@phdthesis{Winkel,
  author    = {Winkel, Benjamin},
  title     = {A three-dimensional model of skeletal muscle for physiological, pathological and experimental mechanical simulations},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4300},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201211-43002},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  abstract  = {In recent decades, a multitude of concepts and models were developed to understand, assess and predict muscular mechanics in the context of physiological and pathological events. Most of these models are highly specialized and designed to selectively address fields in, e.g., medicine, sports science, forensics, product design or CGI; their data are often not transferable to other ranges of application. A single universal model, which covers the details of biochemical and neural processes, as well as the development of internal and external force and motion patterns and appearance could not be practical with regard to the diversity of the questions to be investigated and the task to find answers efficiently. With reasonable limitations though, a generalized approach is feasible. The objective of the work at hand was to develop a model for muscle simulation which covers the phenomenological aspects, and thus is universally applicable in domains where up until now specialized models were utilized. This includes investigations on active and passive motion, structural interaction of muscles within the body and with external elements, for example in crash scenarios, but also research topics like the verification of in vivo experiments and parameter identification. For this purpose, elements for the simulation of incompressible deformations were studied, adapted and implemented into the finite element code SLang. Various anisotropic, visco-elastic muscle models were developed or enhanced. The applicability was demonstrated on the base of several examples, and a general base for the implementation of further material models was developed and elaborated.},
  subject      = {Biomechanik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Truemer,
  author    = {Tr{\"u}mer, Andr{\´e}},
  title     = {Calcinierte Tone als Puzzolane der Zukunft - Von den Rohstoffen bis zur Wirkung im Beton},
  isbn      = {978-3-00-065011-6},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4096},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200214-40968},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {222},
  abstract  = {Vor dem Hintergrund einer stetig wachsenden Nachfrage an Beton wie auch ambitionierter Reduktionsziele beim in der Zementproduktion anfallenden CO2 gelten calcinierte Tone als derzeit aussichtsreichste technische Neuerung im Bereich nachhaltiger Bindemittelkonzepte. Unter Ausnutzung ihrer Puzzolanit{\"a}t soll ein erheblicher Teil der Klinkerkomponente im Zement ersetzt werden, wobei der zu ihrer Aktivierung notwendige Energiebedarf vergleichsweise niedrig ist. Wesentliche Vorteile der Tone sind ihre weltweit nahezu unbegrenzte Verf{\"u}gbarkeit sowie der {\"a}ußerst geringe rohstoffbedingte CO2-Ausstoß w{\"a}hrend der Calcinierung. Schwierigkeiten auf dem Weg der Umsetzung bestehen allerdings in der Vielseitigkeit des Systems, welches durch eine hohe Variet{\"a}t der Rohtone und des daraus folgenden thermischen Verhaltens gekennzeichnet ist. Entsprechend schwierig ist die {\"U}bertragbarkeit von Erfahrungen mit bereits etablierten calcinierten Tonen wie dem Metakaolin, der sich durch hohe Reinheit, einen aufwendigen Aufbereitungsprozess und eine entsprechend hohe Reaktivit{\"a}t auszeichnet. Ziel der Arbeit ist es daher, den bereits erlangten Kenntnisstand auf andere, wirtschaftlich relevante Tone zu erweitern und deren Eignung f{\"u}r die Anwendung im Beton herauszuarbeiten. In einem mehrstufigen Arbeitsprogramm wurde untersucht, inwieweit großtechnisch nutzbare Tone aktivierbar sind und welche Eigenschaften sich daraus f{\"u}r Zement und Beton ergeben. Die dabei festgestellte Reihenfolge Kaolinit > Montmorillonit > Illit beschreibt sowohl die Reaktivit{\"a}t der Brennprodukte als auch umgekehrt die H{\"o}he der optimalen Calciniertemperatur. Auch wandelt sich der Charakter der entstandenen Metaphasen in dieser Abfolge von r{\"o}ntgenamorph und hochreaktiv zu glasig und reaktionstr{\"a}ge. Trotz dieser Einordnung konnte selbst mit dem Illit eine mit Steinkohlenflugasche vergleichbare Puzzolanit{\"a}t festgestellt werden. Dies best{\"a}tigte sich anschließend in Parameterversuchen, bei denen die Einfl{\"u}sse von Rohstoffqualit{\"a}t, Calcinierung, Aufbereitung und Zement hinsichtlich der Reaktivit{\"a}tsausbeute bewertet wurden. Die Bandbreite der erzielbaren Qualit{\"a}ten ist dabei immens und gipfelt nicht zuletzt in stark unterschiedlichen Wirkungen auf die Festbetoneigenschaften. Hier machte sich vor allem die f{\"u}r Puzzolane typische Porenverfeinerung bemerkbar, sodass viele von Transportvorg{\"a}ngen abh{\"a}ngige Schadmechanismen unterdr{\"u}ckt wurden. Andere Schadex-positionen wie der Frostangriff ließen sich durch Zusatzmaßnahmen wie dem Eintrag von Luftporen beherrschen. Zu bem{\"a}ngeln sind vor allem die schlechte Verarbeitbarkeit kaolinitischer Metatone wie auch die f{\"u}r Puzzolane stark ausgepr{\"a}gte Carbonatisierungsneigung. Wesentliches Ergebnis der Arbeit ist, dass auch Tone, die bisher als geringwertig bez{\"u}glich