@phdthesis{Berhe, author = {Berhe, Asgedom Haile}, title = {Mitigating Risks of Corruption in Construction: A theoretical rationale for BIM adoption in Ethiopia}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4517}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20211007-45175}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {336}, abstract = {This PhD thesis sets out to investigate the potentials of Building Information Modeling (BIM) to mitigate risks of corruption in the Ethiopian public construction sector. The wide-ranging capabilities and promises of BIM have led to the strong perception among researchers and practitioners that it is an indispensable technology. Consequently, it has become the frequent subject of science and research. Meanwhile, many countries, especially the developed ones, have committed themselves to applying the technology extensively. Increasing productivity is the most common and frequently cited reason for that. However, both technology developers and adopters are oblivious to the potentials of BIM in addressing critical challenges in the construction sector, such as corruption. This particularly would be significant in developing countries like Ethiopia, where its problems and effects are acute. Studies reveal that bribery and corruption have long pervaded the construction industry worldwide. The complex and fragmented nature of the sector provides an environment for corruption. The Ethiopian construction sector is not immune from this epidemic reality. In fact, it is regarded as one of the most vulnerable sectors owing to varying socio-economic and political factors. Since 2015, Ethiopia has started adopting BIM, yet without clear goals and strategies. As a result, the potential of BIM for combating concrete problems of the sector remains untapped. To this end, this dissertation does pioneering work by showing how collaboration and coordination features of the technology contribute to minimizing the opportunities for corruption. Tracing loopholes, otherwise, would remain complex and ineffective in the traditional documentation processes. Proceeding from this anticipation, this thesis brings up two primary questions: what are areas and risks of corruption in case of the Ethiopian public construction projects; and how could BIM be leveraged to mitigate these risks? To tackle these and other secondary questions, the research employs a mixed-method approach. The selected main research strategies are Survey, Grounded Theory (GT) and Archival Study. First, the author disseminates an online questionnaire among Ethiopian construction engineering professionals to pinpoint areas of vulnerability to corruption. 155 responses are compiled and scrutinized quantitatively. Then, a semi-structured in-depth interview is conducted with 20 senior professionals, primarily to comprehend opportunities for and risks of corruption in those identified highly vulnerable project stages and decision points. At the same time, open interviews (consultations) are held with 14 informants to be aware of state of the construction documentation, BIM and loopholes for corruption in the country. Consequently, these qualitative data are analyzed utilizing the principles of GT, heat/risk mapping and Social Network Analysis (SNA). The risk mapping assists the researcher in the course of prioritizing corruption risks; whilst through SNA, methodically, it is feasible to identify key actors/stakeholders in the corruption venture. Based on the generated research data, the author constructs a [substantive] grounded theory around the elements of corruption in the Ethiopian public construction sector. This theory, later, guides the subsequent strategic proposition of BIM. Finally, 85 public construction related cases are also analyzed systematically to substantiate and