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In order to create alloys with exceptional properties for orthopedic uses, this study focuses on the impact of zirconium (Zr) content on the structural, electrochemical, and tribological qualities of nanostructured Ti–25NbxZr [x = 5, 10, 15, 20, 25, and 30 atomic (at.) %] alloys. The structural evolution was investigated using XRD and SEM techniques. The mechanical characteristics of the produced alloys, including Vickers hardness and Young’s modulus, were measured. In addition, the corrosion tests were performed using the OCP, EIS, and PD methods in Ringer’s solution within the independent pH range at 37°C. A ball-on-disc tribometer was used to investigate the tribological behavior of the alloys under various loads and wet conditions using the Ringer solution. It has been verified that Zr content (at. %) in the alloys had an impact on their morphologies, structural evolution, and mechanical characteristics. According to the morphological analysis, the particle and crystallite size decreases with increasing Zr content. Young’s modulus and Vickers hardness show the same tendency. The EIS data demonstrated that a single passive film formed on the alloy surfaces, and the addition of Zr enhanced the corrosion resistance of the passive films. The polarization curves demonstrate that the alloys had low corrosion current densities and large passive areas without the passive films disintegrating. Likewise, the inclusion of Zr resulted in a reduction in the corrosion and passive current density values. All of these results suggested that the titanium alloys exhibit a more noble electrochemical activity caused by Zr. From the tribological perspective, it was found that the friction coefficient of the alloys reduced with increasing Zr content.
Infections with COVID-19 in enclosed public spaces, where virus-laden aerosol particles can accumulate over time, have significantly contributed to the rapid spread of the virus. It is therefore of great importance to understand the transport and dispersion process of aerosol particles in such spaces, especially against the background of future pandemics. In this work, we present a Lagrangian-Particle-Tracking experiment to assess the mixed convective flow in a classroom with different ventilation strategies. For this purpose, thermal plumes were created by heated dummies, and a collimated LED light-sheet with ~0.4 m thickness was used for illumination of helium filled soap bubbles (HFSB) acting as passive tracer particles. In this way, the Lagrangian trajectories of the particles were recorded at two approximately 4.2 m × 2.8 m large fields using the novel 2D-Shake-The-Box-Method. As a result, time-resolved trajectories of over 300,000 simultaneously tracked HFSB have been reconstructed, so that both small-scale and large-scale properties of the flow are visualized quantitatively across the entire cross-section of the room. The trajectories show that the thermal plumes create lengthwise circulating vortices, which cannot be destroyed across the entire cross-section of the room by opening or tilting a window. Furthermore, the mixing in the room through the operation of an air purifier is higher compared to opening a window, which suggests that this strategy in combination with its air filtering capability is the most effective strategy to prevent infections.
This publication has been written in response to the 8th Sino-German Conference held from June 15 to 17, 2023 at the Brandenburg University of Technology in Cottbus, Germany. Contextualising "SARS-CoV-2 in technology and environment in science, engineering and art", the conference sought to exchange on researching current evolving technoscientific lifeworlds, on pandemic socio-technical environments, and on relations of transcultural political economies. Drawn on the various concerns running through the conference's lively variety of topics, the essay addresses problematic ways of scientific knowledge productions through visual materials. Mostly used decoratively, rarely adequately referenced, these materials reveal risky imprints. Consequently, it is well worth taking a closer look at where, how, and for which reasons visual materials are mobilized in academia.
The accumulation of heavy metal in oil palm plantation soils is a growing concern due to its potential environmental and health implications. This study aimed to investigate the accumulation of heavy metal on oil palm plantation soil fertilized with palm oil mill effluent POME. The research appraised the extent of contamination in oil palm plantation soil in Ikpoba Okha local government area of Edo state Nigeria. Soil sample were collected from different soil depth ranges 0-15cm, 15-30cm, 30-45cm, 45-60cm and 60-70cm of POME treated soil at five locations (2-6) and the control location 1 within oil palm plantations. The concentrations of the heavy metals (Cu, Mn, Zn, Ni, Pb, Cd, Cr, As, Hg) were analyzed using the atomic absorption spectrometry (AAS). The results show that the application of POME as fertilizer led to increased concentration of heavy metals. Significant difference at (p < 0.05) level in concentration was obtained across the different depths of the treated locations for the metals compared to the background location. However, As and Hg were not significantly different between the POME treated soil and control location. The impacts of POME treatment have greater effects on the concentration of the essential metal (Cu, Mn, Zn, Ni) compare to the non-essential metal (Pb, Cr, Cd, As, Hg). The concentration of the metals was below the permissible limits of regulatory standards. The increase concentration of the essential metal could have potential implications of soil contamination due to accumulation over time. The soil had contamination factor and pollution load index of low to moderate contamination and pollution. The control location 1 had the closest similarity with the location 6. The study proposed recommendation for POME usage as organic fertilizer in agricultural soil but with close monitory.
While urban life can be characterized by endeavors to settle stable and safe environments, for many people, urban space is rarely stable or safe; it is uncertain, troubled, imbued with challenges and perpetually under pressure. As the concept of unsettled appears to define the contemporary urban experience, this multidisciplinary book investigates the conflicts and possibilities of settling and unsettling through open and speculative analysis. The analytical prism of unsettled renders urban space an indeterminate ground unfolding through routines, temporalities and contestations in constant tension between settling and unsettling. Such contrasting experiences are contingent on how urban societies confront, undergo and overcome turbulence and difficulties in time and space. Contributions drawing on theoretical reflections and empirical accounts—from Argentina, Austria, Germany, Greece, Italy, the Netherlands, the UAE, the UK, the USA and Vietnam—give insights into plural occurrences of the unsettled, which might tie down or unleash transformative, liberatory and emancipatory potentials. This book is for students, professionals and researchers interested in the uncertainties, foundations, disturbances, inconsistencies, residuals and blind fields, which constitute the urban both as lived space and as social, cultural and political ideal.
Assessing alternative agricultural water management strategies requires long-term field trials or vast data collection for model calibration and simulation. This work aims to assess whether an uncalibrated agro-hydrological model using global input datasets for climate, soil and crop information can serve as a decision support tool for crop water management under data scarcity. This study employs the Cool Farm Tool Water (CFTW) at eight eddy covariance sites of the FLUXNET2015 dataset. CFTW is tested using global (CFTWglobal) and local (CFTWlocal) input datasets under current and alternative management scenarios. Results show that the use of global datasets for estimating daily evapotranspiration had little effect on the median Root Mean Square Error (RMSE) (CFTWglobal: 1.70 mm, CFTWlocal: 1.79 mm), while, however, the median model bias is much greater (CFTWglobal: - 18.6%, CFTWlocal: - 4.3%). Furthermore, the periods of water stress were little affected by the use of local or global data (median accuracy: 0.84), whereas the use of global data inputs led to a significant overestimation of irrigation water requirements (median difference: 110 mm). The model performance improves predominantly through the use of more representative local precipitation data, followed by local reference evapotranspiration and soil for some European growing seasons. We identify model outputs that can support decision-making when relying on global data, such as periods of water stress and the daily dynamics of water use. However, our findings also emphasize the difficulty of overcoming data scarcity in decision-making in agricultural water management. Furthermore, we provide recommendations for enhancing model performance and thus may increase the accessibility of reliable decision support tools in the future.
Lösungen zu Magazin 1 – Dreiecke : alles zu den Themen rechtwinkliges und allgemeines Dreieck
(2022)
Beim Magazin „Lösungen zu Magazin 1“ zum Serious Game re:construction handelt es sich um das Lösungsheft zum Thema Dreiecke. Neben spannend verpackter Theorie zu den Themen rechtwinkliges und allgemeines Dreieck befinden sich in diesem Heft auch die Lösungen zu Übungsaufgaben, Rätseln und Experimenten zum Nachmachen. Ebenso gibt es wissenswerte Fakten, Witze sowie Verweise (via Link und QR-Code) zu Lernvideos und anderen interessanten Quellen, um sich das Thema der Dreiecke zu erschließen. Das Magazin 1 ohne Lösungen finden Sie im „Magazin 1“. Zu den Lernzielen gehören: Eigenschaften des rechtwinkligen Dreiecks erkennen; Seiten im rechtwinkligen Dreieck benennen; Sinus, Cosinus, Tangens im rechtwinkligen Dreieck anwenden; Satz des Pythagoras anwenden; Eigenschaften des allgemeinen Dreiecks kennen; Cosinussatz im allgemeinen Dreieck anwenden; Sinussatz im allgemeinen Dreieck anwenden.
Im Magazin 3 zum Serious Game re:construction geht es um das Thema Kraft zerlegen: grafische und analytische Kräftezerlegung. Neben spannend verpackter Theorie zu beiden Themen befinden sich in diesem Heft auch Witze, Übungsaufgaben, Rätsel und Experimente zum Nachmachen. Ebenso gibt es Verweise (via Link und QR-Code) zu Lernvideos und anderen interessanten Quellen, um sich das Thema der Kräftezerlegung zu erschließen. In diesem Magazin sind keine Lösungen enthalten. Diese sind im Magazin „Lösungen zu Magazin 3“ enthalten. Zu den Lernzielen gehören: Definition der Kraftzerlegung kennen; Grund für die Zerlegung von Kräften kennen; Kraftzerlegung mit Koordinatensystem, Maßstab & Kraftvektor durchführen; Kraftzerlegung mit Winkelfunktionen Sinus & Cosinus durchführen; Kraftzerlegung mit analytische Methode durchführen; Zusammenhang zwischen rechtwinkligem Dreieck & Kraftkomponenten erkennen.
Im Magazin 2 zum Serious Game re:construction geht es um die Axiome: Gleichgewichts-, Wechselwirkungsaxiom und das Axiom der Linienflüchtigkeit. Neben spannend verpackter Theorie zu allen drei Themen befinden sich in diesem Heft auch wissenswerte Fakten, Übungsaufgaben, Rätsel und Experimente zum Nachmachen. Ebenso gibt es Verweise (via Link und QR-Code) zu Lernvideos und anderen interessanten Quellen, um sich das Thema der Axiome zu erschließen. In diesem Magazin sind keine Lösungen enthalten. Diese sind im Magazin „Lösungen zu Magazin 2“ enthalten. Zu den Lernzielen gehören: Kräftegleichgewicht beschreiben und darstellen; Kräftegleichgewicht realisieren; Wechselwirkung von Kräften beschreiben und darstellen (Actio = Reactio); Unterschied zwischen Gleichgewicht und Wechselwirkung erkennen; Linienflüchtigkeit von Kräften beschreiben und darstellen; die Verbindung zwischen Vektoren und Kräften benennen und beschreiben; Kräfte als Vektoren zeichnen/darstellen.
Beim Magazin „Lösungen zu Magazin 3“ zum Serious Game re:construction handelt es sich um das Lösungsheft zum Thema Kraft zerlegen. Neben spannend verpackter Theorie zu den Themen grafische und analytische Kräftezerlegung befinden sich in diesem Heft auch die Lösungen zu Übungsaufgaben, Rätseln und Experimenten zum Nachmachen. Ebenso gibt es Witze sowie Verweise (via Link und QR-Code) zu Lernvideos und anderen interessanten Quellen, um sich das Thema der Kräftezerlegung zu erschließen. Das Magazin 3 ohne Lösungen finden Sie im „Magazin 3“. Zu den Lernzielen gehören: Definition der Kraftzerlegung kennen; Grund für die Zerlegung von Kräften kennen; Kraftzerlegung mit Koordinatensystem, Maßstab & Kraftvektor durchführen; Kraftzerlegung mit Winkelfunktionen Sinus & Cosinus durchführen; Kraftzerlegung mit analytische Methode durchführen; Zusammenhang zwischen rechtwinkligem Dreieck & Kraftkomponenten erkennen.
Beim Magazin „Lösungen zu Magazin 2“ zum Serious Game re:construction handelt es sich um das Lösungsheft zum Thema Axiome. Neben spannend verpackter Theorie zu den Themen Gleichgewichts-, Wechselwirkungsaxiom und das Axiom der Linienflüchtigkeit befinden sich in diesem Heft auch die Lösungen zu den Übungsaufgaben, Rätseln und Experimenten zum Nachmachen. Ebenso gibt es wissenswerte Fakten sowie Verweise (via Link und QR-Code) zu Lernvideos und anderen interessanten Quellen, um sich das Thema der Axiome zu erschließen. Das Magazin 2 ohne Lösungen finden Sie im „Magazin 2“. Zu den Lernzielen gehören: Kräftegleichgewicht beschreiben und darstellen; Kräftegleichgewicht realisieren; Wechselwirkung von Kräften beschreiben und darstellen (Actio = Reactio); Unterschied zwischen Gleichgewicht und Wechselwirkung erkennen; Linienflüchtigkeit von Kräften beschreiben und darstellen; die Verbindung zwischen Vektoren und Kräften benennen und beschreiben; Kräfte als Vektoren zeichnen/darstellen.
Im Magazin 1 zum Serious Game re:construction geht es um das Thema Dreiecke: Rechtwinkliges und allgemeines Dreieck. Neben spannend verpackter Theorie zu beiden Themen befinden sich in diesem Heft auch wissenswerte Fakten, Witze, Übungsaufgaben, Rätsel und Experimente zum Nachmachen. Ebenso gibt es Verweise (via Link und QR-Code) zu Lernvideos und anderen interessanten Quellen, um sich das Thema der Dreiecke zu erschließen. In diesem Magazin sind keine Lösungen enthalten. Diese sind im Magazin „Lösungen zu Magazin 1“ enthalten. Zu den Lernzielen gehören: Eigenschaften des rechtwinkligen Dreiecks erkennen; Seiten im rechtwinkligen Dreieck benennen; Sinus, Cosinus, Tangens im rechtwinkligen Dreieck anwenden; Satz des Pythagoras anwenden; Eigenschaften des allgemeinen Dreiecks kennen; Cosinussatz im allgemeinen Dreieck anwenden; Sinussatz im allgemeinen Dreieck anwenden.
The integration of germanium (Ge) on silicon (Si) for microelectronics applications requires strain-relaxed SiGe buffer layers (SRB) as virtual substrates. However, the presence of threading dislocations in these layers remains a challenge, as they can affect device performance. Existing methods achieve threading dislocation densities (TDD) around 1 x 10⁵ cm⁻², but a further reduction is desired for industrial applications. A SiGe backside deposition technique originally intended to compensate for wafer bowing surprisingly improves the TDD. The underlying physics remained poorly understood until now. In this work it is shown, that the SiGe backside deposition leads to a parasitic SiGe layer at the edge of the wafer. Partial relaxation of this layer generates dislocations, which fundamentally change the relaxation mechanism of subsequently deposited SiGe layers on the front side. These preexisting dislocations glide from the edge to the center of the wafer, preventing the formation of dislocation bundles and pile-ups. As a result, the TDD decreases significantly for layers with low Ge content. Adjusting the growth conditions and dislocation glide kinetics optimizes early relaxation, achieving a TDD reduction to 4x10⁴ cm⁻² for 25% Ge buffer layers. Additionally, a novel ring deposition technique provides controlled preexisting dislocations at the wafer’s edge, offering better control over the dislocation reservoir than uncontrolled parasitic deposition. Although initial results show promising results, further optimization is needed due to localized mechanical damage during processing. In summary, this research provides insights into strained SiGe layer relaxation, dislocation physics, and their impact on the TDD. By understanding these mechanisms, an enhancement of established buffer approach can be achieved and novel strategies for further TDD reduction can be developed.
Ressourcen- und energieeffiziente Konstruktionen : 28. Brandenburgischer Bauingenieurtag BBIT 2024
(2024)
Der 28. Brandenburgische Bauingenieurtag 2024 an der BTU Cottbus-Senftenberg widmet sich den angestrebten Zielen einer Ressourcen- und Klimaneutralität. Möglich wird dies durch innovative Ansätze und interdisziplinäre Planungs-, Bau- und Betriebsprozesse. Die Referenten zeigen Herausforderungen und Lösungen bei der Entwicklung klimaneutraler Baustoffe und Bauteile sowie deren Weiterverwendung und Kreislauffähigkeit. Darüber hinaus werden Erkenntnisse zur Ertüchtigung und Erhaltung vorhandener Bausubstanz sowie zu leichten, hybriden und adaptiven Konstruktionsansätzen vorgestellt.
