@inproceedings{CastilloPerez, author = {Castillo-P{\´e}rez, Ra{\´u}l}, title = {AN APPLICATION OF FORMAL POWER SERIES FOR THE DEVELOPMENT OF OPTICAL FILTERS}, editor = {G{\"u}rlebeck, Klaus and K{\"o}nke, Carsten}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, issn = {1611-4086}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2835}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28354}, pages = {8}, abstract = {The application of a recent method using formal power series is proposed. It is based on a new representation for solutions of Sturm-Liouville equations. This method is used to calculate the transmittance and reflectance coefficients of finite inhomogeneous layers with high accuracy and efficiency. Tailoring the refraction index profile defining the inhomogeneous media it is possible to develop very important applications such as optical filters. A number of profiles were evaluated and then some of them selected in order to perform an improvement of their characteristics via the modification of their profiles.}, subject = {Angewandte Informatik}, language = {en} } @article{BrehmZabelBucher, author = {Brehm, Maik and Zabel, Volkmar and Bucher, Christian}, title = {An automatic mode pairing strategy using an enhanced modal assurance citerion based on modal strain energies}, series = {Journal of Sound and Vibration}, journal = {Journal of Sound and Vibration}, doi = {10.1016/j.jsv.2010.07.006}, pages = {5375 -- 5392}, abstract = {In the context of finite element model updating using output-only vibration test data, natural frequencies and mode shapes are used as validation criteria. Consequently, the correct pairing of experimentally obtained and numerically derived natural frequencies and mode shapes is important. In many cases, only limited spatial information is available and noise is present in the measurements. Therefore, the automatic selection of the most likely numerical mode shape corresponding to a particular experimentally identified mode shape can be a difficult task. The most common criterion for indicating corresponding mode shapes is the modal assurance criterion. Unfortunately, this criterion fails in certain cases and is not reliable for automatic approaches. In this paper, the purely mathematical modal assurance criterion will be enhanced by additional physical information from the numerical model in terms of modal strain energies. A numerical example and a benchmark study with experimental data are presented to show the advantages of the proposed energy-based criterion in comparison to the traditional modal assurance criterion.}, subject = {Angewandte Mathematik}, language = {en} } @inproceedings{BrehmZabelBucheretal., author = {Brehm, Maik and Zabel, Volkmar and Bucher, Christian and Ribeiro, D.}, title = {AN AUTOMATIC MODE SELECTION STRATEGY FOR MODEL UPDATING USING THE MODAL ASSURANCE CRITERION AND MODAL STRAIN ENERGIES}, editor = {G{\"u}rlebeck, Klaus and K{\"o}nke, Carsten}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, issn = {1611-4086}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2833}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28330}, pages = {18}, abstract = {In the context of finite element model updating using vibration test data, natural frequencies and mode shapes are used as validation criteria. Consequently, the order of natural frequencies and mode shapes is important. As only limited spatial information is available and noise is present in the measurements, the automatic selection of the most likely numerical mode shape corresponding to a measured mode shape is a difficult task. The most common criterion to indicate corresponding mode shapes is the modal assurance criterion. Unfortunately, this criterion fails in certain cases. In this paper, the pure mathematical modal assurance criterion will be enhanced by additional physical information of the numerical model in terms of modal strain energies. A numerical example and a benchmark study with real measured data are presented to show the advantages of the enhanced energy based criterion in comparison to the traditional modal assurance criterion.