confirm previous findings. By ways of these multiple research endeavors that is based, first and foremost, on the triangulation of qualitative and quantitative data analysis, the author conveys a number of key findings. First, estimations, tender document preparation and evaluation, construction material as well as quality control and additional work orders are found to be the most vulnerable stages in the design, tendering and construction phases respectively. Second, middle management personnel of contractors and clients, aided by brokers, play most critical roles in corrupt transactions within the prevalent corruption network. Third, grand corruption persists in the sector, attributed to the fact that top management and higher officials entertain their overriding power, supported by the lack of project audits and accountability. Contrarily, individuals at operation level utilize intentional and unintentional 'errors' as an opportunity for corruption. In light of these findings, two conceptual BIM-based risk mitigation strategies are prescribed: active and passive automation of project audits; and the monitoring of project information throughout projects' value chain. These propositions are made in reliance on BIM's present dimensional capabilities and the promises of Integrated Project Delivery (IPD). Moreover, BIM's synchronous potentials with other technologies such as Information and Communication Technology (ICT), and Radio Frequency technologies are topics which received a treatment. All these arguments form the basis for the main thesis of this dissertation, that BIM is able to mitigate corruption risks in the Ethiopian public construction sector. The discourse on the skepticisms about BIM that would stem from the complex nature of corruption and strategic as well as technological limitations of BIM is also illuminated and complemented by this work. Thus, the thesis uncovers possible research gaps and lays the foundation for further studies.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {en} } @phdthesis{Fauth, author = {Fauth, Judith}, title = {Ein handlungsorientiertes Entscheidungsmodell zur Feststellung der Genehmigungsf{\"a}higkeit von Bauvorhaben}, publisher = {Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag}, address = {Ilmtal-Weinstraße}, isbn = {978-3-95773-299-6}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4509}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210928-45093}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {318}, abstract = {Die Auseinandersetzung mit der Digitalisierung ist in den letzten Jahren in den Medien, auf Konferenzen und in Aussch{\"u}ssen der Bau- und Immobilienbranche angekommen. W{\"a}hrend manche Bereiche Neuerungen hervorbringen und einige Akteure als Pioniere zu bezeichnen sind, weisen andere Themen noch Defizite hinsichtlich der digitalen Transformation auf. Zu dieser Kategorie kann auch das Baugenehmigungsverfahren gez{\"a}hlt werden. Unabh{\"a}ngig davon, wie Architekten und Ingenieure in den Planungsb{\"u}ros auf innovative Methoden setzen, bleiben die Bauvorlagen bisher zuhauf in Papierform oder werden nach der elektronischen Einreichung in der Beh{\"o}rde ausgedruckt. Vorhandene Ressourcen, beispielsweise in Form eines Bauwerksinformationsmodells, die Unterst{\"u}tzung bei der Baugenehmigungsfeststellung bieten k{\"o}nnen, werden nicht ausgesch{\"o}pft. Um mit digitalen Werkzeugen eine Entscheidungshilfe f{\"u}r die Baugenehmigungsbeh{\"o}rden zu erarbeiten, ist es notwendig, den Ist-Zustand zu verstehen und Gegebenheiten zu hinterfragen, bevor eine Gesamtautomatisierung der innerbeh{\"o}rdlichen Vorg{\"a}nge als alleinige L{\"o}sung zu verfolgen ist. Mit einer inhaltlich-organisatorischen Betrachtung der relevanten Bereiche, die Einfluss auf die Baugenehmigungsfeststellung nehmen, wird