Managing decisions in software development, especially in the agile context, is a challenging task. Often, decisions can be traced back through actions taken or the source code. However, the "Why?" behind these decisions is frequently unclear. The absence of explanations significantly complicates future development, maintenance, or further advancements. Also intriguing is the question of "Why not?" – why was an alternative solution discarded? These questions are central to software developers.
In contrast, linear models like the waterfall approach tend to over-document. Product and process documentation, along with detailed manuals, are common. However, they fail to address the dilemma of asymmetry between supply and demand. The paradigm shift towards agile methods hasn't solved this problem, possibly exacerbating it. Though the agile manifesto emphasizes communication over documentation, many developers misunderstand it, considering code the sole documentation.
This work addresses this issue within the Scrum framework, aiming to integrate the documentation of important decisions more systematically. It includes a literature review to determine what and to what extent should be documented. Additionally, it explores how this documentation can be effectively integrated into the Scrum process.
To achieve these goals, practical experiences were gathered through interviews and a comprehensive survey. Industry-experienced software developers and several hundred students participated in case studies. The resulting data complement existing research and help identify ways to structure documentation, processing, and reuse decision knowledge in Scrum.
Based on these insights, an extension of the Scrum framework called Custom-MADE Scrum was derived. It features an adaptive and flexible approach to documenting decisions and their rationale. It also defines clear responsibilities and provides process modules for the structured integration of decision documentation. This extension can be integrated into both existing and new projects. In addition to the extension, a tool called Custom-MADE Editor was developed. It aims to leverage automation to streamline documentation within Custom-MADE Scrum, making the process as efficient as possible.
Overall, the author presents a flexible approach to systematically integrate decision documentation into the Scrum framework. The results are based on various empirical works.
Dritte Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Informatik vom 11. Juni 2024
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Informatik (M. Sc.) vom 01. Juli 2008 (Abl. 22/2008) i. d. F. der Dritten Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Informatik (M. Sc.) vom 11. Juni 2024
Zweite Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Informatik vom 11. Juni 2024
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Informatik (B. Sc.) vom 01. Juli 2008 (Abl. 22/2008) i. d. F. der Zweiten Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Informatik (B. Sc.) vom 11. Juni 2024
Berichtigung: Erste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizintechnik vom 15. März 2024
Erste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizintechnik vom 15. März 2024 (Lesefassung nach Berichtigung)
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizintechnik vom 04. Oktober 2022 i. d. F. der ersten Änderungssatzung zur Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizintechnik vom 15. März 2024
Erste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Artificial Intelligence vom 05. Juni 2024
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Artificial Intelligence (M. Sc.) vom 15. August 2022 (AMbl. 13/2022) i. d. F. der Ersten Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Artificial Intelligence (M. Sc.) vom 05. Juni 2024
Erste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Künstliche Intelligenz Technologie vom 05. Juni 2024
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Künstliche Intelligenz Technologie vom 15. August 2022 (AMbl. 14/2022) i. d. F. der Ersten Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Künstliche Intelligenz Techno-logie (M. Sc.) vom 05. Juni 2024
Erste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Cyber Security vom 05. Juni 2024
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Cyber Security vom 22. September 2017 (AMbl. 24/2017) i. d. F. der Ersten Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Master-Studiengang Cyber Security (M. Sc.) vom 05. Juni 2024
Erste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizininformatik vom 05. Juni 2024
Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizininformatik (B. Sc.) vom 27. September 2016 (AMbl. 15/2016) i. d. F. der Ersten Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizininformatik (B. Sc.) vom 05. Juni 2024
In einem von erneuerbaren Energien dominierten Energiesystem spielen Speichertechnologien eine zentrale Rolle. Im Rahmen der deutschen Energiewende entstehen momentan mehrere Demonstrationsprojekte, in welchen regenerativer Strom mittels Wasserelektrolyse in Form von Wasserstoff gespeichert wird und sektorenübergreifend Anwendung findet.
Zur technischen und ökonomischen Bewertung von Szenarien, welche bereits heute von Relevanz sind, werden im Rahmen dieser Arbeit Simulationen durchgeführt. Hierfür werden mehrere auf regenerativen Energien und Wasserstoff basierende Systempfade mit den Zielapplikationen Wasserstoffbereitstellung für Industrieanwendungen, Wasserstoff-Gasnetzeinspeisung und Rückverstromung entworfen. Darüber hinaus wird auch ein zukünftiges Szenario zur saisonalen Stromspeicherung betrachtet.
Als Voraussetzung der Simulation werden die in den Systempfaden vorkommenden Komponenten in Matlab/Simulink von Grund auf abgebildet und je nach Zielstellung logisch miteinander verschalten. Die Elektrolyseanlage als zentrale Komponente verfügt hierbei über den höchsten Detailgrad. Zur Erhebung technischer Kennfelder als auch zur Charakterisierung des Betriebsverhaltens werden weitreichende Untersuchungen an einem realen Druckelektrolyseur durchgeführt, woraufhin eine Implementierung der erhobenen Daten in das Modell erfolgt. Die Energiebereitstellung in den Simulationen geschieht mittels Windkraft und Photovoltaik, welche direkt oder zur Wasserstoffherstellung genutzt wird. Der Wasserstoff wird je nach Einsatzstrategie weiter verdichtet, einer Speicherlösung zugeführt und anschließend rückverstromt. Zur Deckung des Wasserstoffbedarfs bzw. der Stromabnahmeprofile wird eine Sensitivitätsanalyse zur Dimensionierung der Systemkomponenten durchgeführt. Der Hauptfokus liegt hierbei auf der Sicherstellung der Versorgungssicherheit.
Aufgrund seines Detailgrades schließt das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Modell die Lücke zwischen der Komponenten- und der Systemmodellierung. Somit findet es in der zielgerichteten Analyse von realen Wasserstoff-Versorgungspfaden seine Anwendung.
Aufbauend auf der technischen Simulation werden die rechtlichen Rahmenbedingungen der Systempfade dargestellt und anhand eines spezifisch angepassten Kostenmodells die Wasserstoff- und Stromgestehungskosten berechnet sowie die Kostenverteilung hinsichtlich der Kostenbestandteile und Komponenten dargestellt.
Die Hauptfaktoren der Gestehungskosten liegen in der Strombereitstellung, gefolgt von der Elektrolyse. Für die Wasserstoffspeicherung und Rückverstromung fallen vergleichsweise geringe Kosten an. Der angesetzte Zinssatz und eventuelle Abgaben haben einen wesentlichen Einfluss auf die Strom- und Wasserstoffkosten. Die Höhe der anfallenden Abgaben ist stark vom Anwendungsfall abhängig und muss für jeden Einzelfall gesondert betrachtet werden. Ein maßgeblicher Entfall von Abgaben liegt bei der Eigenversorgung ohne Leitung durch ein öffentliches Netz vor.
Die stetige Verkleinerung der Strukturgrößen bei der Halbleiterfertigung ermöglicht die Herstellung von integrierten Schaltungen, die immer komplexere Aufgaben erfüllen können und dabei von Generation zu Generation kompakter, energieeffizienter und kostengünstiger werden. Ein Nachteil dieser Skalierung ist die zunehmende Anfälligkeit gegenüber verschiedenen physikalischen Effekten, die im Betrieb temporäre oder permanente Fehlern verursachen können. Dies erhöht die Notwendigkeit, Maßnahmen zu implementieren, die diese Fehler kompensieren und damit die Zuverlässigkeit der Schaltung steigern.
Diese Dissertation beschreibt die Entwicklung und Implementierung von Methoden für einen gezielten Einsatz von Hardware-Redundanz beim Entwurf fehlertoleranter digitaler Schaltungen. Die entwickelten Methoden bilden die Grundlage für eine rechnergestützte Entwurfsraumexploration, bei der auf der Basis eines gegebenen Schaltungsentwurfs eine Vielzahl fehlertoleranter Entwurfskandidaten automatisiert erzeugt und evaluiert werden kann.
Zur Bewertung der Kosten der verwendeten Hardware-Redundanz werden mehrere Verfahren vorgestellt, um die Veränderung von Schaltungsfläche, Verarbeitungsleistung und Verlustleistung zu bestimmen. Dazu gehört auch die Entwicklung und Evaluierung von Methoden, die Abschätzungen auf der Grundlage struktureller Eigenschaften und vorhandener Teilergebnisse liefern. Diese erreichen eine deutliche Beschleunigung gegenüber herkömmlichen Logiksynthesen und ermöglichen so in verschiedenen Phasen der Entwurfsraumexploration einen jeweils geeigneten Kompromiss zwischen Laufzeit und Genauigkeit.
Für die Berechnung der Zuverlässigkeit und der erwarteten Lebensdauer von Entwurfskandidaten wird ein Modellierungsansatz eingeführt, der es ermöglicht, temporäre und permanente Fehler gemeinsam zu berücksichtigen. Darüber hinaus beschreibt die Dissertation einen Algorithmus zur automatischen Generierung entsprechender Modelle. Dieser wird verwendet, um für eine exemplarische Menge von Hardware-Redundanzstrategien die jeweils erreichbare Steigerung der erwarteten Lebensdauer zu berechnen. Die Ergebnisse geben Aufschluss über den Einfluss verschiedener Entwurfsentscheidungen und Randbedingungen auf die Wirksamkeit der eingesetzten Fehlertoleranzmaßnahmen.
This thesis deals with the energy system transformation of coal-dependent developing countries in the context of climate change mitigation. It departs from the hypothesis that phasing-out the unabated use of coal for power generation, while scaling up carbon-free alternatives, represents a major challenge for coal-endowed developing countries and emerging economies. This challenge is constituted in multiple economic, political and societal determinants for sustained and expanded coal-use. This thesis adopts a political economy perspective and examines those determinants in detail. It focuses on how different societal and political actors are affected the use of coal, and interprets the distributional implications of reforms away from coal as key restrictions for their political feasibility. Given the heterogeneity in the historical, socio-economic, political, and institutional characteristics that different countries exhibit, which are hypothesized to impact on the drivers behind coal-use, this thesis adopts a case-study based approach. It focuses on two large Asian economies, Indonesia and India, as coal-endowed emerging economics with a pivotal relevance in global climate protection efforts. Three main chapters represent the core of this thesis. The first main chapter of this thesis examines the political economy of the power sector and coal mining in Indonesia, focusing on the drivers for the continued use of coal for electricity generation. It presents an expert-interview case study, based on the perspective of 90 expert stakeholder in Indonesia´s energy and climate policy, at national and subnational level. The study identifies key societal and political actors behind Indonesia´s energy- and climate policies driving coal-use, spells out their objectives, and examines how these actor-specific interests’ effect on energy and climate policies. The second main chapter of this thesis studies the implications of an Indian energy transition away from coal-use along three dimensions: the distributional impacts towards households, the implications for employment, and the impact on competitiveness of industries. The input-output based, distributional- incidence case study analyses the concentration of impacts for key societal groups affected by a coal phase-out and renewable energy phase-in, and its spatial distribution across Indian states and regions. The third main chapter of this thesis studies the cost-competitiveness of renewable energy alternatives to coal in Indonesia. The energy modelling based analysis shows how the cost-optimal composition of Indonesia´s power sector in coming decades would comprise high shares of coal-fired electricity. The three main chapters of this thesis identify political economy challenges to a transition away from coal, outlining how a successful coal phase-out will require focusing on its context-dependent distributional and political implications.
Significance of storm spatiotemporal variability and movement in flood hydrodynamic modelling
(2024)
This dissertation aims to explore the impact of various storm properties on computational flood modelling and to propose a method for integrating them into flood risk assessment. It focuses on three key areas:
Firstly, it examines within-storm variability, investigating how variations in storm intensity, duration, and spatial distribution affect runoff dynamics. Through a systematic theoretical approach, the study generates synthetic rainfall signals with different hyetograph variabilities and applies them to a hydrodynamic model. The results highlight the significant influence of storm spatiotemporal variability on runoff response, affecting peak discharge, hydrograph shapes, and flooded areas. Temporal variability emerges as particularly dominant, overshadowing spatial variability and other storm properties such as return period and volume. The study emphasizes the spatial dependency of these effects within the drainage network.
Secondly, it investigates the role of storm movement in flood modelling, recognizing its potential to alter runoff dynamics and inundation patterns. By generating synthetic rain hyetographs traversing the catchment area at varying velocities and directions, the study shows that storm movement significantly impacts runoff response and flood extents. Higher storm velocities lead to more pronounced peaks and faster runoff onsets, resulting in larger flooded areas. The direction of storm movement plays a crucial role, with storms aligning with the average stream direction causing the highest peaks and flooded areas. The magnitude of this influence varies depending on the location within the catchment.
Finally, the dissertation introduces a dynamic spatiotemporal rainfall model aimed at preserving storm event properties. Using an event-based approach, dynamic precipitation events are identified and regenerated, ensuring the conservation of storm spatiotemporal variability and movement characteristics. This facilitates the generation of more physically plausible and spatiotemporally coherent precipitation time series. The model prioritizes user accessibility, offering a practical tool for integrating storm properties into flood computation modelling and risk analysis frameworks. By addressing these aspects of storm behaviour, the dissertation contributes to enhancing the accuracy and effectiveness of flood modelling, thereby improving flood risk mitigation efforts.
Reliability assessment of pipeline failure factors has become a major concern for industrial firms involved in the transmission of oil and gas, where the requirement to limit these failure factors and their consequences, such as maintenance costs, is particularly significant. Pipelines were constructed throughout time to include safety precautions in order to offer a theoretical minimal failure rate for the pipeline's whole life. This strategy also includes the management of various failure causes as well as routine-based maintenance to assure the dependability of pipelines during their service life. However, the requirement to reduce the impact of these failure factors on pipelines has bolstered the use of reliability evaluation of failure factors on petroleum pipelines. The purpose of this study is to evaluate the reliability of oil pipelines in Nigeria, with emphasis on proposing operational and technical changes to enhance their resilience against unexpected failures. The thesis uses the regular Poisson, empirical, and compound Poisson processes to describe the number of common failure causes owing to corrosion, third-party damage, mechanically induced failure, operational mistakes, and natural hazards in repairable systems. The statistical analysis results serve as the foundation for time to failure modeling of petroleum pipelines utilizing Bayesian inference of the three-parameter Exponentiated Weibull distribution. The thesis also includes reliability probabilistic methods for assessing the influence of uncertainties in pipelines by comparing the First order reliability method (FORM) with the Second order reliability method (SORM) with demonstration on five distinct petroleum pipelines. The probability of failure and the reliability index for the five pipelines were calculated, along with the target reliability. Additionally, the influence of specific pipeline design parameters on the probability of failure was analyzed through sensitivity analysis. This analysis helps identify which design factors have the most significant impact on the likelihood of pipeline failure, allowing for more informed decisions in pipeline design and maintenance practices. By understanding these influences, it is possible to enhance the overall reliability and safety of the pipeline infrastructure. The framework developed in this thesis can be applied to enhance the performance of existing pipelines and serve as a good foundation for the design and implementation of new pipelines and similar infrastructures.