des Aktivierungspotentials galten, nutzbare puzzolanische Eigenschaften entwickeln k{\"o}nnen. So kann selbst ein stark verunreinigter Illit-Ton die Qualit{\"a}t von Flugasche erreichen. Mit stei-gendem Tonmineralgehalt sowie bei Pr{\"a}sens thermisch instabilerer Tonminerale wie Mont-morillonit und Kaolinit erweitert sich das Spektrum nutzbarer Puzzolanit{\"a}ten bis hin zur hochreaktiven Metakaolin-Qualit{\"a}t. Damit lassen sich gute bis sehr gute Betoneigenschaften erzielen, sodass die Leistungsf{\"a}higkeit etablierter Kompositmaterialien erreicht wird. Somit sind die Voraussetzungen f{\"u}r eine umfangreiche Nutzung der erheblichen Tonmengen im Zement und Beton gegeben. Entsprechend k{\"o}nnen Tone einen effektiven Beitrag zu einer gesteigerten Nachhaltigkeit in der Baustoffproduktion weltweit leisten.},
  subject      = {Beton},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sung,
  author    = {Sung, Younkyoung},
  title     = {Cultural Tourism and Social Resilience: Discourse of Historic Cities in East Germany, the Case of Gotha and Eisenach},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4092},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200212-40920},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  abstract  = {This thesis explores how cultural heritage plays a role in the development of urban identity by engaging both actively and passively with memory, i.e. remembering and forgetting. I argue that architectural heritage is a medium where specific cultural and social decisions form its way of presentation, and it reflects the values and interests of the period. By the process of remembering and forgetting, the meanings between inhabitant and object in urban environment are practiced, and the meanings are created. To enable the research in narrative observation, cultural tourism management is chosen as the main research object, which reflects the alteration of interaction between the architectural heritage and urban identity. Identifying the role of heritage management, the definition of social resilience and the prospects of cultural heritage as a means of social resilience are addressed. Case region of the research is East Ger- many, thereby, the study examines the distinct approaches and objectives regarding heritage management under the different political systems along the German reunification process. The framework is based on various theoretical paradigms to investigate the broad research questions: 1) What is the role of historic urban quarters in the revitalisation of East German towns? 2) How was the transition processed by cultural heritage management? 3) How did policy affect residents' lives? The case study is applied to macro level (city level: Gotha and Eisenach) and micro level study (object level: specific heritage sites), to analyse the performance of selective remembering and making tourist destination through giving significance to specific heritage. By means of site observations, archival research, qualitative inter- views, photographs, and discourse analysis on printed tourism materials, the study demonstrates that certain sites and characteristics of the city enable creating and focusing messages, which aids the social resilience. Combining theory and empirical studies this thesis attempts to widen the academic discussion regarding the practice of remembering and forgetting driven by cultural heritage. The thesis argues for cultural heritage tourism as an element of social resilience and one that embraces the historic and cultural identity of the inhabitants.},
  subject      = {Stadtmarketing},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmitz,
  author    = {Schmitz, Tonia Annick},
  title     = {Entwicklung und Bilanzierung eines Photobioreaktorsystems zur Makroalgenkultivierung am Standort einer landwirtschaftlichen Biogasanlage},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4177},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200604-41774},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {220},
  abstract  = {Marine Makroalgen besitzen vielversprechende Eigenschaften und Inhaltsstoffe f{\"u}r die Verwendung als Energietr{\"a}ger, Nahrungsmittel oder als Ausgangsstoff f{\"u}r Pharmazeutika. Dass die Quantit{\"a}t und Qualit{\"a}t der in nat{\"u}rlicher Umgebung wachsenden Makroalgen schwankt, reduziert jedoch deren Verwertbarkeit und erschwert die Erschließung hochpreisiger Marktsegmente. Zudem ist eine Ausweitung der Zucht in marinen und k{\"u}stennahen Aquakulturen in Europa gegenw{\"a}rtig wenig aussichtsreich, da vielversprechende Areale bereits zum Fischfang oder als Erholungs- bzw. Naturschutzgebiete ausgewiesen sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird demzufolge ein geschlossenes Photobioreaktorsystem zur Makroalgenkultivierung entwickelt, welches eine umfassende Kontrolle der abiotischen Kultivierungsparameter und eine effektive Aufbereitung des Kulturmediums vorsieht, um eine standortunabh{\"a}ngige Algenproduktion zu erm{\"o}glichen. Zur Bilanzierung des Gesamtkonzeptes einer Kultivierung und Verwertung (stofflich oder energetisch) werden die spezifischen Wachstumsraten und Methanbildungspotentiale der Algenarten Ulva intestinalis, Fucus vesiculosus und Palmaria palmata in praktischen Versuchen ermittelt. Im Ergebnis wird f{\"u}r den gegenw{\"a}rtigen Entwicklungsstand der Kultivierungsanlage eine positive Bilanz f{\"u}r die stoffliche Verwertung der Algenart Ulva intestinalis und eine negative Bilanz f{\"u}r die energetische Verwertung aller untersuchten Algenarten erzielt. Wird ein Optimalszenario betrachtet, indem die Besatzdichten und Wachstumsraten der Algen in der Zucht erh{\"o}ht werden, bleibt die Energiebilanz negativ. Allerdings summieren sich die finanzielle Einnahmen durch einen Verkauf der Algen als Produkt auf j{\"a}hrlich 460.869€ f{\"u}r Ulva intestinalis, 4.010€ f{\"u}r Fucus vesiculosus und 16.913€ f{\"u}r Palmaria palmata. Im Ergebnis ist insbesondere eine stoffliche Verwertung der gez{\"u}chteten Gr{\"u}nalge Ulva intestinalis anzustreben und die Produktivit{\"a}t der Zuchtanlage im Sinne des Optimalszenarios zu steigern.},
