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In dieser Arbeit wird das Mean-field Potts-Modell mit Methoden der Singularitätstheorie analysiert. Im ersten Teil wird die freie Energie des statischen Potts-Modell mit drei Zuständen als Funktion der Temperatur und beliebiger externer Felder untersucht. Die Arbeit erweitert die klassischen Resultate von Ellis und Wang (1990, 1994) über die freie Energie auf stabile und metastabile Zustände. Eine Analyse der Geometrie der Bifurkationsmenge zeigt, dass die freie Energie höchstens vier lokale Minimierer haben kann. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit dem symmetrischen Potts-Model unter einer unabhängigen Spin-Flip-Dynamik. Hier wird der Frage nach Gibbs–nicht-Gibbs-Übergängen in einem mittleren Temperaturbereich nachgegangen, der den Ellis-Wang Phasenübergangspunkt enthält. Die Darstellung umfasst eine vollständige Analyse des zeitlichen Auftretens schlechter empirischen Maße und zeigt eine Wiederherstellung der Gibbs-Eigenschaft nach vorherigem Verlust.

Aus den Mobilitätsdaten geht hervor, dass die Kontaktreduzierungen von der Bevölkerung diszipliniert eingehalten wurden. Sollte eine Inzidenz von 50/100.000 erreicht werden, sind leichte Lockerungen möglich. Jedoch: Zu starke Lockerungen würden zum jetzigen Zeitpunkt zu einem sofortigen Wiederanstieg der Infektionszahlen führen. Politischer und gesellschaftlicher Konsens muss sein, dass R

Natürliche Prozesse der Flussbettverlagerung wie Gerinnemigration oder Gerinneausbrüche sind in deutschen Flüssen aufgrund des hohen Ausbaugrades eine Seltenheit. Eine der wenigen Ausnahmen, an denen diese fluvialtypischen Verlagerungsformen noch in größerem Umfang zu beobachten sind, stellt die Mulde in Sachsen und Sachsen-Anhalt dar. Luftbildauswertungen über die letzten zwanzig Jahre zeigen das räumliche Ausmaß solcher Prozesse an verschiedenen Beispielen zwischen Eilenburg und Bad Düben. Durch den Abgleich mit den Hochwasserereignissen lässt sich die Prozessgeschwindigkeit einschätzen, was im Allgemeinen für das Belassen solcher Prozesse oder deren Ermöglichung durch Renaturierungen eine hilfreiche Information darstellt., Natural processes of river bed relocation such as channel migration or avulsions are a rarity in German rivers due to the high degree of bank protection. One of the few exceptions where these typical fluvial processes can still be observed on a larger extent is the Mulde in Saxony and Saxony-Anhalt. Aerial photo evaluations from nearly the past twenty years show the spatial extent of such processes using various examples between Eilenburg and Bad Düben. By comparison with the flood events, the process speed can be estimated, which is in general helpful information for the continuity of such processes or enabling them through restauration.

Before vehicles can be placed in service it has to complete an authorisation process. At the moment,this process is largely depended on tests. This is, however, an expensive and long process. With new technologies and improved simulations this process can be shortened and the costs can be lowered. The validation of a vehicle model, however, is often limited by the available data. Often the measured rail profiles are not available and thus a new UIC60 profile is used for the simulations. The railway track often has been used and showssigns of wear and damages, therefore research has been done to investigate the influence of the rail profiles on the validation of a railway vehicle model. The current methods of validation in the European norm are used to compare simulated values with forces and accelerations available from vehicle measurements. In the first step,25 track sections with different curve radii have beensimulated with a measured rail profile every 100 meters. In the next step, the same sections have been simulated by using the standard UIC60 rail profile. The results show that the use of measured rail profiles does have a positive influence on the outcome of simulation. In the final step, one single narrow curve has been simulated to show the effect of standard and worn rail profiles. Four different wear stages of the rail profile are simulated and compared to the available vehicle measurements available. These simulations show that the use of a medium worn rail profile gives the most accurate value. Innan ett fordon kan tas i bruk måste det genomgå en tillståndsprocess. För närvarande är denna process till stor del beroende av provningar. Detta är dock en dyr och lång process. Med hjälp av ny teknik och förbättrade simuleringar kan denna process förkortas och kostnaderna sänkas. Valideringen av en fordonsmodell begränsas dock ofta av de tillgängliga uppgifterna. Ofta finns inte de uppmätta rälsprofilerna tillgängliga och därför används en ny UIC60-profil för simuleringarna. Järnvägsspåret har ofta använts och visarDärför har forskning gjorts för att undersöka hur rälsprofilerna påverkar valideringen av en modell av ett järnvägsfordon. De nuvarande valideringsmetoderna i den europeiska normen används för att jämföra simulerade värden med de krafter och accelerationer som finns tillgängliga från fordonsmätningar. I det första steget har 25 spårsektioner med olika kurvradier använts.simulerats med en uppmätt rälsprofil var 100:e meter. I nästa steg har samma sektioner simulerats med hjälp av standardprofilen UIC60. Resultaten visar att användningen av uppmätta rälsprofiler har en positiv inverkan på simuleringsresultatet. I det sista steget har en enda smal kurva simulerats för att visa effekten av standard- och slitna rälsprofiler. Fyra olika slitningsstadier av rälsprofilen simuleras och jämförs med tillgängliga fordonsmätningar. Simuleringarna visar att användningen av en mediumsliten rälsprofil ger det mest exakta värdet.