eine Optimierung des Baugenehmigungsverfahrens in den Beh{\"o}rden angestrebt. Es werden die komplexen Bereiche, wie die Gesetzeslage, der Einsatz von Technologie aber auch die subjektiven Handlungsalternativen, ermittelt und strukturiert. Mit der Entwicklung eines Modells zur Feststellung der Baugenehmigungsf{\"a}higkeit wird sowohl ein Verst{\"a}ndnis f{\"u}r Einflussfaktoren vermittelt als auch eine Transparenzsteigerung f{\"u}r alle Beteiligten geschaffen. Neben einer internationalen Literaturrecherche diente eine empirische Studie als Untersuchungsmethode. Die empirische Studie wurde in Form von qualitativen Experteninterviews durchgef{\"u}hrt, um den Ist-Zustand im Bereich der Baugenehmigungsverfahren festzustellen. Das erhobene Datenmaterial wurde aufbereitet und anschließend einer softwaregest{\"u}tzten Inhaltsanalyse unterzogen. Die Ergebnisse wurden in Kombination mit den Erkenntnissen der Literaturrecherche in verschiedenen Analysen als Modellgrundlage aufgearbeitet. Ergebnis der Untersuchung stellt ein Entscheidungsmodell dar, welches eine L{\"u}cke zwischen den gegenw{\"a}rtigen Abl{\"a}ufen in den Baubeh{\"o}rden und einer Gesamtautomatisierung der Baugenehmigungspr{\"u}fung schließt. Die prozessorientierte Strukturierung entscheidungsrelevanter Sachverhalte im Modell erm{\"o}glicht eine Unterst{\"u}tzung bei der Baugenehmigungsfeststellung f{\"u}r Pr{\"u}fer und Antragsteller. Das theoretische Modell konnte in Form einer Webanwendung in die Praxis {\"u}bertragen werden.}, subject = {Baugenehmigung}, language = {de} } @phdthesis{Mueller, author = {M{\"u}ller, Matthias}, title = {Frost-Tausalz-Angriff auf Beton - Neue Erkenntnisse zum Schadensmechanismus}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4502}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210922-45025}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {226}, abstract = {F{\"u}r die Verminderung der betonspezifischen CO2-Emissionen wird ein verst{\"a}rkter Einsatz klinkerreduzierter Zemente bzw. Betone angestrebt. Die Reduzierung des Klinkergehaltes darf jedoch nicht zu einer lebensdauerrelevanten Beeintr{\"a}chtigung der Betondauerhaftigkeit f{\"u}hren. In diesem Zusammenhang stellt der Frost-Tausalz-Widerstand eine kritische Gr{\"o}ße dar, da er bei h{\"o}heren Klinkersubstitutionsraten h{\"a}ufig negativ beeinflusst wird. Erschwerend kommt hinzu, dass f{\"u}r klinkerreduzierte Betone nur ein unzureichender Erfahrungsschatz vorliegt. Ein hoher Frost-Tausalz-Widerstand kann daher nicht ausschließlich anhand deskriptiver Vorgaben gew{\"a}hrleistet werden. Demgem{\"a}ß sollte perspektivisch auch f{\"u}r frost-tausalzbeanspruchte Bauteile eine performancebasierte Lebensdauerbetrachtung erfolgen. Eine unverzichtbare Grundlage f{\"u}r das Erreichen dieser Ziele ist ein Verst{\"a}ndnis f{\"u}r die Schadensvorg{\"a}nge beim Frost-Tausalz-Angriff. Der Forschungsstand ist jedoch gepr{\"a}gt von widerspr{\"u}chlichen Schadenstheorien. Somit wurde als Zielstellung f{\"u}r diese Arbeit abgeleitet, die existierenden Schadenstheorien unter Ber{\"u}cksichtigung des aktuellen Wissensstandes zu bewerten und mit eigenen Untersuchungen zu pr{\"u}fen und einzuordnen. Die Sichtung des Forschungsstandes zeigte, dass nur zwei Theorien das Potential haben, den Frost-Tausalz-Angriff umfassend abzubilden - die Glue Spall Theorie und die Cryogenic Suction Theorie. Die Glue Spall Theorie f{\"u}hrt die Entstehung von Abwitterungen auf die mechanische Sch{\"a}digung der Betonoberfl{\"a}che durch eine anhaftende Eisschicht zur{\"u}ck. Dabei sollen nur bei moderaten Tausalzkonzentrationen in der einwirkenden L{\"o}sung kritische Spannungszust{\"a}nde in der Eisschicht auftreten, die eine Sch{\"a}digung der Betonoberfl{\"a}che hervorrufen k{\"o}nnen. In dieser Arbeit konnte jedoch nachgewiesen werden, dass starke