, Indizes und Trends führte zu einem erweiterten Verständnis der Temperaturverläufe in Accra und Kumasi. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Bewertung von Temperaturindizes und -trends im Hinblick auf den Klimawandel. Es wird empfohlen, städtische Grün- und Wasserflächen in die Flächennutzungspläne mit aufzunehmen, damit diese strategischen Planungs- und Regelwerke genutzt werden können, die die Temperatur in beiden Städten positiv beeinflussen zu können. KW - Temperature variability KW - Mann-Kendall test KW - Sen's slope estimator KW - Accra KW - Kumasi KW - Temperaturvarabilität KW - Sen-Slope Schätzer KW - Accra KW - Kumasi KW - Temperatur KW - Schwankung Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1186/s40068-022-00269-1 ER - TY - CHAP A1 - Segabinazzi Ferreira, Raphael A1 - George, Nevin A1 - Chen, Junchao A1 - Hübner, Michael A1 - Krstic, Milos A1 - Nolte, Jörg A1 - Vierhaus, Heinrich Theodor T1 - Configurable Fault Tolerant Circuits and System Level Integration for Self-Awareness N2 - Scaling minimum features of ICs down to the 10nm- area and below has allowed high integration rates in electronics. Scaling at supply voltages of 1V and below also implies a rising level of stress which drives aging effects that reduce switching speed and the expected life time. Additionally, vulnerability from particle radiation is increased. Hence, fault detection and on-line correction become a must for many applications. However, not only fault tolerance but self-awareness becomes also an advantage. Provided that by being aware of its own healthy state allow optimized configurations regarding system operation modes and configurable hardware mechanism. This paper shows a preliminary work in a configurable circuit and explores its configuration possibilities when integrated into a complete system. KW - Self-awareness KW - Configurable circuits KW - Fault tolerant KW - Operation modes KW - Integrierte Schaltung KW - Konfiguration KW - Fehlertoleranz Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-50503 SN - 978-3-902457-54-7 ER - TY - CHAP A1 - Schmitt, Rebecca Erika A1 - Wendland, David T1 - The geometric design of the “Guarinesque” vaults in Banz and Vierzehnheiligen in relation to the treatises of stereotomy T1 - Der geometrische Entwurf der "Guarinesken" Gewölbe in Banz und Vierzehnheiligen in Beziehung zu den Traktaten der Stereotomie N2 - Johann Dientzenhofer’s Banz Abbey Church (1710-1718) and Balthasar Neumann’s church of Vierzehnheiligen (1743-1772), both located in Upper Franconia (Germany), are characterised by their masonry vaults, sequences of oval domes separated by double-curved arches. This Late Baroque architecture has been called “Guarinesque”; however, the conceptual connection between the vaults and Guarino Guarini’s architecture remains to be thoroughly investigated. This paper resumes the discussion about the geometric definitions of these vaults using the modern methods of geometric analysis and reverse geometrical engineering, based on 3D laser scanning. The analysis of these scans reveals a design process based on plane circle segments and ovals, while more complex geometric procedures are not necessary to describe the vaults. Further, the relationship between these designs and the procedures of geometric design described in the treatises of stereotomy since the 16th century can be shown. On this background, the relation to Guarini’s Architettura Civile (1737) is discussed. N2 - Die Klosterkirche von Banz (1710-1718) von Johann Dientzenhofer und die Kirche Vierzehnheiligen (1743-1772) von Balthasar Neumann, beide in Oberfranken (Deutschland) gelegen, zeichnen sich durch ihre gemauerten Gewölbe aus, Abfolgen von ovalen Kuppeln, die durch doppelt gekrümmte Bögen getrennt sind. Diese spätbarocke Architektur ist als "guarinesk" bezeichnet worden; der konzeptionelle Zusammenhang zwischen den Gewölben und der Architektur Guarino Guarinis ist jedoch noch nicht eingehend untersucht worden. In diesem Beitrag wird die Diskussion über die geometrischen Definitionen dieser Gewölbe mit Hilfe der modernen Methoden der geometrischen Analyse und des Reverse Geometrical Engineering auf der Grundlage von 3D-Laserscans wieder aufgenommen. Die Analyse dieser Scans zeigt einen Entwurfsprozess, der auf ebenen Kreissegmenten und Ovalen beruht, während komplexere geometrische Verfahren zur Beschreibung der Gewölbe nicht erforderlich sind. Darüber hinaus kann die Verwandtschaft zwischen diesen Entwürfen und den in den Abhandlungen der Stereotomie seit dem 16. Jahrhundert beschriebenen geometrischen Entwurfsverfahren aufgezeigt werden. Vor diesem Hintergrund wird auch die Beziehung zu Guarinis Architettura Civile (1737) erörtert. KW - Balthasar Neumann KW - Johann Dientzenhofer KW - Vierzehnheiligen KW - Banz KW - Vault KW - Gewölbe KW - Klosterkirche Banz (Bad Staffelstein) KW - Wallfahrtskirche Vierzehnheiligen (Staffelstein) KW - Kirchenbau KW - Gewölbe KW - Dreidimensionale Rekonstruktion KW - Geometrie Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5904 ER - TY - CHAP A1 - Kraemer, Rolf ED - Kraemer, Rolf ED - Scholz, Stefan T1 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 : preface, contents, list of tables, list of figures, bibliography T1 - Vorwort, Inhaltsverzeichnis, Tabellenverzeichnis, Abbildungsverzeichnis, Literaturverzeichnis T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - SPP-1655 KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-57167 ER - TY - CHAP A1 - Johannsen, Nils L. A1 - Hoeher, Peter A. A1 - Peitzmeier, Nikolai A1 - Manteuffel, Dirk T1 - M4 : multi-mode massive MIMO T1 - M4 : Multi-Mode-massiv-MIMO T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - M4 KW - Multi-mode massive MIMO KW - Multi-Mode-massiv-MIMO KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5912 SP - 167 EP - 212 ER - TY - CHAP A1 - Testa, Paolo Valerio A1 - Carta, Corrado A1 - Ellinger, Frank A1 - Klein, Bernhard A1 - Hahnel, Ronny A1 - Plettemeier, Dirk T1 - DAAB : on-chip integrated distributed amplifier and antenna systems in locally-backside-etched SiGe BiCMOS for receivers with ultra-large bandwidth T1 - DAAB : on-Chip-integrierte verteilte Verstärker- und Antennen-Systeme mit Lokaler-Rückseiten-Ätztechnologie SiGe BiCMOS für Empfänger mit ultrabreiter Bandbreite T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - DAAB KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5910 SP - 109 EP - 138 ER - TY - CHAP A1 - Steeg, Matthias A1 - Tebart, Jonas A1 - Dülme, Sebastian A1 - Stöhr, Andreas A1 - Exner, Florian A1 - Czylwik, Andreas A1 - Alissa, Mai A1 - Kaiser, Thomas T1 - Tera50+ : sub-mm-wave 100 Gbit/s fiber-wireless transmission system T1 - Tera50+ : Sub-mm-Wellen-100-Gbit/s-Glasfaser-Funk-Übertragungssystem T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - Tera50+ KW - Fiber-wireless transmission system KW - Glasfaser-Funk-Übertragungssystem KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5909 SP - 75 EP - 108 ER - TY - CHAP A1 - Segabinazzi Ferreira, Raphael A1 - Nolte, Jörg A1 - Vargas, Fabian A1 - George, Nevin A1 - Hübner, Michael T1 - Run-time hardware reconfiguration of functional units to support mixed-critical applications N2 - System reconfiguration of hardware resources has been done in multiple system domains. Such systems are usually found in the context of FPGAs, where reconfiguration is done usually over its primitives (e.g., LUTs, Flip-Flops). Or even in the context of MPSoC designs, where core management (e.g., lock-step operation in multi-core designs) is the most used approach. However, recent works have shown that configuration at Functional Units (FUs) granularity might come with benefits. For example, it can increase the configuration space due to its finer granularity, and, as a consequence, the options to deal with problems (e.g., due to aging) in the units itself. Within this context, this paper presents a system capable to configure its FUs (e.g., ALUs, multipliers, dividers) into different operation modes. The system uses an Operating System to control HW reconfiguration during process switching time and takes into account the health state of its units in a mixed-criticality applications scenario. Results show that, within this scenario, the system is able to reconfigure itself accomplishing health state modifications of its HW elements. KW - Reconfiguration KW - Functional units KW - Fine-grained KW - Mixed-criticality KW - Run-time KW - Rekonfiguration KW - Laufzeit KW - Funktionseinheit KW - Fehlererkennung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-51804 ER - TY - CHAP A1 - Carlowitz, Christian A1 - Vossiek, Martin A1 - Girg, T. A1 - Dietz, M. A1 - Schrotz, A.