Die derzeitige Transformation von der Industrie- zur Netzwerkgesellschaft wirkt sich auf alle gesellschaftlichen Segmente aus. Hinter dem Begriff der „Globalisierung“ verbirgt sich eine immer rascher voranschreitende Vernetzung von Systemen, welche vor allem durch die sprunghafte Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnologie begründet ist. Durch die Vernetzung von Systemen kommt es zu einer Erhöhung der Komplexität und Dynamik innerhalb und zwischen den Systemen. Durch Emergenz entstehen neue, nicht vorhersehbare Systemeigenschaften, welche wiederum neue Kausalzusammenhänge bilden, die für die Steuerung von Systemen oder Organisationen tiefgreifende Folgen haben. Steuerung wird aufgrund der fehlenden Vorhersehbarkeit von Maßnahmen erschwert und Management und Führung müssen neue Wege und Instrumente finden, um mit dieser Herausforderung umzugehen. Das ÖBH ist wie jede andere Institution mit der steigenden Komplexität und Dynamik seines Umfeldes konfrontiert. Bedrohungsszenarien, welche lange Zeit die Sicherheitslage bestimmten, haben sich in den letzten Jahren aufgrund der Transformation zur Netzwerkgesellschaft grundlegend geändert. Die Kernkompetenz der militärischen Landesverteidigung ist dabei in den Hintergrund gerückt und neue, komplexe Szenarien, wie hybride Bedrohungen oder Resilienz-gefährdende Ereignisse gewannen an Bedeutung. Die Corona-Krise in Folge der SARS-Cov-2-Pandemie macht dies derzeit augenscheinlich. Die vorliegende Arbeit wirft einen Blick darauf, inwieweit es dem Österreichischen Bundesheer bisher gelungen ist, sich auf diese neuen, komplexen Szenarien einzustellen, um eine wirksame Führung und Steuerung zu gewährleisten. Dafür wurde die Perspektive von speziellen Führungskräften innerhalb des Österreichischen Bundesheeres gewählt. MilizoffizierInnen gehen die meiste Zeit einer „normalen“ zivilen Berufstätigkeit nach und führen in regelmäßigen periodischen Abständen für kurze Zeit militärische Einheiten, welche als militärische Reserve und Ersatzeinheiten für das Österreichische Bundesheer herangezogen werden können. Aufgrund ihrer Doppelrolle als zivile und militärische Führungskräfte werden sie zur Schnittstelle zwischen ziviler Arbeitswelt und Militär. Sie können daher Vergleiche ziehen und Aussagen treffen, wie in den beiden Systemzusammenhängen mit steigender Komplexität und Dynamik der Umwelt und den damit verbundenen Herausforderungen umgegangen wird. Als theoretische Grundlagen wurden einerseits die Managementtheorie der Strategie des Managements komplexer Systeme von Malik herangezogen, welches auf dem von Beer entworfenen Modell lebensfähiger Systeme basiert und andererseits die Charakterisierung des Österreichischen Bundesheeres als High Reliability Organization (HRO) berücksichtigt. Hier dienten die Forschungen von Weick und Sutcliffe zu den HRO-Prinzipien als forschungsleitende Gedanken. Den Grundsätzen eines qualitativen Forschungsdesigns folgend wurden Interviews mit MilizoffizierInnen geführt, deren Ergebnisse mithilfe einer zusammenfassenden Inhaltsanalyse nach Mayring ausgewertet und zur Beantwortung der Forschungsfragen herangezogen wurden. Ergänzend wurden die Expertisen von System- und Komplexitätsforschern eingeholt. Die Ergebnisse der Forschung zeigen, dass das Österreichische Bundesheer als lebensfähiges System einzustufen ist, dessen Strukturen komplexe Herausforderungen bewältigen können. Ebenso ist die Kultivierung von HRO-Prinzipien ein laufender Prozess, der eine derartige Qualifizierung zulässt. Erschwerend für den Umgang mit Komplexität wurden Mängel an struktureller Flexibilität und in vernetztem Denken auf formal-institutioneller Ebene konstituiert. MilizoffizierInnen profitieren dabei in ihrer zivilen Führungstätigkeit mehr von ihren militärischen Erfahrungen als umgekehrt. The current transformation from an industrial to a network society is affecting all segments of society. The term "globalization" refers to the increasingly rapid networking of systems, which is primarily due to the rapid development of information and communication technology. The networking of systems leads to an increase in complexity and dynamics within and between systems. Emergence gives rise to new, unpredictable system properties, which in turn form new causal relationships that have profound consequences for the control of systems or organizations. Control becomes more difficult due to the lack of predictability of actions, and management and leadership must find new ways and tools to deal with this challenge. The Austrian Armed Forces, like any other institution, are confronted with the increasing complexity and dynamics of their environment. Threat scenarios, which for a long time determined the security situation, have changed fundamentally in recent years due to the transformation to a network society. The core competence of military national defense has moved into the background and new, complex scenarios, such as hybrid threats or resilience- threatening events, have gained in importance. The Corona crisis in the wake of the SARS- Cov-2 pandemic currently makes this obvious. This paper takes a look at the extent to which the Austrian Armed Forces have so far succeeded in adapting to these new, complex scenarios in order to ensure effective command and control. For this purpose, the perspective of specific leaders within the Austrian Armed Forces was chosen. Militia officers spend most of their time pursuing a "normal" civilian occupation and, at regular periodic intervals, lead military units for short periods of time, which can be called upon as military reserve and replacement units for the Austrian Armed Forces. Due to their dual role as civilian and military leaders, they become the interface between the civilian working world and the military. Therefore, they can draw comparisons and make statements on how the two system contexts deal with increasing complexity and dynamics of the environment and the associated challenges. On the one hand, the management theory of Malik's strategy of managing complex systems, which is based on Beer's model of viable systems, was used as a theoretical basis, and on the other hand, the characterization of the Austrian Armed Forces as a High Reliability Organization (HRO) was taken into account. Here, the research of Weick and Sutcliffe on HRO principles served as research guiding thoughts. Following the principles of a qualitative research design, interviews were conducted with militia officers, the results of which were evaluated using a summary content analysis according to Mayring and used to answer the research questions. In addition, the expert opinions of systems and complexity researchers were obtained. The results of the research show that the Austrian Armed Forces can be classified as a viable system whose structures can cope with complex challenges. Likewise, the cultivation of HRO principles is an ongoing process that allows for such qualification. Complicating the handling of complexity, deficiencies in structural flexibility and in networked thinking were constituted at the formal-institutional level. Militia officers benefit more from their military experience in their civilian leadership activities than vice versa. vorgelegt von: Franz Pochendorfer Auch als Printexemplar verfügbar Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2021

This thesis deals with the balancing of unbalanced rotor systems and the resulting reduction of vibration. In particular, calculations and experiments utilizing so-called automatic balancing units with spherical balancing masses considering the use case in laboratory centrifuges are described. The specified modelling approaches for describing the fluid flow and friction effects acting on the balancing masses aim towards a more differentiated examination of the influence of geometry and manufacturing tolerances when designing automatic balancing units. For this purpose, the investigated centrifuges are modelled by multibody systems in which the kinematic and dynamic coupling of the balancing masses with the rotor system is realized by a special force element. In addition to the results on the rotor deflection, which is relevant from an operational point of view, the comparison of the transient balancing mass positions relative to the rotor in experiment and simulation is presented., In der vorliegenden Arbeit wird der Ausgleich von Unwuchten in Rotorsystemen und der resultierenden Schwingungsreduktion behandelt. Im Speziellen wird die Verwendung von sogenannten selbsttätigen Auswuchteinheiten mit kugelförmigen Ausgleichsmassen für Laborzentrifugen beschrieben. Die hierin dargelegten Modellierungsansätze zur Beschreibung der auf die Ausgleichsmassen wirkenden Strömungs- und Reibungseinflüsse sollen einen Beitrag dazu leisten, bei der Gestaltung von selbsttätigen Auswuchteinheiten unter anderem den Einfluss von Geometrie und Fertigungstoleranzen differenzierter betrachten zu können. Hierzu werden die untersuchten Zentrifugen durch Mehrkörpersysteme abgebildet, in denen die kinematische und dynamische Kopplung der Ausgleichsmassen mit dem Rotorsystem durch ein spezielles Kraftelement realisiert wird. Neben den Ergebnissen zur betriebstechnisch äußerst relevanten Rotorauslenkung wird auch der experimentelle Abgleich der transienten Ausgleichsmassenpositionen relativ zum Rotor dargelegt.

