TY - JOUR A1 - Anders, Frauke A1 - König, Reinhard T1 - Analyse und Generierung von Straßennetzwerken mittels graphenbasierter Methoden N2 - Der vorliegende Beitrag ist in zwei thematische Teilebereiche gegliedert. Der erste Teil beschäftigt sich mit der Analyse von Graphen, insbesondere von Graphen, die Straßennetzwerke repräsentieren. Hierzu werden Methoden aus der Graphentheorie angewendet und Kenngrößen aus der Space Syntax Methode ausgewertet. Ein Framework, welches basierend auf der Graphentheorie in Architektur und Stadtplanung Einzug gehalten hat, ist die Space Syntax Methode. Sie umfasst die Ableitung unterschiedlicher Kenngrößen eines Graphen bzw. Netzwerkes, wodurch eine Analyse für architektonische und stadtplanerische Zwecke ermöglicht wird. Der zweite Teil dieses Berichts beschäftigt sich mit der Generierung von Graphen, insbe-sondere der von Straßennetzwerkgraphen. Die generativen Methoden basieren zum Teil auf den gewonnenen Erkenntnissen der Analyse von Straßennetzwerken. Es werden unterschiedliche Ansätze untersucht, um verschiedene Parameterwerte zur Generierung von Straßengraphen festzulegen. Als Ergebnis der Arbeiten ist ein Softwaretool entstanden, welches es erlaubt, auf Grundlage einer Voronoi-Tesselierung realistische Straßennetzwerkgraphen zu erzeugen. T3 - Arbeitspapiere Informatik in der Architektur - Nr. 7 KW - Graph KW - Straßennetzwerk analyse, graph-basierte generative Methoden Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20120509-16514 UR - http://infar.architektur.uni-weimar.de/service/drupal-infar/Arbeitspapiere ER - TY - JOUR A1 - Schuch, Kai A1 - Kaps, Christian T1 - Reifungs- und Strukturbildungsprozesse bei Bindern mit wässrigen Alkalisilikat-Lösungen N2 - Durch Reifungs- und Strukturbildungsprozesse kann es bei silikatischen und alumosilikatischen Bindern zu Rissbildung bei behinderter Verformung, Festigkeitsverlust und somit Verlust der Dauerhaftigkeit kommen. Die Bewertung dieser Prozesse erfolgt an silikatischen Materialien mit einem Ausblick auf die alumosilikatischen Binder. KW - Alkalisilikat KW - Wasserglas KW - Bindemittel KW - Silikat KW - Wasserglas KW - Reifungsprozess KW - Strukturbildungsprozess KW - Alumosilikat KW - Silikat Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170728-32682 UR - https://e-pub.uni-weimar.de/opus4/frontdoor/index/index/docId/3267 SP - 1 EP - 17 ER - TY - JOUR A1 - Schuch, Kai A1 - Kaps, Christian T1 - Reifungs- und Strukturbildungsprozesse bei Bindern mit wässrigen Alkalisilikat-Lösungen N2 - Durch Reifungs- und Strukturbildungsprozesse kann es bei silikatischen und alumosilikatischen Bindern zu Rissbildung bei behinderter Verformung, Festigkeitsverlust und somit Verlust der Dauerhaftigkeit kommen. Die Bewertung dieser Prozesse erfolgt an silikatischen Materialien mit einem Ausblick auf die alumosilikatischen Binder KW - Alkalisilikat KW - Wasserglas KW - Bindemittel KW - Silikat KW - Wasserglas KW - Reifungsprozess KW - Strukturbildungsprozess KW - Alumosilikat KW - Silikat Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170718-32675 UR - https://e-pub.uni-weimar.de/opus4/frontdoor/index/index/docId/3268 SP - 1 EP - 17 ER - TY - JOUR A1 - Knecht, Katja A1 - König, Reinhard T1 - Evolutionäre Generierung von Grundriss-Layouts mithilfe von Unterteilungsalgorithmen N2 - Das Unterteilen einer vorgegebenen Grundfläche in Zonen und Räume ist eine im Architekturentwurf häufig eingesetzte Methode zur Grundrissentwicklung. Für deren Automatisierung können Unterteilungsalgorithmen betrachtet werden, die einen vorgegebenen, mehrdimensionalen Raum nach einer festgelegten Regel unterteilen. Neben dem Einsatz in der Computergrafik zur Polygondarstellung und im Floorplanning zur Optimierung von Platinen-, Chip- und Anlagenlayouts finden Unterteilungsalgorithmen zunehmend Anwendung bei der automatischen Generierung von Stadt- und Gebäudegrundrissen, insbesondere in Computerspielen. Im Rahmen des Forschungsprojekts Kremlas wurde das gestalterische und generative Potential von Unterteilungsalgorithmen im Hinblick auf architektonische Fragestellungen und ihre Einsatzmöglichkeiten zur Entwicklung einer kreativen evolutionären Entwurfsmethode zur Lösung von Layoutproblemen in Architektur und Städtebau untersucht. Es entstand ein generativer Mechanismus, der eine Unterteilungsfolge zufällig erstellt und Grundrisse mit einer festgelegten Anzahl an Räumen mit bestimmter Raumgröße durch Unterteilung generiert. In Kombination mit evolutionären Algorithmen lassen sich die erhaltenen Layoutlösungen zudem hinsichtlich architektonisch relevanter Kriterien optimieren, für die im vorliegenden Fall Nachbarschaftsbeziehungen zwischen einzelnen Räumen betrachtet wurden. T3 - Arbeitspapiere Informatik in der Architektur - Nr. 10 KW - Unterteilungsalgorithmus KW - Layout, generative Methode, evolutionäres Verfahren Y1 - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20120509-16534 UR - http://infar.architektur.uni-weimar.de/service/drupal-infar/Arbeitspapiere ER - TY - JOUR A1 - Patzelt, Max A1 - Erfurt, Doreen A1 - Ludwig, Horst-Michael T1 - Quantification of cracks in concrete thin sections considering current methods of image analysis JF - Journal of Microscopy N2 - Image analysis is used in this work to quantify cracks in concrete thin sections via modern image processing. Thin sections were impregnated with a yellow epoxy resin, to increase the contrast between voids and other phases of the concrete. By the means of different steps of pre-processing, machine learning and python scripts, cracks can be quantified in an area of up to 40 cm2. As a result, the crack area, lengths and widths were estimated automatically within a single workflow. Crack patterns caused by freeze-thaw damages were investigated. To compare the inner degradation of the investigated thin sections, the crack density was used. Cracks in the thin sections were measured manually in two different ways for validation of the automatic determined results. On the one hand, the presented work shows that the width of cracks can be determined pixelwise, thus providing the plot of a width distribution. On the other hand, the automatically measured crack length differs in comparison to the manually measured ones. KW - Beton KW - Rissbildung KW - Bildanalyse KW - Maschinelles Lernen KW - Mikroskopie KW - concrete KW - crack KW - degradation KW - transmitted light microscopy Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20220811-46754 UR - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jmi.13091 VL - 2022 IS - Volume 286, Issue 2 SP - 154 EP - 159 ER - TY - JOUR A1 - Chakraborty, Ayan A1 - Anitescu, Cosmin A1 - Zhuang, Xiaoying A1 - Rabczuk, Timon T1 - Domain adaptation based transfer learning approach for solving PDEs on complex geometries JF - Engineering with Computers N2 - In machine learning, if the training data is independently and identically distributed as the test data then a trained model can make an accurate predictions for new samples of data. Conventional machine learning has a strong dependence on massive amounts of training data which are domain specific to understand their latent patterns. In contrast, Domain adaptation and Transfer learning methods are sub-fields within machine learning that are concerned with solving the inescapable problem of insufficient training data by relaxing the domain dependence hypothesis. In this contribution, this issue has been addressed and by making a novel combination of both the methods we develop a computationally efficient and practical algorithm to solve boundary value problems based on nonlinear partial differential equations. We adopt a meshfree analysis framework to integrate the prevailing geometric modelling techniques based on NURBS and present an enhanced deep collocation approach that also plays an important role in the accuracy of solutions. We start with a brief introduction on how these methods expand upon this framework. We observe an excellent agreement between these methods and have shown that how fine-tuning a pre-trained network to a specialized domain may lead to an outstanding performance compare to the existing ones. As proof of concept, we illustrate the performance of our proposed model on several benchmark problems. KW - Maschinelles Lernen KW - NURBS KW - Transfer learning KW - Domain Adaptation KW - NURBS geometry KW - Navier–Stokes equations Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20220811-46776 UR - https://link.springer.com/article/10.1007/s00366-022-01661-2 VL - 2022 SP - 1 EP - 20 ER - TY - JOUR A1 - Schuch, Kai T1 - Theoretische Modelle zur Beschreibung des Aggregationsprozesses von wässrigen Alkalisilikatsolen (Wasserglas) durch spezielle Gelinitiatoren zum Aufbau von stabilen silikatischen Schichtmaterialien JF - Steuerung des Aggregationsprozesses in wässrigen Alkalisilikatsolendurch spezielle Gelinitiatoren und moderate Wärmebehandlung zum Aufbau einer stabilen Silikatbeschichtung N2 - In dem Artikel werden die theoretischen Modelle und die Zusammenfassung aus der Dissertation von Kai Schuch, Bauhaus Universität Weimar 2014, zusammengeführt. KW - Wasserglas KW - Beschichtung KW - Silikat KW - Bindemittel KW - Alkalisilikat KW - Wasserglas KW - Alkalislikat KW - Perkolationstheorie KW - DLVO-Theorie KW - Silikatbeschichtung Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20151123-24807 ER - TY - JOUR A1 - Guo, Hongwei A1 - Zhuang, Xiaoying A1 - Chen, Pengwan A1 - Alajlan, Naif A1 - Rabczuk, Timon T1 - Analysis of three-dimensional potential problems in non-homogeneous media with physics-informed deep collocation method using material transfer learning and sensitivity analysis JF - Engineering with Computers N2 - In this work, we present a deep collocation method (DCM) for three-dimensional potential problems in non-homogeneous media. This approach utilizes a physics-informed neural network with material transfer learning reducing the solution of the non-homogeneous partial differential equations to an optimization problem. We tested different