-M. A1 - Maiwald, T. A1 - Hagelauer, A. A1 - Weigel, R. A1 - Ghaleb, Hatem A1 - Carta, Corrado A1 - Ellinger, Frank A1 - Du, Xuan-Quang A1 - Grözing, Markus A1 - Berroth, Manfred T1 - SPARS : simultaneous phase and amplitude regenerative sampling T1 - SPARS : simultanes Phasen- und Amplituden-regenerativ-Sampling T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - Simultaneous phase sampling KW - Amplitude regenerative sampling KW - Amplituden-regenerativ-Sampling KW - Simultanes Phasen-Sampling KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5908 SP - 37 EP - 74 ER - TY - CHAP A1 - Song, Xiaohang A1 - Rave, Wolfgang A1 - Fettweis, Gerhard A1 - Hälsig, Tim A1 - Lankl, Berthold A1 - Cvetkovski, Darko A1 - Grass, Eckhard T1 - MaximumMIMO : millimeter wave line-of-sight spatial multiplexing T1 - MaximumMIMO : Millimeter-Wellen mit direktem (LOS) Raum-Multiplexing T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - Wireless KW - 100 Gbps KW - Drahtlos KW - Millimeter wave KW - Line-of-sight spatial multiplexing KW - MaximumMIMO KW - Millimeter-Welle KW - LOS-Raum-Multiplexing KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5911 SP - 139 EP - 166 ER - TY - CHAP A1 - Deutschmann, Björn A1 - Giese, Malte A1 - Jacob, Arne F. A1 - Lofti, Nima A1 - Gerfers, Friedel A1 - Vehring, Sönke A1 - Böck, Georg T1 - PolyData/DataRace : polymer-integrated CMOS-based high-speed communication systems at W-band T1 - PolyData/DataRace : ein Polymer-integriertes CMOS-basiertes Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-System im W-Band T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - PolyData KW - DataRace KW - W-band KW - W-Band KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5917 SP - 397 EP - 444 ER - TY - CHAP A1 - Scheytt, J. Christoph A1 - Javed, Abdul Rehman A1 - Bhutani, Akanksha A1 - Zwick, Thomas A1 - Kallfass, Ingmar A1 - Bamidi, Eswara Rao A1 - Krishnegowda, Karthik A1 - Kraemer, Rolf T1 - Real100G : ultrabroadband wireless communication at high mm-wave frequencies T1 - Real100G : Ultrabreitband-drahtlos-Kommunikation im hohen Mm-Wellen-Bereich T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - Real100G KW - Ultrabroadband wireless communication KW - Ultrabreitband-drahtlos-Kommunikation KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5913 SP - 213 EP - 230 ER - TY - CHAP A1 - Ascheid, Gerd A1 - Wang, Gaojian A1 - Birke, Sebastian A1 - Wehn, Norbert A1 - Herrmann, Matthias A1 - Wang, Yanlu A1 - Hanay, Oner A1 - Bayram, Erkan A1 - Negra, Renato T1 - LP100 : optimization of 100 Gb/s short range wireless transceivers under processing energy constraints T1 - LP100 : Optimierung eines 100-Gb/s-Kurzreichweiten-Funk-Transceivers unter Prozess-Energie-Bedingungen T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - Short range wireless transceiver KW - Kurzreichweiten-Funk-Transceiver KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5906 SP - 1 EP - 35 ER - TY - JOUR A1 - Alimov, Artem A1 - Sviridov, Alexander A1 - Jensch, Felix A1 - Sydow, Benjamin A1 - Härtel, Sebastian T1 - Additive manufacturing of hot-forming dies using laser powder bed fusion and wire arc direct energy deposition technologies T1 - Additive Fertigung von Warmumformwerkzeugen unter Verwendung von Laser Powder Bed Fusion und Wire Arc Direct Energy Deposition Technologien N2 - Additive technologies are now widely used for the production of complex precise parts and have high potential for the production of forming dies. In this work, hot-forming dies optimized for additive manufacturing were developed and produced with wire arc direct energy deposition (WA-DED) and laser powder bed fusion (L-PBF) technologies. The concept of lightweight hot-forming dies with a 2D-lattice structure was developed, which reduced the weight of each die by 56%, from 14.2 kg to 6.1 kg, in production using L-PBF. Maraging/precipitation-hardened steel 17-4PH was used as an alternative to traditional hot-working steels with slightly lower mechanical properties and a much higher processability in the additive manufacturing process. The workability of the manufactured dies was confirmed by forging tests on an industrial screw press. N2 - Additive Technologien sind derzeit für die Herstellung komplexer, präziser Teile weit verbreitet und weisen ein hohes Potenzial für die Herstellung von Umformwerkzeugen auf. In dieser Arbeit wurden Warmumformwerkzeuge, die für die additive Fertigung optimiert sind, entwickelt und mit den Technologien WA-DED (Wire Arc Direct Energy Deposition) und L-PBF (Laser Powder Bed Fusion) hergestellt. Es wurde ein Konzept für Leichtbau-Warmumformwerkzeuge mit einer 2D-Gitterstruktur entwickelt, das das Gewicht jedes Werkzeugs bei der Produktion mit L-PBF um 56 % von 14,2 kg auf 6,1 kg reduzierte. Als Alternative zu konventionellen Warmarbeitsstählen wurde der martensitische/ausscheidungsgehärtete Stahl 17-4PH verwendet, der geringfügig niedrigere mechanische Eigenschaften und eine wesentlich bessere Verarbeitbarkeit im additiven Fertigungsprozess aufweist. Die Verwendbarkeit der hergestellten Gesenke wurde durch Schmiedeversuche auf einer industriellen Schraubspindelpresse nachgewiesen. KW - Additive manufacturing KW - Hot-forming dies KW - L-PBF KW - WA-DED KW - WAAM KW - Additive Fertigung KW - Warmumformwerkzeuge KW - L-PBF KW - WA-DED KW - WAAM KW - Warmumformen KW - Rapid Prototyping (Fertigung) KW - Selektives Laserschmelzen Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/met13111842 ER - TY - JOUR A1 - Tomás Marín, Sergio de A1 - Rodríguez-Calcerrada, Jésus A1 - Arenas-Castro, Salvador A1 - Prieto, Iván A1 - González, Guillermo A1 - Gil, Luis A1 - Riva, Enrique G. de la T1 - Fagus sylvatica and Quercus pyrenaica : two neighbors with few things in common T1 - Fagus sylvatica und Quercus pyrenaica: zwei Nachbarn mit wenigen Gemeinsamkeiten JF - Forest Ecosystems N2 - The Iberian Peninsula comprises one of the largest boundaries between Mediterranean and Eurosiberian vegetation, known as sub-Mediterranean zone. This ecotone hosts many unique plant species and communities and constitutes the low-latitude (warm) margin of numerous central European species which co-occur with Mediterranean vegetation. Two of the main species found in this region are the Eurosiberian European beech (Fagus sylvatica L.) and the Mediterranean Pyrenean oak (Quercus pyrenaica Willd.). It remains unclear how the different physiological and adaptive strategies of these two species reflect their niche partitioning within a sub-Mediterranean community and to what extent phenotypic variation (intraspecific variability) is driving niche partitioning across Eurosiberian and Mediterranean species. We quantified functional niche partitioning, based on the n-dimensional hypervolume to nine traits related to resource acquisition strategies (leaf, stem and root) plus relative growth rate as an additional whole-plant trait, and the environmental niche similarity between Pyrenean