Die Defossilisierung und die Reduzierung der CO2-Emissionen durch Gesellschaft und die Industrie sind dringliche Themen unserer Zeit. Es ist allgemein anerkannt, dass CO2 als Treibhausgas das Klima beeinflusst und der Mensch den Klimawandel durch einen hohen CO2-Aussto�� verst��rkt. Die Umwelt muss mit gesch��tzt werden, um die Grundlage f��r das Leben, wie wir es kennen, zu erhalten. Aktuell finden gro��e Bem��hungen statt, erneuerbare Energien als Prim��renergie der Zukunft zu f��rdern. Dies geschieht durch die Nutzung von Wind-, Sonnen- und Wasserkraft, sowie Biomasse. Aus diesem Ansatz sind eine Vielzahl neuer Anwendungen und Technologien entstanden. Wir stehen vor einer Neuorientierung im Energiesektor, wodurch viele Herausforderungen entstehen und ��berwunden werden m��ssen. Einer der Sektoren mit der geringsten Ver��nderung ist der Verkehrssektor, welcher bis heute gr����tenteils auf fossile Brennstoffe und Rohstoffe zur��ck greift. Elektromobilit��t und erneuerbare Kraftstoffe sind wichtige S��ulen f��r die Bew��ltigung der Energiewende. Synthetische Kraftstoffe besitzen dabei jegliche Vorteile fossiler Brennstoffe, zusammen mit der Eigenschaft der Klimaneutralit��t. Durch ihre hohe Energiedichte sind sie unverzichtbar in bestimmten Bereichen der Mobilit��t. Synthetische Kraftstoffe mit hoher volumetrischer Energiedichte k��nnen in chemischen Anlagen produziert werden. Um die Eignung modernster Reaktortechnik f��r den gro��fl��chigen Einsatz dynamisch ausgelegter, erneuerbarer Umwandlungsprozesse zu untersuchen, wird in dieser Arbeit ein Ansatz zur Intensivierung des katalytischen Prozesses beleuchtet. Konkret wird die Fischer-Tropsch-Reaktion in mikrostrukturierten Festbettreaktoren untersucht, die der modularen, dezentralen Sektorkopplung neue Ans��tze bieten. Prozessintensivierung ist ein Schl��ssel zu h��chster Effizienz, die sich als signifikant f��r die Prozess��konomie erweist. Eine Modularit��t des Reaktorsystems erm��glicht die Handhabung unterschiedlichster Anwendungen und Integration in unterschiedliche Leistungsstufen. Die dynamische chemische Synthese ist aufgrund der geringen Relevanz f��r industrielle Prozesse nur wenig untersucht. In etablierten Reaktionen wird bef��rchtet, dass schnell ��ndernde Prozessstr��me und Parameter unvorhersehbare Auswirkungen auf den eingesetzten Katalysator haben k��nnten. Vor dem Hintergrund eines zunehmenden Anteils schwankender Prim��renergie aus Windkraft- und Solaranlagen ist eine konstante Versorgung mit Feed nur mit lokalen Energiespeichern m��glich. F��r dezentrale Anlagennetzwerke k��nnten diese in Form von Batterien oder Gastanks realisiert werden. Speicher stellen allerdings einen beachtlichen Kostenfaktor dar. Somit wird eine intelligente und dynamische Prozesssteuerung dazu beitragen, Speicher, und damit Kosten, deutlich zu reduzieren. Mikrostrukturierte Reaktoren eignen sich aufgrund der geringen Abmessungen des Reaktionsraums und exzellenter W��rme��bertragungseigenschaften, hervorragend f��r schnelle Prozess��nderungen. Zwei unterschiedliche Systemgr����en f��r mikrostrukturierte Fischer-Tropsch-Festbettreaktoren wurden verglichen, um die Effektivit��t eines Reaktor-Scale-Ups von etwa 100 mL Fl��ssigprodukt pro Tag auf etwa 6 L zu bewerten. Der Fokus lag hierbei auf der Verwendung eines Cobalt-Katalysators f��r die Niedertemperatur-Fischer-Tropsch-Synthese. Das skalierte System hatte aufgrund des geringen Einflusses von W��rmeverlusten und der Nutzung von Verdampfungsk��hlung in den Mikrostrukturen deutlich effizientere M��glichkeiten, Systemparameter zu steuern. Beide Systeme wurden auf ihre Vielseitigkeit gegen��ber unterschiedlicher Prozessparametern getestet. Die durchgef��hrten Experimente umfassten biomassetypische Syntheseeigenschaften wie eine hohe Verd��nnung und ein niedriges Synthesegasverh��ltnis. Beide Reaktoren zeigten trotz der herausfordernden Rahmenbedingungen zufriedenstellende Ergebnisse und der jeweilige Einfluss verschiedener Prozessparameter konnte bewertet werden. Das skalierte System zeigte vielversprechende Eigenschaften f��r zuk��nige Anwendungen aufgrund gr����erer M��glichkeiten in der Prozesssteuerung. Aus diesem Grund wurde nur das skalierte System f��r die Untersuchungen dynamischer Prozessf��hrung verwendet. Die Totzeiten des Versuchsstandes mussten vor der Durchf��hrung periodischer ��nderungen ermittelt werden. Dynamische Feedgas- und Temperaturmanipulation wurde angewendet, wobei die oben erw��hnten Vorteile des Scale-Ups genutzt wurden. Schwankungen im Feedgas wurden durch eine drastische Variation des Synthesegasverh��ltnisses in 30 min und 8 min-Zyklen durchgef��hrt, ohne Nachteile oder Einbu��en in der Syntheseleistung festzustellen. Die Temperaturmanipulation wurde in 5-Minuten-Schritten getestet. Die Ergebnisse sprechen f��r die Eignung der Reaktortechnologie in dynamischen Anwendungen.Die Systemgrenzen wurden noch intensiver untersucht. Erkenntnisse zur h��chstm��glichen Lastflexibilit��t wurden durch die Verwendung eines Leistungsprofils f��r ein 10 kW Photovoltaikmodul und einem simulierten Elektrolyseur gewonnen. Errechnet wurde ein hochdynamischer Wasserstoffstrom: die im Laufe eines Tages gewonnene elektrische Energie wurde als instantan durch Wasser-Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt angenommen und entsprechend dem Tagesprofil der Syntheseeinheit zugef��hrt. Es wurden unterschiedliche Annahmen f��r die Kohlenstoffquelle getroffen, was zu zwei verschiedenen Hauptexperimenten f��hrte. Beide wurden entwickelt, um die Grenzen des Systems zu ermitteln. So wurden im einmin��tigen Bereich das Synthesegasverh��ltnis oder die Feedmenge variiert. In einem abschlie��enden Experiment wurde zus��tzlich eine manuelle Temperaturregelung hinzugef��gt, um den Kohlenstoffmonoxidumsatz trotz ��nderungen der Verweilzeit des Synthesegases oder das Synthesegasverh��ltnis zu steuern. Die Schlussfolgerung aus allen Experimenten war, dass der getesteten Zeitskala keine Limitierungen durch das System erkennbar waren. Technische Einschr��nkungen erlaubten es nicht, Zyklen auf unter eine Minute zu verk��rzen. Systemmodellierung kann den experimentellen Aufwand reduzieren und die Produkteigenschaften und -ausbeuten vorhersagen. Insbesondere bei volatilen Energiefl��ssen sollte die Simulationsumgebung so genau wie m��glich sein. In diesem Zusammenhang wurde in MATLAB ein Multiskalenmodell zur Beschreibung relevanter Prozesse in der vorhandenen Anlage entwickelt. Ein Untermodell zur Verweilzeitverteilung beschrieb das Str��mungs- und Mischverhalten f��r die gesamte Anlage, um die zeitabh��ngige Produktivit��t zu berechnen. Ein Programm zur Berechnung des Dampf-Fl��ssigkeit-Gleichgewichts bestimmte den Zustand der Produktfraktionen in den jeweiligen Kondensatoren. Ein Kinetikfit wurde entwickelt und f��r das bestehende System validiert. Zusammengenommen sind die drei Untermodelle in der Lage, zeitaufgel��ste Produkt- und Systemeigenschaften, basierend auf wenigen Eingangsparametern, vorherzusagen. Um einen Blick in den Reaktor als ���katalytische Blackbox��� zu werfen, helfen spektroskopische Methoden, um Ver��nderungen am Katalysator w��hrend der Reaktion zu untersuchen. Der Einsatz von Hochleistungskatalysatoren verbessert die intensivierten Prozesse in mikrostrukturierten Reaktoren noch weiter. Daher ist es wichtig, unterschiedlichste Vorg��nge auf der Katalysatoroberfl��che zu untersuchen und verstehen. W��hrend eines mehr als 300-st��ndigen Experiments in der CAT-ACT-Beamline am KIT-Synchrotron wurde das Einlaufverhalten des Katalysators durch in situ R��ntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) und R��ntgendiffraktion (XRD) in einer neuartigen Reaktionszelle ausgewertet, die zu experimentellen Bedingungen f��hig ist, welche normalerweise in der Fischer-Tropsch-Synthese zu finden sind. Parallele Online-Produktmessungen erm��glichten ein operando-Setup. W��hrend der Reaktion konnte eine leichte Carbidisierung des aktiven Cobalts beobachtet werden. Die Wachsablagerung hatte einen determinierenden Einfluss auf den Verlust von Katalysatoraktivit��t im beobachteten Zeitraum. Nach der Einlaufphase f��hrte ein simulierter Wasserstoff-Dropout zur weiteren Bildung von Kobaltcarbiden und ungeordneten Graphiten auf der Katalysatoroberfl��che, aber nicht zu Oxidation. Eine ex situ ausgef��hrte temperaturprogrammierte Hydrierung (TPH) und Oxidierung (TPO) deutete auf die M��glichkeit eines Regenerationsverfahren hin, das sowohl Oxidation als auch Reduktion beinhaltet. Die Erkenntnisse aus den unterschiedlichen Kapiteln dieser Arbeit zeigen letztlich das Potenzial der Mikroverfahrenstechnik in Bezug auf dezentrale Anwendungen. Eine Vielzahl kleinerer Anlagen k��nnten zur Produktion nennenswerter Mengen erneuerbarer Krastoffe beitragen, solange eine geeignete Kohlenstoffquelle lokal verf��gbar ist. Dies kann sich positiv auf die Produktionsmenge und den Verbrauch fossiler Ressourcen auswirken und damit die Emissionen des Mobilit��tssektors senken.