  subject      = {Makroalgen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Salavati,
  author    = {Salavati, Mohammad},
  title     = {Multi-Scale Modeling of Mechanical and Electrochemical Properties of 1D and 2D Nanomaterials, Application in Battery Energy Storage Systems},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4183},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200623-41830},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {166},
  abstract  = {Material properties play a critical role in durable products manufacturing. Estimation of the precise characteristics in different scales requires complex and expensive experimental measurements. Potentially, computational methods can provide a platform to determine the fundamental properties before the final experiment. Multi-scale computational modeling leads to the modeling of the various time, and length scales include nano, micro, meso, and macro scales. These scales can be modeled separately or in correlation with coarser scales. Depend on the interested scales modeling, the right selection of multi-scale methods leads to reliable results and affordable computational cost. The present dissertation deals with the problems in various length and time scales using computational methods include density functional theory (DFT), molecular mechanics (MM), molecular dynamics (MD), and finite element (FE) methods. Physical and chemical interactions in lower scales determine the coarser scale properties. Particles interaction modeling and exploring fundamental properties are significant challenges of computational science. Downscale modelings need more computational effort due to a large number of interacted atoms/particles. To deal with this problem and bring up a fine-scale (nano) as a coarse-scale (macro) problem, we extended an atomic-continuum framework. The discrete atomic models solve as a continuum problem using the computationally efficient FE method. MM or force field method based on a set of assumptions approximates a solution on the atomic scale. In this method, atoms and bonds model as a harmonic oscillator with a system of mass and springs. The negative gradient of the potential energy equal to the forces on each atom. In this way, each bond's total potential energy includes bonded, and non-bonded energies are simulated as equivalent structural strain energies. Finally, the chemical nature of the atomic bond is modeled as a piezoelectric beam element that solves by the FE method. Exploring novel materials with unique properties is a demand for various industrial applications. During the last decade, many two-dimensional (2D) materials have been synthesized and shown outstanding properties. Investigation of the probable defects during the formation/fabrication process and studying their strength under severe service life are the critical tasks to explore performance prospects. We studied various defects include nano crack, notch, and point vacancy (Stone-Wales defect) defects employing MD analysis. Classical MD has been used to simulate a considerable amount of molecules at micro-, and meso- scales. Pristine and defective nanosheet structures considered under the uniaxial tensile loading at various temperatures using open-source LAMMPS codes. The results were visualized with the open-source software of OVITO and VMD. Quantum based first principle calculations have been conducting at electronic scales and known as the most accurate Ab initio methods. However, they are computationally expensive to apply for large systems. We used density functional theory (DFT) to estimate the mechanical and electrochemical response of the 2D materials. Many-body Schr{\"o}dinger's equation describes the motion and interactions of the solid-state particles. Solid describes as a system of positive nuclei and negative electrons, all electromagnetically interacting with each other, where the wave function theory describes the quantum state of the set of particles. However, dealing with the 3N coordinates of the electrons, nuclei, and N coordinates of the electrons spin components makes the governing equation unsolvable for just a few interacted atoms. Some assumptions and theories like Born Oppenheimer and Hartree-Fock mean-field and Hohenberg-Kohn theories are needed to treat with this equation. First, Born Oppenheimer approximation reduces it to the only electronic coordinates. Then Kohn and Sham, based on Hartree-Fock and Hohenberg-Kohn theories, assumed an equivalent fictitious non-interacting electrons system as an electron density functional such that their ground state energies are equal to a set of interacting