oak and European beech. Further, we analyzed the degree of phenotypic variation of both target species and its relationship with relative growth rates (RGR) and environmental conditions. Plant recruitment was measured for both target species as a proxy for the average fitness. Species’ functional space was highly segregated (13.09% overlap), mainly due to differences in niche breadth (59.7%) rather than niche replacement (25.6%), and beech showed higher trait variability, i.e., had larger functional space. However, both species shared the environmental space, i.e., environmental niches were overlapped. Most plant traits were not related to abiotic variables or RGR, neither did RGR to plant traits. Both target species share similar environmental space, however, show notably different functional resource-use strategies, promoting a high complementarity that contributes to maintaining a high functionality in sub-Mediterranean ecosystems. Therefore, we propose that conservation efforts be oriented to preserve both species in these habitats to maximize ecosystem functionality and resilience. N2 - Die Iberische Halbinsel bildet eine der größten Grenzen zwischen der mediterranen und der eurosibirischen Vegetation, die als submediterrane Zone bekannt ist. Dieser Ökoton beherbergt viele einzigartige Pflanzenarten und -gemeinschaften und bildet den (warmen) Randbereich zahlreicher mitteleuropäischer Arten, die gemeinsam mit der mediterranen Vegetation vorkommen. Zwei der wichtigsten Arten in dieser Region sind die eurosibirische Rotbuche (Fagus sylvatica L.) und die mediterrane Pyrenäeneiche (Quercus pyrenaica Willd.). Es bleibt unklar, wie die unterschiedlichen physiologischen und adaptiven Strategien dieser beiden Arten ihre Nischenaufteilung innerhalb einer submediterranen Gemeinschaft widerspiegeln und inwieweit phänotypische Variation (intraspezifische Variabilität) die Nischenaufteilung zwischen eurosibirischen und mediterranen Arten vorantreibt. Der Funktionsraum der Arten war stark segregiert (13,09 % Überlappung), was hauptsächlich auf Unterschiede in der Nischenbreite (59,7 %) und nicht auf Nischenersatz (25,6 %) zurückzuführen war, und die Buche wies eine höhere Merkmalsvariabilität auf, d. h. sie hatte einen größeren Funktionsraum. Allerdings teilten sich beide Arten den Umweltraum, d. h., die Umweltnischen überschnitten sich. Die meisten Pflanzenmerkmale standen nicht in Beziehung zu abiotischen Variablen oder RGR, ebenso wenig wie RGR zu Pflanzenmerkmalen. Beide Zielarten teilen sich einen ähnlichen Lebensraum, zeigen jedoch deutlich unterschiedliche funktionale Ressourcennutzungsstrategien, was eine hohe Komplementarität fördert, die zur Aufrechterhaltung einer hohen Funktionalität in submediterranen Ökosystemen beiträgt. Daher schlagen wir vor, die Schutzbemühungen auf die Erhaltung beider Arten in diesen Lebensräumen auszurichten, um die Funktionalität und Widerstandsfähigkeit der Ökosysteme zu maximieren. KW - Environmental niche KW - European beech KW - Forest dynamics KW - Functional niche KW - Pyrenean oak KW - Ökologische Nische KW - Europäische Buche KW - Walddynamik KW - Funktionelle Nische KW - Pyrenäen-Eiche KW - Iberische Halbinsel KW - Ökoton KW - Ökologische Nische KW - Rotbuche KW - Pyrenäeneiche KW - Artenschutz KW - Ökosystem Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1016/j.fecs.2023.100097 SN - 2197-5620 VL - 10 PB - Beijing Foresty University CY - Beijing ER - TY - JOUR A1 - Tomás Marín, Sergio de A1 - Galán Díaz, Javier A1 - Rodríguez-Calcerrade, Jésus A1 - Prieto, Iván A1 - Riva, Enrique G. de la T1 - Linking functional composition moments of the sub-mediterranean ecotone with environmental drivers T1 - Verknüpfung von Momenten funktionaler Zusammensetzung des submediterranen Ökotons mit Umweltfaktoren JF - Frontiers in Plant Science N2 - Functional trait-based approaches are extensively applied to the study of mechanisms governing community assembly along environmental gradients. These approaches have been classically based on studying differences in mean values among species, but there is increasing recognition that alternative metrics of trait distributions should be considered to decipher the mechanisms determining community assembly and species coexistence. Under this framework, the main aim of this study is to unravel the effects of environmental conditions as drivers of plant community assembly in sub-Mediterranean ecotones. We set 60 plots in six plant communities of a sub-Mediterranean forest in Central Spain, and measured key above- and belowground functional traits in 411 individuals belonging to 19 species, along with abiotic variables. We calculated community-weighted mean (CWM), skewness (CWS) and kurtosis (CWK) of three plant dimensions, and used maximum likelihood techniques to analyze how variation in these functional community traits was driven by abiotic factors. Additionally, we estimated the relative contribution of intraspecific trait variability and species turnover to variation in CWM. The first three axes of variation of the principal component analyses were related to three main plant ecological dimensions: Leaf Economics Spectrum, Root Economics Spectrum and plant hydraulic architecture, respectively. Type of community was the most important factor determining differences in the functional structure among communities, as compared to the role of abiotic variables. We found strong differences among communities in their CWMs in line with their biogeographic origin (Eurosiberian vs Mediterranean), while differences in CWS and CWK indicate different trends in the functional structure among communities and the coexistence of different functional strategies, respectively. Moreover, changes in functional composition were primarily due to intraspecific variability. We observed a high number of strategies in the forest with the different communities spreading along the acquisitive-conservative axis of resource-use, partly matching their Eurosiberian-Mediterranean nature, respectively. Intraspecific trait variability, rather than species turnover, stood as the most relevant factor when analyzing functional changes and assembly patterns among communities. Altogether, our data support the notion that ecotones are ecosystems where relatively minor environmental shifts may result in changes in plant and functional composition. N2 - Auf funktionalen Merkmalen basierende Ansätze werden häufig zur Untersuchung von Mechanismen eingesetzt, die den Aufbau von Gemeinschaften entlang von Umweltgradienten steuern. Diese Ansätze basieren klassischerweise auf der Untersuchung von Unterschieden in den Mittelwerten zwischen den Arten, aber es wird zunehmend anerkannt, dass alternative Metriken der Merkmalsverteilungen berücksichtigt werden sollten, um die Mechanismen zu entschlüsseln, die die Zusammensetzung von Gemeinschaften und die Koexistenz von Arten bestimmen. Vor diesem Hintergrund besteht das Hauptziel dieser Studie darin, die Auswirkungen der Umweltbedingungen als treibende Kraft für die Bildung von Pflanzengemeinschaften in submediterranen Ökotonen zu entschlüsseln. Wir legten 60 Parzellen in sechs Pflanzengemeinschaften eines submediterranen Waldes in Zentralspanien an und maßen die wichtigsten ober- und unterirdischen Funktionsmerkmale von 411 Individuen, die zu 19 Arten gehören, sowie abiotische Variablen. Wir berechneten den gemeinschaftsgewichteten Mittelwert (CWM), die Schiefe (CWS) und die Kurtosis (CWK) von drei Pflanzendimensionen und analysierten mit Hilfe von Maximum-Likelihood-Techniken, wie die Variation dieser funktionalen Gemeinschaftsmerkmale durch abiotische Faktoren beeinflusst wurde. Außerdem schätzten wir den relativen Beitrag der intraspezifischen Merkmalsvariabilität und des Artenwechsels zur Variation der CWM. Die ersten drei Variationsachsen