Benign prostatic hyperplasia (BPH) is considered an age-related disease of men with unknown etiopathophysiology. Chronic inflammation represents one of the most important pathophysiological mechanisms in this context, and there is also evidence for the involvement of autoimmune responses in an inflammatory environment in the prostate. Conventional therapeutic approaches for BPH are limited; however, immunosuppression by TNF (tumor necrosis factor)-𝛼 blockers seems to reduce symptoms in BPH patients due to the reduction of epithelial hyperplasia and macrophage-triggered inflammation. Therefore, this cumulative dissertation addresses biomarker-based BPH diagnosis by lens epithelium-derived growth factor splice variant 75 kDa (LEDGF/p75). LEDGF/p75 is an autoantigen that is overexpressed in solid tumors and functions as a stress-related transcriptional co-activator. It also plays an important role in cancer and DNA damage repair (DDR). The generation of CRISPR/Cas9-modified HEp-2 LEDGF deficient (KO) and HEp-2 LEDGF/p75 overexpressing (OE) cell lines provided new insights for the diagnosis and therapy of cancer and genetic disorders. Herein, IgG autoantibody reactivity to LEDGF/p75 was detected in patients with prostate cancer (PCa, n=89), bladder cancer (BCa, n=116), benign prostatic hyperplasia (BPH, n=103) and blood donors (BD, n=60) by indirect immunofluorescence assay (IFA) linear immunoassay (LIA) and Chritidia luciliae immunofluorescence test (CLIFT). In addition, proliferation and migration capacity as well as chemosensitivity of genome-edited cells were determined by optimized all-in-one approach, followed by investigation of DDR signaling pathways by Western blot and immunofluorescence. Surprisingly, no increased binding of autoantibodies (autoAbs) to LEDGF/p75 was detected in cancer patients, but autoAb reactivity to LEDGF/p75 O/E cells was unexpectedly increased in approximately 50% of patients with BPH. At the molecular level, LEDGF-deficient cells exhibit decreased proliferation and migration and increased sensitivity to the chemotherapeutic agent etoposide. A significantly Decreased DNA damage response could also be visualized. New diagnostic capabilities using HEp-2 cells overexpressing LEDGF/p75 or mitochondrial DNA as autoimmune targets could be used to identify BPH patients with autoimmune responses. Furthermore, this Thesis shows that LEDGF is not only involved in the recruitment of DNA damage response proteins, but also affects the proteosomal regulation of DDR signaling molecules.
Rückwanderung in Kleinstädten : der Beitrag von Rückwanderung in ländlichen strukturschwachen Räumen
(2023)
Die Kleinstädte in ländlichen, strukturschwachen Regionen stehen vor komplexen Herausforderungen, die durch demografische Verschiebungen, wirtschaftliche Schwierigkeiten und soziale Umwälzungen geprägt sind. Die Rückwanderung, als vorherrschende Form der Zuwanderung in diesen Gebieten, (vgl. Meister et al. 2020) hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Zudem hat sich der Umgang mit dem Thema, im Speziellen in der Rückwanderungsförderung, in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. (vgl. G3 (1) 2023) Rückwanderung dient nicht mehr nur der Stabilisierung von Einwohnerzahlen, sondern birgt auch große Potentiale für die lokale und regionale Entwicklung. Diese Studie untersucht die Rolle der Rückkehrer:innen für die Entwicklung von Kleinstädten und fragt, welchen Beitrag sie leisten können. Die Forschungsarbeit basiert auf einer theoretischen Annäherung, in der Wirkungsfelder der Rückwanderung (Wirtschaft, Kultur und Soziales, Bildung und Wissenstransfer sowie Vernetzung) diskutiert und in qualitativen Interviews mit Rückkehrer:innen und Vertreter:innen verschiedener Kleinstädte überprüft werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kleinstädte trotz ähnlicher Voraussetzungen in der Rückwanderungsförderung an sehr unterschiedlichen Punkten stehen. Dabei werden die Wirkungsfelder der Rückwanderung in Bezug auf den Mehrwert für die Städte sehr unterschiedlich wahrgenommen. Hier stehen vorwiegend die kurzfristigen Effekte von Rückwanderung im Blick von Maßnahmen zur Förderung und Unterstützung. Diese lösen jedoch nicht die grundlegenden, häufig strukturellen Probleme der Kleinstädte. Das Potential der Rückwanderung zeigt sich stattdessen vor allem in langfristigen Effekten. Rückkehrer:innen präsentieren sich als engagierte Personen, die auch nach ihrem Ankommen einen Beitrag zur Stadtentwicklung leisten können. Sie tragen zudem zu einem positiven entwicklungsoffenen Umfeld bei. Dieses Potential wird von den Kleinstädten zwar ebenso wahrgenommen, jedoch ist es noch kein Teil von Maßnahmen zur Förderung und Unterstützung. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, Projekte von Engagierten zu unterstützen. Gerade wegen der immer stärkeren Einbindung in Familie und Beruf sind daran angepasste zielgruppengerechte Begegnungs- und Gemeinschaftsräume Rückkehrer:innen, aber auch Gebliebene notwendig. So können persönliche Ressourcen gebündelt und Räume für neue Innovationen entstehen. Dabei ist jedoch zu bemerken, dass die Kleinstädte hier personell und finanziell bereits jetzt an ihre Grenzen kommen. Hierbei ist noch einmal auf die Relevanz der Rückwanderung, nicht nur für die Kleinstädte, sondern auch für die umliegende Region zu betonen. Es ist demnach nicht nur Sache der Kommunen, hier aktiv zu werden. Sie sind hierbei auch auf die politische Unterstützung auf Kreis- und Landesebene angewiesen.
The hetero-integration of group IV and III-V epitaxial layers on silicon (Si) substrates enables novel devices for optoelectronic and high-power applications. However, lattice and thermal mismachtes lead to an unavoidable formation of defects in hetero-epitaxy. The consideration of these defects is important in semiconductor devices as they affect material properties and impair the device performances. Besides the structural characterization of the unintentional introduced defects and the question of it’s origin, it is essential to evaluate their electrical activity in order to describe their impact on the device performance.
This work explores the electrical activity of threading dislocations (TDs) in Ge-rich SiGe heterostructures integrated on Si substrates as well as the electrical active defects introduced by the growth of aluminium-nitride (AlN) seed layers for the integration of gallium-nitride (GaN) on Si substrates.
I demonstrated a defect-related p-type conductivity of intrinsically grown Si ₀ ̣₀₆Ge ₀ ̣₉₄/Ge that reaffirms previous work of similar intrinsic Ge-based material. Moreover, I detailed the threading dislocation related leakage currents in rectifying devices, revealing a power law dependence on the threading dislocation density (TDD). By a variation of temperature I determined the dominant mechanism of transport of this leakage currents in different temperature regimes, for which I suggested possible interactions with TD related defect states. Through the reduction of leakage currents in the fabricated MOS capacitors I was able to examine an effective carrier concentration of 5-6x10¹⁵cm⁻³ in the nominally intrinsic Si ₀ ̣₀₆Ge ₀ ̣₉₄ epitaxial layer, which decreases down to 1x10¹⁵cm⁻³in the Ge buffer underneath. By applying deep level transient spectroscopy (DLTS) I found one dominant hole trap at mid-gap position confirming the presence of an TD-related effective generation-recombination center. In addition, I investigated the hole trapping kinetics of this defect level and associated it with point defects that are trapped in the strain field around threading dislocations.
I obtained insights into defect formation in the Si substrate and at the AlN/Si interface in dependence of the AlN growth temperature. A low temperature growth step prevented a deep in-diffusion of Al atoms into the Si substrate with simultaneous increase of the maximal p-type doping in the vicinity of the AlN/Si interface. Furthermore, I found a bulk hole trap inside the Si substrate at mid-gap position that showed an increase in density by applying a low temperature growth step. In contrast, the defect states at the AlN/Si interface decreased when a low temperature growth step was applied, in comparison to AlN layers grown at continuous high temperatures.
Mit dem Begriff „weiche Materie“ wird eine Stoffklasse bezeichnet, die uns im Alltag ständig und nahezu überall begegnet. Dennoch zählt die Erforschung solcher Materialsysteme zu einer noch recht jungen Disziplin moderner Materialforschung. Dem Ziel, ein besseres Verständnis und Vorhersehbarkeit mechanischer Eigenschaften zu gewinnen, gehen Kenntnisse über die innere Dynamik voraus. Die Dynamik in solchen Systemen wird dabei von vergleichsweise geringen Kräften getrieben, die bei Untersuchungen auf der Erde von dominant erscheinenden schwerkraftgetriebenen Phänomenen wie beispielsweise der Sedimentation überlagert werden können. In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung einer Anlage beschrieben, die eine modulare Experimentplattform auf einer Höhenforschungsrakete darstellt und Experimente zur Untersuchung weicher Materie unter nahezu gänzlicher Ausschaltung der Schwerkraft ermöglicht. Ein druckdichter und wiederverwendbarer Rumpf stellt den Experimenten auch während des Fluges atmosphärische Bedingungen zur Verfügung, wobei durch eine Luke nicht langzeitstabile Proben kurz vor Start der Rakete integriert werden können. Häufig genutzte Diagnostikelemente von Lichtstreuexperimenten und Servicesystemkomponenten zur Versorgung mit Energie und Informationen werden in eine Baugruppe gebündelt und über definierte Schnittstellen für Neuentwicklungen zugänglich gemacht, sodass deren Entwicklungszeiten verkürzt werden können. Exemplarisch werden zwei Lichtstreuexperimente entwickelt und in das Modul integriert: Ein kolloidaler Teil, der die Bewegung aktiver Mikroschwimmer untersucht, und einen granularen Teil, bei dem Licht an Teilchen und Gasblasen gestreut wird.
Die phototaktisch getriebenen Mikroschwimmer zeigen ohne die auf der Erde unvermeidlichen Randschichteffekte unter Mikrogravitation eine messbar verschiedene Dynamik. Mit einer kritischen Bewertung werden Verbesserungspotentiale aufgelistet, die teils im Zweitflug umgesetzt werden. Für zukünftige Anwendungen auf der Experimentplattform werden Ideen und Vorhaben im Kontext der Möglichkeiten aufgeführt, wobei der Nutzen und der Mehrwert eines wiederfliegenden Moduls an Hand von Ergebnissen aus den stattgefundenen Flügen manifestiert werden können.
By the year 2539 almost 75% of all freshwater mollusc species within Europe will be lost. The transformation of natural ecosystems, the extension of infrastructure, as well as agriculture are the main threats. The Roman snail (Helix pomatia L. 1758) has been part of human culture for centuries and is protected by law as an endangered species in several regions, and at the same time regarded and treated as a pest, making the conservation of this species difficult.
The aim of this thesis was to create a better understanding of H. pomatia and its functional role within the ecosystem. Eight subpopulations were studied regarding its role within the food web, the use of empty shells as a mircohabitat and its influence on vegetation by showing food preferences. The latter, due to the fact, that a strong predation pressure can minimize habitats, which leads to higher pressure on the local vegetation and a limited possibility of shells being used as a microhabitat.
First, the relationships between H. pomatia individuals, subpopulations and their predators were analysed. The total number and percentage of shells that showed external attack marks by predators (32%) and internal utilization marks by Diptera pupae (45%) were analysed and correlated to morphometric traits of shells. Signs of external attack and internal utilization marks were positively correlated (R = 0.79; P = 0.020). External attacks were more regular in larger shells and internal utilization was more frequent in shells with higher body density.
The second chapter focuses on the shells of H. pomatia and their value as microhabitat for shell adopters in different vegetation forms and during two sample periods. Out of 618 collected shells, 91.4 % were inhabited and the average was 1.5 time higher in summer, than in autumn. The number of shell adopters per shell was 1.5 times higher in herbaceous vegetation, than in areas dominated by trees. Shell width (P = 0.008), but not shell height (P = 0.078) had a significant higher influence.
Finally, food preferences of H. pomatia were analysed, showing a pronounced preference for Urtica dioica (35% of all 697 feeding interactions) and plant litter (44%). Only 27 out of 143 available plant species were eaten and a literature review confirmed U. dioica as a food plant for 19 other terrestrial snail species. The width and height of the snail shells were related to the feeding height as smaller, juvenile snails fed higher in vegetation (384mm ± 327mm) compared to adult individuals (68mm ± 194mm) (P<0.001).
These results highlight the importance of H. pomatia in the studied ecosystem. H. pomatia is an important food source for predators and host for parasitoids, the shells offer habitat and refuge for soil organisms and as a relatively specialized herbivore and decomposer H. pomatia contributes to herbivory and nutrient cycling in ecosystems.
Hopefully this study may help to motivate future conservation efforts.
Obwohl Andrej Tarkovskij retrospektiv als einer der bedeutendsten sowjetischen Filmemacher gehandelt wird, war sein Schaffen zu Lebzeiten von jahrelangen Grabenkämpfen mit dem Moskauer Staatskomitee für Kinematografie und dem Politbüro der KPdSU begleitet, die immer wieder zu Verzögerungen oder gar zur Zensur seiner Arbeiten geführt hatten.
Vor dem Hintergrund der Anerkennung, die den Filmen vornehmlich im Ausland zuteil wurde, deutet die ›Moskauer Aversion‹ gegenüber seinem Werk, offiziell der mangelnden Allgemeinverständlichkeit der Filme geschuldet, auch auf ideologische Differenzen hin, insbesondere hinsichtlich des in Tarkovskijs Filmen vermittelten Menschenbildes, das in der Dissertation durch eine umfassende anthropologische, ästhetische und ethische Analyse und Interpretation rekurrenter Motive, Formen und Strukturen sowie intermedialer Referenzen und deren komparatistische Rückbindung an entsprechenden Parallelnarrative der kulturpolitischen nachgerade anthropopolitischen Leitlinien abstrahiert und diskursiv untersucht wird.
Diese Arbeit befasst sich mit systematischen Untersuchungen zur Entwicklung einer Methode zur Festigkeitssortierung von Holzbauteilen in bestehenden Konstruktionen. Deren Notwendigkeit ergibt sich aus der bauaufsichtlichen Forderung, die für die Errichtung von Neubauten geltenden Normen auch im Zuge der Instandsetzung bestehender Konstruktionen anzuwenden. Dazu ist auch Kenntnis über die vorhandene Materialqualität erforderlich. Diese wird in der Praxis meist nur abgeschätzt, da bis dato keine konkreten normativen Regelungen für die Bewertung von Holzbauteilen in bestehenden Konstruktionen existieren. Tragfähigkeitsreserven und -defizite können so nicht erfasst werden. Dies kann zu unwirtschaftlichen, unverhältnismäßigen und nicht fachgerechten Eingriffen in die Bausubstanz führen. Das ist aus ökonomischer, ökologischer und denkmalpflegerischer Sicht nicht vertretbar.
Das Ziel der Arbeit war die Adaption der in Deutschland geltenden normativen Regeln für die Festigkeitssortierung von neuem Bauholz zur Anwendung in Bestandsbauten. Hauptaugenmerk lag auf der Kombination visueller und zerstörungsfreier/-armer Prüfmethoden. Deren zuverlässige Anwendung erfordert ein statistisch abgesichertes Auswertungsmodell. Dahin-gehend wurde eine ausführliche Literaturstudie zur Festigkeitssortierung von Bauholz, zur Bauzustandsbewertung von Bestandsbauten und der zerstörungsfreien/-armen Prüfung von Holz geführt. Darauf aufbauend erfolgten umfangreiche Materialversuche an Proben in Bauholzdimension zur Anwendbarkeit ausgewählter zerstörungsfreier/-armer Prüfmethoden. Die auf dieser Grundlage entwickelte Festigkeitssortiermethode wurde in zusätzlichen Versuchen an altem Bauholz und in bestehenden Konstruktionen erprobt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die visuelle Sortierung für die Erfassung der Holzqualität in-situ nicht zuverlässig genug ist. Gleiches gilt für eine alleinige Anwendung zerstörungsfreier/-armer Prüfmethoden. Die Kombination beider Methoden mit Hilfe eines statistisch abgesicherten Auswertungsmodells führt zu einer wesentlich zuverlässigeren Abschätzung der Materialqualität. Die entwickelte Festigkeitssortiermethode ermöglicht darüber hinaus die Anpassung des Untersuchungsumfangs auf die jeweilige Konstruktion und deren spezifischen An-forderungen. Die Erprobung zeigt, dass Tragfähigkeitsreserven und -defizite zuverlässig er-mittelt werden können. In den durchgeführten Fallstudien an historischen Holzkonstruktionen ergaben sich Reserven von (17 … 67) % der Festigkeit sowie von (7 … 27) % der Steifigkeit. Gleichzeitig konnten einzelnen, auf Grundlage der visuellen Sortierung nicht als Bauholz verwendbare Bauteile einer Festigkeitsklasse nach EN 338 zugeordnet werden.