electrons. Exchange-correlation energy functionals are responsible for satisfying the equivalency between both systems. The exact form of the exchange-correlation functional is not known. However, there are widely used methods to derive functionals like local density approximation (LDA), Generalized gradient approximation (GGA), and hybrid functionals (e.g., B3LYP). In our study, DFT performed using VASP codes within the GGA/PBE approximation, and visualization/post-processing of the results realized via open-source software of VESTA. The extensive DFT calculations are conducted 2D nanomaterials prospects as anode/cathode electrode materials for batteries. Metal-ion batteries' performance strongly depends on the design of novel electrode material. Two-dimensional (2D) materials have developed a remarkable interest in using as an electrode in battery cells due to their excellent properties. Desirable battery energy storage systems (BESS) must satisfy the high energy density, safe operation, and efficient production costs. Batteries have been using in electronic devices and provide a solution to the environmental issues and store the discontinuous energies generated from renewable wind or solar power plants. Therefore, exploring optimal electrode materials can improve storage capacity and charging/discharging rates, leading to the design of advanced batteries. Our results in multiple scales highlight not only the proposed and employed methods' efficiencies but also promising prospect of recently synthesized nanomaterials and their applications as an anode material. In this way, first, a novel approach developed for the modeling of the 1D nanotube as a continuum piezoelectric beam element. The results converged and matched closely with those from experiments and other more complex models. Then mechanical properties of nanosheets estimated and the failure mechanisms results provide a useful guide for further use in prospect applications. Our results indicated a comprehensive and useful vision concerning the mechanical properties of nanosheets with/without defects. Finally, mechanical and electrochemical properties of the several 2D nanomaterials are explored for the first time—their application performance as an anode material illustrates high potentials in manufacturing super-stretchable and ultrahigh-capacity battery energy storage systems (BESS). Our results exhibited better performance in comparison to the available commercial anode materials.},
  subject      = {Batterie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Roeder,
  author    = {R{\"o}der, Nina},
  title     = {Formen des Lassens: Performative Strategien der Bildwerdung in der Inszenierten Fotografie},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4214},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200817-42142},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {149},
  abstract  = {Der Forschungsgegenstand dieser Arbeit basiert auf einer ph{\"a}nomenologischen Beobachtung internationaler fotografischer Positionen des Selbstportraits, welche seit den 1960er-Jahren verwandte Inhalte, gleichartige bild{\"a}sthetische Merkmale und {\"a}hnliche Prozesse im fotografischen Herstellungsprozess aufweisen. Gemeinsam haben die in dieser Arbeit besprochenen K{\"u}nstler*innen, dass sich ihre Bildwerdung am eigenen K{\"o}rper vollzieht und an einen durch Bewegung gekennzeichneten Handlungsablauf gekn{\"u}pft ist. Die jeweilige Bildsprache weist eine ephemere {\"A}sthetik aus, in welcher inhaltlich sowohl der physische als auch der philosophisch gemeinte Begriff des (Los-)lassens eine Rolle spielt. Die k{\"u}nstlerischen Positionen, die Gegenstand dieser Ph.D.-Arbeit sind, umfassen Arbeiten von Bas Jan Ader (1942 - 1975), Francesca Woodman (1958 - 1981), Bernhard (1937 - 2011) und Anna Blume (*1937), Antoine d'Agata (*1961) und Tom Pope (*1986).},
  subject      = {Fotografie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rost,
  author    = {Rost, Grit},
  title     = {Entwicklung eines Toolboxmodells als Planungswerkzeug f{\"u}r ein transdisziplin{\"a}res Wasserressourcenmanagement am Beispiel der Stadt Darkhan, Mongolei},
  publisher = {Rhombus},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-941216-94-5},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4287},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201113-42874},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {172},
  abstract  = {Im Rahmen der Dissertation wurde ein Toolboxmodell f{\"u}r transdisziplin{\"a}res Wasserressourcenmanagement entwickelt. Das Modell liefert den methodischen Rahmen Wasserressourcen nachhaltig und transdisziplin{\"a}r zu bewirtschaften. Der Begriff der Nachhaltigkeit und eine Konkretisierung der nachhaltigen Bewirtschaftung globaler Wasserressourcen scheinen un{\"u}berschaubar und suggerieren die Forderung nach einer neuen Weltformel. Die globale Bedeutung der Wasserressourcen, die f{\"u}r Regionen spezifischen Besonderheiten des nat{\"u}rlichen Wasserhaushalts und der anthropogenen Nutzung, die Zeitskala und die Kontextualisierung in alle betroffenen und benachbarten Disziplinen deuten auf die Komplexit{\"a}t der Thematik hin. Es wird eine Systematisierung des Planungsprozesses von Wasserressourcen notwendig, anhand derer eine holistische Herangehensweise mit einer Strategieentwicklung f{\"u}r Regionen spezifischer Schwerpunktprobleme erfolgt. Ziel