der Hauptkomponentenanalysen standen in Zusammenhang mit drei wichtigen pflanzenökologischen Dimensionen: Das ökonomische Blattspektrum, das ökonomische Wurzelspektrum bzw. die hydraulische Architektur der Pflanzen. Die Art der Gemeinschaft war der wichtigste Faktor, der die Unterschiede in der funktionalen Struktur zwischen den Gemeinschaften bestimmte, verglichen mit der Rolle der abiotischen Variablen. Wir fanden starke Unterschiede zwischen den Gemeinschaften in ihren CWMs entsprechend ihrer biogeografischen Herkunft (eurosibirisch vs. mediterran), während Unterschiede in CWS und CWK unterschiedliche Trends in der funktionalen Struktur zwischen den Gemeinschaften bzw. die Koexistenz verschiedener funktionaler Strategien anzeigen. Darüber hinaus waren die Veränderungen in der funktionellen Zusammensetzung in erster Linie auf die intraspezifische Variabilität zurückzuführen. Wir beobachteten eine große Anzahl von Strategien im Wald, wobei sich die verschiedenen Gemeinschaften entlang der Achse der Ressourcennutzung (akquisitorisch-konservativ) ausbreiteten, was teilweise ihrer eurosibirischen bzw. mediterranen Natur entspricht. Bei der Analyse der funktionellen Veränderungen und der Zusammensetzungsmuster zwischen den Gemeinschaften war die Variabilität der intraspezifischen Merkmale und nicht der Artenumsatz der wichtigste Faktor. Insgesamt unterstützen unsere Daten die Vorstellung, dass Ökotone Ökosysteme sind, in denen relativ geringe Umweltveränderungen zu Veränderungen in der Pflanzen- und Funktionszusammensetzung führen können. KW - Mixed-species forest KW - Sub-mediterranean KW - Ecotone KW - Functional structure KW - Intraspecific variability KW - Ökoton KW - Funktionelle Struktur KW - Intraspezifische Variabilität KW - Artengemischter Wald KW - Submediterran KW - Spanien KW - Meseta KW - Ökoton KW - Wald KW - Pflanzengesellschaft KW - Umweltveränderung KW - Maximum-Likelihood-Technik Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1303022 SN - 1664-462X VL - 14 PB - Frontiers CY - Lausanne ER - TY - JOUR A1 - Dikra, Bouras A1 - Fellah, Mamoun A1 - Barille, Regis A1 - Weiß, Sabine A1 - Samad, Mohammed Abdul A1 - Alburaikan, Alhanouf A1 - Khalifa, Hamiden Abd El-Wahed A1 - Obrosov, Aleksei T1 - Improvement of photocatalytic performance and sensitive ultraviolet photodetectors using AC-ZnO/ZC-Ag2O/AZ-CuO multilayers nanocomposite prepared by spin coating method T1 - Verbesserung der photokatalytischen Leistung empfindlicher Ultraviolett-Photodetektoren unter Verwendung von AC-ZnO/ZC-Ag2O/AZ-CuO-Multilayer-Nanokompositen abgeschieden durch Rotationsbeschichtung JF - Journal of science: advanced materials and devices N2 - Morphological and optical properties of a multilayer film (CAZO/CZAO/ZACO) prepared by spin-coating method and deposited on a glass substrate were evaluated. The study was initially carried out for each layer, individually and then as a multilayer subsequently. Structural properties using X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), infrared spectra (IR) and X-ray photoelectron Spectroscopy (XPS) showed the presence of three phases of zinc, copper and silver oxides at different levels. The CZAO sample observed with scanning electron microscope (SEM) showed an excellent porous surface with a large deformation in the multilayer configuration. Doping with zinc and copper in the silver crystal lattice improved the crystal structure and reduced the optical energy gap, thus increasing the optical absorbance and refractive index. The dielectric constants and showed an increase in the optical polarization values for lower photonic energies. The maximum degradation rate for photocatalysts of methylene blue was 89 % for a 5-h exposure period with CAZO/CZAO/ZACO while it reached 71 % for the CZAO sample during the same time period. The sensitivity of samples to light proved that the presence of ultraviolet radiation increases the number of holes trapped by oxygen ions and causes more free electrons and contribute to a better production of photocurrent than in darkness. N2 - Die morphologischen und optischen Eigenschaften eines mehrlagigen Films (CAZO/CZAO/ZACO), der im Rotationsbeschichtungsverfahren hergestellt und auf ein Glas-Substrat aufgebracht wurde, wurden bewertet. Die Studie wurde zunächst für jede Schicht einzeln und anschließend als Multilagenbeschichtung durchgeführt. Die strukturellen Eigenschaften mittels Röntgenbeugung (XRD), energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDS), Infrarotspektren (IR) und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) zeigten das Vorhandensein von drei Phasen aus Zink-, Kupfer- und Silberoxiden auf verschiedenen Ebenen. Die mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersuchte CZAO-Probe zeigte eine ausgezeichnete poröse Oberfläche mit einer großen Verformung in der Multischichtkonfiguration. Die Dotierung des Silberkristallgitters mit Zink und Kupfer verbesserte die Kristallstruktur und verringerte die optische Energielücke, wodurch sich die optische Absorption und der Refraktionsindex erhöhten. Die Dielektrizitätskonstanten und die optischen Polarisationswerte stiegen bei niedrigeren Photonenergien an. Die maximale Abbaugeschwindigkeit der Photokatalysatoren für Methylenblau betrug 89 % bei einer 5-stündigen Belichtungszeit mit CAZO/CZAO/ZACO, während sie bei der CZAO-Probe im gleichen Zeitraum 71 % erreichte. Die Lichtempfindlichkeit der Proben beweist, dass das Vorhandensein von ultravioletter Strahlung die Anzahl der von Sauerstoffionen eingefangenen Löcher erhöht und mehr freie Elektronen verursacht, die zu einer besseren Produktion von Photostrom beitragen als bei Dunkelheit. KW - Multilayer CAZO/CZAO/ZACO KW - Photocatalysis KW - Photodetector KW - Nanostructures KW - Nanocomposites KW - Multilagenbeschichtung CAZO/CZAO/ZACO KW - Rotationsbeschichtung KW - Photokatalyse KW - Nanostrukturen KW - Nanokompositen KW - Nanokomposit KW - Mehrschichtsystem KW - Beschichtung KW - Fotokatalyse KW - Photodetektor Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jsamd.2023.100642 SN - 2468-2179 VL - 9 IS - 1 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Yadollahi, Solmaz T1 - Reflections on the past and future of urban conservation in Iran T1 - Betrachtungen über die Vergangenheit und die Zukunft des städtischen Denkmalschutzes im Iran JF - Built heritage N2 - The material authenticity of cultural heritage has been questioned by societies in which the modern paradigm of conservation has not developed from within the native culture. This paper examines the philosophical and practical traditions in Iran regarding the materiality and authenticity of past structures. By reviewing the emergence of the Western conservation paradigm in Iran, this paper highlights two key factors: the rapidness of this paradigm shift and the remarkable contradiction between the new and old paradigms. By borrowing the Deleuzo-Guattarian concept of a ‘body without organs’ (BwO), this paper problematises the rapidness and radicality of the paradigm shift in Iran. It suggests exploring the under-investigated possibilities between the pre-modern and modern paradigms to address the gap between native circumstances and Western standards. N2 - Die materielle Authentizität des kulturellen Erbes wird von Gesellschaften in Frage gestellt, in denen sich das moderne Paradigma der Erhaltung nicht aus der eigenen Kultur heraus entwickelt hat. In diesem Beitrag werden die philosophischen und praktischen Traditionen im Iran in Bezug auf die Materialität und Authentizität historischer Strukturen untersucht. Indem er das Aufkommen des westlichen Erhaltungsparadigmas im Iran untersucht, hebt er zwei Schlüsselfaktoren hervor: die Schnelligkeit dieses Paradigmenwechsels und den bemerkenswerten Widerspruch zwischen dem neuen und dem alten Paradigma. In