Die Anwendung der entwickelten Methodik zur in-situ Festigkeitssortierung ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber der aktuellen Praxis bei der Bewertung bestehender Holzkonstruktionen. Sie eröffnet die Möglichkeit, Instandsetzungsmaßnahmen substanzschonender und wirtschaftlicher zu planen.
Due to environmental impacts from anthropomorphic climate change, countries from around the world are committed to an energy transition from fossil fuels to renewable and sustainable energy sources. The heating and cooling sector represents the largest share of total energy consumption globally, not only for domestic use but also for commercial and industrial purposes of which only 11% is covered by renewable energy. One renewable source, geothermal energy, has the potential to cover much of this demand, particularly heating demand, for the agriculture and food sector. Geothermal use in the agri-food industry continues to be positive overall, yet slow adoption and inconsistent growth have not met its potential as claimed by experts. This trend may be explained by a lack of coherent policy and initiatives from regulating government bodies. This research explores the relationship and the degree of correlation between government support, expressed in terms of policy incentives, and the growth of geothermal energy use in the agri-food sector. Two hypotheses are constructed to test this relationship. The first assumes that government support through policy leads to positive growth in geothermal argi-food, and the second assumes that no relationship exists. The research is a multiple case study of twelve countries from 2010 to 2020. Methods used in this study include Likert summative scale, a statistical and content analysis of secondary sources such as policy documents, laws, and other government acts. The results show a strong correlation between policy incentives and adoption of geothermal energy in agri-food sector. However, only 23% of growth in capacity in case countries can be explained by the levels of government support. Additionally, not all policies hold equal weight in that they are implemented on different levels of governance (global, national, and local). The study observes that between these three levels, national policies have the most correlative effect on geothermal energy adoption, while global and local policies do not seem to have significant influence. These effects vary but the overall market trends are influenced heavily by leading performers. Countries that show the most growth are – Hungary, Iceland, the Netherlands, and Türkiye. They all share strong government support on a national level, targeted policies for geothermal agri-food, and geothermal energy is economically competitive when compared to other forms of energy.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Auswirkungen von Fremdkörperschädigungen und Blending Reparaturen auf das aeroelastische Systemverhalten einer modernen Hochdruckverdichter Blisk. Mittels einer vollautomatisierten Prozesskette zur Untersuchung parametrisch definierter Schadensfälle erfolgt eine detaillierte Analyse der Korrelationsbeziehungen zwischen den Schädigungsparametern und deren Einfluss auf die hochzyklische Ermüdungsfestigkeit der Komponente. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse fließen in ein Regressionsmodell zur Erstellung von Sensitivitätsplots ein, um eine schnelle Beurteilung der Kritikalität von Schadensfällen im Flottenbetrieb zu ermöglichen. Im Rahmen der aeroelastischen Analysen sind vor allem die Auswirkungen von Blending Reparaturen auf typische Kenngrößen wie die aerodynamische Dämpfung und Anregung von Interesse. Am Beispiel einer im Betrieb hoch ausgelasteten Schwingform wird eine potentielle Überlagerung mehrerer, für die Betriebssicherheit der Komponente kritischer, Effekte dargestellt. Um die Rechenzeiten für derartige Vorhersagen künftig zu verringern, werden zudem unterschiedliche Ansätze zur Reduktion der Simulationsaufwände verglichen.
This study explores the interplay between the UNESCO status and climate governance in World Heritage cities. With climate change posing significant threats to living urban landscapes, local governments and public actors strive to implement sustainable and resilient strategies. However, complications arise when cities attain the World Heritage status, complicating climate governance practices. Qualitative research, involving interviews with key stakeholders from the Climate and Monument Protection Departments in Lübeck, Regensburg, and Bamberg, reveals a negative impact of cultural heritage on climate governance. The study contends that, when harnessed effectively, cultural heritage can contribute to the sustainability and resilience of cities in addressing climate change. It emphasises the necessity for flexibility, collaboration, and a human-centric approach, advocating for a common understanding and prioritisation of human life within climate governance. In conclusion, this research underscores the importance of viewing heritage as a dynamic component integrated into cities' climate governance strategies.
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.
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.
Salvaging Buildings : reclaiming a livelihood from the excesses of Istanbul's mass urbanization
(2023)
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.
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.
Comparing hybrid urbanisms in the global south : water delivery configurations in Peru and Ghana
(2023)
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.
Biomass and bioenergy perspectives of a coal region : status quo, potential and scenarios in Lusatia
(2023)
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.
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.
Linking functional composition moments of the sub-mediterranean ecotone with environmental drivers
(2023)
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.
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.
Urban heritage planning in Tehran and beyond : sequences of disrupted spatial-discursive assemblages
(2023)
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.
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.
1. Zweite Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Biotechnologie (B. Sc.) vom 15. März 2024
2. Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Biotechnologie (B. Sc.) vom 30. Juli 2018 (AMbl. 15/2018) i. d. F. der Zweiten Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Biotechnologie (B. Sc.) vom 15. März 2024
1. Erste Änderungssatzung zur fachspezifischen Prüfungs- und Studienordnung für
den Bachelor-Studiengang Medizintechnik vom 15. März 2024
2. Lesefassung: Fachspezifische Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizintechnik vom 04. Oktober 2022 i. d. F. der ersten Änderungssatzung zur Prüfungs- und Studienordnung für den Bachelor-Studiengang Medizintechnik vom 15. März 2024
A contribution to the online monitoring of partial discharges in high-voltage grid components
(2024)
Increasing utilization of HV power cable lines, and particularly the advent of long HVDC underground links, results in the need to sensitively monitor their condition, such as by tracking the emergence and development of partial discharges. This study demonstrates that existing solutions are poorly suited to the case of HVDC lines, and that a new, more sophisticated monitoring system needs to address a wide array of diverse problems. First of all, the overview of the task and main functional blocks of the monitoring system is given. Following this, selected blocks are subject to detailed examination in subsequent chapters.
The first of these blocks, a high-frequency current transformer (HFCT), is responsible for capturing the signal in the power line and transferring it to the electronics. This component receives in-depth coverage: general design considerations, computation of leakage inductance, operation in presence of a power current, resonant behavior, balanced design. Particular attention is given to the application of Finite Element Analysis (FEA) in relation to the HFCT, however, the demonstrated techniques can also be applied to other magnetic devices. Last section of the chapter presents various stages of development, experimental setups, prototypes, and the final device which has been put into series production.
The next block addresses extraction of signals from noise. A literature analysis is conducted concerning noise suppression in partial discharge recordings, and the application of the signal separation approach based on Linear Predictive Coding is shown.
In the section on localization, examples illustrating problems encountered during the development of a partial discharge localization algorithm are presented.
In the chapter devoted to laboratory tests, various auxiliary experiments conducted during the system's development are compiled, where some of them are: Time Domain Reflectometry (TDR) TDR-based line characterization, estimation of monitoring sensitivity, measurement of the cable attenuation and reflection coefficients of the accessories.
In the final chapter – field tests – the installation of the system on a 110 kV line and the measured transfer function are demonstrated.
Kleinstädte stehen vor der Herausforderung, die Lebensqualität und die Lebenszufriedenheit ihrer Bewohner:innen zu verbessern. Dabei sind subjektive Wahrnehmungen oft wichtiger als objektive Maßstäbe. Im Rahmen dieser Studie werden deshalb die Attraktivitätsfaktoren von Kleinstädten untersucht, die dazu beitragen, die Lebensqualität der Bürger:innen zu fördern. Um ein realistisches Bild auf die Anforderungen der Bewohner:innen zu erhalten, ist es wesentlich, die tatsächlichen Aktivitätsräume der Kleinstadt-Bewohner:innen zu betrachten. Mit Blick auf die individuelle Beurteilungs- und Einstellungsebene der Bürger:innen wird deshalb eine erweiterte geografisch-räumliche Perspektive eingenommen. Für Bürger:innen ist im Rahmen ihres Well-Beings der Raum entscheidend, in dem sie sich normalerweise bewegen. Ihr Radius überschreitet dabei typischerweise die Grenzen der eigenen Kleinstadt und bezieht das nähere regionale Umfeld mit ein. Vor diesem Hintergrund wurde in dem Projekt die Frage adressiert, wie die spezifischen Eigenschaften von Kleinstädten sowie ihr regionales Umfeld die Lebensqualität und Zufriedenheit ihrer Bewohner:innen im Vergleich zu Großstadtbewohner:innen beeinflussen. Um diese Frage zu beantworten, wurde eine Kombination aus qualitativer und quantitativer Forschung angewendet. Im ersten Schritt wurden zwei Fokusgruppendiskussionen in einer dezentral gelegenen Kleinstadt bzw. einer zentral gelegenen Kleinstadt durchgeführt. Im zweiten Schritt erfolgte eine quantitativ orientierte Fragebogenstudie in diesen beiden Kleinstädten und in einer Vergleichs-Großstadt, bei der insgesamt 1.144 Personen befragt wurden. Dabei wurden Daten zur Attraktivität der Städte, ihres regionalen Umfelds und zur Lebensqualität und Zufriedenheit der Bewohner:innen von Kleinstädten im Vergleich zu Großstädten erhoben und analysiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Bürger:innen sowohl lokale als auch regionale Angebote nutzen und sich v.a. im Hinblick auf Bedürfnisse des Alltags und der (Grund-) Versorgung Angebote in der Nähe ihres Wohnorts wünschen. Die untersuchten Kleinstädte weisen dabei in Bezug auf Qualitätsfaktoren wie z.B. die Umwelt- und Wohnqualität eine höhere Attraktivität aus Sicht der eigenen Bewohner:innen auf als die betrachtete Großstadt. Die Studie hat gezeigt, dass Kleinstädte durch die Nutzung regionaler Ressourcen und die Integration digitaler Möglichkeiten eine hohe Lebensqualität bieten können, obwohl sie selbst nicht immer alle benötigten Angebote vorhalten können und dass die Lebenszufriedenheit in den Kleinstädten zum Teil höher ist als in der betrachteten Vergleichs-Großstadt. Gerade zentral gelegene Kleinstädte können dabei von der Nähe zu größeren Städten und den damit verbundenen Vorteilen profitieren. Langfristig spielt auch die Digitalisierung eine Rolle, indem sie den Zugang zu entfernten Dienstleistungen und Produkten erleichtert und bestehende Nachteile von Kleinstädten mit Blick auf ihre Ausstattung abmildern kann.
Die Basis der gegenwärtigen und zukünftigen pflegerischen Entwicklung wurzelt im fortlaufenden Prozess der Aktion und Reflexion. Der Dialog zwischen „Praxis“ und „Theorie“ als Fundament der Begegnung mit anderen und sich selbst, mit denen täglich auf implizite, intuitive und tazide Wissensbestände zurückgegriffen wird, in der die Kunst darin besteht, sich reflektierend Wissens- und Erfahrungsbeständen anzunähern. In einer Pflegewelt, in denen Praxisanleiter_innen im WIR-DU-ICH sich unserer Verantwortung bewusst sind, in denen Du die pflegerischen Situationen einschätzt und ich als Praxisanleiter_in mit dem Team pädagogische Prozesse mit ausgestalte, als mein gesellschaftlicher pflegerischer Auftrag, mit dem Ziel Menschen in den jeweiligen Lebensphasen begleiten zu können. Praxisanleiter_innen reflektieren „Selbstverständliches“ während ihrer pflegerischen Beziehungsgestaltung mit dem zu Pflegenden, so dass die angehenden Pflegenden, Anhaltspunkte in konkreten pflegerischen Situationen für die Entscheidungsprozesse erhalten. Mit dem zugrundeliegenden Subjektverständnis einer demokratischen Bildungsarbeit verstehen sich alle Beteiligten als sich stetig entwickelnd. Exemplarische Grundlage der Bildungsarbeit bieten die 10-jährigen Erfahrungsbestände in der Bildungspraxis an einer brandenburgischen Hochschule, die illustriert wie sich bspw. die Studierenden, die Praxisbegleiter_innen und die Praxisanleiter_innen auf den Lernort „Praxis“ vorbereiten, so dass Kompetenzen gefördert und gestärkt werden. Mit einer Vision der Zukunft schließt der gegenwärtige Entwicklungsprozess aller Beteiligten mit der Handreichung für Praxisanleiter_innen zur Begleitung berufspraktischer Studienphasen ab. Das Schreiben ist formell abgeschlossen, aber der informelle Dialog wird fortgesetzt, um die aktuelle Situation aufrechtzuerhalten.
Plenty of semiconductor devices are developed to operate with private data. To guarantee data privacy cryptographic algorithms are used, where the secrecy is based on the used keys. Theoretically, the cryptographic algorithms using keys with recommended lengths are secure. The issue is that a potential attacker can steal the devices and attack in a lab. Physical attacks are usually aimed to perturb normal operation of a device and to extract cryptographic keys, e.g. by means of fault injection (FI). One class of FI attacks exploits the sensitivity of semiconductor devices to light and are performed using a laser as the light source.
This work investigates the sensitivity of different logic and memory cells to optical Fault Injection attacks. Front-side attacks against cells manufactured in different IHP technologies were performed using two different red lasers controlled by Riscure software. To reach the repeatability of the experimental results and to increase the comparability of the results with attack results published in literature the setup parameters as well as setting parameters of the Riscure software were experimentally evaluated. Attacks were performed against inverter, NAND, NOR, flip-flop cells from standard libraries, radiation-hard flip-flops based on Junction Isolated Common Gate technique, radiation-tolerant Triple Modular Redundancy registers as well as non-volatile Resistive Random Access Memory (RRAM) cells. The results of attacks against volatile circuits were successful transient bit-set and bit-reset as well permanent stuck-at faults. The results of attacks against RRAM cells were successful in the sense that manipulation of all RRAM logic states was feasible. The faults injected during the performed experiments were repeatable and reproducible.
The goal of this work was not only to achieve successful FI but also to determine cell area(s) sensitive to laser illumination. Knowledge about areas sensitive to laser illumination can be used by designers to implement corresponding countermeasure(s) at the initial stage of chip development and is the necessary step to design appropriate countermeasures. For example, metal fillers can be applied as optical obstacles reducing the success of front-side FI attacks, i.e. as a possible low-cost countermeasure. Based on the knowledge of the sensitive cell areas, the placement of the metal fillers can be automated in the future, i.e. the findings given in the work can serve as a basis for a methodology development for improving resistance against optical FI attacks at the initial stage of chip development. Such methodology can be adapted for each chip manufacturing technology.
The 'cultural appropriation' of traditional textiles from Mexico : an analysis of 3 case studies
(2023)
This doctoral thesis intended to examine the phenomenon of ‘cultural appropriation’ of traditional textiles from Mexico through an analysis of 3 case studies. This research had the objective of understanding the phenomenon through the relationships, perspectives, and discourses of the social actors involved, by following the development of controversies involving different objects of material culture from different communities: the xaam nïxuy Ayuujk (Mixe) blouse from Santa Maria Tlahuitoltepec, Oaxaca; the Hñuhú and Hñahñ (Otomi) “Tenango” embroideries from the communities of Tenago de Doria and San Nicolas in Hidalgo; and the mestizo gabanes from Santa Clara del Cobre and Nahuatzen in the State of Michoacán.
This doctoral examination was sustained through theoretical approximations that located the occurrences within transnational/ transcultural processes, engaging with qualitative methodologies and multi-sited ethnographies in order to obtain data that elucidated on the diversity of objects, actors, relationships, understandings, perceptions, values, and discourses involved in the ‘cultural appropriation’ of traditional textiles controversies in the country.