Abwitterungen auch bei Tausalz¬konzentrationen auftreten, bei denen eine mechanische Sch{\"a}digung des Betons durch das Eis auszuschließen ist. Damit wurde die fehlende Eignung der Glue Spall Theorie aufgezeigt. Die Cryogenic Suction Theorie fußt auf den eutektischen Eigenschaften von Tausalz-l{\"o}sungen, die im gefrorenen Zustand immer als Mischung auf festem Wassereis und fl{\"u}ssiger, hochkonzentrierter Salzl{\"o}sung bestehen, solange ihre Eutektikumstemperatur nicht unter¬schritten wird. Die fl{\"u}ssige Phase im salzhaltigen Eis stellt f{\"u}r gefrorenen Beton ein bisher nicht ber{\"u}cksichtigtes Fl{\"u}ssigkeitsreservoir dar, welches trotz der hohen Salzkonzentration die Eisbildung in der Betonrandzone verst{\"a}rken und so die Entstehung von Abwitterungen verursachen soll. In dieser Arbeit wurde best{\"a}tigt, dass die Eisbildung im Zementstein beim Gefrieren in hochkonzentrierter Tausalzl{\"o}sung tats{\"a}chlich verst{\"a}rkt wird. Das Ausmaß der zus{\"a}tzlichen Eisbildung wurde dabei auch von der F{\"a}higkeit des Zementsteins zur Bindung von Chloridionen aus der Tausalzl{\"o}sung beeinflusst. Zusammenfassend wurde festgestellt, dass die Cryogenic Suction Theorie eine gute Beschreibung des Frost-Tausalz-Angriffes darstellt, aber um weitere Aspekte erg{\"a}nzt werden muss. Die Ber{\"u}cksichtigung der intensiven S{\"a}ttigung von Beton durch den Prozess der Mikroeislinsenpumpe stellt hier die wichtigste Erweiterung dar. Basierend auf dieser {\"U}berlegung wurde eine kombinierte Schadenstheorie aufgestellt. Wichtige Annahmen dieser Theorie konnten experimentell best{\"a}tigt werden. Im Ergebnis wurde so die Grundlage f{\"u}r ein tiefergehendes Verst{\"a}ndnis des Frost-Tausalz-Angriffes geschaffen. Zudem wurde ein neuer Ansatz identifiziert, um die (potentielle) Verringerung des Frost-Tausalz-Widerstandes klinkerreduzierter Betone zu erkl{\"a}ren.}, subject = {Beton}, language = {de} } @phdthesis{Ruhland, author = {Ruhland, Grit}, title = {FOLGELANDSCHAFT. Eine Untersuchung der Auswirkungen des Uranbergbaus auf die Landschaft um Gera/Ronneburg.}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4495}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210906-44953}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {357}, abstract = {Das Kernthema dieser Arbeit ist die Besch{\"a}ftigung mit den Folgen des Uranbergbaus in dem Gebiet um die ehemalige Abbauregion der Wismut SAG/SDAG in Ronneburg (Ostth{\"u}ringen). Dieses Thema wird unter historischen, sozialen, kulturanthropologischen und k{\"u}nstlerischen Aspekten betrachtet und in den Zusammenhang mit den weltweiten Voraussetzungen der Nuklearindustrie und Auswirkungen des Uranbergbaus und seiner Folgen gestellt. Die Arbeit legt dar, wie eine Uranbergbaufolgelandschaft entsteht und welches Wissen ist f{\"u}r ein angemessenes Verst{\"a}ndnis des Ph{\"a}nomens wichtig ist. Es wird untersucht, ob Kunst bez{\"u}glich der Uranbergbaufolgelandschaft einen relevanten Beitrag leisten kann bzw. in welcher Form dies versucht wurde, bzw. stellte Arbeiten vor, die verwandete Themen bearbeitet haben. In Kombination dieser beiden Hauptaspekte geht die Arbeit der Frage nach, welche Faktoren die Uranbergbaufolgelandschaft pr{\"a}gen und ob es sinnvolle Beteiligungsfelder f{\"u}r k{\"u}nstlerisches Forschen oder Handeln gibt sowie welche Bedingungen hierf{\"u}r erf{\"u}llt werdenm{\"u}ssten. Die Kernthese der Arbeit ist, dass k{\"u}nstlerische Arbeiten im Themenfeld des Uranbergbaus unter bestimmten Bedingungen relevante Beitr{\"a}ge leisten k{\"o}nnen.