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Analyse der Lebenszyklen konvektiver Zellen im Zusammenhang mit den vorherrschenden Umgebungsbedingungen in Deutschland. Darüber hinaus werden verschiedene statistische Vorhersagemodelle zur Abschätzung der Lebensdauer und der Größe konvektiver Zellen entwickelt und untersucht. Das Ziel dabei ist es herauszufinden, welche Methode für eine Verbesserung von Verfahren zur Echtzeit-Vorhersage (Nowcasting) am besten geeignet ist. Die Grundlage für diese Untersuchungen bilden Daten des radarbasierten Zellverfolgungsalgorithmus KONRAD, anhand derer zusammenhängende Lebenszyklen von isolierter Konvektion (Einzel- und Superzellen) für die Sommerhalbjahre 2011-2016 erstellt werden. Zusätzlich wird eine Vielzahl konvektionsrelevanter Umgebungsvariablen unter Verwendung von hochaufgelösten Assimilationsanalysen des numerischen Wettervorhersagemodells COSMO-EU berechnet und mit den Lebenszyklen zusammengeführt. Auf Basis dieses kombinierten Datensatzes werden statistische Zusammenhänge zwischen verschiedenen Zellattributen und Umgebungsvariablen untersucht. Wie die Analysen zeigen, sind insbesondere Maße der vertikalen Windscherung aufgrund ihres Einflusses auf die Organisationsform der Konvektion geeignet, zwischen Zellen mit kurzer und langer Lebensdauer zu unterscheiden. Eine erhöhte thermische Instabilität der Atmosphäre geht mit einem schnelleren anfänglichen Wachstum der Zellen einher, welches wiederum eine größere horizontale Zellausdehnung (Zellfläche) während des Lebenszyklus und damit indirekt eine längere Lebensdauer begünstigt. Drei unterschiedliche multivariate Methoden (logistische Regression, Random Forest, nicht-linearer Polynomansatz) werden als Modelle für die Abschätzung der Lebensdauer und der maximalen Zellfläche der konvektiven Zellen mit Hilfe eines Ensembleansatzes untersucht. Die Vorhersagegüte der Modelle wird evaluiert und die Bedeutung der anfänglichen Zellentwicklung und der Umgebungsvariablen analysiert. Dabei werden Potentiale und Grenzen der Methoden aufgezeigt, die verdeutlichen, dass die Wahl eines geeigneten Verfahrens von der genauen Fragestellung bzw. Anforderung des Nowcastings abhängt. Die Untersuchungen legen dar, dass sich die maximale Zellfläche der konvektiven Zellen insgesamt besser abschätzen lässt als ihre Lebensdauer. Umgebungsvariablen, die den dynamischen und thermodynamischen Zustand der Atmosphäre charakterisieren, sind insbesondere zu Beginn der Zellentwicklung für die Abschätzung der zukünftig zu erwartenden Entwicklung der Zellen bedeutsam, während mit zunehmendem Zellalter die vergangene Zellhistorie immer wichtiger wird.

In Deutschland fehlt es an Informationen über Struktur und Bestand der Nichtwohngebäude. Mit Veröffentlichung der Bautätigkeitsstatistik im Scientific-Use-File durch die Forschungsdatenzentren der Statistischen Ämter des Bundes und der Länder sind erstmals Tiefenanalysen zur Bestandsdynamik im Nichtwohnbau möglich. Dieser Beitrag beleuchtet Möglichkeiten und Grenzen des neuen Sachdatenzugangs entlang beispielhafter räumlicher und sachlicher Auswertungen und eruiert Möglichkeiten eines nationalen Gebäuderegisters. Im Ergebnis dieser Analyse werden Vorschläge zur Ertüchtigung der Statistik diskutiert. Es zeigt sich, dass eine umfassende Bautätigkeitsstatistik zur Validierung und Fortschreibung eines zukünftigen Gebäuderegisters unerlässlich ist.

This thesis addresses the three-dimensional (3D) structure determination of individual nanoparticles or, more precisely, helium nanodroplets, via scattering of extreme-ultraviolet light pulses. In particular, the recent development of free-electron lasers (FELs) delivering intense short-wavelength light pulses of femtosecond duration is a promising prospect for the study of unsupported particles such as proteins, nucleic acids, viruses, and also droplets on the nanometer scale. Motivated by this potential application in imaging of biomolecules, the thesis investigates superfluid helium nanodroplets in an experiment at the FERMI FEL that is focused on the interaction of intense light pulses with matter by analyzing wide-angle scattering patterns. The experiment can be divided in two parts: In the first part, the complete 3D droplet shapes are retrieved from the diffraction patterns, enabling a comparison with theory. Despite the absence of friction in a superfluid, it is shown that the shapes of spinning superfluid helium nanodroplets resemble those of rotating normal liquid drops. Also the evolution of the droplet shapes from spherical to oblate, prolate, and even two-lobed configurations is observed. In the second part of the experiment, scattering images of xenon doped helium nanodroplets are recorded after irradiating the droplets with intense near-infrared laser pulses to study the light induced dynamics. The diffraction patterns indicate density fluctuations in the droplets that occur as the energy of the laser pulse is deposited at the locations of the dopant atoms. The density fluctuations are further explored for two selected cases: (i) A random distribution of the fluctuations when the dopants are also randomly distributed in the droplet, and (ii) a structured distribution of the fluctuations when the dopants accumulate at specific sites, which is probably connected to the occurrence of quantized vortices in the spinning superfluid droplet., Diese Arbeit befasst sich mit der dreidimensionalen Strukturbestimmung einzelner Nanoteilchen, genauer gesagt Helium-Nanotröpfchen, mittels Streuung extrem ultravioletter Lichtpulse. Hier bieten insbesondere die erst seit kurzem verfügbaren Freie-Elektronen-Laser (FEL), mit denen sich intensive Femtosekundenpulse im kurzwelligen Spektralbereich erzeugen lassen, einen vielversprechenden Ansatz, um einzelne Proteine, Nukleinsäuren, Viren und auch Tröpfchen auf der Nanometer-Skala zu untersuchen. Inspiriert von der Idee einzelne Biomoleküle, vor allem auch jene, die sich nicht kristallisieren lassen, direkt abzubilden, widmet sich diese Arbeit der Strukturaufklärung suprafluider Helium-Nanotröpfchen in einem Experiment am FERMI FEL. Durch die Analyse von Weitwinkel-Streubildern einzelner Tröpfchen können zudem Rückschlüsse auf die Wechselwirkung mit intensiven Lichtpulsen gezogen werden. Das Experiment lässt sich im Wesentlichen in zwei Teile gliedern: Im ersten Teil wird aus den Streubildern die dreidimensionale Form der Tröpfchen gewonnen, was einen Vergleich mit theoretischen Gleichgewichtsformen ermöglicht. Obwohl es in einem Suprafluid keinerlei Reibung gibt, zeigt sich, dass rotierende Tröpfchen im suprafluiden und normalflüssigen Zustand sehr ähnliche Formen annehmen. Hierbei lässt sich der Übergang von sphärischen zu oblaten, prolaten und schließlich stark verformten hantelförmigen Tröpfchen beobachten. Im zweiten Teil des Experiments werden lichtinduzierte Dynamiken in den Tröpfchen untersucht. Dazu werden die Helium-Nanotröpfchen mit Xenon dotiert und Streubilder nach Anregung der Tröpfchen mit intensiven, nah-infraroten Laserpulsen aufgenommen. Die beobachteten Streubilder weisen auf Dichtefluktuationen in den Tröpfchen hin, die dadurch entstehen, dass die Energie des Laserpulses an den Orten der Dotanden in die Tröpfchen eingebracht wird. Diese Dichtefluktuationen werden für zwei Fälle genauer untersucht: (i) Eine zufällige Verteilung der Fluktuationen, wenn die Dotanden im Tröpfchen ebenfalls zufällig verteilt sind, und (ii) eine strukturierte Verteilung der Fluktuationen, falls sich die Dotanden an bestimmten Orten sammeln, deren Position vermutlich mit dem Auftreten quantisierter Wirbel in den sich drehenden suprafluiden Tröpfchen zusammenhängt.