The content analysis of this doctoral research dissected a number of different processes, effects, and consequences of the phenomenon as it developed in dissimilar locations and periods of time. The examination revealed a complex intersection of meanings, productions, circulations, and consumptions of culture, that simultaneously affected cultural meanings, relationships, and processes, raising concerns over the management of traditional textiles as objects of cultural heritage, and the unviability of protecting communal creative domains through national legal mechanisms.
The development of computer technologies allows using numerical simulations in the early stages of aircraft design more and more often. The role of both wind tunnels and initial test flights used to validate of solutions seems to be diminishing. Big systems for three-dimensional simulations of Fluid-Structure Interactions (FSI) constitute highly specialized and costly software. Most of the codes are based on many simplifications. One of them is the assumption of linearity of the structural model being in contradiction with real-life situations. The postdoctoral dissertation presents the results of simulations for complex, multi-scale objects and non-linear structure models and extended structure testing in relation to damage in macroscale analysis. What is crucial for carrying out the assumed analyses is to extend a numerical tool comprising a flow and a structural program and a space grid deformation model for a system allowing to take into consideration the non-linearity of the structure. The point of reference for testing the suggested approaches are the existing solutions of the aeroelastic linear problems. Results of the recent research might be applied for the construction of increasingly common unmanned aerial vehicle (UAV). Modern structure is a key element that affects the basic parameters as mass or range of these vehicles. Until now the research and development of the aeroelastic calculation algorithm for commonly used materials in the framework of linear geometry and linear-elastic material behavior was used. The current developments of materials for light-weight design common use of 3D printing technology causes the increasingly widespread use of new alternative materials in the aviation industry. This is particularly true for the design and construction of UAV, where the basic requirements are the lightness of the structure and the maximum range. Unfortunately, the fulfillment of the above criteria means that the materials used are often loaded not only in a elastic range but also more often above this limit. In case of analyzing aeroelastic phenomena for a loaded structure we should take a closer look at the behavior of the material outside the elastic range in which the damage occurs. The process of destroying in the face of such dangerous phenomena as flutter in aircraft constructions requires a deeper analysis of the mechanics of materials, in particular for new materials and their manufacturing techniques. As part of joint experiments and numerical simulations, detailed research was carried out to describe the behavior of printed materials, which will be increasingly used in the design of aircraft structures. Extending the postdoctoral dissertation with the research carried out at BTU will allow further development of the existing FSI algorithm, taking into account the structural behavior more accurately and the possibility of predicting damage processes.
The contribution of community involvement in heritage management : a cultural mapping project
(2023)
Heritage has been lately the matter of debate regarding its definition, conservation and management approaches. In the last few years, there has been an increasing demand for the involvement of the local community in heritage management. Too often, the involvement perspectives of key stakeholders in general and the community members, in particular, are entirely different. While the theoretical ground of community involvement is somehow well set, heritage management has been slow in applying the involvement approach. Practically, it is not easy to find the balance to achieve all the goals of key stakeholders in any involvement project. Subsequently, there are a few numbers of empirical works on the practical implications of understanding heritage management effective tools and limited indication to convince recent ‘power-holders’ such as governmental organizations to distribute their power with local community members.
This doctoral research project explores community involvement in heritage management as an effective solution to building a strong management system. The study aims to examine the level and the quality of involvement in the management of heritage sites in general through a cultural mapping-based approach. This is applied to a case study which is the Religious Complex in Historic Cairo World Heritage Site. The research outcomes indicate the importance of involving the local community in heritage management and planning processes. Ultimately, the study provides critical empirical evidence and draws valuable theoretical and practical assumptions that spread knowledge of cultural mapping in critical issues, such as the drivers of involvement and cooperative decision-making.
Brain-computer interfacing (BCI) is a relatively new field of study that involves engineering, neuroscience, psychology, and physiology. A BCI is a system that allows direct communication between the brain and the environment, using signals from electroencephalography (EEG) to identify a user's intentions and mental states. This can be used for human-machine interaction (HMI) to adapt software or control a device. Particularly passive BCIs are the most promising for the general population, as they can detect and interpret a user's mental state without requiring their attention. This can enable neuroadaptive technology (NAT), which allows a machine to learn over time how the user perceives and interprets the world. However, there are still obstacles to be overcome before BCI technology can be applied in real-world situations for NAT.
In this work I firstly address the issue of subject dependence in training data collection for classifier calibration, which can be time-consuming and impractical. I investigated the training of a subject-independent predictive model that is trained on a group of other users' data and applied to online-testing data of a new person. This was done in the context of training an automatic classifier for error detection and correction. Results showed that a classifier model can be trained without user-specific calibration and with high accuracy. The number of electrodes used in training the model was also reduced. Further it was validated that the trained classifier models were based on cortical sources and not other modalities.
In a second study I address the issue of task-dependence. To that end I tested the application of a potentially task-independent calibration paradigm for mental workload assessment in a new task. This new task was a speed reading context, where subjects read texts of varying difficulty and speed. The study found that the mental workload prediction model was accurate in classifying mental workload in different reading tasks, indicating that it can be used as a task-independent classifier for mental workload.
In a third study I examine if it is possible to measure neural correlates of human moral assessment using a passive BCI on a single-trial basis. A calibration paradigm was developed using pictures that were ranked as morally unacceptable and morally neutral. However, the results showed low classification accuracies and it was not possible to reliably distinguish between a user's subjective moral evaluations on a single-trial basis using current classification approaches.
The results presented in this thesis provide solutions towards real-world applicability of NAT enabled by passive BCIs, as examples of a subject-independent and a task-independent classifier are demonstrated and discussed. Further, approaches for increased versatility of passive BCI technology are presented, that could make passive BCIs more feasible for use in future real-world human-machine interaction settings.
Die vorliegende Studie möchte einen Beitrag zur Erforschung der Frage leisten, inwiefern Rechtsformwechsel bei Stiftungen Auswirkungen auf das Commitment der Beschäftigten haben. Der Fokus liegt dabei auf den Wechselabsichten des Personals beziehungsweise auf dem Absentismus. Im Rahmen einer qualitativen Forschung wurden drei Stiftungen betrachtet, in denen ein Rechtsformwechsel stattgefunden hat. Die Untersuchung wurde mittels Expert/-inneninterview durch eine semistrukturierte Befragung anhand eines Interviewleitfadens durchgeführt. Die Auswertung der Daten erfolgte durch eine qualitative Inhaltsanalyse per QDA-Software. Dabei konnte festgestellt werden, dass bei Einhaltung der Maßnahmen zur Stärkung des Commitments wenige und dann nur positive Auswirkungen zu erkennen sind, da sich Fehlzeiten und Absentismus nicht wesentlich veränderten. Für die Praxis ist relevant, dass die Vorteile der Änderung der Rechtsform einer Stiftung gegenüber den Risiken überwiegen. Weitere Forschungsbedarf,besteht hinsichtlich des nachlassenden Engagements beim Personal im Hinblick auf Änderungen.
Cities are major contributors to climate change and biodiversity loss, and at the same time particularly affected by some of their consequences. Urban green can help address these challenges and provide numerous other benefits to people. Economic valuation can estimate the value that people assign to these diverse urban ecosystem services. The environmental economics literature uses several valuation methods. This work examines the valuation of urban ecosystem services with choice experiments. It includes five articles that use empirical analysis to address three overarching research goals: First, to improve understanding of the value of urban ecosystem services to urban residents. Second, to contribute to improving the validity of choice experiments. Third, to develop modeling of spatial patterns in the value of urban ecosystem services.
Chapter 1 describes the background and motivation of the valuation of urban ecosystem services with choice experiments, gives an overview over the relevant literature, and sets out the research objectives and methods of this dissertation.
Chapter 2 presents a choice experiment on green spaces, street trees and green roofs in Bremen. It analyzes the effect of additional information that these measures are part of a climate adaptation strategy. The results show greater willingness to pay among informed respondents. Part of the effect can be explained by a higher credibility of the survey.
Chapter 3 describes a choice experiment on urban gardens in Berlin and Stuttgart. It explores how respondents process the information provided in the questionnaire. It finds that questions about the information do not significantly affect either recall or the responses in the choice experiment.
Chapter 4 is based on choice experiments on street trees, green spaces, and greenways in four German cities. It examines how choice experiment surveys should elicit perceived consequentiality. The results show advantages of elicitation before the choice experiment over the usual elicitation afterwards.
Chapter 5 explores how valid policy makers perceive the results of choice experiments on urban green in several German cities, and what consequences this has for their use of the results. Interviews show that most policy makers use the results in their city to raise awareness or justify positions. Perceptions of validity are mixed, but do not play a major role in this type of use.
Chapter 6 examines the spatial distribution of the value of urban ecosystem services using choice experiments on green spaces, urban trees, green roofs, and green facades in Berlin and Leipzig. It develops and tests new choice models that may better represent than the common approach how the value of urban green space decreases with distance.
Based on the findings of the articles, Chapter 7 derives recommendations for practitioners of choice experiments and for urban green policy makers. Finally, it identifies research gaps that would be promising for future studies.
There are many names we use to call them, like the (original) Wireless Sensor Networks, Wireless Sensor and Actuator Networks, Internet of Things, Cyber-Physical Systems, Cyber-Physical Systems of Systems, and some others. More or less visible, wireless sensor networks are already applied in many aspects of our lives and for different purposes. During the 20 years of Fachgespräch Sensornetze (FGSN) we were able to observe the process of the birth and evolution of wireless sensor networks. What do they look like now, from that time perspective? Is there still room for research andimprovements? Or are they maybe already that mature that everything has already been said? And what do they look like from the industry point of view? What is the future of sensor networks? Where are they heading? These retrospective and perspective views are the central topic of the 20th edition of the Fachgespräch Sensornetze (FGSN 2023) held on the 4th of September 2023 at Hasso-Plattner-Institut as part of the NetSys 2023 conference in Potsdam. We were happy to meet again, to discuss these subjects within the scientific community. The aim of this series of Fachgespräch is to give scientists from academia and industry the opportunity for an informal exchange of ideas and to strengthen cooperation in this multidisciplinary research area.
In den letzten Jahren erkannten Unternehmen zunehmend die Bedeutung der Entwicklung ihrer Talente, doch eine klare Handlungsstrategie dazu fehlt. Basierend auf dieser Problemstellung entwirft die vorliegende Forschungsarbeit in Form des Nachwuchs-Entwicklungs-Index (NEX) eine praktische Evaluation sowie einen zweckdienlichen Leitfaden zur Integration einer strategischen Nachwuchs-Entwicklungs-Struktur.
Die Forschung zum NEX sah hierfür 3 Forschungsschritte vor: Eine Literaturrecherche, die Experteninterviews sowie die quantitative Indexdefinition.
Damit verbunden wurden folgende Forschungsfragen zur Eingrenzung des Vorhabens festgehalten:
- Sind individuelle Faktoren, welche das individuelle Beziehungsmanagement zu einem Nachwuchsmanager berücksichtigen, entscheidend für die professionelle Nachwuchsmanagemententwicklung?
- Welche Faktoren sind als Ergänzung zum Personalmanagement-Professionalisierungs-Index (PIX) entscheidend für die professionelle Nachwuchsmanagemententwicklung?
- Welche Handlungsempfehlungen entstehen anhand des NEX je nach Reifegrad eines Unternehmens?
Die ersten beiden Forschungsphasen, der theoretischen Aufarbeitung sowie der qualitativen Überprüfung und Eingrenzung der Themenfelder durch Experteninterviews, zeigen auf, dass die Entwicklung von Führungstalenten eine hohe Relevanz im Unternehmensalltag hat. Die quantitative Aufarbeitung dieser Grundlagen hatte einen Index zur Folge, welcher 95 Items umfasst und sich in strukturelle Items (PIX-Ursprung) und personelle Items (eigens entwickelt) unterteilte. Zur Validierung dieser Items wurde eine quantitative Online-Befragung umgesetzt. Schlussendlich konnten N = 159 auswertbare Datensätze zur Quantifizierung des NEX herangezogen werden. Parallel zur Methodik des PIX wurde eine Hauptkomponentenanalyse durchgeführt, um die wesentlichen Komponenten des NEX zu können.
Im weiteren Verlauf zeigten sich zwei übergeordnete Komponenten sowie 16 Frageitems als entscheidend für den NEX. Mit der höchsten Ladung können die folgenden Items beispielhaft als bedeutende Aspekte herangezogen werden:
- Die einzelnen Prozesse des Personalmanagements sind hinreichend miteinander verzahnt.
- Der Kernprozess zum Personaleinsatz ist im Unternehmen eindeutig festgehalten.
- Der Kernprozess zur Personalplanung ist im Unternehmen eindeutig festgehalten.
Im Zusammenhang mit der personellen Komponente sind folgende Maßnahmen beispielhaft wichtige Aspekte, um eine professionelle Nachwuchs-Entwicklungs-Strategie abzubilden:
- Über ein Alumni-Netzwerk wird Kontakt zu ausgeschiedenen Mitarbeitern gehalten.
- Die subjektive Mitarbeiterzufriedenheit wird bei der Mitarbeiterbeurteilung berücksichtigt.
- Mit jedem Mitarbeiter, der aus dem Unternehmen ausscheidet, wird ein strukturiertes Kündigungsgespräch geführt.
Die Ergebnisse ermöglichen es Unternehmen, zukünftig mit einem ökonomisch überschaubaren Aufwand erste Einblicke über den Stand der Professionalisierung ihrer eigenen Nachwuchs-Entwicklungs-Arbeit zu erhalten.
This thesis is dedicated to the structured sheet metals topic. Structured sheet metals are semi-finished products with the honeycomb (cell) shape, made by cold forming of the flat sheets. They represent an innovative technology in the field of lightweight construction. In recent years, this technology has undergone dynamic development what gives to researchers possibilities to improve the level of knowledge about structured sheets metals properties and explore new application fields for them.
The structuring improves basic properties, such as stiffness, compared to the flat sheet material. Due to these advantages, the use of structured sheet metals offers enormous innovation potential for efficient lightweight construction in many industrial sectors such as aerospace, rail transport technology, architectural products. Structured sheets have already been implementing in lighting technology, in the manufacture of household appliances and even in automotive industry. So that, the question arises if it possible to apply this kind of material successfully in other areas such as building industry.
This work contains an overview of the lightweight constructions historical development and stiffening elements in the steel industry, also the creation process of structured sheet metals, manufacturing investigated specimens, further bending tests, numerical simulations, analysis and comparison of resulting data and possible further use of lightweight beams with structured sheet elements as a building construction.
In this work beams compound of structured and flat plates are investigated. Steps of structured plates manufacturing process are described: hydroforming, point- and laser welding and bending. As a result, lightweight beams of two main shapes are manufactured: C- and square sectioned. There are four types of beams for each of the shapes are investigated. Every type has same geometrical dimensions, but thicknesses vary.
The series of laboratory tests with created beams under load is made. Three- and four-points bending tests are chosen for that.
This work also presents numerical analysis based on conducted experiments: buckling and global non-linear behavior of specimens by use of the software package ABAQUS/CAE are obtained. The behavior of the beams with structured and flat sheets under load is analyzed and the comparison of parameters such as load bearing capacity and stiffnesses is made.
Finally, in addition to laboratory and simulations, parametric modelling is done. Also, based on parametric calculations, the proposal for calculation the beams stiffness for with higher thicknesses is given. It allows to predict the behavior of beams with structured sheets with different thicknesses without manufacturing and conducting the expensive and time-taking laboratory experiments.
In conclusion, the recommendations for the simplifying of manufacturing process and for the improving of the beams stiffnesses are given.