der Arbeit ist die Erarbeitung einer Strategie zur Systematisierung nach diesen Forderungen und die Bereitstellung eines Toolboxmodelles als Planungswerkzeug f{\"u}r das transdisziplin{\"a}re Wasserressourcenmanagement. Das Toolboxmodell stellt den konzeptionellen Rahmen f{\"u}r die Bewirtschaftung von Wasserressourcen mit der Anwendung transdisziplin{\"a}rer Forschungsmethoden bereit. Wesentliche Herausforderung bei der Anwendung der transdisziplin{\"a}ren Methode sind die Implementierung verschiedener Skalenbereiche, der Umgang mit der Komplexit{\"a}t von Daten, das Bewahren von Transparenz und Objektivit{\"a}t sowie die Erm{\"o}glichung eines auf andere Regionen {\"u}bertragbaren Planungsprozesses. Die theoretischen Grundlagen naturwissenschaftlicher Forschung zur Nachhaltigkeit haben ihren Ursprung in den biologischen und geographischen Disziplinen. Das Ineinandergreifen naturr{\"a}umlicher Zusammenh{\"a}nge und der Einfluss anthropogener Nutzung und technischer Innovationen auf den Naturhaushalt sind Kern der Kausalit{\"a}t {\"u}bergreifenden Denkens und Verstehens. Mit dem Ansatz des integrierten Wasserressourcenmanagements (IWRM) erfolgt die Ber{\"u}cksichtigung wirtschaftlicher und sozio{\"o}konomischer Ziele in den Planungsprozess f{\"u}r {\"o}kologisch nachhaltige Wasserwirtschaft. Das Instrument der Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) ist auf eine Gew{\"a}sser{\"o}kologie ausgerichtete Richtlinie, welche die Integration verschiedener Interessenvertreter in den Planungsprozess vorsieht. Das Konzept der neuartigen Sanit{\"a}rsysteme basiert auf Stofffl{\"u}ssen zwischen konkurrierenden Handlungsbereichen, wie Abfall-, Ressourcen- und Landwirtschaft. Den integrierten Ans{\"a}tzen fehlt eine {\"u}bergeordnete gemeinsame Zielstrategie - eine sogenannte Phase Null. Diese Phase Null - das Lernen aller 7 Zusammenfassung 157 relevanten, konkurrierenden und harmonisierenden Handlungsfelder eines Planungshorizontes wird durch eine transdisziplin{\"a}re Perspektive erm{\"o}glicht. W{\"a}hrend bei der integralen Perspektive eine disziplinorientierte Kooperation im Vordergrund steht, verlangt die transdisziplin{\"a}re Perspektive nach einer problemorientierten Kooperation zwischen den Interessenvertretern (Werlen 2015). Die bestehenden Konzepte und Richtlinien f{\"u}r das nachhaltige Management von Wasserressourcen sind etabliert und evaluiert. Der Literatur zur Folge ist eine Weiterentwicklung nach der Perspektive der Transdisziplinarit{\"a}t erforderlich. Das Toolboxmodell f{\"u}r integrales Wasserressourcenmanagement entspricht einem Planungstool bestehend aus Werkzeugen f{\"u}r die Anwendung wissenschaftlicher Methoden. Die Zusammenstellung der Methoden/Werkzeuge erf{\"u}llt im Rahmen die Methode transdisziplin{\"a}rer Forschung. Das Werkzeug zum Aufstellen der relevanten Handlungsfelder umfasst die Charakterisierung eines Untersuchungsgebietes und Planungsrahmens, die kausale Verkn{\"u}pfung des Bewirtschaftungskonzeptes und konkurrierender sowie sich unterst{\"u}tzender Stakeholder. Mit dem Werkzeug der Kontextualisierung und Indikatorenaufstellung wird eine Methode der stufenweisen und von einer Skala unabh{\"a}ngigen Bewertung des Umweltzustandes f{\"u}r die Zielpriorisierung vorgenommen. Damit wird das Toolboxmodell dem Problem der Komplexit{\"a}t und Datenverf{\"u}gbarkeit gerecht. Anhand der eingesetzten ABC Methode, werden die Bewertungsgr{\"o}ßen differenziert strukturiert auf verschiedene Skalen und Datenressourcen (A=Ersterkennung,B=Zeigerwerte, C=Modell/Index). Die ABC-Methode erm{\"o}glicht die Planung bereits mit unsicherer und l{\"u}ckenhafter Datengrundlage, ist jederzeit erweiterbar und bietet somit eine operative Wissensgenerierung w{\"a}hrend des Gestaltungsprozesses. F{\"u}r das Werkzeug zur Bewertung und Priorisierung wird der Algorithmus der Composite Programmierung angewandt. Diese Methode der Mehrfachzielplanung erf{\"u}llt den Anspruch der permanenten Erweiterbarkeit und der transparenten und objektiven Entscheidungsfindung. Die Komplexit{\"a}t des transdisziplin{\"a}ren Wasserressourcenmanagements kann durch die Methode der Composite Programmierung systematisiert werden. Das wesentliche Ergebnis der Arbeit stellt die erfolgreiche Erarbeitung und Anwendung des Tool-boxmodells f{\"u}r das transdisziplin{\"a}re Wasserressourcenmanagement im Untersuchungsgebiet Stadt Darkhan in der Mongolei dar. Auf Grund seiner besonderen hydrologischen und strukturellen Situa-tion wird die Relevanz eines nachhaltigen Bewirtschaftungskonzeptes deutlich. Im Rahmen des Querschnittsmoduls des MoMo-Projektes wurde eine f{\"u}r das Toolboxmodell geeignete Datengrundlage erarbeitet. Planungsrelevante Handlungsfelder wurden im Rahmen eines Workshops mit verschiedenen Interessenvertretern erarbeitet. Im Ergebnis dessen wurde die Systematik eines Zielbaumes mit Hauptzielen und untergeordneten Teilzielen als Grundlage der Priorisierung nach den holistischen Anspruch der transdisziplin{\"a}ren Forschung aufgestellt. F{\"u}r die Messbarkeit, in-wieweit Teilziele erreicht sind oder Handlungsbedarf besteht, wurden Indikatoren erarbeitet. Die Indikatoren-Aufstellung erfolgte exemplarisch f{\"u}r das Handlungsfeld Siedlungswasserwirtschaft in allen Skalen des ABC-Systems. Die im BMBF-MoMo Projekt generierte umfassende Datengrundlage erm{\"o}glichte die Anwendung und Evaluierung des Toolboxmodells mit unterschiedlichem