}, subject = {Uranbergbau}, language = {de} } @phdthesis{Hoerold, author = {H{\"o}rold, Stefan}, title = {Leistungsbezogene Musterjahresganglinien f{\"u}r den Straßenbetriebsdienst}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4491}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210830-44910}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {124}, abstract = {In den letzten Jahrzehnten unterlag der Straßenbetriebsdienst tiefgreifenden Ver{\"a}nderungen. Diese Ver{\"a}nderungen schließt auch die betriebliche Steuerungsphilosophie ein, um eine planungsrationale und {\"o}konomische Gestaltung des Straßenbetriebsdienstes zu unterst{\"u}tzen. Dabei erfolgt eine verbindliche Vorgabe der Leistungsinhalte und -umf{\"a}nge und erm{\"o}glicht eine Budgetierung f{\"u}r das vorgesehene Jahresarbeitsprogramm. Ziel der Untersuchung ist die Entwicklung eines Modells f{\"u}r die Ermittlung von leistungsbezogenen Musterjahresganglinien zur Unterst{\"u}tzung der Jahresarbeitsplanung. Daf{\"u}r lagen f{\"u}r jede Leistung des Leistungsbereiches „Gr{\"u}npflege" jeweils 260 einzelne Jahresganglinien vor. Im Ergebnis der Untersuchung wird die leistungsbezogene Musterjahresganglinie in vier Schritten ermittelt. Im ersten Schritt erfolgt die Pr{\"u}fung der Datenqualit{\"a}t; im zweiten Schritt eine Korrelationsanalyse; im dritten Schritt die fachliche {\"U}berpr{\"u}fung der Leistungsauspr{\"a}gung und im vierten Schritt die Ermittlung der leistungsbezogenen Musterjahresganglinie aus den verbliebenen leistungsbezogenen Jahresganglinien.}, subject = {Straßenbetriebsdienst}, language = {de} } @phdthesis{KhademiZahedi, author = {Khademi Zahedi, Reza}, title = {Stress Distribution in Buried Defective PE Pipes and Crack Propagation in Nanosheets}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4481}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210803-44814}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {235}, abstract = {Buried PE pipelines are the main choice for transporting hazardous hydrocarbon fluids and are used in urban gas distribution networks. Molecular dynamics (MD) simulations used to investigate material behavior at nanoscale.}, subject = {Gasleitung}, language = {en} } @phdthesis{Shamskooshki, author = {Shamskooshki, Hanieh}, title = {Perception of Socio-Spatial Segregation: The Interaction of Physical and Social Urban Space-Study case of Tehran Neighborhoods}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4466}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210802-44666}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, abstract = {"How to understand the interaction between urban space and social processes" is a significant question in urban studies. To answer that, the city needs to be recognized as both a physical and a social entity and urban theory and practice need to connect these (Hillier 2007). The present research aims to re-examine the complex correlation between spatial and social inequality manifestations in the city of Tehran regarding the concept of segregation. It observes the causes and consequences of segregation in Tehran and provides an insight into both concepts of socio-spatial segregation and neighborhood effects and creates a link between them. First, I argue when, where, and for whom spatial locations affect the chances of social networks in Tehran. Then, I discuss how neighborhood effects can emerge via social network mechanisms and thus affect the perceptions of residents in the neighborhoods.}, subject = {Soziales Netzwerk}, language = {en} } @phdthesis{AlKhatib2021, author = {Al Khatib, Khalid}, title = {Computational Analysis of Argumentation Strategies}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4461}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210719-44612}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {134}, year = {2021}, abstract = {The computational analysis of argumentation strategies is substantial for many downstream applications. It is required for nearly all kinds of text synthesis, writing assistance, and dialogue-management tools. While