configurations of the physics-informed neural network including smooth activation functions, sampling methods for collocation points generation and combined optimizers. A material transfer learning technique is utilized for non-homogeneous media with different material gradations and parameters, which enhance the generality and robustness of the proposed method. In order to identify the most influential parameters of the network configuration, we carried out a global sensitivity analysis. Finally, we provide a convergence proof of our DCM. The approach is validated through several benchmark problems, also testing different material variations. KW - Deep learning KW - Kollokationsmethode KW - Collocation method KW - Potential problem KW - Activation function KW - Transfer learning Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20220811-46764 UR - https://link.springer.com/article/10.1007/s00366-022-01633-6 VL - 2022 SP - 1 EP - 22 ER - TY - JOUR A1 - Alalade, Muyiwa A1 - Reichert, Ina A1 - Köhn, Daniel A1 - Wuttke, Frank A1 - Lahmer, Tom ED - Qu, Chunxu ED - Gao, Chunxu ED - Zhang, Rui ED - Jia, Ziguang ED - Li, Jiaxiang T1 - A Cyclic Multi-Stage Implementation of the Full-Waveform Inversion for the Identification of Anomalies in Dams JF - Infrastructures N2 - For the safe and efficient operation of dams, frequent monitoring and maintenance are required. These are usually expensive, time consuming, and cumbersome. To alleviate these issues, we propose applying a wave-based scheme for the location and quantification of damages in dams. To obtain high-resolution “interpretable” images of the damaged regions, we drew inspiration from non-linear full-multigrid methods for inverse problems and applied a new cyclic multi-stage full-waveform inversion (FWI) scheme. Our approach is less susceptible to the stability issues faced by the standard FWI scheme when dealing with ill-posed problems. In this paper, we first selected an optimal acquisition setup and then applied synthetic data to demonstrate the capability of our approach in identifying a series of anomalies in dams by a mixture of reflection and transmission tomography. The results had sufficient robustness, showing the prospects of application in the field of non-destructive testing of dams. KW - Damm KW - Defekt KW - inverse analysis KW - damage identification KW - full-waveform inversion KW - dams KW - wave propagation KW - OA-Publikationsfonds2022 Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20221201-48396 UR - https://www.mdpi.com/2412-3811/7/12/161 VL - 2022 IS - Volume 7, issue 12, article 161 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Mehling, Simon A1 - Schnabel, Tobias A1 - Londong, Jörg T1 - Investigation on Energetic Efficiency of Reactor Systems for Oxidation of Micro-Pollutants by Immobilized Active Titanium Dioxide Photocatalysis JF - Water N2 - In this work, the degradation performance for the photocatalytic oxidation of eight micropollutants (amisulpride, benzotriazole, candesartan, carbamazepine, diclofenac, gabapentin, methlybenzotriazole, and metoprolol) within real secondary effluent was investigated using three different reactor designs. For all reactor types, the influence of irradiation power on its reaction rate and energetic efficiency was investigated. Flat cell and batch reactor showed almost similar substance specific degradation behavior. Within the immersion rotary body reactor, benzotriazole and methylbenzotriazole showed a significantly lower degradation affinity. The flat cell reactor achieved the highest mean degradation rate, with half time values ranging from 5 to 64 min with a mean of 18 min, due to its high catalysts surface to hydraulic volume ratio. The EE/O values were calculated for all micro-pollutants as well as the mean degradation rate constant of each experimental step. The lowest substance specific energy per order (EE/O) values of 5 kWh/m3 were measured for benzotriazole within the batch reactor. The batch reactor also reached the lowest mean values (11.8–15.9 kWh/m3) followed by the flat cell reactor (21.0–37.0 kWh/m3) and immersion rotary body reactor (23.9–41.0 kWh/m3). Catalyst arrangement and irradiation power were identified as major influences on the energetic performance of the reactors. Low radiation intensities as well as the use of submerged catalyst arrangement allowed a reduction in energy demand by a factor of 3–4. A treatment according to existing treatment goals of wastewater treatment plants (80% total degradation) was achieved using the batch reactor with a calculated energy demand of 7000 Wh/m3. KW - Fotokatalyse KW - Abwasserreinigung KW - photocatalysis KW - micro-pollutant treatment KW - titanium dioxid KW - reactor design KW - energy per order KW - OA-Publikationsfonds2022 Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20220912-47130 UR - https://www.mdpi.com/2073-4441/14/17/2681 VL - 2022 IS - Volume 14, issue 7, article 2681 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI CY - Basel ER -