Anknüpfung an das Deleuzo-Guattsche Konzept eines "Körpers ohne Organe" (BwO) problematisiert dieser Beitrag die Schnelligkeit und Radikalität des Paradigmenwechsels im Iran. KW - Cultural heritage KW - Authenticity KW - Iran KW - Conservation KW - Kulturelles Erbe KW - Authentizität KW - Denkmalschutz KW - Iran KW - Kulturerbe KW - Stadt KW - Denkmalpflege KW - Denkmalschutz KW - Authentizität KW - Materialität Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1186/s43238-020-00019-1 SN - 2662-6802 VL - 4 IS - 19 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - BOOK A1 - Künnemann, Andreas T1 - Existenz- und Regularitätstheorie der zweidimensionalen Variationsrechnung mit Anwendungen auf das Plateausche Problem für Flächen vorgeschriebener mittlerer Krümmung T1 - Existence and regularity theory of the two-dimensional calculus of variations with applications to the plateau problem for surfaces of prescribed mean curvature N2 - Die vorliegende Arbeit behandelt für eine breite Klasse zweidimensionaler Variationsprobleme eine Existenz- und Regularitätstheorie, die der Lösung von Randwertproblemen partieller Differentialgleichungssysteme dient. Dabei werden bekannte Ergebnisse gründlich untersucht und umfassend aufgearbeitet. Teilweise wird eine geeignete Anpassung der Voraussetzungen einiger Resultate vorgenommen. Speziell wird die Theorie auf das Plateausche Problem für Flächen vorgeschriebener mittlerer Krümmung im R3 angewendet. Eingangs wird das Konzept der direkten Methoden der Variationsrechnung erläutert. Über einen fundamentalen Satz zur schwachen Unterhalbstetigkeit von Funktionalen wird die Existenz eines Minimierers für eine breite Klasse von Variationsproblemen nachgewiesen. Da die Existenztheorie in Sobolev-Räumen agiert, sind Untersuchungen zur Regularität eines Minimierers notwendig. Im Rahmen der Regularitätstheorie wird das Dirichletsche Wachstumstheorem von Morrey gezeigt, welches ein hinreichendes Kriterium für die Hölder-Stetigkeit einer Funktion X ∈ W1,2(G) liefert. Zum Nachweis der Anwendbarkeit des Dirichletschen Wachstumstheorems auf einen Minimierer wird ein Wachstumslemma verwendet. Dabei werden eine Verknüpfung des Dirichlet-Integrals mit Fourierreihen sowie das Dirichlet- Integral der harmonischen Ersetzung einer Funktion mit L2-Randwerten genutzt. Infolgedessen ergibt sich die Hölder-Stetigkeit im Inneren für einen Minimierer. Zudem wird die Stetigkeit des Minimierers bis zum Rand gezeigt, sodass die Existenz eines stetigen Minimierers für eine breite Klasse von Variationsproblemen gesichert ist. Anschließend erfolgt die Berechnung der ersten Variation sowie die damit verbundene Herleitung der schwachen Euler-Lagrange-Gleichung, welche eine Beziehung zur Lösungstheorie von Differentialgleichungen im Sinne des Dirichletschen Prinzips herstellt. Ausgehend von der schwachen Euler-Lagrange-Gleichung wird die Hölder-Stetigkeit der ersten Ableitungen eines Minimierers bewiesen. Für die Lösung von Randwertproblemen mit partiellen Differentialgleichungen zweiter Ordnung mithilfe der Variationsrechnung ist der Nachweis stetiger zweiter Ableitungen des Minimierers notwendig. Dabei wird der Fokus auf sogenannte Minimierer vom Poissonschen Typ gelegt. Eine C2,σ-Rekonstruktion, die auf der Schaudertheorie basiert, liefert in diesem Fall die gewünschte Regularität. In Anwendung dessen werden das Randwertproblem harmonischer Abbildungen in Riemannschen Räumen sowie das Dirichletproblem des H-Flächen-Systems behandelt, indem jeweils ein geeignetes Variationsproblem aufgestellt wird. Als Erweiterung des Dirichletproblems des H-Flächen-Systems wird das allgemeine Plateausche Problem für Flächen vorgeschriebener mittlerer Krümmung mit den erarbeiteten Methoden der Variationsrechnung untersucht. Zudem wird das Plateausche Problem für Flächen vorgeschriebener mittlerer Krümmung in Kugeln, in Zylindern sowie insbesondere im Einheitskegel gelöst. Insgesamt wird eine ausführliche, in sich geschlossene und gut verständliche Existenzund Regularitätstheorie der zweidimensionalen Variationsrechnung zur Behandlung von Randwertproblemen partieller Differentialgleichungssysteme dargestellt, welche sich in besonderer Weise bei der Lösung des Plateauschen Problems für Flächen vorgeschriebener mittlerer Krümmung entfaltet. N2 - This work deals with the existence and regularity theory for a wide class of twodimensional variational problems, with the intention to solve boundary value problems for systems of partial differential equations. Known results are thoroughly examined and comprehensively elaborated. Partially, the requirements for some of the results are suitably adapted. In particular, the theory is applied to Plateau’s problem for surfaces of prescribed mean curvature in R3. At the beginning, the concept of the direct methods in the calculus of variations is explained. The existence of a minimizer for a wide class of variational problems is demonstrated by means of a fundamental theorem on the weak lower semicontinuity of functionals. Since the existence theory operates in Sobolev spaces, investigations about the regularity of a minimizer are necessary. In the context of the regularity theory, the Dirichlet growth theorem by Morrey is shown, which provides a sufficient condition for the Hölder continuity of a function X ∈ W1,2(G). A growth lemma is used to demonstrate the applicability of the Dirichlet growth theorem to a minimizer. A combination of the Dirichlet integral with Fourier series and the Dirichlet integral for the harmonic replacement of a function with L2 boundary values are utilized. As a result, the Hölder continuity in the interior for a minimizer is established. In addition, the continuity of the minimizer up to the boundary is shown, so that the existence of a continuous minimizer is ascertained for a wide class of variational problems. Subsequently, the first variation is calculated and the associate weak Euler-Lagrange equation, which relates to solutions of differential equations in the sense of Dirichlet’s principle, is derived. The weak Euler-Lagrange equation is the base for proving the Hölder continuity of the first derivatives for a minimizer. In order to solve boundary value problems with partial differential equations of the second order via the calculus of variations, the proof of continuous second derivatives for the minimizer is necessary. The focus is laid on so-called minimizers of Poisson type. A C2,σ-reconstruction based on the Schauder theory provides the desired regularity in this case. As an application of this theory, the boundary value problem of harmonic mappings in Riemannian spaces as well as the Dirichlet problem of the H-surface system are treated via the solution of a suitable variational problem in each case. As an extension for the Dirichlet problem of the H-surface system, the general Plateau’s problem for surfaces of prescribed mean curvature is investigated using the variational methods that have been developed. In addition, Plateau’s problem for surfaces of prescribed mean curvature is solved in balls, in cylinders and especially in the unit cone. With these investigations a detailed, self-contained and easily understandable existence and regularity theory of the two-dimensional calculus of variations for the treatment of boundary value problems for systems of partial differential equations is presented, which is especially suited to solve Plateau’s problem for surfaces with prescribed mean curvature. KW - Variationsrechnung KW - Variationsrechnung KW - Dimension 2 KW - Mittlere Krümmung KW - Plateau-Problem KW - Partielle Differentialgleichungen KW - Plateausches Problem KW - Regularitätstheorie KW - Morrey KW - Variation calculation KW - Partial differential equations KW - Plateau problem KW - Regularity theory Y1 - 2022 SN - 978-3-658-41640-9 