}, subject = {Angewandte Informatik}, language = {en} } @phdthesis{Semar2010, author = {Semar, Olivier}, title = {Anwendung der Perkolationstheorie zur Analyse des suffosiven Partikeltransportes}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1438}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20101124-15252}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der geometrischen Suffosionsbest{\"a}ndigkeit von Erdstoffen. Mit dem wahrscheinlichkeitstheoretischen Ansatz der Perkolationstheorie wurde ein analytisches Verfahren gew{\"a}hlt, mit dem suffosive Materialtransportprozesse modelliert und quantifiziert werden k{\"o}nnen. Mit dem verwendeten Perkolationsmodell wurde eine beliebige Porenstruktur eines realen Erdstoffes im 3-Dimensionalen modelliert. M{\"o}gliche Materialtransportprozesse innerhalb der modellierten Porenstruktur wurden anschließend simuliert. Allgemein g{\"u}ltige Gesetzm{\"a}ßigkeiten wurden hergeleitet und Grenzbedingungen formuliert. Diese sind vom Erdstoff unabh{\"a}ngig und beschreiben Zusammenh{\"a}nge zwischen Materialtransport und Porenstruktur. Anwendbar sind diese Ergebnisse auf homogene, isotrope und selbst{\"a}hnliche Erdstoffgef{\"u}ge. Aussagen {\"u}ber konkrete Erdstoffe k{\"o}nnen {\"u}ber die Transformationsmethode erfolgen. F{\"u}r die Verwendung der Transformationsmethode ist vorab die relevante Porenstruktur, d. h. die Porenengstellenverteilung, zu ermitteln.}, subject = {Perkolationstheorie}, language = {de} } @techreport{AmanoBimberGrundhoefer2010, author = {Amano, Toshiyuki and Bimber, Oliver and Grundh{\"o}fer, Anselm}, title = {Appearance Enhancement for Visually Impaired with Projector Camera Feedback}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1411}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100106-14974}, year = {2010}, abstract = {Visually impaired is a common problem for human life in the world wide. The projector-based AR technique has ability to change appearance of real object, and it can help to improve visibility for visually impaired. We propose a new framework for the appearance enhancement with the projector camera system that employed model predictive controller. This framework enables arbitrary image processing such as photo-retouch software in the real world and it helps to improve visibility for visually impaired. In this article, we show the appearance enhancement result of Peli's method and Wolffshon's method for the low vision, Jefferson's method for color vision deficiencies. Through experiment results, the potential of our method to enhance the appearance for visually impaired was confirmed as same as appearance enhancement for the digital image and television viewing.}, subject = {Maschinelles Sehen}, language = {en} } @inproceedings{KinzlerGrabe, author = {Kinzler, Steffen and Grabe, J{\"u}rgen}, title = {APPLICATION OF MULTICRITERIAL NUMERICAL OPTIMISATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING}, editor = {G{\"u}rlebeck, Klaus and K{\"o}nke, Carsten}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, issn = {1611-4086}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2861}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28616}, pages = {10}, abstract = {Geotechnical constructions are sophisticated structures due to the non-linear soil behaviour and the complex soil-structure interaction, which entails great exigencies on the liable engineer during the design process. The process can be schematised as a difficult and, depending on the opportunities and skills of the processor more or less innovative, creative and heuristic search for one or a multiple of defined objectives under given boundary conditions. Wholistic approaches including numerical optimisation which support the constructing engineer in this task do not currently exist. Abstract problem formulation is not state of the art; commonly parameter studies are bounded by computational effort. Thereby potential regarding cost effectiveness, construction time, load capacity and/or serviceability are often used insufficiently. This paper describes systematic approaches for comprehensive optimisation of