With the increasing consciousness of the value of wetland ecological and environmental functions and its fast rate of decline in the size of this important and rich ecosystem globally, the Niger Delta ecosystem has been reported to be undergoing tremendous change, hence the need for this research, to identify the challenges and proffer solutions. This study focuses on ascertaining if a change has occurred in the Upper Orashi Forest Reserved wetland, to know and evaluate the policies used in managing the wetland in the region and Nigeria. To ascertain the wetland change, land cover change detection was carried out using Geographic Information Systems and Remote Sensing to produce paradigm or data to detect change occurrence in the wetland area. Supervised classification of land use and land cover change was carried out using LANDSAT data from 2002, 2008, and 2019. Thereafter, the land cover transition was mapped for the period 2002 to 2019 and this was computed for the net land cover change for the period of study. The site was classified into three different classes and each class was analyzed using the land use and land cover change model formula. The result from this part shows that there is a consistent decrease in the wetland area for the period under review and in the other two identified classes, some interchangeable compositions were observed for the period of study. To validate this result, the opinion of experts and the host community is needed. Two sets of questionnaires were designed for experts and local community dwellers to sample their opinion in relation to the wetland and its management. The information collected was analyzed using Microsoft excel and the result shows that changes have occurred in the wetland of Upper Orashi Forest (decrease in size and other challenging issues with respect to policies and regulations). This study has identified critical challenging issues facing wetlands in the region or driving factors of wetland loss in the study area. Thereafter making recommendations that will help address these issues to actualize environmental sustainability and sustainable wetland in the region and Nigeria at large.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erweiterung der Vereinfachten Fließzonentheorie, welche ein effizientes Verfahren zur Abschätzung von Zustandsgrößen im Einspielzustand ist. Die wesentlichen Erweiterungen werden im Bereich der Mehr-Parameterbelastungen und in der Verwendung von Theorie II. Ordnung beschrieben.
Bei der Berücksichtigung von paarweise auftretenden Lastfällen (Ein-Parameterbelastungen) hat sich das Verfahren bereits bewährt und wird in dieser Arbeit für die Berücksichtigung von beliebig vielen Lastfällen (Mehr-Parameterbelastungen) erweitert. Es wird in numerischen Untersuchungen nachgewiesen, dass eine paarweise Betrachtung von Lastfällen gegenüber der Mehr-Parameterbelastung zu Fehleinschätzungen der Beanspruchungen führen kann. Die Berücksichtigung aller beteiligten Einwirkungen durch Mehr-Parameterbelastungen in der Vereinfachten Fließzonentheorie liefert einen effizienten und detaillierten Einblick in elastisch-plastisch beanspruchte Tragwerke im Einspielzustand. (DFG-Projektnummer: 286671283)
Schlanke Tragwerke, bei denen die Struktursteifigkeit durch Membranspannungen beeinflusst wird, erfordern eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung. Bei unter Druck stehenden Rohrleitungen und insbesondere bei dünnwandigen Rohrbögen können signifikante Steifigkeitseffekte beobachtet werden. Treten zusätzlich zyklische und überelastische Beanspruchungen auf, interagiert die geometrische Nichtlinearität und die Materialnichtlinearität. Um dem daraus entstehenden hohen Berechnungsaufwand entgegenzutreten, wird eine Technik vorgestellt, die es ermöglicht, die Vereinfachte Fließzonentheorie unter Berücksichtigung von Theorie II. Ordnung zu verwenden. An numerischen Untersuchungen wird gezeigt, dass diese Weiterentwicklung der Vereinfachten Fließzonentheorie eine hohe Qualität der Ergebnisse bei deutlich geringerem Berechnungsaufwand liefert. (DFG-Projektnummer: 416907346)
This thesis summarizes the author’s developments of combustion models and multi-objective optimization methods for gasoline and diesel engines. The combustion models belong to the family of zero-dimensional stochastic reactor models introduced in the 1990s to improve the prediction of emissions with detailed chemistry in partially stirred reactors.
The first part introduces the fundamentals of the physical and chemical models describing the combustion process. As a novelty, k−ε turbulence models were implemented in the stochastic reactor model to predict the turbulent time and length scales in gasoline and diesel engines. This development allowed an improvement of the models for convective heat transfer, fuel evaporation, gas exchange across the valves, turbulent flame propagation and crevice flow, which depend on the turbulent time and length scales.
In the second part, the multi-objective optimization platform for automatic training of the stochastic reactor model is presented. The optimization method considers multiple operating points to find a set of model parameters that predict performance and emissions over the entire engine map. The Non-domination Sorting Genetic Algorithm II is combined with the stochastic reactor model and response surface models to find the best Pareto front. Multi-criteria decision making is used to select the best designs from the Pareto front.
Finally, the third part of this thesis deals with the validation of the stochastic reactor model and the multi-objective optimization platform. For this purpose, experiments of two single-cylinder research engines with spark ignition, one passenger car engine with compression ignition and one heavy duty engine with compression ignition are used. For the spark ignition engines, a set of model parameters was found that predicts well the power and emissions over the whole engine map. The calculated turbulent kinetic energy, dissipation, and angular momentum follow the trends of the three-dimensional computational fluid dynamic simulations to a good approximation for various operating points. For the two compression ignition engines, the prediction of combustion progress and nitrogen oxide emissions are in good agreement with the experiments. Larger discrepancies were found for the prediction of carbon monoxide and unburned hydrocarbon. Optimization of the soot model parameters improves the prediction of soot mass for operating points throughout the engine map.
Stetig steigende Leistungen der Leistungsverstärker in den Sender-Empfängermodulen zwingen den rauscharmen Verstärker zu einem immer höheren Schutz am Eingang. Aufgrund hoher Durchbruchspannungen bieten GaN HEMTs eine robuste Eingangsstufe, womit ein Schutz des LNA Eingangs und die damit verbundene Verschlechterung der Rauschzahl unnötig wird. Allerdings nützte dieser Schutz nicht allein den rauscharmen Verstärker, da nachfolgende Stufen durch die hohen Ausgangsleistungen der GaN LNAs zerstört werden können. Daher widmet sich diese Arbeit der Untersuchung von robusten rauscharmen GaN Verstärkern sowie verschiedener Schaltungen zum Schutz der nachfolgenden Stufen vor einer zu hohen Eingangsleistung, wobei die Rauschzahl unbeeinflusst bleiben soll.
Da eine robuste Eingangsstufe relevant für diese Arbeit ist, wurden neuartige Designs von robusten GaN LNA MMIC untersucht. Einerseits wurde ein LNA MMIC Chip mit einer gestapelten Eingangsstufe entwickelt, womit die Eingangsleistung und entsprechend die Robustheit erhöht werden konnte. In dieser Arbeit wird ein verbessertes Design des gestapelten GaN LNA MMIC vorgestellt, dessen Verstärkung von mehr als 23 dB und ein Rauschmaß von 2,6 dB im C-Band Frequenzbereich erreicht. Anderseits wurde ein neuartiger multiband GaN LNA MMIC für die Frequenzen 0,8 GHz; 1,8 GHz und 3,6 GHz entwickelt. Dieser erreicht eine Verstärkung von mehr als 29 dB bei 0,8 GHz und mehr als 34 dB bei 3,6 GHz mit einer maximalen Verstärkung von 34,9 dB bei 1,8 GHz sowie einen minimalen Rauschmaß von 2,2 dB bei 3,6 GHz. Der multiband LNA MMIC ist mit einen OIP3 von mehr als 36dBm bei 3,6 GHz hochlinear. Weiterhin wurde für den gestapelten und den multiband GaN LNA MMIC die Robustheit mittels eines hochohmigen Widerstands in der Gate Versorgung verbessert.
Im Rahmen der Charakterisierung von GaN Verstärkern zeigt sich, dass der Gate DC und Drain DC Strom Indikatoren jeweils für die Kompression und Sättigung der Ausgangsleistung im Überlastfall darstellen. Der Zusammenhang zwischen dem Gate DC Strom und dem Überlastfall war der Ausgangspunkt für die Entwicklung der Schaltungen zur Limitierung der Ausgangsleistung, um die nachfolgenden Stufen des LNAs zu schützen. Daher wird dieser Strom zum Schalten eines Ausgangsdämpfungsglieds sowie einer adaptiven Drain DC Versorgung verwendet. Das Ausgangsdämpfungsglied wurde als ein GaN HEMT in Common-Gate Konfiguration an den Ausgang eines robusten GaN LNAs auf einen Chip geschalten, wodurch im Überlastfall eine Dämpfung von 29 dB erreicht wird. Weiterhin konnte durch die adaptive Drain DC Versorgung, welche als eine hybride Schaltung mit einem robusten GaN LNA MMIC als Kern entwickelt wurde, eine Dämpfung von 28 dB erzielt werden. Sowohl für das Ausgangsdämpfungsglied als auch für die adaptive Drain DC Versorgung blieben die Kleinsignal Verstärkung und das Rauschmaß des GaN LNA MMICs unbeeinflusst.
Programmable Logic Controllers (PLCs) are pivotal in Critical Infrastructures (CIs) and Industrial Control Systems (ICSs), governing processes in nuclear power plants, petrochemical factories, and water treatment systems. Despite their importance, PLCs are vulnerable to security threats, notably control logic injection attacks, aiming to sabotage physical processes. This thesis delves into PLC security, analyzing vulnerabilities in non-cryptographically and cryptographically protected PLCs, particularly Siemens S7-300 and S7-1500 models.
Siemens, an automation market leader, utilizes S7-300 PLCs in millions of applications, reflecting the broader ICS security landscape. The S7-1500 line claims resistance to cyberattacks, including control logic injections. The thesis evaluates authentication in non-cryptographically protected PLCs, introducing a stealthy control logic injection attack scenario using an S7-300 PLC and S7Comm protocol.
The second part explores integrity checks in cryptographically protected S7-1500 PLCs. Findings, encompassing disclosed vulnerabilities, lead to a severe control logic injection attack with a malicious interrupt block, conducted in an industrial setting using the S7-1500 and S7CommPlus protocol.
The final segment focuses on Profinet protocol security and an injection attack scenario. The study demonstrates adversaries manipulating critical data without prior knowledge, causing harm to physical processes. A real-world attack on a Profinet-based system with two S7-300 PLCs is executed.
The thesis concludes by proposing mitigation solutions, enhancing PLC and communication protocol security. This contribution elevates the security posture of millions of operating devices globally, advancing PLC security research.
Die doppelte Krise der Kleinstädte, die sich einerseits aus einer allgemeinen Investitionskrise und andererseits einer Gestaltungskrise zusammensetzt, ist mit Blick auf diesen Beitrag als durchaus ambivalent zu bewerten. Hinsichtlich der Investitionskrise ist zunächst ein erheblicher und struktureller Investitionsrückstand festzustellen, der im Durchschnitt über alle kommunalen Gruppen (kreisangehörige Gemeinden, kreisfreie Städte und Landkreise) hinweg besteht, in den Größenklassen der kreisangehörigen Gemeinden jedoch unterschiedlich hoch ausgeprägt ist. So sind die Kleinstädte im Gesamtbild überraschend gut aufgestellt, obwohl sie nicht besonders steuerstark sind. Eine besondere Investitionskrise der Kleinstädte konnte dementsprechend aus den empirischen Untersuchungen nicht abgeleitet werden. Zugleich sind Kleinstädte bei der Bewältigung der künftigen Herausforderungen besonders gefordert, da deren Komplexität (demografischer Wandel, Klimatransformation, Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft) in diesen Gemeinden auf relativ kleine Verwaltungen mit wenigen Möglichkeiten der tiefen Spezialisierung trifft. Darüber hinaus kann auch keine allgemeine Gestaltungskrise in den Kleinstädten konstatiert werden. Der Umfang der freiwilligen Aufgabenwahrnehmung, welcher einen geeigneten Gradmesser der kommunalen Möglichkeiten zur Selbstverwaltung repräsentiert, fällt durchschnittlich zwar niedriger aus als in den Mittel- und Großstädten. Dies ist jedoch bezugnehmend auf deren konkreten Aufgabenumfang und räumliche Ausstrahlwirkung wenig verwunderlich. Für die Kleinstädte erscheint dabei weniger eine Abgrenzung nach der Einwohnerzahl, sondern vielmehr die Einstufung in das System der Zentralen Orte bedeutsam. Dies gilt sowohl für die Abgrenzung gegenüber größeren Städten (d. h., Mittel- und Oberzentren) als auch gegenüber kleineren Gemeinden ohne städtischen Charakter. Demnach scheint die Einstufung in Grund- und Mittelzentren ein zweckmäßiger Maßstab für eine Differenzierung zwischen kleineren und größeren Kleinstädten zu sein. Demzufolge ist für die Kleinstädte hinsichtlich ihrer Funktion als „Anker“ im ländlichen Raum weniger die eigene Bevölkerungszahl als vielmehr die zentralörtliche Einstufung relevant, die somit tatsächlich das Handeln vor Ort entscheidend prägt. Trotz der vergleichsweisen guten Lage der Kleinstädte ist eine krisenhafte Entwicklung durchaus mit Blick auf die Fördermittelpraxis zu konstatieren, wobei die Förderbürokratie, ungünstige Anreizeffekte und die permanente Fremdsteuerung durch die Fördermittelgeber (vorrangig die Länder) die Gestaltungskraft vor Ort vielfach lähmen. Diesbezüglich sollte die staatsinterne Bürokratie wieder verstärkt durch lokale Gestaltungsräume ersetzt werden. Dies könnte mit einer Stärkung frei verfügbarer Finanzmittel verbunden werden, sodass Kleinstädte künftig im Einklang mit ihren individuellen Rahmenbedingungen erfolgreich in die Zukunft investieren können.
Gegeben sei für ein binäres Klassifikationsproblem ein künstliches, neuronales Netzwerk ann bestehend aus ReLUKnoten und linearen Schichten (convolution, pooling, fully connected). Das Netzwerk ann sei mit hinreichender Genauigkeit an Hand von Trainingsdaten trainiert. Wir werden zeigen, dass ein solches Netzwerk in verschiedene Partitionen des Eingaberaums zerlegt werden kann, wobei jede Partition eine lineare Abbildung der Eingabewerte auf einen klassifizierenden Ausgabewert repräsentiert. Im Weiteren gehen wir von einem einfachen Netzwerk ann aus, bei dem die Eingangswerte Mintermen von Attributwerten entsprechen. Einfach ist ein Netzwerk, wenn es für eine geringe Anzahl von Attributen trainiert wurde und die Anzahl der ReLU-Knoten ebenfalls gering ist. In der Arbeit wird gezeigt, dass jede lineare Partition durch einen CQQL-Ausdruck beschrieben werden kann. Ein CQQL-Ausdruck lässt sich mit Hilfe von Quantenlogik-inspirierten Entscheidungsbäumen beschreiben.