Detta är en kunskapsöversikt som redogör om olika metoder för att nå vad en god klassrumsmiljö är och vad det innebär. Denna kunskapsöversikt är baserad på frågeställningarna Vad skapar en god klassrumsmiljö för bild? och Vilka faktorer påverkar dynamiken mellan lärare och elever? I vår sökprocess har vi använt oss av databaserna Eric, ERC samt Swepub. Utifrån en bred pedagogisk utgångspunkt har vi analyserat forskning kring vad det innebär att ha en god klassrumsmiljö, och vilken betydelse den kan ha för bildundervisning i högstadiet. Baserat på frågeställningarna har det möjliggjorts att ta del av olika sätt att behandla och arbeta för en god klassrumsmiljö samt faktorer som påverkar dynamiken mellan lärare och elever. Forskningen berör ämnen som lärarens roll, innovativa lösningar, strategier, miljö och design. Vårt jobb är att angripa frågeställningarna från flera olika håll, för möjligheten att få en variation på att forskningen gett resultat. Bild är det ämne som är i vårt fokus, men många av strategierna och lösningarna går att applicera på mer än bara bildämnet.

A comparative analysis of energy poverty transitions and persistence can provide valuable suggestions for long-term policy actions. This study examines the dynamics of energy poverty in 17 European countries based on the longitudinal household data from the EU Survey on Income and Living Conditions, waves 2015–2018. The study pursues two goals. First, we explore households’ chances of transitioning in and out of energy poverty in each country following the discrete-time Markov process. On average, the probability to stay in energy poverty is 51.5%, and there is a lot of heterogeneity across countries. Households in Bulgaria, Greece, Romania, and Lithuania are quite close to the energy poverty trap. Second, we identify factors that help energy-poor households leave energy poverty. Demographic, technical, and socio-economic factors are the drivers in escaping energy poverty, which suggests common EU policy. Keywords: energy poverty; persistence; dynamics; subjective indicator; mixed effect model; European countries.

Researchers are increasingly interested in the affect dynamics of individuals for describing and explaining personality and psychopathology. Recently, the incremental validity of more complex indicators of affect dynamics (IADs; e.g., autoregression) has been called into question (Dejonckheere et al., 2019), with evidence accumulating that those might convey little unique information beyond mean level and general variability of emotions. Our study extends the evidence for the construct validity of IADs by investigating their redundancy and uniqueness, split-half reliability based on indices from odd-numbered and even-numbered days, and association with big five personality traits. We used three diverse samples that assessed daily and momentary emotions, including community participants, individuals with personality pathology, and their significant others (total N = 1,192, total number of occasions = 51,278). Mean and variability of affects had high reliability and distinct nomological patterns to big five personality traits. In contrast, more complex IADs exhibited substantial redundancies with mean level and general variability of emotions. When partialing out these redundancies by using residual variables, some of the more complex IADs had acceptable reliability but only a few of those showed incremental associations with big five personality traits, indicating that IADs have limited validity using the current assessment practices.

Wir sind der Meinung, dass die ab dem 16.12 geltenden Restriktionen immer noch nicht ausreichend genug sind, um die sog. Reinfektionsrate R schnell absinken zu lassen. Da Freizeitaktivitäten weiterhin besonders zum Infektionsgeschehen beitragen, raten wir zu einer deutlichen Reduktion dieser Komponente. Nur durch deutlich weniger private Treffen der Bevölkerungen kann die Infektionsdynamik unterbrochen werden. Auch die geplanten Impfungen sorgen leider für keine schnelle Trendwende, sorgen jedoch dafür, dass der Zeitpunkt, an dem die Epidemie wieder unter Kontrolle ist, um 2-3 Wochen nach vorne verlagert wird.

Wir haben Modelle für die Weihnachtszeit entwickelt, was sich jedoch als herausfordernde Aufgabe gestaltet, da nicht abgeschätzt werden kann, wie sich die Bevölkerung verhalten wird. Verhält sich die Bevölkerung in den zweiwöchigen Weihnachtsferien wie an normalen Wochenendtagen, steigen die Neuinfektionen und Krankenhauszahlen auf das 5-fache des derzeitigen Niveaus. Wir plädieren dafür, dass klargestellt wird, dass die jetzigen Regeln, die im Prinzip tägliche Treffen erlauben, auf keinen Fall ausgereizt werden sollten. Außerdem zeigen wir erste Ergebnisse unseres mathematischen Modells, welches für jedes Bundesland die Krankenhausbelastung für circa 4 Wochen vorhersagen kann.

Recent research has generated important new insights into the existence, behavior, and violent consequences of armed actors in civil wars. However, the lack of suitable information on actor relationships with the state means that studies have been forced to assume that armed groups are either pro-government or anti-government and remain that way for the duration of their existence. Both assumptions severely limit our understanding of the armed actors themselves, as well as the violent dynamics they produce. This article introduces the Government and Armed Actors Relations Dataset (GAARD), which provides detailed information on all major armed groups and their fluctuating alignment with the state between 1989 and 2007. GAARD identifies when armed groups fight with or against the government, and when they lack relationships with the government altogether. It further provides information on all changes in group alignments and documents when and how these occurred. We demonstrate that more than 25% of armed groups changed their alignments and showcase how this allows researchers to pursue original research on the drivers, dynamics, and outcomes of civil conflicts.