selected geotechnical constructions like combined pile raft foundations and quay wall structures. Several optimisation paradigms like the mono- and the multi-objective optimisation are demonstrated and their use for a more efficient design concerning various intentions is shown in example. The optimisation is implemented by using Evolutionary Algorithms. The applicability to geotechnical real world problems including nonlinearities, discontinuities and multi-modalities is shown. The routines are adapted to common problems and coupled with conventional analysis procedures as well as with numerical calculation software based on the finite element method. Numerical optimisation of geotechnical design using efficient algorithms is able to deliver highly effective solutions after investing more effort into the parameterization of the problem. Obtained results can be used for realizing different constructions near the stability limit, visualizing the sensitivity regarding the construction parameters or simply procuring more effective solutions.}, subject = {Angewandte Informatik}, language = {en} } @inproceedings{BertholdMilbradt, author = {Berthold, Tim and Milbradt, Peter}, title = {ARTIFICIAL NEURONAL NETWORKS IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING: THEORY AND APPLICATIONS}, editor = {G{\"u}rlebeck, Klaus and K{\"o}nke, Carsten}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, issn = {1611-4086}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2830}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28304}, pages = {14}, abstract = {Models in the context of engineering can be classified in process based and data based models. Whereas the process based model describes the problem by an explicit formulation, the data based model is often used, where no such mapping can be found due to the high complexity of the problem. Artificial Neuronal Networks (ANN) is a data based model, which is able to "learn" a mapping from a set of training patterns. This paper deals with the application of ANN in time dependent bathymetric models. A bathymetric model is a geometric representation of the sea bed. Typically, a bathymetry is been measured and afterwards described by a finite set of measured data. Measuring at different time steps leads to a time dependent bathymetric model. To obtain a continuous surface, the measured data has to be interpolated by some interpolation method. Unlike the explicitly given interpolation methods, the presented time dependent bathymetric model using an ANN trains the approximated surface in space and time in an implicit way. The ANN is trained by topographic measured data, which consists of the location (x,y) and time t. In other words the ANN is trained to reproduce the mapping h = f(x,y,t) and afterwards it is able to approximate the topographic height for a given location and date. In a further step, this model is extended to take meteorological parameters into account. This leads to a model of more predictive character.}, subject = {Angewandte Informatik}, language = {en} } @phdthesis{Dahl2010, author = {Dahl, Alexander}, title = {Ber{\"u}cksichtigung externer Kosten bei der Ermittlung von Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren auf deutschen Autobahnen}, isbn = {978-3-86068-434-4}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1447}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110221-15343}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {Seit 1969 werden f{\"u}r die Bundesrepublik kontinuierlich Berechnungen zu den Gesamtkosten des Straßenverkehrs der Bundesfernstraßen und deren Verteilung auf die Verkehrsteilnehmer durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse der Wegekostenrechnungen der Jahre 2002 und 2007 sind die Grundlage f{\"u}r die mittlerweile f{\"u}r das deutsche Autobahnnetz eingef{\"u}hrte fahrleistungsbezogene Benutzungsgeb{\"u}hr f{\"u}r Lkw mit einem zul{\"a}ssigen Gesamtgewicht von mindestens zw{\"o}lf Tonnen. Damit wird die Forderung der EU-Richtlinie 1999/62/EG umgesetzt, nach der sich die durchschnittlichen Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren an den Kosten f{\"u}r den Bau, den Betrieb und den Ausbau des betreffenden Verkehrswegenetzes orientieren sollen. Mit der EU-Richtlinie 2006/38/EG k{\"u}ndigt sich die weitere Entwicklung bei der Berechnung von Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren an. Zuk{\"u}nftig sollen auch externe Kosten in die Berechnung einfließen. Ein erster Schritt zur Ber{\"u}cksichtigung dieser externen Kosten erfolgte mit Erstellung eines Handbuchs im Rahmen eines EU-Forschungsprojektes. Das Handbuch enth{\"a}lt aufgrund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen in den Mitgliedsstaaten der EU keine exakten Berechnungsvorschriften, sondern stellt verschiedene methodische Ans{\"a}tze bisher durchgef{\"u}hrter Studien zu externen Kosten vor, gibt Empfehlungen hinsichtlich der Methodenwahl und beinhaltet Sch{\"a}tzungen {\"u}ber die H{\"o}he der externen Kosten. Die im europ{\"a}ischen Raum in den vergangenen Jahren durchgef{\"u}hrten Studien zur Ermittlung externer Kosten des Verkehrs zeichnen sich durch einander {\"a}hnelnde Vorgehensweisen aus, die aber vor allem hinsichtlich der Kostenrechnungsart und der verwendeten Kostens{\"a}tze aus Sicht des Verfassers der vorliegenden Arbeit kritische Aspekte aufweisen. In der vorliegenden Dissertationsschrift wird daher eine alternative Berechnungsmethodik zur Ermittlung abschnitts-, fahrzeugklassen- und fahrleistungsbezogener externer Kosten f{\"u}r Autobahnen entwickelt und an einem ausgew{\"a}hlten Beispielnetz zur Anwendung gebracht. Dabei wird in einigen wesentlichen Punkten von der in aktuellen Studien {\"u}berwiegend gew{\"a}hlten Vorgehensweise abgewichen, um eine andere Sichtweise darzustellen. Damit tr{\"a}gt die vorliegende Arbeit substanziell zur Erweiterung des Erkenntnisstands zu Berechnungsmethoden externer Kosten des Straßenverkehrs bei. Die hier entwickelte Berechnungsmethodik ist außerdem als Grundlage f{\"u}r ein in der Praxis anwendbares Verfahren zu verstehen und zeichnet sich auch daher durch eine einfach zu handhabende {\"U}bertragbarkeit auf das gesamte Autobahnnetz Deutschlands aus. Die Abschnitte entsprechen den Teilstrecken zwischen zwei Autobahnanschlussstellen. Es wird zwischen den beiden Fahrzeugklassen "Lkw ab 12 t zul{\"a}ssigem Gesamtgewicht" und "Sonstigen Fahrzeugen" unterschieden. Obwohl momentan nur eine Benutzungsgeb{\"u}hr f{\"u}r Lkw ab 12 t zul{\"a}ssigem Gesamtgewicht erhoben wird, ist es mit der entwickelten Methodik m{\"o}glich, fahrleistungsbezogene externe Kosten f{\"u}r alle Kfz angeben zu k{\"o}nnen. Die Einbeziehung externer Nutzen wird in diesem Zusammenhang andiskutiert; der Schwerpunkt liegt allerdings auf den externen Kosten. Im Rahmen der Arbeit werden zun{\"a}chst Definitionen wesentlicher Terminologien dargestellt, soweit diese f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der sich anschließenden Diskussion und Festlegung der Grundlagen der entwickelten Berechnungsmethodik notwendig erscheinen. Diese Diskussion und Festlegung umfasst die Bereiche Kostenrechnungsart, Bewertungsverfahren zur Ermittlung des Werteger{\"u}sts, Diskontrate, zu betrachtende Kostenbereiche, Mengenger{\"u}st und Allokationsrechnung. Darauf folgend werden die betrachteten Kostenbereiche anhand vorliegender Studien und eigener {\"U}berlegungen detailliert dargestellt und das Werteger{\"u}st bestimmt. Außerdem wird die Allokationsrechnung und das f{\"u}r die Berechnung heranzuziehende Mengenger{\"u}st f{\"u}r jeden Bereich separat vorgestellt. Anschließend wird die entwickelte Berechnungsmethodik auf ein Beispielnetz (Autobahnnetz Th{\"u}ringen) angewendet. Neben der Vorstellung des Untersuchungsgebiets, der Berechnung der externen Kosten und der disaggregierten Ergebnisdarstellung wird die Einteilung des Beispielnetzes in unterschiedliche Preiskategorien auf der Grundlage der abschnittsbezogen vorliegenden Ergebnisse diskutiert, auf deren Basis die externen Kosten {\"u}ber Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren internalisiert werden k{\"o}nnten. Im Rahmen einer Sensitivit{\"a}tsanalyse werden einzelne Annahmen der Berechnungsmethodik bzw. Kostens{\"a}tze des Werteger{\"u}sts variiert. Die Auswirkungen dieser Variationen werden wiederum am Beispielnetz, f{\"u}r das erneute Kostenberechnungen vorgenommen werden, dargelegt. Abschließend werden offen gebliebene Fragestellungen und Empfehlungen f{\"u}r weitere Untersuchungen benannt.