Bürgerbeteiligung ist in Kleinstädten bereits gängige Praxis, wobei zunehmend digitale Plattformen für die Umsetzung von Beteiligungsprojekten zum Einsatz kommen. Diese können mehrere Vorteile mit sich bringen: Sie erreichen Zielgruppen, die sich mit analogen Formaten schwer aktivieren lassen, ermöglichen eine zentrale Abwicklung von Projekten und eine datenbasierte Auswertung von Nutzungsdaten. Zudem sollen sie Kosten und Arbeitszeit einsparen, was besonders für kleinstädtische Verwaltungen mit begrenzten Ressourcen relevant ist. Ob diese Vorteile digitaler Beteiligungsplattformen sich in der Beteiligungspraxis von Kleinstädten bereits verwirklichen lassen, ist bisher noch nicht erforscht. Die zentralen Forschungsfragen, die mit diesem Forschungsprojekt beantworten werden, lauten daher: Wie erfolgt die Umsetzung digitaler Bürgerbeteiligungsprojekte in ausgewählten Kleinstädten? Inwieweit können Kleinstädte die viel diskutierten Chancen digitaler Beteiligung bereits in die Realität umsetzen? Welche sind die zentralen Hindernisse? Für die Studie wurden fünf Kleinstädte in Deutschland ausgewählt, die bereits digitale Bürgerbeteiligung umsetzen: Amt Hüttener Berge (Schleswig-Holstein), Merzenich (Nordrhein-Westfalen), Hebertshausen (Bayern), Bad Dürkheim (Rheinland-Pfalz) und Guben (Brandenburg). Das methodische Vorgehen umfasste die Durchführung von leitfadengestützten Interviews mit Mitarbeiter:innen aus der städtischen Verwaltung sowie die Auswertung von Nutzungsdaten der fünf eingesetzten Plattformen. In der Analyse des Umsetzungsprozesses der digitalen Beteiligungsprojekte wurde deutlich, dass die erwarteten Vorteile digitaler Plattformen sich zum Teil bereits bewahrheiten. Insbesondere bei der Bereitstellung von Informationen zu städtischen Vorhaben und der Dokumentation von Beteiligungsprozessen erweisen sich die Plattformen als sehr wertvoll – unter anderem für die Nachverfolgbarkeit und somit Legitimierung städtischer Entscheidungen. Darüber hinaus erfuhr das Thema Beteiligung in allen untersuchten Kleinstädten durch die Einführung einer digitalen Beteiligungsplattform wieder größere Aufmerksamkeit, sowohl auf Seiten von Politik und Verwaltung als auch auf Seiten der Bürger:innen. Gleichzeitig haben sich bei der Analyse des Umsetzungsprozesses von Beteiligungsprojekten deutliche Herausforderungen gezeigt. Die größten liegen dabei in der Steigerung der Teilnehmendenzahl, der Ansprache spezifischer Zielgruppen sowie der sorgfältigen Durchführung von Projekten bei gleichzeitigem Effizienzanspruch. Viele dieser Herausforderungen haben strukturelle Wurzeln: Die für digitale Bürgerbeteiligung Zuständigen sind aufgrund eines vielfältigen Aufgabenspektrums häufig überlastet und es fehlt ihnen teilweise der spezifische Wissenshintergrund für digitale Beteiligung. Verstärkend kommt hinzu, dass die untersuchten Kleinstädte bisher noch keine Leitlinien für die Durchführung von (digitalen) Beteiligungsprojekten etabliert haben. Solche Leitlinien könnten als Richtschnur dienen und die Qualitätssicherung dieser Projekte unterstützen. Ableitend aus diesen Ergebnissen wurden in der Studie Handlungsfelder für Kommunen identifiziert und Empfehlungen formuliert.
Energy efficiency is vital for future low-power electronic applications. This ultra-low power consumption requirement enables the research beyond the conventional charge-based memories. Further, reliability, high scalability, fast switching, CMOS compatibility, high endurance, etc., are some of the characteristics envisaged by the new generation of emerging non-volatile memories (NVMs). A memristor or OxRAM is one among the many emerging NVMs, which can exhibit the aforementioned characteristics, and it has the potential to replace the power-hungry conventional NVMs.
The memristive devices have the advantage of monolithic integration with the CMOS logic, which enables the widening of their application areas. Despite their various advantages, the reliability, forming voltages, and variability of the devices pose a hurdle to their wide commercial usage. Hence, it is crucial to identify these factors and mitigate them. This thesis addresses these issues through fabrication process improvements, electrical characterization techniques, and device-engineering methods.
The improvements in the fabrication processes reduced the pristine state currents of the memristive devices. It impacted the reliability and resistive switching performance of the memristive devices directly. To further improve the performance, the memristive devices are integrated into the 130 nm BiCMOS baseline technology of IHP. Additionally, dedicated test structures are developed to monitor and control the fabrication process steps through in-line electrical characterization.
Further, the forming current and voltage values, along with their dispersions in the 4 kbit memristive arrays, were reduced by utilizing the electrical characterization techniques. Accordingly, the forming operations were performed at high operating temperatures using incremental step pulse and verify algorithm (ISPVA). In contrast to the well-known method of increasing the current compliance (1R) or the gate voltage of the transistor (1T-1R) to increase the conduction filament size, a thin layer of Al2O3 is added. This device engineering technique reduced the variability in both LRS and HRS currents of the memristive devices. Additionally, the conduction filament properties in both states are modeled by using the quantum point contact (QPC) model. Finally, harnessing the intrinsic variability of the memristive devices for neuromorphic computing applications is demonstrated. The reliability of the devices is assessed through endurance and retention characteristics.
Numerical investigation and extension of quadrature-based moment methods for population balances
(2023)
Particulate systems can be described by a number density function (NDF) with respect to a vector of internal coordinates. The evolution of the NDF is governed by the typically high-dimensional population balance equation (PBE). A common approach to reduce the dimensionality of the problem is to solve only for a set of moments instead of the NDF. The derived system of moment equations, however, includes unclosed integral terms that still contain the unknown NDF. One way to close the system of moment equations is to approximate the unclosed integral terms using a Gaussian quadrature computed from the moments. The procedure of taking a set of moments to compute a Gaussian quadrature, which is, in turn, used to close the moment equations, is known as the quadrature method of moments (QMOM). It gave rise to an entire family of methods, the quadrature-based moment methods (QBMMs), which are the primary focus of this work. The presented research can be divided into three major parts. The first part involves the formulation of a common Lagrangian droplet breakup model for QBMMs and the numerical investigation with the QMOM as well as the more sophisticated extended QMOM (EQMOM). The results indicate that the approximations are reasonably accurate when at least six moment equations are solved, with the EQMOM providing no advantages for the investigated configurations. In the second part, a quadrature-based moment model for the effects of fluid turbulence on particle velocities is formulated. The resulting moment equations contain non-smooth integrands that are the source of large errors when using common QBMMs. As an alternative, the Gauss/anti-Gauss QMOM (GaG-QMOM) is proposed that uses the average of a Gaussian and an anti-Gaussian quadrature. Numerical studies show that the GaG-QMOM is able to significantly reduce the previously observed large errors. Another novelty proposed in this context is the modification of the second-order strong-stability preserving Runge-Kutta method to guarantee the preservation of moment realizability in the presence of phase-space diffusion. The third part is concerned with the numerical exploration of the core algorithm of most QBMMs in terms of performance and accuracy. The algorithm consists of, first, computing the recurrence coefficients of the orthogonal polynomials associated with a set of moments, second, solving a symmetric tridiagonal eigenvalue problem to obtain the quadrature nodes and weights, and third, evaluating the integral terms in the moment equations. The results indicate that the contribution of the first step to compute the recurrence coefficients from moments to the overall computational costs is negligible. Instead, the primary focus should be on the fast solution of the eigenvalue problem and, possibly, on the efficient implementation of the moment source term evaluation, which becomes important when second-order processes are considered.
Die Publikation versammelt die Ergebnisse der Veranstaltung „Utopia Kulturelle Bildung: Kunst, Medien und Kultur in der Transformationsregion Lausitz“, die im Juni 2023 vom Fachgebiet „Medienpädagogik: Ästhetische Praxis in der Sozialen Arbeit“ der BTU Cottbus-Senftenberg in Kooperation mit dem gemeinnützigen Verein M2B e.V. durchgeführt wurde. Leitende Fragestellungen der Veranstaltung waren u.a.: Wie können Kulturelle Bildung, Kunst und Kultur Beteiligungsprozesse in einer Transformationsregion unterstützen? Und welche Rolle spielen dabei positive Zukunftsszenarien aus utopischen Geschichten oder Bildern? Bei Vorträgen, Podiumsgesprächen, Filmscreenings, Workshops und einer Stadtführung wurde die Rolle von utopischem Denken und Kultureller Bildung im Transformationsprozess verdeutlicht und künstlerisch-praktisch erprobt. Dabei ging es auch um den Beitrag der sorbisch-wendischen Initiativen im Transformationsprozess – hin zu einer klimagerechten Gestaltung des Natur-Kultur-Raums Lausitz. Mit dem Fokus auf das Thema Partizipationsmöglichkeiten durch Kultur, (digitale) Medien und die Künste dokumentiert der Tagungsband die diversen Ansätze, Studien und Argumente der Beteiligten. Die Rubrik „Impulse“ stellt Konzepte und Perspektiven aus Kultureller Bildung, Kunst und Transformationsforschung vor. Die zwei Podiumsgespräche der Tagung werden in der Rubrik „Diskussionen“ dokumentiert. Der dritte Teil des Bandes stellt konkrete „Praxisansätze“ vor, mit denen Utopiefähigkeit in der Kulturellen Bildung angeregt werden kann wie u.a. Schreib-, Theater-, Medien-/Foto- und Musikpädagogik sowie „Blaudruck im 21.Jahrhundert“, einen kritischen Stadtrundgang und „Kritisches Kartieren“.
The current global warming caused by the enormous negative effects of climate change rings alarm bells to humanity. It requires a colossal cooperation of scientific researchers and practitioners in all professions to invent innovating solutions to reduce the impact of global warming. In fact, the use of kinetic facades in architecture helps to save up to 50% of energy used in office space and to reduce 20% of CO2 emissions of entire building. Thus, how effective can the use of kinetic facades be in different climate regions? This research employs Grasshopper to design kinetic facades based on Minimal surfaces. DIVA 4.1 and LadyBug software based on the EnergyPlus are used to generate output data of energy use for cooling system of kinetic facade and 06 conventional facades in Berlin, Ho Chi Minh and Las Vegas in two SRES scenarios (A1FI and B1) of the IPCC in 2020, 2050 and 2080. The output data shows that the performance of the kinetic facade is approximately 40% higher than the facade with high-performance double glazing. Meaning, there is great potential to apply kinetic facades in various places on Earth in the current context of severe climate change.
Mit zunehmender Bestimmtheit stellt sich den großen sozialen, ökologischen und ökonomischen Fragen des 21. Jahrhunderts die Vision einer Großen Transformation der Gesellschaft gegenüber. An der Stelle von Politik und Staatlichkeit als legitimierten, regulierenden Instanzen steht in dieser Vision eine breite Allianz gesellschaftlicher Akteure aus Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft. U.a. differenzierungstheoretisch informierte Kritiken beleuchten den außerwissenschaftlichen Referenzrahmen, der bestimmt, was als sozial robustes Wissen am Ende eines transdisziplinären oder transformativen Forschungsprozesses stehen sollte. Im Fokus der vorliegenden empirischen Untersuchung stehen öffentlich geförderte Projekte der Arbeits- und Organisationsforschung im Verbund aus Sozialwissenschaftler*innen, Vertreter*innen anderer Disziplinen sowie Beteiligten aus Unternehmen, Verbänden und Bildungseinrichtungen. Aus der Perspektive der Akteurszentrierten Differenzierungstheorie Uwe Schimanks wird Verbundforschung als intra- und intersystemische Verhandlungskonstellation verstanden. Den methodischen Kern des Fallstudien-Ansatzes bilden qualitative Interviews mit Verbundbeteiligten der diversen wissenschaftlichen und nicht-wissenschaftlichen Partner ausgewählter Verbundprojekte. Es wird danach gefragt, welchen besonderen Bedingungen sozialwissenschaftliche Forschung im Rahmen dieser Verbundformate unterliegt, wie die beteiligten Sozialwissenschaftler*innen diese hinsichtlich ihrer wissenschaftlichen Wirkungen bewerten und welche (Ko-)Evolutionsstrategien sie verfolgen, um wissenschaftlichen Nutzen zu erzielen. Die Untersuchung zeigt, dass sich aus der gemeinsamen Entwicklung von Gestaltungsansätzen mit den Anwendungspartnern ein weitreichender Einblick in Arbeit und Organisation ergibt und auf dieser Basis ein spezifisches, qualitativ dichtes Wissen entsteht. Gestaltungsanforderungen binden jedoch Arbeitskapazitäten, die für die wissenschaftliche Elaboration oft fehlen. Die Forschenden hinterfragen die Transferanforderung dabei nicht grundsätzlich, sondern kritisieren Umfang, förderpolitisch vorgegebene Formate und deren Transfereffekte. Die vorliegende Arbeit bietet qualitative empirische Schlaglichter auf einen bisweilen stark programmatisch diskutierten Gegenstand und ordnet diese gesellschaftstheoretisch ein. Der entstandene Brückenschlag zwischen soziologischer Gesellschaftstheorie und empirischer Wissenschaftsforschung bietet Anschlüsse für weitere Untersuchungen: Agile und responsive Formate von Forschung, Entwicklung und Transfer und komplexer werdende Akteurskonstellationen erhöhen den Möglichkeitsraum aller Beteiligten. Umso wichtiger wird es, die diversen Handlungsrationalitäten der Verbundpartner und sich ergebende Intentionsinterferenzen systematisch in den Blick zu nehmen, um die ko-evolutiven Effekte transdisziplinärer und transformationsorientierter Forschung zu erhöhen.
Increased human activity, such as deforestation, is a major driver of biodiversity loss worldwide. In Cameroon, these activities could ultimately threaten the survival of the Nigeria-Cameroon chimpanzee, but knowledge of their abundance and ecology in the Kom - Wum Forest Reserve in Cameroon is still lacking. This research aimed to estimate the population size of this chimpanzee subspecies and assess threats, investigate nesting behaviour, identify suitable habitats, determine feeding habits and document the tools used for food acquisition. Research was conducted using line transects during two seasons: wet (May-September 2018) and dry (November 2019-March 2020). Population size and threats were assessed by georeferencing signs of chimpanzees and human activity along line transects. Nesting behaviour was investigated by recording the characteristics of nesting trees along line transects and mapping their distribution in ArcGIS. Suitable habitat was identified by relating chimpanzee presence signs to local environmental variables related to relief, vegetation and human impact using the Maximum Entropy Species Distribution Model (MaxEnt). Feeding habits were investigated by direct examination of chimpanzee faeces, and tool use was documented by observation and measurement of tools in situ. The reserve is home to up to 83 chimpanzees. Signs of chimpanzee activity were significantly higher in mature forest than in secondary forest, and above 1000 m than below 1000 m. Hunting was the main threat to chimpanzees, and the occurrence of chimpanzee signs decreased significantly with increasing human activity. Chimpanzees preferred tall, mature forest trees at higher elevations with slopes for nesting, and avoided areas near villages and bare land. Only 8% of the study area was suitable chimpanzee habitat. Fruit dominated the chimpanzees' diet, but they also consumed leaves and fruit pith, especially during the dry season. There was also indirect evidence that chimpanzees used tools to consume driver ants (genus Dorylus). Seasonality significantly affected the size of tools used by chimpanzees for driver ant predation. They preferred to use thicker and shorter tools for driver ant predation during the rainy season, whereas longer and thinner tools were used during the dry season. The results of this research highlight the need to reduce poaching and deforestation to protect the remaining chimpanzee population and suitable habitat in the reserve and surrounding unprotected forest. High-elevation and mature forests are critical for chimpanzee conservation and should be a high priority for protection. This research has filled the knowledge gap on what little was known about the abundance and ecology of Nigeria-Cameroon chimpanzees.