quantitativem und qualitativem Dateninput. Verschiedene Kombination von A (Ersterkennung), B (Zeigerwerte) und C (Modell/Index) als Grundlage der Priorisierung mit der Compostite Programmierung erm{\"o}glichten die Durchf{\"u}hrung und Bewertung des transdisziplin{\"a}ren Planungstools. Die er-mittelten Rangfolgen von Teilzielen mit unterschiedlichen Bewertungsvarianten ergaben {\"a}hnliche Tendenzen. Das ist ein Hinweis daf{\"u}r, dass f{\"u}r die zuk{\"u}nftige Anwendung des Toolboxmodells die operative Wissensgenerierung, d.h. das schrittweise Hinzuf{\"u}gen neu ermittelter, gesicherterer Daten, funktioniert. Eine schwierige Datenverf{\"u}gbarkeit oder eine noch im Prozess befindliche wissenschaftliche Analyse sollen keine Hindernisse f{\"u}r eine schrittweise und erweiterbare Zielpriorisierung und Maßnahmenplanung sein. Trotz der Komplexit{\"a}t des transdisziplin{\"a}ren Ansatzes wird durch die Anwendung des Toolboxmodells eine effiziente und zielorientierte Handlungspriorisierung erm{\"o}glicht. Die Effizienz wird erreicht durch ressourcenschonende und flexible, Ziel fokussierte Datenermittlung. Zeit und Kosten im Planungsprozess k{\"o}nnen eingespart werden. Die erzielte Priorisierung von letztlich Handlungsempfehlungen erfolgt individuell auf die Eigenart des Untersuchungsgebietes angepasst, was hinsichtlich seiner Wirkung als erfolgsversprechend gilt.},
  subject      = {Wasserreserve},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Reformat,
  author    = {Reformat, Martin},
  title     = {Zementmahlung - Untersuchungen zum Zusammenhang von Mahlaggregat und Materialeigenschaften},
  isbn      = {978-3-00-067121-0},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4279},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201102-42794},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {224},
  abstract  = {Die Mahlung als Zerkleinerungsprozess stellt seit den Anf{\"a}ngen der Menschheit eine der wichtigsten Verarbeitungsformen von Materialien aller Art dar - von der Getreidemahlung, {\"u}ber das Aufschließen von Heilkr{\"a}utern in M{\"o}rsern bis hin zur Herstellung von Tonern f{\"u}r Drucker und Kopierer. Besonders die Zementmahlung ist in modernen Gesellschaften sowohl ein wirtschaftlicher als auch ein {\"o}kologischer Faktor. Mehr als zwei Drittel der elektrischen Energie der Zementproduktion werden f{\"u}r Rohmehl- und Klinker- bzw. Kompositmaterialmahlung verbraucht. Dies ist nur ein Grund, warum der Mahlprozess zunehmend in den Fokus vieler Forschungs- und Entwicklungsvorhaben r{\"u}ckt. Die Komplexit{\"a}t der Zementmahlung steigt im zunehmenden Maße an. Die simple „Mahlung auf Zementfeinheit" ist seit langem obsolet. Zemente werden maßgeschneidert, mit verschiedensten Kombinationsprodukten, getrennt oder gemeinsam, in unterschiedlichen Mahlaggregaten oder mit ganz neuen Ans{\"a}tzen gefertigt. Dar{\"u}ber hinaus gewinnt auch der Sektor des Baustoffrecyclings, mit allen damit verbundenen Herausforderungen, immer mehr an Bedeutung. Bei der Fragestellung, wie der Mahlprozess einerseits leistungsf{\"a}hige Produkte erzeugen kann und andererseits die zunehmenden Anforderungen an Nachhaltigkeit erf{\"u}llt, steht das Mahlaggregat im Mittelpunkt der Betrachtungen. Dementsprechend gliedert sich, neben einer eingehenden Literaturrecherche zum Wissensstand, die vorliegende Arbeit in zwei {\"u}bergeordnete Teile: Im ersten Teil werden Untersuchungen an konventionellen Mahlaggregaten mit in der Zementindustrie verwendeten Kernprodukten wie Portlandzementklinker, Kalkstein, Flugasche und H{\"u}ttensand angestellt. Um eine m{\"o}glichst effektive Mahlung von Zement und Kompositmaterialien zu gew{\"a}hrleisten, ist es wichtig, die Auswirkung von M{\"u}hlenparametern zu kennen. Hierf{\"u}r wurde eine umfangreiche Versuchsmatrix aufgestellt und abgearbeitet. Das Spektrum der Analysemethoden war ebenfalls umfangreich und wurde sowohl auf die gemahlenen Materialien als auch auf die daraus hergestellten Zemente und Betone angewendet. Es konnte gezeigt werden, dass vor allem die Unterscheidung zwischen Mahlk{\"o}rperm{\"u}hlen und mahlk{\"o}rperlosen M{\"u}hlen entscheidenden Einfluss auf die Granulometrie und somit auch auf die Zementperformance hat. Besonders stark wurden die Verarbeitungseigenschaften, insbesondere der Wasseranspruch und damit auch das Porengef{\"u}ge und schließlich Druckfestigkeiten sowie Dauerhaftigkeitseigenschaften der aus diesen Zementen hergestellten Betone, beeinflusst. Bei Untersuchungen zur gemeinsamen Mahlung von Kalkstein und Klinker f{\"u}hrten ung{\"u}nstige Anreicherungseffekte des gut mahlbaren Kalksteins sowie tonigen Nebenbestandteilen zu einer schlechteren Performance in allen Zementpr{\"u}fungen. Der zweite Teil widmet sich der Hochenergiemahlung. Die dahinterstehende Technik wird seit Jahrzehnten in anderen Wirtschaftsbranchen, wie der Pharmazie, Biologie oder auch Lebensmittelindustrie angewendet und ist seit einiger Zeit auch in der Zementforschung anzutreffen. Beispielhaft seien hier die Planeten- und R{\"u}hrwerkskugelm{\"u}hle als Vertreter genannt. Neben grundlegenden Untersuchungen an Zementklinker und konventionellen Kompositmaterialien wie H{\"u}ttensand und Kalkstein wurde auch die Haupt-Zementklinkerphase Alit untersucht. Die Hochenergiemahlung von konventionellen Kompositmaterialien generierte zus{\"a}tzliche Reaktivit{\"a}t bei gleicher Granulometrie