various tasks have been tackled in the area of computational argumentation, such as argumentation mining and quality assessment, the task of the computational analysis of argumentation strategies in texts has so far been overlooked. This thesis principally approaches the analysis of the strategies manifested in the persuasive argumentative discourses that aim for persuasion as well as in the deliberative argumentative discourses that aim for consensus. To this end, the thesis presents a novel view of argumentation strategies for the above two goals. Based on this view, new models for pragmatic and stylistic argument attributes are proposed, new methods for the identification of the modelled attributes have been developed, and a new set of strategy principles in texts according to the identified attributes is presented and explored. Overall, the thesis contributes to the theory, data, method, and evaluation aspects of the analysis of argumentation strategies. The models, methods, and principles developed and explored in this thesis can be regarded as essential for promoting the applications mentioned above, among others.}, subject = {Argumentation}, language = {en} } @phdthesis{Potocka, author = {Potocka, Anna}, title = {Wearables: Kontrollregime zwischen Affekt und Technologie}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4459}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210713-44594}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {164}, abstract = {{\"U}berwachungspraktiken und -technologien sind in der heutigen Welt omnipr{\"a}sent und wohl nicht mehr wegzudenken. Ob CCTV-Systeme, Biometrie oder Data Mining - unsere Gesellschaft befindet sich in einem st{\"a}ndigen {\"U}berwachungsmodus, der sich weit {\"u}ber einen begrenzten Raum oder zeitlichen Rahmen hinausstreckt. {\"U}berwacht wird {\"u}berall: privat, am Arbeitsplatz oder im Cyberspace, und alles: Interaktionen, {\"A}ußerungen, Verhalten. Es werden Unmengen von Daten gesammelt, strukturiert, kombiniert, gekauft und verkauft. Dieser Modus stellt mehr als eine bloße Neuauflage des Bentham-Foucaultschen Panoptikons dar: der aktuelle {\"U}berwachungsmodus, die informationelle Asymmetrie als ihren tragenden Pfeiler beibehaltend, dient nicht nur der Disziplinierung, sondern viel mehr der Kontrolle, die nicht prim{\"a}r negativ-sanktionierend, sondern positiv-leistungssteigernd wirkt: es ist nicht das Ziel, die Individuen zu bestrafen und ein bestimmtes Verhalten zu verbieten, sondern sie durch Belohnung, Interaktion und spielerische Elemente dazu zu bringen, sich auf die gew{\"u}nschte Art zu verhalten und im Endeffekt sich selbst zu {\"u}berwachen. Die Kontrolle wird auf diese Weise zum zentralen Schauplatz der Machtaus{\"u}bung, die sich {\"u}ber das Beobachten, Speichern, Auswerten und Sortieren vollzieht. Diese Prozesse hinterlassen keinen Frei- oder Spielraum f{\"u}r Ambiguit{\"a}t; sie verwirklichen die Diktatur der klaren Kante, der Klassifizierung und Kategorisierung ohne Schattierungen. Die Macht selbst befindet sich in einem kontinuierlichen Fluss, sie ist ubiquit{\"a}r, dennoch schwer lokalisierbar. Sie fungiert nicht mehr unter dem Signum einer pseudosakralen zentralen Instanz, sondern wird durch diverse Akteure und Assemblages kolportiert. Die durch sie implizierten Praktiken der Selbstkontrolle, kulturgeschichtlich ebenfalls religi{\"o}s oder zumindest philosophisch konnotiert, sind die neuen Rituale des Sehens und Gesehen-Werdens. Im Zeitalter der elektronischen Datentechnologien gibt es diverse Agenten der {\"U}berwachung. Vom besonderen Interesse sind dabei die Wearables, weil sie intim, affektiv und haptisch arbeiten und so, {\"u}ber das Sehen und Gesehen-Werden hinaus, das Ber{\"u}hren und Ber{\"u}hrt-Werden und somit die Neuregulierung von N{\"a}he und Distanz ins Spiel bringen. Sie schreiben sich zwar in eine Vermessungstradition eins, die ihre Urspr{\"u}nge mindestens im 19. Jahrhundert hat, unterscheiden sich aber von dieser in ihrer Intensit{\"a}t und Sinnlichkeit.