In der vorliegenden Arbeit werden Synthesen von sterisch anspruchsvollen sekundären wie auch tertiären Aminen und Enaminen untersucht. Ein Großteil der Arbeit befasst sich mit der Darstellung von N-Chloraminen, die im weiteren Verlauf zu sek. und tert. Aminen und Enaminen, mit Hilfe von metallorganischen Reagenzien und N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin (TMEDA), umgesetzt werden. Die dabei resultierenden Amine werden, auf Grund ihrer gehinderten Rotation, NMR-spektroskopisch untersucht. Dabei werden diverse dynamische Effekte bei verschiedenen Temperaturen beobachtet und gedeutet. So lassen sich auf diese Weise Rotationsbarrieren berechnen und vergleichen. Das gibt Aufschluss über die sterische Hinderung von verschiedenen Alkylgruppen. Weiterhin wird eine Eliminierung von Olefinen bei tert. Aminen beobachtet, welche der Hofmann-Eliminierung ähnelt. Diese verläuft anders als in Lehrbüchern beschrieben. Außerdem werden die Aktivierungsenergie und Isotopeneffekte der Eliminierung untersucht. Diese Zersetzung erfolgt auch mit Alkalimetallen als Katalysatoren. Eine Herstellung von neuartigen Enaminen aus 'turbo'-Amiden und gespannten Verbindungen wie Cyclooctin wird ebenfalls beschrieben. Die Enamine werden durch NMR-Spektroskopie auf ihren Olefincharakter untersucht. Eine neue Synthese von hochsubstituierten Pyrrolidinen und entsprechenden Iminiumsalzen, aus sek. tert-Octylaminen, wird vorgestellt. Diese Darstellung ist eine Erweiterung der Hofmann-Löffler-Freytag-Reaktion, welche eine radikalische Ringschlussreaktion beinhaltet. Die Darstellung der Iminiumsalze erfolgt metallfrei, durch die Oxidation mit N-Bromsuccinimid (NBS).:Abkürzungsverzeichnis VIII Abbildungsverzeichnis XII 1 Einleitung 1.1 Bedeutung von Aminen 1.2 Alkylierung von N -Haloaminen 1.3 Sterische Hinderung und Dynamische NMR-Spektroskopie 1.4 Zielstellung 2 Ergebnisteil 2.1 Darstellung neuer, sekundärer Amine als Vorstufen weiterer Synthesen 2.2 Darstellung tertiärer Amine 2.2.1 Darstellung diverser N -Chloramine für die elektrophile Aminierung 2.2.2 Reaktionen an N,N-Dichloraminen 2.2.3 Alkylierungen am tert-Butyl-tert-octylamin 2.2.4 Elektrophile Aminierungen an weiteren N-Chloraminen 2.2.4.1 Cycloalkylierung zu tert. Aminen 2.2.4.2 Isopropylierung am Stickstoff 2.2.4.3 Einführung der Neopentylgruppe 2.2.4.4 Versuche der Einführung tertiärer Gruppen 2.2.5 Synthese von tertiären Enaminen 2.2.6 Reaktion zwischen gespannten Verbindungen und Metallamiden 2.2.7 Acylierungen von sterisch anspruchsvollen Aminen 2.2.8 Synthese von tertiären Aminen aus Amiden 2.2.9 Ringschlussreaktionen zu möglichen CAAC-Vorläufern 2.3 Untersuchungen zur Hofmann-Eliminierung bei tertiären Aminen 2.3.1 Untersuchung der Aktivierungsenergie der Eliminierung 2.3.2 Hofmann-Eliminierung katalysiert durch Alkalisalze 2.3.3 Untersuchungen zum Isotopeneffekt 2.3.4 Zersetzungen von tertiären Aminen durch Methanol 2.4 Dynamische NMR-Spektroskopie bei tertiären Aminen 2.4.1 Rotamere in der C2V -Symmetrie 2.4.2 Rotamere in der C2H-Symmetrie 2.4.3 Komplexe dynamische Rotamere 3 Zusammenfassung und Ausblick 4 Experimenteller Teil 4.1 Experimentelles Arbeiten 4.1.1 Arbeiten unter inerten Bedingungen 4.1.2 Umkondensation 4.1.3 Säulenchromatographie 4.2 Analytisches Arbeiten 4.2.1 NMR-Spektroskopie 4.2.2 GC-MS 4.2.3 Analytischer Gaschromatograph 4.2.4 HRMS 4.3 Elementaranalyse 4.4 Röntgeneinkristallstrukturanalyse 4.5 Synthesevorschriften 4.5.1 Synthese von tert-Butyl-diisopropylamin (2) 4.5.2 Synthese von tert-Butyl-diisopropylamin (2) und Di-tert-Butylamin (14) 4.5.3 Synthese von N -(1-Adamantyl)-N-tert-octylamin 23 4.5.4 Synthese von N -tert-Octyl-tritylamin 24 4.5.5 Synthese von N -(2,6-Dimethylheptan-2-yl)acetamid (26) 4.5.6 Synthese von 2-Amino-2,6-dimethylheptan (27) 4.5.7 Synthese von 2-Azido-2,6-dimethylheptan (28) 4.5.8 Synthese von N -Isopropyl-2,6-dimethylheptan-2-amin (29) 4.5.9 Synthese von N -(1-Adamantyl)-2,6-dimethylheptan-2-amin (32) 4.5.10 Synthese von 4-Chlor-3,3,5,5-tetramethylmorpholin (34a) 4.5.11 Synthese von 2,2'-(Chlorimino)bis(2-methylpropan-1-ol) (34b) 4.5.12 Synthese von N -tert-Butyl-N -chlorcyclohexylamin (34c) 4.5.13 Synthese von N -Chlor-N -isopropyl-N -tert-octylamin (34d) 4.5.14 Synthese von N -(1-Adamantyl)-N -chlor-N -tert-octylamin 34e 4.5.15 Synthese von N -(1-Adamantyl)-N -chlor-2,6-dimethylheptan-2-amin (34f) 4.5.16 Synthese von 8-Chlor-7,7,9,9-tetramethyl-1,4-dioxa-8-azaspiro- [4.5]decan (34g) 4.5.17 Synthese von 4-Chlor-3,3,5,5-tetramethylmorpholin-2-on (34h) 4.5.18 Synthese von N -Chlor-N -tert-butyl-N -tritylamin (34i) 4.5.19 Synthese von Di-tert-butyldiazen (37) 4.5.20 Synthese von N -(1-Adamantyl)-neopentylamin (38d) 4.5.21 Synthese von N -tert-Butyl-N -cyclohexyl-N -tert-octylamin (40b) 4.5.22 Synthese von N -tert-Butyl-N -cyclopentyl-N -tert-octylamin (40c) 4.5.23 Synthese von N -tert-Butyl-N -isobutyl-N -tert-octylamin (40d) 4.5.24 Synthese von N -tert-Butyl-N -sec-butyl-N -tert-octylamin (40e) 4.5.25 Synthese von N,N -Diisopropyl-tert-octylamin (40f) 4.5.26 Synthese von N 1,N 4-Di-tert-butyl-2,2,4-trimethyl-N 1-(2,4,4-trimethylpentan-2-yl)pentan-1,4-diamin (43) 4.5.27 Synthese von 8-Cyclohexyl-7,7,9,9-tetramethyl-1,4-dioxa-8-azaspiro[4.5]decan (44a) 4.5.28 Synthese von N -Cyclopentyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin (44b) 4.5.29 Synthese von N,N -Di-tert-butylcyclohexylamin (44c) 4.5.30 Synthese von Di-tert-butyl-cyclopentylamin (44d) 4.5.31 Synthese von N -tert-Butyl-N,N -dicyclohexylamin (44e) 4.5.32 Synthese von 8-Isopropyl-7,7,9,9-tetramethyl-1,4-dioxa-8-azaspiro[4.5]decan (46a) 4.5.33 Synthese von 4-Isopropyl-3,3,5,5-tetramethylmorpholin-2-on (46b) 4.5.34 Synthese von N -(1-Adamantyl)-N -isopropyl-N -tert-octylamin (46c) 4.5.35 Synthese von N -(1-Adamantyl)-N -isopropyl-2,6-dimethylheptan2-amin (46d) . 4.5.36 Synthese von 8-Neopentyl-7,7,9,9-tetramethyl-1,4-dioxa-8-azaspiro [4.5]decan (47a) 4.5.37 Synthese von N -Neopentyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin (47b) 4.5.38 Synthese von 4-Neopentyl-3,3,5,5-tetramethylmorpholin (47c) 4.5.39 Synthese von N,N -Di-tert-butyl-neopentylamin (47d) 4.5.40 Synthese von N -tert-Amyl-N -tert-butyl-neopentylamin (47e) 4.5.41 Synthese von 1,1,3-Triethyl-1H -isoindol (49) 4.5.42 Synthese von (E)-4-(Di-tert-butylamino)but-3-en-1-ol (51) 4.5.43 Synthese von N -tert-Butyl-N -tert-octyl-N -prop-1-en-2-ylamin (58a) 4.5.44 Synthese von N,N -Di-tert-butylprop-1-en-2-amin (58b) 4.5.45 Synthese von 2,2,6,6-Tetramethyl-1-(prop-1-en-2-yl)piperidin (58c) 4.5.46 Synthese von (E)-N,N -Diisopropylcyclooct-1-enamin (60a) 4.5.47 Synthese von (E)-N -(tert-Butyl)-N -isopropylcyclooct-1-enamin (60b) 4.5.48 Synthese von (E)-1-(Cyclooct-1-en-1-yl)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin (60c) 4.5.49 Synthese von 1,2:3,4:5,6-tris(hexamethylen)benzol (61) 4.5.50 Synthese von (Z)-2-(Diisopropylammonio)-3-oxocyclooct-1-enolat (62) 4.5.51 Synthese von N -(2,4,4-trimethylpentan-2-yl)acetamid (66a) 4.5.52 Synthese von 2-Phenyl-N -(2,4,4-trimethylpentan-2-yl)acetamid (66b) 4.5.53 Synthese von Di-tert-butyl-ethenylamin (69) 4.5.54 Synthese von 1-(1-Methoxyvinyl)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin (71) 4.5.55 Synthese von N -tert-Butyl-N -isobutyl-N -isopropylamin (75) 4.5.56 Synthese von 1-tert-Butyl-2,2,4,4-tetramethyl-3,4-dihydro-2H-pyrroliumchlorid (77a) 4.5.57 Synthese von 1-tert-Butyl-2,2,4,4-tetramethyl-3,4-dihydro-2H-pyrroliumbromid (77b) 4.5.58 Synthese von 1-(1-Adamantyl)-2,2,4,4-tetramethyl-3,4-dihydro-2H-pyrroliumbromid (77f) 4.5.59 Synthese von 1-(tert-Butyl)-5-butyl-2,2,4,4-tetramethylpyrrolidin (79c) 4.5.60 Synthese von 1-(tert-Butyl)-2,2,4,4,5-pentamethylpyrrolidin (79d) 4.5.61 Synthese von 5-(Dibrommethyl)-2,2,4,4-tetramethyl-3,4-dihydro-2H-pyrrol (80) 4.5.62 Synthese von 1-(1-Adamantyl)-2,2,4,4,5-pentamethylpyrrolidin (85) 4.5.63 NMR-Daten von 2,2'-(tert-Butylazadiyl)bis(2-methylpropanal) (101)