}, subject = {Soziale Kosten}, language = {de} } @inproceedings{RueppelAbolghasemzadeh, author = {R{\"u}ppel, Uwe and Abolghasemzadeh, Puyan}, title = {BIM-BASED IMMERSIVE EVACUATION SIMULATIONS}, editor = {G{\"u}rlebeck, Klaus and K{\"o}nke, Carsten}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, issn = {1611-4086}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2884}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28845}, pages = {9}, abstract = {The changed global security situation in the last eight years has shown the importance of emergency management plans in public buildings. Therefore, the use of computer simulators for surveying fire safety design and evacuation process is increasing. The aim of these simulators is to have more realistic evacuation simulations. The challenge is, firstly, to realize the virtual simulation environment based on geometrical and material boundary conditions, secondly, to considerate the mutual interaction effects between different parameters and, finally, to have a realistic visualization of the simulated results. In order to carry out this task, an especial new software method on a BIM-platform has to be developed which can integrate all required simulations and will be able to have an immersive output BIM ISEE (Immersive Safety Engineering Environment). The new BIM-ISEE will integrate the Fire Dynamics Simulator (FDS) for fire and evacuation simulation in the Autodesk Revit which is a BIM-platform and will represent the simulation results in the immersive virtual environment at the institute (CES-Lab). With BIM-ISEE the fire safety engineer will be able to obtain more realistic visualizations in the immersive environment, to modify his concept more effectively, to evaluate the simulation results more accurately and to visualize the various simulation results. It can also give the rescue staff the opportunity to perform and evaluate emergency evacuation trainings.}, subject = {Angewandte Informatik}, language = {en} } @inproceedings{TheilerTauscherTulkeetal., author = {Theiler, Michael and Tauscher, Eike and Tulke, Jan and Riedel, Thomas}, title = {Boolesche Operationen f{\"u}r die Visualisierung von IFC-Geb{\"a}udemodellen}, series = {Forum Bauinformatik 2010}, booktitle = {Forum Bauinformatik 2010}, editor = {Kr{\"a}mer, Torsten}, publisher = {Shaker Verlag}, address = {Aachen}, isbn = {978-3-8322-9456-4}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1815}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130107-18151}, pages = {251 -- 258}, abstract = {Die Planung von komplexen Bauwerken erfolgt zunehmend mit Planungswerkzeugen, die den Export von Bauwerksinformationen im STEP-Format auf Grundlage der IFC (Industry Foundation Classes) erlauben. Durch die Verf{\"u}gbarkeit dieser Schnittstelle ist es m{\"o}glich, Bauwerksinformationen f{\"u}r die weiterf{\"u}hrende Verarbeitung zu verwenden. Zur Visualisierung der geometrischen Daten stehen innerhalb der IFC verschiedene geometrische Modelle f{\"u}r die Darstellung von Bauteilen zur Verf{\"u}gung. Unter anderem werden f{\"u}r das „Ausschneiden" von {\"O}ffnungen aus Bauteilen (z.B. f{\"u}r Fenster und T{\"u}ren) geometrische boolesche Operationen ben{\"o}tigt. Gegenstand des Beitrags ist die Vorstellung eines Algorithmus zur Berechnung von booleschen Operationen auf Basis eines triangulierten B-Rep (Boundary Representation) Modells nach HUBBARD (1990). Da innerhalb von IFC-Geb{\"a}udemodellen Bauteile oft das Resultat mehrerer boolescher Operationen sind (z.B. um mehrere Fenster{\"o}ffnungen von einer gegebenen Wand abzuziehen), wurde der Algorithmus von Hubbard angepasst, sodass mehrere boolesche Operationen gleichzeitig berechnet werden k{\"o}nnen. Durch diese Optimierung wird eine deutliche Reduzierung der ben{\"o}tigten Berechnungen und somit der Rechenzeit erreicht.}, subject = {IFC}, language = {de} }