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-41641-6 PB - Springer CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Böllmann, Jörg A1 - Martienssen, Marion T1 - Seasonal variability of cultivable nitrate-reducing and denitrifying bacteria and functional gene copy number in fresh water lake T1 - Saisonale Variabilität der kultivierbaren nitratreduzierenden und denitrifizierenden Bakterien und der Anzahl der funktionellen Genkopien in einem Süßwassersee JF - microorganisms N2 - This study describes the seasonal course of denitrifying and nitrate-reducing bacteria in a dimictic mesotrophic lake (Lake Scharmützelsee, Brandenburg, Germany) within a three-year period from 2011 to 2013. The bacterial cell numbers were quantified by the fluorescence microscopy, most probable number (MPN) and PCR-dependent quantification of the chromosomal 16S rDNA and of the nirS and nirK gene copy number. The highest seasonal differences (up to three orders of magnitudes) have been measured usingMPNin the epilimnion. This variation was not reflected by PCR-dependent approaches or direct microscopical enumeration. At adverse conditions (low temperature and/or low nitrate concentrations), the differences between MPN and gene copy numbers increased by up to five orders of magnitudes and decreased to one magnitude at favourable environmental conditions. These results can be explained best by an increasing ratio of viable but not cultivable (VBNC) cells or dead cells at impairing conditions. In the hypolimnion, the courses of MPN and nir gene copy numbers were similar. This can be explained by a higher feeding pressure and therefore smaller amounts of dormant cells. In the pelagial in general, the total cell numbers enumerated by either microscopical or molecular approaches were similar. In the sediment, more than 99% of the DNA was obviously not related to viable bacteria but was rather DNA in dead cells or adsorbed to particle surfaces. N2 - Diese Studie beschreibt den jahreszeitlichen Verlauf von denitrifizierenden und nitratreduzierenden Bakterien in einem dimiktischen mesotrophen See (Scharmützelsee, Brandenburg, Deutschland) innerhalb eines dreijährigen Zeitraums von 2011 bis 2013. Die Bakterienzellzahlen wurden mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie, der höchstwahrscheinlichen Anzahl (MPN) und der PCR-abhängigen Quantifizierung der chromosomalen 16S rDNA und der nirS- und nirK-Gen-Kopienzahl bestimmt. Die größten saisonalen Unterschiede (bis zu drei Größenordnungen) wurden mit der MPN im Epilimnion gemessen. Diese Unterschiede wurden nicht durch PCR-abhängige Ansätze oder direkte mikroskopische Auszählung nicht wider. Unter ungünstigen Bedingungen (niedrige Temperatur und/oder niedrige Nitratkonzentration) stiegen die Unterschiede zwischen der MPN und der Genkopienzahl um bis zu fünf Größenordnungen, während sie unter günstigen Umweltbedingungen auf eine Größenordnung abnahmen. Diese Ergebnisse lassen sich am besten durch einen zunehmenden Anteil lebensfähiger, aber nicht kultivierbarer Zellen (VBNC) oder toter Zellen bei ungünstigen Bedingungen erklären. Im Hypolimnion waren die Verläufe der MPN- und nir-Genkopienzahlen ähnlich. Dies lässt sich durch einen höheren Fütterungsdruck und daher geringere Mengen an ruhenden Zellen erklären. Im Pelagial waren die Gesamtzahl der Zellen, die entweder durch mikroskopische oder molekulare Methoden ermittelt wurden, im Allgemeinen ähnlich. Im Sediment gehörten mehr als 99 % der DNA offensichtlich nicht zu den lebensfähigen Bakterien, sondern waren vielmehr DNA in toten Zellen oder an Partikeloberflächen adsorbiert. KW - Denitrification KW - Nitrite reductase KW - Microscopical cell number KW - Hypolimnion KW - Dimictic lake KW - Denitrifikation KW - Nitrit-Reduktase KW - Mikroskopische Zellzahl KW - Dimiktischer See Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/microorganisms12030511 SN - 2076-2607 VL - 12 IS - 3 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Rosen, Christian A1 - Gribat, Nina T1 - Comparing hybrid urbanisms in the global south : water delivery configurations in Peru and Ghana T1 - Hybride Urbanismen im globalen Süden im Vergleich : Konfigurationen der Wasserversorgung in Peru und Ghana JF - Urban Planning N2 - Urban development processes in the Global South (and North) are often described as characterized by formal and informal practices of different actors and their respective material realities. In critical urban studies, the disposition for this binary conception of formal and informal urbanisms has been discussed for many years. To a certain extent, these sometimes align rather problematically with contrasting notions of the “structural” versus the “everyday.” In this article, we explore an understanding of formal and informal urban practices (and respectively “structure” and “everyday”) as always interrelated, and we develop a methodology for a comparative examination of such hybrid urbanisms. In doing so, we address a missing link in the surging theoretical debate on comparative/southern urbanisms, which has rarely been substantiated by methodological explorations. The adapted concept of “delivery configurations” combines analyses of actor networks, material realities, rules and regulations, discourses, and heterogenous arrays of urban practices of negotiating these. However, bringing together local particularities and structural commonalities and exploring their interrelation only provides a basis for understanding case‐specific complexities. We argue that embedding the analysis in a multi‐scalar comparative framework can further its analytical rather than descriptive attributes and provide deeper insights into issues such as social inequality. To illustrate our methodological contribution, we provide first insights from a comparative research project of water delivery in different neighbourhoods in the secondary cities of Sunyani (Ghana) and Arequipa (Peru). We highlight the practical challenges of comparing diverse urban contexts and examining the rather complex relationships between infrastructure delivery, urban development, and social inequality. N2 - Stadtentwicklungsprozesse im Globalen Süden (und Norden) werden häufig als durch formelle und informelle Praktiken unterschiedlicher Akteure und deren jeweilige materielle Realitäten geprägt beschrieben. In den kritischen Urbanistiken wird seit vielen Jahren die Disposition für diese binäre Konzeption von formellen und informellen Urbanismen diskutiert. Bis zu einem gewissen Grad stimmen diese manchmal recht problematisch mit den gegensätzlichen Vorstellungen von "Struktur" und "Alltag" überein. In diesem Artikel untersuchen wir ein Verständnis von formellen und informellen urbanen Praktiken (bzw. von "Struktur" und "Alltag"), die immer miteinander verbunden sind, und entwickeln eine Methodologie für eine vergleichende Untersuchung solcher hybriden Urbanismen. Damit greifen wir ein fehlendes Glied in der aufkeimenden theoretischen Debatte über vergleichende/südliche Urbanismen auf, das bisher kaum durch methodologische Untersuchungen untermauert wurde. Das angepasste Konzept der "Lieferkonfigurationen" kombiniert Analysen von Akteursnetzwerken, materiellen Realitäten, Regeln und Vorschriften, Diskursen und heterogenen Arrays urbaner Praktiken der Verhandlung diese. Die Zusammenführung lokaler Besonderheiten und struktureller Gemeinsamkeiten und die Erforschung ihrer Wechselbeziehung bietet jedoch nur eine Grundlage für das Verständnis fallspezifischer Komplexitäten. Wir argumentieren, dass die Einbettung der Analyse in einen multiskalaren Vergleichsrahmen ihre analytischen und nicht deskriptiven Eigenschaften fördern und tiefere Einblicke in Themen wie soziale Ungleichheit ermöglichen kann. Zur Veranschaulichung unseres methodischen Beitrags liefern wir erste Erkenntnisse