Reiserückkehrer können Infektionen nach Deutschland tragen. Wir betrachten dies in unserem agenten-basierten Modell. Wesentliches Resultat ist, dass der Infektionsimport in derzeitiger Höhe bei den derzeitigen Neuinfektionszahlen einen sehr deutlichen Beitrag leistet, und damit die Maßnahmen, um diesen zu reduzieren, durch die Simulation bestätigt werden. Sogenannten “Superspreading Events” werden immer mal wieder diskutiert. Wir zeigen erste Resultate des agenten-basierten Modells, dass in der Literatur diskutierte Verfahren, dies zu einer Verbesserung der Effizienz der Kontaktnachverfolgung zu nutzen, auch in den Simulationen anschlagen. Wir werden das weiter untersuchen. Um die Auswirkung der Kontaktnachverfolgung (Contact Tracing) besser analysieren zu können, haben wir unser vorhandenes mathematisches Modell in diesem Bereich verbessert. Auf Basis dieses erweiterten Modells können wir nun auch hier zeigen, dass eine stärkere Kontaktnachverfolgung eine Verringerung der Infektionsrate zur Folge hat.

Der Erste dieser Arbeit befasst sich mit der STM Untersuchung einer Grenzschicht in umgebender Atmosphäre, welche sich durch die Adsorption von Graphen auf einer Glimmeroberfläche ausbildet. Durch die umgebene Luftfeuchtigkeit interkalieren Wassermoleküle in diese Grenzschicht. Durch die Variation der relativen Luftfeuchtigkeit gibt diese Wasser ab bzw. nimmt auf, und es manifestieren sich sternförmig wachsende Fraktale, in denen Graphen etwa um den Durchmesser eines Wassermoleküls an Höhe absinkt. Die STM Untersuchung, welche primär sensitiv auf die Zustandsdichte von Graphen reagiert, zeigte, dass sich anders als in den SFM Untersuchungen, zusätzliche signifikante Höhenänderungen von Graphen innerhalb der Fraktale bildeten. Dieses deutet auf eine Wasserschicht hin, welche Domänen mit signifikant unterscheidbaren Polarisationsrichtungen aufweisen, welche die Zustandsdichte von Graphen verändern kann. Dies ist aber gleichbedeutend mit der Annahme, dass sich in jener Grenzschicht mindestens zwei oder mehr lagen Wasser bilden müssen. Der zweiten Teil befasst sich mit der STM Untersuchung einer funktionalisierten Oberfläche die charakterisiert ist durch eine leitende Oberfläche (Graphen und HOPG) adsorbierten funktionalisierte Dyade an einer Fest-Flüssig Grenzfläche. Diese Dyade besteht im Wesentlichen aus einem Zink-Tetraphenylporphyrin (ZnTPP) und mit diesem über einem flexiblen Arm verbundenen Spiropyranderivat. Letztere ändert seine Konformation durch die Einstrahlung mit Licht geeigneter Wellenlänge, womit sich das Dipolmoment stark ändert. Es zeigte sich, dass das Schaltverhalten auf einen Graphen mit dem Schaltverhalten einer Dyade in Lösung vergleichbar ist. Dieses lässt den Schluss zu, dass das Schalteigenschaften einer einzelnen Dyade auf das adsorbierte Kollektiv übertragen werden kann, da es keine signifikanten beeinflussenden Wechselwirkungen durch die leitende Oberfläche und der benachbarten Dyaden auswirkte. The first of this two-part work deals with the STM investigation of an interface in the surrounding natural atmosphere, which is formed by the adsorption of the conductive graphene onto the mica surface. In this interface, water molecules may intercalate by the surrounding humidity. By varying the relative humidity, the interface is rewetted, respectively, dewetted and it manifests itself in a star shape growing fractals, where the height of graphene is decreased by approximately the diameter of one water molecule. The STM investigation - which is primarily sensitive to the density of states of graphene - shows that additional significant changes in the height of graphene are formed within the fractal, unlike in the SFM investigations. This suggests that there is a water layer by which the density of graphene is differently affected by domains with significant distinguishable polarisation alignments. However, this is equivalent to the assumption that there are two or more water layers exist within the interface. The second part of this work deals with the STM investigation of a functionalized surface characterised by a functionalized dyad adsorbed onto a conductive surface (graphene and HOPG) at a solid-liquid interface. This dyad essentially comprises a zinc-tetraphenylporphyrin (ZnTPP) and is connected with a spiropyran derivative via a flexible linker. This changes its conformation through irradiation with light with a suitable wavelength, by which the dipole moment is also strongly changed. It was found that the switching behaviour of a graphene-based conductive surface is comparable with the switching behaviour of a dyad, which itself can move freely in solution. This leads to the conclusion that the switching properties of a single dyad can be transmitted to its collective because it affected no significant influence interactions by the conductive surface and the adjacent dyads.