gegen{\"u}ber der herk{\"o}mmlichen Mahlung. Dies wurde vor allem bei per se reaktivem Zementklinker als auch bei latent-hydraulischem H{\"u}ttensand beobachtet. Gemahlene Flugaschen konnten nur im geringen Maße weiter aktiviert werden. Der generelle Einfluss von Oberfl{\"a}chenvergr{\"o}ßerung, Strukturdefekten und Relaxationseffekten eines Mahlproduktes wurden eingehend untersucht und gewichtet. Die Ergebnisse bei der Hochenergiemahlung von Alit zeigten, dass die durch Mahlung eingebrachten Strukturdefekte eine Erh{\"o}hung der Reaktivit{\"a}t zur Folge haben. Hierbei konnte festgestellt werden, das maßgeblich Oberfl{\"a}chendefekte, strukturelle (Volumen-)defekte und als Konterpart Selbstheilungseffekte die reaktivit{\"a}tsbestimmenden Faktoren sind. Weiterhin wurden Versuche zur Mahlung von Altbetonbrechsand durchgef{\"u}hrt. Im Speziellen wurde untersucht, inwieweit eine R{\"u}ckf{\"u}hrung von Altbetonbrechsand, als unverwertbarer Teil des Betonbruchs, in Form eines Zement-Kompositmaterials in den Baustoffkreislauf m{\"o}glich ist. Die hierf{\"u}r verwendete Mahltechnik umfasst sowohl konventionelle M{\"u}hlen als auch Hochenergiem{\"u}hlen. Es wurden Kompositzemente mit variiertem Recyclingmaterialanteil hergestellt und auf grundlegende Eigenschaften untersucht. Zur Bewertung der Produktqualit{\"a}t wurde der sogenannte „Aktivierungskoeffizient" eingef{\"u}hrt. Es stellte sich heraus, dass die R{\"u}ckf{\"u}hrung von Altbetonbrechsand als potentielles Kompositmaterial wesentlich vom Anteil des Zementsteins abh{\"a}ngt. So konnte beispielsweise reiner Zementstein als aufgemahlenes Kompositmaterial eine bessere Performance gegen{\"u}ber dem mit Gesteinsk{\"o}rnung beaufschlagtem Altbetonbrechsand ausweisen. Bezogen auf die gemessenen Hydratationsw{\"a}rmen und Druckfestigkeiten nahm der Aktivierungskoeffzient mit fallendem Abstraktionsgrad ab. Ebenfalls sank der Aktivierungskoeffizient mit steigendem Substitutionsgrad. Als Vergleich wurden dieselben Materialien in konventionellen M{\"u}hlen aufbereitet. Die hier erzielten Ergebnisse k{\"o}nnen teilweise der Hochenergiemahlung als gleichwertig beurteilt werden. Folglich ist bei der Aktivierung von Recyclingmaterialien weniger die Mahltechnik als der Anteil an aktivierbarem Zementstein ausschlaggebend.},
  subject      = {Zement},
  language  = {de}
}
@phdthesis{RadmardRahmani,
  author    = {Radmard Rahmani, Hamid},
  title     = {Artificial Intelligence Approach for Seismic Control of Structures},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4135},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200417-41359},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  abstract  = {Abstract In the first part of this research, the utilization of tuned mass dampers in the vibration control of tall buildings during earthquake excitations is studied. The main issues such as optimizing the parameters of the dampers and studying the effects of frequency content of the target earthquakes are addressed. Abstract The non-dominated sorting genetic algorithm method is improved by upgrading generic operators, and is utilized to develop a framework for determining the optimum placement and parameters of dampers in tall buildings. A case study is presented in which the optimal placement and properties of dampers are determined for a model of a tall building under different earthquake excitations through computer simulations. Abstract In the second part, a novel framework for the brain learning-based intelligent seismic control of smart structures is developed. In this approach, a deep neural network learns how to improve structural responses during earthquake excitations using feedback control. Abstract Reinforcement learning method is improved and utilized to develop a framework for training the deep neural network as an intelligent controller. The efficiency of the developed framework is examined through two case studies including a single-degree-of-freedom system and a high-rise building under different earthquake excitation records. Abstract The results show that the controller gradually develops an optimum control policy to reduce the vibrations of a structure under an earthquake excitation through a cyclical process of actions and observations. Abstract It is shown that the controller efficiently improves the structural responses under new earthquake excitations for which it was not trained. Moreover, it is shown that the controller has a stable performance under uncertainties.},
  subject      = {Erdbeben},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rabizadeh,
  author    = {Rabizadeh, Ehsan},