aus einem vergleichenden Forschungsprojekt eines vergleichenden Forschungsprojekts zur Wasserversorgung in verschiedenen Vierteln der Sekundärstädte Sunyani (Ghana) und Arequipa (Peru). Wir zeigen die praktischen Herausforderungen auf, die sich aus dem Vergleich verschiedener städtischer Kontexte und der Untersuchung der recht komplexen Beziehungen zwischen Infrastrukturversorgung, Stadtentwicklung und sozialer Ungleichheit ergeben. KW - Water KW - Hybridity KW - Infrastructures KW - Multi‐scalar comparison KW - Peru KW - Ghana KW - Wasser KW - Infrastruktur KW - Multiskalarer Vergleich KW - Infrastruktureinrichtungen Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.17645/up.v8i4.7155 SN - 2183-7635 VL - 8 IS - 4 SP - 340 EP - 350 PB - Cogitation CY - Lissabon ER - TY - JOUR A1 - Zschech, Ehrenfried A1 - Lechowski, Bartlomiej A1 - Kuturkova, Kristina A1 - Panchenko, Luliana A1 - Krüger, Peter A1 - Clausner, André T1 - Laboratory X-ray microscopy of 3D nanostructures in the hard X-ray regime enabled by a combination of multilayer X-ray optics T1 - Labor-Röntgenmikroskopie von 3D-Nanostrukturen im harten Röntgenbereich durch eine Kombination von Mehrschicht-Röntgenoptiken JF - Nanomaterials N2 - High-resolution imaging of buried metal interconnect structures in advanced microelectronic products with full-field X-ray microscopy is demonstrated in the hard X-ray regime, i.e., at photon energies > 10 keV. The combination of two multilayer optics—a side-by-side Montel (or nested Kirkpatrick–Baez) condenser optic and a high aspect-ratio multilayer Laue lens—results in an asymmetric optical path in the transmission X-ray microscope. This optics arrangement allows the imaging of 3D nanostructures in opaque objects at a photon energy of 24.2 keV (In-Kα X-ray line). Using a Siemens star test pattern with a minimal feature size of 150 nm, it was proven that features < 150 nm can be resolved. In-Kα radiation is generated from a Ga-In alloy target using a laboratory X-ray source that employs the liquid-metal-jet technology. Since the penetration depth of X-rays into the samples is significantly larger compared to 8 keV photons used in state-of-the-art laboratory X-ray microscopes (Cu-Kα radiation), 3D-nanopattered materials and structures can be imaged nondestructively in mm to cm thick samples. This means that destructive de-processing, thinning or cross-sectioning of the samples are not needed for the visualization of interconnect structures in microelectronic products manufactured using advanced packaging technologies. The application of laboratory transmission X-ray microscopy in the hard X-ray regime is demonstrated for Cu/Cu6Sn5/Cu microbump interconnects fabricated using solid–liquid interdiffusion (SLID) bonding. N2 - Die hochauflösende Abbildung von vergrabenen metallischen Verbindungsstrukturen in modernen mikroelektronischen Produkten mit Vollfeld-Röntgenmikroskopie wird im harten Röntgenbereich, d.h. bei Photonenenergien > 10 keV, demonstriert. Die Kombination von zwei Mehrschichtoptiken - einer nebeneinander angeordneten Montel-Kondensoroptik (oder verschachtelten Kirkpatrick-Baez-Optik) und einer Laue-Mehrschichtlinse mit hohem Aspektverhältnis - führt zu einem asymmetrischen Strahlengang im Transmissionsröntgenmikroskop. Diese optische Anordnung ermöglicht die Abbildung von 3D-Nanostrukturen in undurchsichtigen Objekten bei einer Photonenenergie von 24,2 keV (In-Kα-Röntgenlinie). Anhand eines Siemens-Sterntestmusters mit einer Mindeststrukturgröße von 150 nm wurde gezeigt, dass Strukturen < 150 nm aufgelöst werden können. Die In-Kα-Strahlung wird von einem Target aus einer Ga-In-Legierung mit einer Labor-Röntgenquelle in Flüssigmetallstrahltechnik erzeugt. Da die Eindringtiefe der Röntgenstrahlen in die Proben im Vergleich zu den in modernen Labor-Röntgenmikroskopen verwendeten 8 keV-Photonen (Cu-Kα-Strahlung) viel größer ist, können 3D-Nanostrahlen zerstörungsfrei in mm bis cm dicken Proben abgebildet werden. Dies bedeutet, dass für die Visualisierung von Verbindungsstrukturen in mikroelektronischen Produkten, die mit fortschrittlichen Gehäusetechnologien hergestellt werden, keine zerstörende Entnahme, Ausdünnung oder Querschnittszerlegung der Proben erforderlich ist. Die Anwendung der Labor-Transmissions-Röntgenmikroskopie im harten Röntgenbereich wird für Cu/Cu6Sn5/Cu-Mikrobump-Verbindungen demonstriert, die durch Fest-Flüssig-Interdiffusion (SLID) hergestellt wurden. KW - X-ray microscopy KW - High-resolution radiography KW - Nanostructure KW - Advanced packaging KW - Röntgenmikroskopie KW - Hochauflösende Radiographie KW - Nanostruktur KW - Erweiterte Verpackung KW - Nanostruktur KW - Röntgenmikroskopie KW - Radiographie Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3390/nano14020233 SN - 2079-4991 VL - 14 IS - 2 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Büchner, Steffen A1 - Nolte, Jörg A1 - Hasani, Alireza A1 - Kraemer, Rolf A1 - Lopacinsiki, Lukasz T1 - End2End100 : communication protocol processing for ultra high data rates T1 - End2End100 : Kommunikations-Protokoll–Prozessierung für ultrahohe Datenraten T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - End2End100 KW - Communication protocol processing KW - Kommunikations-Protokoll–Prozessierung KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5916 SP - 359 EP - 396 ER - TY - BOOK A1 - Yadollahi, Solmaz T1 - Urban heritage planning in Tehran and beyond : sequences of disrupted spatial-discursive assemblages T1 - Planung des städtischen Erbes in Teheran und darüber hinaus : Sequenzen von unterbrochenen räumlich-diskursiven Assemblagen N2 - Despite the impact of ideological rigidity, the primary challenge of heritage planning in Tehran and beyond lies not in the dominance of an inflexible Authorized Heritage Discourse, but rather in the absence of stable spatial-discursive and administrative structures. Solmaz Yadollahi maps the historical trajectory of conservation and urban heritage planning in Iran, depicting a discursive-spatial assemblage that tends to knock down its accumulated resources. This is in line with Katouzian's portrayal of Iran as a pick-axe society. Residing within this society, the studied assemblage strives to deconstruct the prevailing structures and usher in a fresh one, paradoxically perpetuating the very cycle it seeks to escape. N2 - Trotz der Auswirkungen ideologischer Rigidität liegt die primäre Herausforderung der Denkmalschutzplanung in Teheran und darüber hinaus nicht in der Dominanz eines unflexiblen autorisierten Denkmalschutzdiskurses, sondern vielmehr im Fehlen stabiler räumlich-diskursiver und administrativer Strukturen. Solmaz Yadollahi zeichnet die historische Entwicklung der Denkmalpflege und der städtischen Denkmalplanung im Iran nach und stellt eine diskursiv-räumliche Assemblage dar, die dazu neigt, die angesammelten Ressourcen abzubauen. Dies steht im Einklang mit Katouzians Darstellung des Irans als einer Pickelgesellschaft. Innerhalb dieser Gesellschaft strebt die untersuchte Assemblage danach, die vorherrschenden Strukturen zu dekonstruieren und neue einzuführen, wobei sie paradoxerweise genau den Kreislauf aufrechterhält, dem sie zu entkommen sucht. KW - Assemblage theory KW - Urban studies KW - Urban heritage KW - Qualitative social research KW - Iran KW - Assemblage Theorie KW - Qualitative Sozialforschung KW - Stadtforschung KW - Städtisches Kulturerbe KW - Iran KW - Territorialstaat KW - Stadtverwaltung KW - Qualitative Sozialforschung KW - Kulturerbe KW - Denkmalpflege KW - Teheran KW - Sozialraum KW - Altstadtsanierung KW - Baudenkmal Y1 - 2023 SN - 978-3-8394-7162-3 U6 - https://doi.org/10.1515/9783839471623 PB - transcript CY - Bielefeld ER - TY - JOUR A1 - Leuner, Bruna A1 - Hirschl, Bernd T1 - Biomass and bioenergy perspectives of a coal region : status quo, potential