In dem Bericht vom 07.05.2020 wird dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über den aktuellen Stand des Projektes MODUS-COVID berichtet. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Infektionsdynamik von Covid 19 und der Simulation der Ausbreitung des Virus mit Hilfe der agentenbasierten Verkehrssimulation MATSim. In diesem Bericht wird neben der Bewertung der aktuellen Situation auch beschrieben, welche Kompensationsmöglichkeiten das Tragen von Masken, sowie das Contact-Tracing haben, da unter der Annahme von Lockerungen die Infektionszahlen wieder zunehmen werden.

In dem Bericht vom 24.04.2020 wird dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über den aktuellen Stand des Projektes MODUS-COVID berichtet. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Infektionsdynamik von Covid 19 und der Simulation der Ausbreitung des Virus mit Hilfe der agentenbasierten Verkehrssimulation MATSim. Der Fokus dieses Berichtes liegt dabei auf der Vorhersage der Folgen einer Öffnung von Grundschulen und Kindergärten. In diesem Zusammenhang werden auch die Wirkungen beschrieben, die das Tragen von Masken, sowie die Durchführung von Contact-Tracing auf die Infektionszahlen haben.

In dem Bericht vom 08.04.2020 wird dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über den aktuellen Stand des Projektes MODUS-COVID berichtet. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Infektionsdynamik von Covid 19 und der Simulation der Ausbreitung des Virus mit Hilfe der agentenbasierten Verkehrssimulation MATSim. Bestandteil dieses Berichtes sind erste Prognosen über die Entwicklung der Infektionszahlen ohne die Einführung von Gegenmaßnahmen, der Beibehaltung der aktuellen Maßnahmen und den Folgen der Wiederöffnung der Schulen zum 20.04.2020.

1Executive summaryWe use human mobility models, for which we are experts, and attach a virus infection dynamics to it, for which we are not experts but have taken it from the literature, including recent publications. This results in a virus spreading dynamics model. The results should be verified, but because of the current time pressure, we publish them in their current state. Recommendations for improvement are welcome. We come to the following conclusions:Complete lockdown works. About 10 days after lockdown, the infection dynamics dies down. This assumes that lockdown is complete, which can be guaranteed in the simulation, but not in reality. Still, it gives strong support to the argument that it is never too late for complete lockdown.As a rule of thumb, we would suggest complete lockdown no later than once 10% of hospital capacities available for COVID-19 are in use, and possibly much earlier. This is based on the following insights:Even after lockdown, the infection dynamics continues at home, leading to another tripling of the cases before the dynamics is slowed.There will be many critical cases coming from people who were infected before lockdown. Because of the exponential growth dynamics, their number will be large.Researchers with more detailed disease progression models should improve upon these statements.Our simulations say that complete removal of infections at child care, primary schools, workplaces and during leisure activities will not be enough to sufficiently slow down the infection dynamics. It would have been better, but still not sufficient, if initiated earlier.Infections in public transport play an important role. In the simulations shown later, removing infections in the public transport system reduces the infection speed and the height of the peak by approximately 20%. Evidently, this depends on the infection parameters, which are not well known. – This does not point to reducing public transport capacities as a reaction to the reduced demand, but rather use it for lower densities of passengers and thus reduced infection rates.In our simulations, removal of infections at child care, primary schools, workplaces, leisure activities, and in public transport may barely have been sufficient to control the infection dynamics if implemented early on. Now according to our simulations it is too late for this, and (even) harsher measures will have to be initiated until possibly a return to such a restrictive, but still somewhat functional regime will again be possible.Evidently, all of these results have to be taken with care. They are based on preliminary infection parameters taken from the literature, used inside a model that has more transport/movement details than all others that we are aware of but still not enough to describe all aspects of reality, and suffer from having to write computer code under time pressure. Optimally, they should be confirmed independently. Short of that, given current knowledge we believe that they provide justification for “complete lockdown” at the latest when about 10% of available hospital capacities for COVID-19 are in use (and possibly earlier; we are no experts of hospital capabilities).1What was not investigated in detail in our simulations was contact tracing, i.e. tracking down the infection chains and moving all people along infection chains into quarantine. The case of Singapore has so far shown that this may be successful. Preliminary simulation of that tactic shows that it is difficult to implement for COVID-19, since the incubation time is rather long, people are contagious before they feel sick, or maybe never feel sufficiently sick at all. We will investigate in future work if and how contact tracing can be used together with a restrictive, but not totally locked down regime.When opening up after lockdown, it would be important to know the true fraction of people who are already immune, since that would slow down the infection dynamics by itself. For Wuhan, the currently available numbers report that only about 0.1% of the population was infected, which would be very far away from “herd immunity”. However, there have been and still may be many unknown infections (Frankfurter Allgemeine Zeitung GmbH 2020).

Innerhalb dieser Arbeit wird ein Formalismus zur Erstellung von objektorientierten Modellen mechanischer Mehrkörpersysteme entwickelt, welche sich für die echtzeitfähige Simulation der Dynamik, einschließlich der Berechnung der Reaktionskräfte, von komplexen Kraftfahrzeugradaufhängungen eignen. Durch die Einbindung der Radaufhängungsmodelle in ein modulares Zweispurmodell ergibt sich ein Gesamtfahrzeugmodell, welches die Dynamik des Fahrzeugs genau beschreibt und eine Lösung in Echtzeit garantiert. Das Radaufhängungsmodell weist eine hohe Genauigkeit auf, da auch die Elastokinematik des Systems berücksichtigt wird. Diese schließt die Elastizität der Gummilagerungen und der Lenker ein. Auch die mechanischen Spannungen in den Bauteilen werden berechnet. Die harte Echtzeitfähigkeit wird durch die Verwendung der Methode der Kraftkopplung erreicht. Innerhalb der Methode werden kinematische Kopplungen (ideale Gelenke) durch elastische Gelenke ersetzt, welche als Bushings bezeichnet werden. Weiterhin werden anwendungsangepasste Tiefpassfilter und die BAUMGARTE-Stabilisierung eingesetzt, um die stabile Schrittweite des numerischen Integrators und die Genauigkeit zusätzlich zu erhöhen. Durch diese Techniken wird der Einsatz von iterativen Lösungsverfahren für algebraische Schleifen vermieden und einfache explizite numerische Integrationsverfahren mit fester Schrittweite können verwendet werden. Um kurze Berechnungszeiten und numerische Stabilität bei hoher Genauigkeit zu gewährleisten, werden die Simulationsparameter der Bushings, der Filter und der Stabilisierungsmethode anhand verschiedener Optimierungsverfahren unter Berücksichtigung des Anwendungsbereichs ermittelt. Zur Erprobung des entwickelten Formalismus werden komplexe Anwendungsbeispiele herangezogen. Die Simulationsergebnisse werden erfolgreich mit validierten Referenzmodellen und Messdaten der Doppelquerlenkerradaufhängung des Formula Student Rennwagens A40-02 der Universität Duisburg-Essen und der hinteren Mehrlenkerachse des PORSCHE 911 (Modell 991) verglichen. Es wird erfolgreich nachgewiesen, dass eine Simulation bis zu 30 Hz Erregerfrequenz mit einer Schrittweite von 1 ms numerisch stabil erreicht werden kann und auch harte Echtzeit vorliegt. Die Simulationsergebnisse zeigen je nach Modell eine sehr gute Genauigkeit bis 30 Hz mit einer relativen Abweichung der Kraft unter 6% und der Beschleunigung unter 4%. Um die harte Echtzeitfähigkeit zu unterstreichen, werden die Modelle der Radaufhängungen in ein modulares Zweispurmodell integriert und erfolgreich unter einem Echtzeitbetriebssystem simuliert. Dissertation, Universität Duisburg-Essen, 2020