Die Statistik zu Cybercrime-Straftaten zeigt auch nach der Covid-19-Pandemie keine Abnahme. Die fortwährende Präsenz von IT-bezogenen Delikten im Bundeslagebild Cybercrime des Bundeskriminalamtes unterstreicht die anhaltende Bedeutung der Verfolgung von Cyber-Straftaten für die allgemeine Kriminalitätsbekämpfung. Die Verfolgung von Cybercrime ist entscheidend für die Sicherheit von Bürgern, Unternehmen und Institutionen in Deutschland. Die steigende Anzahl von Cybercrime-Delikten steht im Kontrast zu einer stagnierenden Aufklärungsquote. Dies erfordert neue Herangehensweisen bei der Bearbeitung dieser Delikte. Daher wurde in dieser Arbeit eine grundlegende Methode entwickelt, die den spezifischen Anforderungen von Cybercrime-Delikten gerecht wird. Um eine geeignete Methode für die Bearbeitung von Cybercrime-Delikten zu entwickeln, wurden nicht-behördliche Methoden zur Bewältigung von Sicherheitsvorfällen analysiert. Dazu gehören computerforensische Ablaufmodelle, Bedrohungsmodelle und Frameworks für IT-Ermittlungen. Gleichzeitig wurden kriminalistische Prozesse betrachtet, die in der Bewältigung kriminalpolizeilicher Lagen Anwendung finden. Dies umfasst Methoden der kriminalistischen Fallanalyse, Versions- und Hypothesenerstellung sowie Untersuchungsplanung, unterstützt durch Kriterienkataloge. Das Ziel dieser Arbeit stellt die Entwicklung einer geeigneten Methode für die kriminalpolizeiliche Untersuchung von Cybercrime-Delikten durch die Verschmelzung von Methoden der Sicherheitsvorfallbehandlung und der kriminalpolizeilichen Lagebewältigung dar. Das entstandene KFA-Prozessmodell ermöglicht die Bewertung und Analyse von Sachverhaltsinformationen anhand eines eigenen Kriterienkatalogs, bildet die Grundlage für Synthese und Untersuchungsplanung und wurde an realen Fallakten evaluiert. Zusätzlich wurde eine eigene Beschreibungssprache in Form der KFA-Taxonomie entwickelt, die die Einordnung, Beschreibung und Vergleichbarkeit von Cybercrime-Delikten ermöglicht. Abschließend befasst sich diese Arbeit mit der Umsetzung der theoretischen Grundlagen in Form von Lehrinhalten für die breite Nutzung in Ausbildungen im Bereich Cybercrime. Dazu wurden verschiedene Szenarien entwickelt, die die Anwendung des KFA-Prozessmodells, seines Kriterienkatalogs sowie die Umsetzung der KFA-Taxonomie anhand verschiedener Cybercrime-Delikte in praktischen Übungen demonstrieren. Das KFA-Prozessmodell richtet sich an Ermittler der Cybercrime-Kommissariate und -Dezernate der Kriminalpolizei. Es bietet eine strukturierte Methode für die kriminalpolizeiliche Arbeit, erläutert den kriminalistischen Hintergrund von Delikten und ist auch ohne Vorkenntnisse im Bereich der Kriminalistik anwendbar. Diese Arbeit ermöglicht zudem Unternehmensermittlern die Integration kriminalistischer Methoden in die Sicherheitsvorfallbehandlung und verbessert die Untersuchung von Cybercrime in Unternehmensbereichen.
Die bundespolitischen Rahmenbedingungen haben sich mit Blick auf den Ausbau der erneuerbaren Energien konkretisiert. Bis 2027 sind die Bundesländer verpflich-tet, 1,4% der Bundesfläche für Windenergie auszuweisen, bis 2032 sollen es 2% sein. Akzeptanz ist ein zentraler Faktor für eine breite gesellschaftliche Zustimmung zur Energiewende. Finanzielle Beteiligung ist eine Möglichkeit, um die lokale Ak-zeptanz in Standort- und Anrainerkommunen zu stärken. Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg haben Landesregelung zur ver-pflichtenden finanziellen Beteiligung and Windenergieanlagen geschaffen. Die ersten Erfahrungen mit den Landesgesetzen, die durch Expert*inneninterviews er-hoben wurden, deuten darauf hin, dass die Verpflichtung zur finanziellen Beteili-gung in beiden Bundesländern merkbar zu einer Steigerung der Akzeptanz von Windenergieanlagen beigetragen hat. Das Bürger- und Gemeindenbeteiligungsge-setz aus Mecklenburg-Vorpommern (BüGemBeteilG M-V) ist vom Bundesverfas-sungsgericht als zulässig erachtet worden. Damit existiert eine „Blaupause“ für eine rechtssichere Landesregelung. Entscheiden sich die Gemeinden für eine Investiti-onsbeteiligung, dann sind für sie vergleichsweise hohe Renditen bei niedrigem In-vestitionsrisiko zu erwarten. Allerdings können Investitionsoptionen Disparitäten insbesondere in sozial-ökonomisch weniger prosperierenden Regionen verstärken. Das Brandenburger Windenergieanlagenabgabegesetz (BbgWindAbgG) liefert planbare Einnahmen für die Kommunen, ist einfach umzusetzen und bietet allen Gemeinden die gleichen Wertschöpfungsmöglichkeiten, die allerdings eher gerin-ger ausfallen, als bei der Beteiligung nach BüGemBeteilG M-V. Finanzielle Beteili-gung ist ein wichtiger Baustein zur Erhöhung der Akzeptanz, er ist allerdings nur ein Element von mehreren für eine gesellschaftlich getragene und lokal akzeptierte Energiewende. Neben einem klaren und einmütigen landespolitischen Bekenntnis, transparenter Kommunikation und umfassender Planungsbeteiligung, ist die Wert-schöpfung für Standort- und Anrainergemeinden von erneuerbarer Energieerzeu-gung wichtig. Gemeinden müssen befähigt werden, informierte Entscheidungen im Sinne des gemeindlichen Gemeinwohls treffen zu können, insbesondere mit Blick auf komplexe Sachverhalte wie sie der Energiewende eigen sind. Hierfür sind bera-tende und vernetzende Akteure, wie eine gut ausgestattete Landesenergieagentur ebenso zentral wie die Unterstützung auf landespolitischer Ebene.
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.
Eine Mangelernährung ist eine weit verbreitete, aber oft zu wenig berücksichtigte Komplikation bei Leberzirrhose-Patient/innen. Um dieses Phänomen identifizieren zu können, werden in der pflegerischen Praxis allgemeine Screening- und Assessmentinstrumente eingesetzt. Doch häufig findet keine differenzierte Nutzung dieser Skalen unter Berücksichtigung des Krankheitsbildes statt.
Ziel dieser systematischen Literaturübersicht war es, das am besten geeignete Mangelernährungsscreening- oder Assessmentinstrument in Bezug auf Patient/innen mit Leberzirrhose im Vergleich zu typischen Skalen der Ernährungsrisiko-Erkennung zu bestimmen.
Im Juni 2023 wurde eine Literaturrecherche in den Datenbanken PubMed und Cochrane Library sowie eine freie Handsuche in Google Scholar durchgeführt. Insgesamt konnten nach Filtereinstellungen 60 Treffer identifiziert werden. Im Anschluss des Titelscreenings, Lesen der Abstracts sowie Volltexte wurden zehn relevante Studien im Zeitraum von 2020 bis 2023 eingeschlossen.
Es konnten sieben relevante Screening- sowie vier Assessmentinstrumente identifiziert werden. Nach Überprüfung der psychometrischen Daten und der Empfehlungshäufigkeit bietet das speziell für Lebererkrankte entwickelte Assessmentinstrument RFH-NPT die zuverlässigsten Werte, um bei Patient/innen mit Leberzirrhose eine Mangelernährung identifizieren zu können. Das kann daran liegen, dass diese Skala unter anderem das Item „Berücksichtigung von Flüssigkeitsansammlungen im Körper“ beinhaltet.
Die inkludierten Studien weisen im Allgemeinen eine gute Qualität auf. Größtenteils konnten sich ähnelnde psychometrische Daten festgestellt werden. Es ist zu überprüfen, ob weitere Instrumente, wie zum Beispiel MNA-SF, zur Ernährungsrisiko- Bestimmung beim Krankheitsbild Leberzirrhose angewandt werden sollten.
Die Implementierung eines speziell für Leberzirrhose-Patient/innen angepassten Screening- oder Assessmentinstruments ist unabdingbar, um in der pflegerischen Praxis eine Mangelernährung zu identifizieren. Dadurch wird gewährleistet, dass mehr Menschen mit einem Ernährungsrisiko erkannt und schneller dem entgegenwirkende Maßnahmen eingeleitet werden. Letztlich kann dadurch das Outcome der Leberzirrhose-Patient/innen verbessert werden.
The central theme of this thesis revolves around the impacts of historic charcoal burning on todays soils and soil landscapes in Connecticut, USA. The first chapter gives an overview of the state-of-research regarding the spatial distribution, morphology and chemical- as well as physical soil composition of so called relict charcoal hearth (RCH) landforms. RCHs can be described as unique soil microhabitats in the context of flora and fauna growth. The central research aim of the thesis is led by the question: How and to what extend does the historical charcoal industry control the distribution, development and properties of present day soils in Connecticut, USA? This thesis presents results from two field-campaigns in 2017 and 2018 where 52 RCH sites were surveyed and sampled in Litchfield County, Connecticut. The resulting dataset comprises of more than 1245 soil samples from 154 soil profiles and detailed stratigraphic and morphometrical information for all RCH sites. RCH landforms result in three distinct soils: charcoal rich horizons (Auh horizons), mineral soil horizons dividing multiple Auh horizons horizontally (Cu horizons) and buried former topsoil’s (Ahb horizons) or buried mineral soil horizons (Bwb horizons). Sites on flat terrain (< 4° slope) have mostly one Auh horizon, while sites on steeper terrain (> 4° slope) have mostly two, sometimes up to three Auh horizons. The total volume of sites on slopes is positively correlated to the local slope, i.e. it increases with larger steepness of the terrain. Compared to reference soils, RCH soils are enriched in total soil organic carbon and especially in pyrogenic carbon. Vertical gradients of organic carbon concentrations in Auh and Cu horizons suggest an enrichment of non-pyrogenic organic matter in the topsoil and a vertical translocation of highly aromatic carbon compounds into intermediate and buried soil horizons. Furthermore, Auh horizons have a lower bulk density, a higher crystallinity ratio (Fed/Fet) of pedogenic iron oxides and are enriched in exchangeable elements (Ca2+, Mg2+, Mn2+) as well as oxalate extractable manganese-oxides compared to reference soils. A deep-learning based automated mapping workflow called ARCHMAGE (Automated Relict Charcoal Hearth Mapping and Geospatial Exploration) was created to gain a continuous, state wide database of RCH sites locations and other relevant geospatial information. This database, in combination with calculation of site specifics RCH volumes and soil carbon stocks, showed that in regions with high RCH site densities, significant additions to local soil organic and especially pyrogenic carbon stocks are present. This effect is scale dependent, with a larger effect size on county scale and below (≤ 1:650,000).
Die ökonomisch ausgerichteten Organisationsstrukturen und herausfordernden Arbeitsbedingungen im Krankenhaus prägen bereits seit mehreren Jahren den gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Diskurs. Rund 61% des Pflegepersonals in der klinischen Versorgung leiden unter den sich immer weiter verstärkenden berufsbedingten psychischen Belastungen. Das hat enorme Auswirkungen auf die mentale Gesundheit der Pflegenden und führt zu überdurchschnittlich hohen krankheitsbedingten Arbeitsausfällen oder Fluktuationen. Aus diesem Grund stellen Maßnahmen zur Prävention von psychischen Belastungen eine wesentliche Komponente zur Steigerung der Arbeitszufriedenheit und Reduktion des Pflegenotstands dar. Die vorliegende Literaturübersicht soll einen Überblick über bestehende Präventionsmaßnahmen zur Reduktion und Bewältigung von psychischen Belastungen und deren belastungsassoziierten Auswirkungen bei professionell Pflegenden im Krankenhaus geben. Im Juni 2023 wurde eine systematische Literaturrecherche in den Datenbanken PubMed und PubPsych durchgeführt. Dabei wurden ausschließlich randomisierte kontrollierte Studien, welche im Zeitraum von 2020 bis 2023 veröffentlicht wurden und sich lediglich auf Interventionen für Pflegefachkräfte im klinischen Setting beziehen, eingeschlossen. Insgesamt konnten zehn relevante Forschungsarbeiten identifiziert und mithilfe der CASP-Checkliste bewertet werden. Basierend auf den Ergebnissen der inkludierten Studien ergaben sich sieben Kategorien präventiver Maßnahmen zur Minderung und Bewältigung von psychischen Belastungen bei Pflegefachkräften im Krankenhaus. Dabei handelt es sich um Maßnahmen der Verhaltensprävention, wie unter anderem Strategien zur Förderung von proaktiven Verhaltensweisen, des Zeit- und Stressmanagements oder der Resilienz. Alle Studien zielten auf die Verbesserung der mentalen Gesundheit und Reduktion des Belastungserlebens beim Pflegepersonal ab, wobei allerdings nur einige wenige Studien statistisch signifikante Effekte nachweisen konnten. Auffällig ist hierbei zudem, dass sich keine der Forschungsarbeiten mit Möglichkeiten zur Verhältnisprävention befasste. Die Entwicklung und Implementierung präventiver Maßnahmen zur Belastungsreduktion in der klinischen Pflege ist optimierungsbedürftig. Eine Kombination verhaltens- und verhältnisbezogener Maßnahmen sowie eine Veränderung der organisatorischen und institutionellen Rahmenbedingungen ist zwingend erforderlich. Eine Verbesserung der Arbeitsbedingungen ist unabdingbar, um die Effektivität verhaltensbezogener Maßnahmen zu gewährleisten und der Belastungssituation im Pflegeberuf präventiv begegnen zu können sowie das mentale Wohlbefinden der Beschäftigten nachhaltig zu fördern.
Mit der Zunahme von Häufigkeit und Intensität von Extremwetterereignissen werden die Folgen des Klimawandels auf lokaler Ebene sicht- und spürbar. Kommunen sind aufgefordert, Vorsorge zu betreiben und mit Anpassungsmaßnahmen den Folgen des Klimawandels zu begegnen. Von besonderer Bedeutung sind Anpassungsmaßnahmen dort, wo Schadenspotenzial und -risiko besonders hoch sind, so auch in historischen Altstädten. Gleichzeitig erfordert dieser Stadttypus besondere Sensibilität im Umgang mit der wertvollen Bausubstanz und einem oft einzigartigen Stadtbild. Einen konkreten Lösungsansatz im Umgang mit länger anhaltenden Trockenperioden auf der einen und Starkregenereignissen auf der anderen Seite bietet das Prinzip der Schwammstadt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, zu untersuchen, welche Elemente des Schwammstadtprinzips in welcher Weise in der historischen Stadt sinnvoll, Stadttypus-gerecht und wirkungsvoll sind. Im Kontext von baukulturell wertvoller städtebaulicher Struktur und Bausubtanz lautet das Motto hinsichtlich baulicher Eingriffe: „So wenig wie möglich, so viel wie nötig.“ Gleichzeitig gilt, dass die Kleinstadt im Vergleich zur Großstadt zwar einen „geringeren Grad an Ausdifferenziertheit ihrer Subsysteme“ aufweist, sie aber – ebenfalls im Vergleich zur Großstadt – nicht als defizitär betrachtet werden sollten. Neben Fragen nach Herausforderungen und Potenzialen der historischen Kleinstadt in Bezug auf die Anpassung an Klimawandelfolgen wird vor allem auf Lösungsansätze fokussiert, die dabei helfen, Schwammstadtprinzipien und denkmalgerechte Entwicklung miteinander zu kombinieren. Untersuchungsgegenstand sind die Kleinstädte der beiden kommunalen Arbeitsgemeinschaften Städte mit historischen Stadtkernen des Landes Brandenburg und Historische Stadt- und Ortskerne im Land Nordrhein-Westfalen. In der ersten Phase des Projektes wurden Daten mittels einer Online-Umfrage erhoben, die daraus gewonnenen Erkenntnisse durch die Untersuchung von Referenzstädten und Expert:innen-Interviews ergänzt, teilweise korrigiert bzw. klargestellt. Anschließend wurden die Ergebnisse dokumentiert und wiederum über Veranstaltungen in die Kleinstädte transferiert. Neben den klassischen wissenschaftlichen Methoden war ein Dialog mit und zwischen den Kleinstädten und der Austausch mit den Expert:innen zentrales Element des Forschungsvorhabens. Zu den zentralen Erkenntnissen zählt, dass für die meisten Kleinstädte die Anpassung ihrer historischen Altstadt an die Folgen des Klimawandels noch ein sehr neues Feld der Stadtentwicklungspraxis ist und sie dabei an personelle und finanzielle Grenzen stoßen. Zudem weist die historische Stadt- und Gebäudestruktur verschiedene hemmende Faktoren für die Umsetzung der Klimaanpassungsmaßnahmen auf, die eine behutsame Prüfung der realisierbaren Maßnahmen und eine individuelle Umsetzungsstrategie notwendig machen. Gleichzeitig bietet die historische Kleinstadt eine Vielzahl an Potenzialen, die den klimaadaptiven Umbau begünstigen und zum Teil relativieren.
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.
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.
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.
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.
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.