and scenarios in Lusatia T1 - Biomasse- und Bioenergieperspektiven einer Kohleregion : Status quo, Potenzial und Szenarien in der Lausitz JF - Frontiers in Energy Research N2 - Coal has been one of the main fuels used in Europe. Its decreasing role due to the ongoing transformation of the energy system will create significant socio-economic challenges. The switch into renewable energy systems could be an alternative to maintain jobs and economic activities within the affected regions. Biomass use and bioenergy can play an important role in the energy transition. Instead of energy crops, forest and agricultural residues should be used as biogenic energy sources in the future to avoid impacts on land use and food security. The main objective of this article is to investigate the biomass potential of a coal region and to provide scenarios for the future development of bioenergy production. Due to the changing framework conditions and, as a result, the different biomass focuses, previous bioenergy potential estimates must be reviewed. The methods for determining the potential of biomass for energy production was used for Lusatia (in German: Lausitz), the second largest coal region in Germany. These methods can also be applied in other regions. As a first step, the regional status quo assessment of cultivated areas and yields had decisive relevance for calculating biomass potential ranges. In a second step, the current bioenergy facilities in the region were identified, with a focus on power and heat production. The third step was the estimation of future regional bioenergy use. Therefore, the regional potential was gathered with the generally supra-regional framework conditions. For this purpose, national scenario studies were used, which contain the relevant target values and framework conditions. Two scenarios were developed for future bioenergy estimations: a conservative path based on the current policies and a progressive path, derived from the goal of climate neutrality by 2045. The results show a qualitative comparison among both scenarios and the previously determined potential ranges. Bioenergy can probably contribute to achieving climate neutrality with an increase in wood-fired systems, while agricultural bioenergy potential is likely to decline. In the discussion section, however, the uncertainty of these results is pointed out, as future use of bioenergy will be heavily influenced by the regulatory framework, competition with material use and the influences of climate change. N2 - Kohle war einer der wichtigsten Energieträger in Europa. Ihre abnehmende Bedeutung aufgrund der laufenden Umgestaltung des Energiesystems wird erhebliche sozioökonomische Herausforderungen mit sich bringen. Die Umstellung auf erneuerbare Energiesysteme könnte eine Alternative sein, um Arbeitsplätze und wirtschaftliche Aktivitäten in den betroffenen Regionen zu erhalten. Die Nutzung von Biomasse und Bioenergie kann eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen. Anstelle von Energiepflanzen sollten in Zukunft forst- und landwirtschaftliche Reststoffe als biogene Energieträger genutzt werden, um Auswirkungen auf die Landnutzung und die Ernährungssicherheit zu vermeiden. Das Hauptziel dieses Artikels ist es, das Biomassepotenzial einer Kohleregion zu untersuchen und Szenarien für die zukünftige Entwicklung der Bioenergieproduktion zu erstellen. Aufgrund der sich ändernden Rahmenbedingungen und der daraus resultierenden unterschiedlichen Biomasseschwerpunkte müssen bisherige Bioenergiepotenzialabschätzungen überprüft werden. Die Methoden zur Ermittlung des Potenzials von Biomasse zur Energieerzeugung wurden für die Lausitz, das zweitgrößte Kohlerevier Deutschlands, angewendet. Diese Methoden können auch in anderen Regionen angewendet werden. KW - Regional biomass potential KW - Bioenergy scenarios KW - Coal region KW - Regional energy transition KW - Lusatia KW - Regionales Biomassepotenzial KW - Bioenergieszenarien KW - Kohleregion KW - Regionale Energiewende KW - Lausitz Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3389/fenrg.2023.1275733 SN - 2296-598X VL - 11 PB - Frontiers CY - Lausanne ER - TY - BOOK A1 - Ceritoglu, Erdogan Onur T1 - Salvaging Buildings : reclaiming a livelihood from the excesses of Istanbul's mass urbanization T1 - Rettung von Gebäuden: Rückgewinnung einer Lebensgrundlage vor den Auswüchsen der Istanbuler Massenurbanisierung N2 - Turkey’s demolition waste management is, to a great extent, dependent on çıkmacıs (reclaimers) who salvage condemned buildings for raw materials and architectural elements. Its urbanization history is full of key moments marked by building demolitions, which became a necessary material resource for informal urbanization. As early as the 1970s, the çıkmacıs helped the gecekondus [squatter houses] by supplying second-hand building materials and construction loans. They managed to turn a lack of infrastructure into an advantage and remain very adaptable to the ever-changing conditions of neo-liberalized urbanization. They depend on solidarity networks and other informal resources. Assemblage thinking helps to redefine the concept of informality, understand the relational dynamics between various actors, and focus on the agency of materials. The empirical data gained from ‘follow the thing’ ethnographic research in Turkey and Georgia reveals the double lives of çıkmacıs who move between village and city. Additionally, by following the example of a reclaimed window frame’s journey from Istanbul to Tbilisi, we can more clearly see the second-hand trade network in the context of urbanization and incremental architecture. In the context of waste’s materiality, the empirical part of the research shows the symbiotic relationship between çıkmacıs and the discarded demolition materials. N2 - Die Bewirtschaftung von Abbruchabfällen in der Türkei hängt in hohem Maße von çıkmacıs (Verwertern) ab, die abbruchreife Gebäude zur Gewinnung von Rohstoffen und architektonischen Elementen bergen. Die Geschichte der Urbanisierung ist voll von Schlüsselmomenten, die durch den Abriss von Gebäuden gekennzeichnet sind, die zu einer notwendigen materiellen Ressource für die informelle Urbanisierung wurden. Bereits in den 1970er Jahren halfen die çıkmacıs den Gecekondus [Hausbesetzern] mit gebrauchten Baumaterialien und Baukrediten. Es ist ihnen gelungen, den Mangel an Infrastruktur in einen Vorteil zu verwandeln, und sie bleiben sehr anpassungsfähig an die sich ständig ändernden Bedingungen der neoliberalisierten Urbanisierung. Sie sind auf Solidaritätsnetzwerke und andere informelle Ressourcen angewiesen. Der Assemblage-Ansatz hilft dabei, den Begriff der Informalität neu zu definieren, die Beziehungsdynamik zwischen verschiedenen Akteuren zu verstehen und den Schwerpunkt auf die Handlungsfähigkeit von Materialien zu legen. Die empirischen Daten, die aus der ethnografischen Forschung in der Türkei und Georgien gewonnen wurden, zeigen das Doppelleben der çıkmacıs, die sich zwischen Dorf und Stadt bewegen. Am Beispiel des Weges eines wiederverwendeten Fensterrahmens von Istanbul nach Tiflis lässt sich das Netzwerk des Gebrauchthandels im Kontext von Urbanisierung und schrittweiser Architektur noch deutlicher erkennen. Im Zusammenhang mit der Materialität des Abfalls zeigt der empirische Teil der Untersuchung die symbiotische Beziehung zwischen çıkmacıs und den ausrangierten Abbruchmaterialien. KW - Architecture KW - Urbanisation KW - Building salvage KW - Informality KW - Turkey KW - Architektur KW - Urbanisierung KW - Bergung von Gebäuden KW - Informalität KW - Türkei KW - Istanbul KW - Verstädterung KW - Stadtentwicklung KW - Gebäude KW - Abbruch KW - Bauabfall KW - Recycling Y1 - 2023 SN - 978-3-8394-6924-8 U6 - https://doi.org/10.14361/9783839469248 PB - transcript CY - Bielefeld ER -