  title     = {Goal-oriented A Posteriori Error Estimation and Adaptive Mesh Refinement in 2D/3D Thermoelasticity Problems},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4286},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201113-42864},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  abstract  = {In recent years, substantial attention has been devoted to thermoelastic multifield problems and their numerical analysis. Thermoelasticity is one of the important categories of multifield problems which deals with the effect of mechanical and thermal disturbances on an elastic body. In other words, thermoelasticity encompasses the phenomena that describe the elastic and thermal behavior of solids and their interactions under thermo-mechanical loadings. Since providing an analytical solution for general coupled thermoelasticity problems is mathematically complicated, the development of alternative numerical solution techniques seems essential. Due to the nature of numerical analysis methods, presence of error in results is inevitable, therefore in any numerical simulation, the main concern is the accuracy of the approximation. There are different error estimation (EE) methods to assess the overall quality of numerical approximation. In many real-life numerical simulations, not only the overall error, but also the local error or error in a particular quantity of interest is of main interest. The error estimation techniques which are developed to evaluate the error in the quantity of interest are known as "goal-oriented" error estimation (GOEE) methods. This project, for the first time, investigates the classical a posteriori error estimation and goal-oriented a posteriori error estimation in 2D/3D thermoelasticity problems. Generally, the a posteriori error estimation techniques can be categorized into two major branches of recovery-based and residual-based error estimators. In this research, application of both recovery- and residual-based error estimators in thermoelasticity are studied. Moreover, in order to reduce the error in the quantity of interest efficiently and optimally in 2D and 3D thermoelastic problems, goal-oriented adaptive mesh refinement is performed. As the first application category, the error estimation in classical Thermoelasticity (CTE) is investigated. In the first step, a rh-adaptive thermo-mechanical formulation based on goal-oriented error estimation is proposed.The developed goal-oriented error estimation relies on different stress recovery techniques, i.e., the superconvergent patch recovery (SPR), L2-projection patch recovery (L2-PR), and weighted superconvergent patch recovery (WSPR). Moreover, a new adaptive refinement strategy (ARS) is presented that minimizes the error in a quantity of interest and refines the discretization such that the error is equally distributed in the refined mesh. The method is validated by numerous numerical examples where an analytical solution or reference solution is available. After investigating error estimation in classical thermoelasticity and evaluating the quality of presented error estimators, we extended the application of the developed goal-oriented error estimation and the associated adaptive refinement technique to the classical fully coupled dynamic thermoelasticity. In this part, we present an adaptive method for coupled dynamic thermoelasticity problems based on goal-oriented error estimation. We use dimensionless variables in the finite element formulation and for the time integration we employ the acceleration-based Newmark-_ method. In this part, the SPR, L2-PR, and WSPR recovery methods are exploited to estimate the error in the quantity of interest (QoI). By using adaptive refinement in space, the error in the quantity of interest is minimized. Therefore, the discretization is refined such that the error is equally distributed in the refined mesh. We demonstrate the efficiency of this method by numerous numerical examples. After studying the recovery-based error estimators, we investigated the residual-based error estimation in thermoelasticity. In the last part of this research, we present a 3D adaptive method for thermoelastic problems based on goal-oriented error estimation where the error is measured with respect to a pointwise quantity of interest. We developed a method for a posteriori error estimation and mesh adaptation based on dual weighted residual (DWR) method relying on the duality principles and consisting of an adjoint problem solution. Here, we consider the application of the derived estimator and mesh refinement to two-/three-dimensional (2D/3D) thermo-mechanical multifield problems. In this study, the goal is considered to be given by singular pointwise functions, such as the point value or point value derivative at a specific point of interest (PoI). An adaptive algorithm has been adopted to refine the mesh to minimize the goal in the quantity of interest. The mesh adaptivity procedure based on the DWR method is performed by adaptive local h-refinement/coarsening with allowed hanging nodes. According to the proposed DWR method, the error contribution of each element is evaluated. In the refinement process, the contribution of each element to the goal error is considered as the mesh refinement criterion. In this study, we substantiate the accuracy and performance of this method by several numerical examples with available analytical solutions. Here, 2D and 3D problems under thermo-mechanical loadings are considered as benchmark problems. To show how accurately the derived estimator captures the exact error in the evaluation of the pointwise quantity of interest, in all examples, considering the analytical solutions, the goal error effectivity index as a standard measure of the quality of an estimator is calculated. Moreover, in order to demonstrate the efficiency of the proposed method and show the optimal behavior of the employed refinement method, the results of different conventional error estimators and refinement techniques (e.g., global uniform refinement, Kelly, and weighted Kelly techniques) are used for comparison.},
  subject      = {Mesh Refinement},
  language  = {en}
}