}, subject = {Technologie}, language = {de} } @phdthesis{Gruender, author = {Gr{\"u}nder, Anika}, title = {Denkmalzug{\"a}nge zwischen Abgrenzen, Genießen, Erinnern und Teilhaben}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4456}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210628-44569}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {349}, abstract = {Die interdisziplin{\"a}re Dissertationsschrift l{\"a}sst sich im Horizont internationaler Forschungen zu Denkmalwerten, neuer Ans{\"a}tze in der Kultur- und Wissensvermittlung rund um Baudenkmale sowie k{\"u}nstlerisch- ethnographischem Forschen an und mit Denkmalen verorten. Der erste Teil der Arbeit widmet sich Denkmalen und der Denkmalpflege im Kontext k{\"u}nstlerischer und sozialwissenschaftlicher Allianzen. Ausgangspunkt ist die Feststellung, dass die Denkmalpflege zwar sehr vieles {\"u}ber Denkmale weiß, aber kaum etwas {\"u}ber deren Rezeption beim breiten Publikum. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie hier Praktiken der bildenden Kunst und Arbeitsweisen der Kulturanthropologie die Disziplin der Denkmalpflege bereichern k{\"o}nnen, oder sogar m{\"u}ssen. Den zweiten Teil bildet eine empirische Studie, in der die popul{\"a}re Wahrnehmung von Denkmalen qualitativ erforscht wird. Das Schloss und Rittergut Bedheim im s{\"u}dlichen l{\"a}ndlichen Th{\"u}ringen dient dabei als konkreter Untersuchungsort. Reaktionen von Besucherinnen und Besuchern werden mit Hilfe von drei k{\"u}nstlerischen Eingriffen angeregt und diese dann ethnographisch-offen dokumentiert und ausgewertet. Auf dieser Basis werden Zug{\"a}nge zum Denkmal ermittelt. W{\"a}hrend die meisten BesucherInnen das Denkmal als „Arbeit" wahrnehmen, geraten einige ins „Tr{\"a}umen" oder „Erinnern", man „genießt" das Ensemble als authentische und {\"a}sthetische Ressource, oder findet Zugang {\"u}ber das spontane „Erkl{\"a}ren" baukonstruktiver oder baulicher Situationen. F{\"u}r andere bedeutet der Besuch die „Teilhabe" an einem Prozess. Schloss Bedheim wird als Ort stetiger Ver{\"a}nderung gesch{\"a}tzt. In der Wahrnehmung der BesucherInnen verquicken sich Aspekte des Bewunderns mit solchen des Abgrenzens. Die eigene Alltagswelt und das eigene Zuhause bilden hierbei Bezugspunkte. Schloss Bedheim wird auf diese Weise zum Imaginationsraum, zur Energietankstelle und zur gern besuchten Problemwelt. Die Ergebnisse der Arbeit liegen in zwei Erkenntnisfeldern: Auf einer methodischen Ebene zeigt sie, wie in der Denkmalpflege vertiefte Fachlichkeit mit einer tats{\"a}chlichen Kontaktaufnahme mit dem Publikum verbunden werden kann und damit soziale Gef{\"u}ge an Baudenkmalen qualitativ ermittelt werden k{\"o}nnen. Ebenso wird deutlich, dass k{\"u}nstlerische Eingriffe Ausl{\"o}ser von Gespr{\"a}chen sind, als Kontaktfl{\"a}chen zur Alltagswelt dienen und so zu einer vielf{\"a}ltigen Auseinandersetzung mit Denkmalen f{\"u}hren. Auf einer inhaltlichen Ebene liefert die Arbeit Erkenntnisse zu Wahrnehmungsweisen von Denkmalen. Neben den erw{\"a}hnten Zug{\"a}ngen, wird die Existenz und Bedeutung einer regional vernetzten Wahrnehmung von Denkmalen aufgedeckt. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse, dass das {\"O}ffnen von Baudenkmalen als und im Prozess ungenutzte Potentiale birgt und es wird angeregt, dies in zuk{\"u}nftigen denkmalpflegerischen Konzepten eine gr{\"o}ßere Rolle spielen zu lassen. Die Vision eines „Kompendiums der Zug{\"a}nge" wird entwickelt, mit dessen Hilfe sich ein enormes Wissen {\"u}ber Rollen und Bedeutungen die Baudenkmale in unserer Gesellschaft spielen, sammeln ließe.}, subject = {Denkmalpflege}, language = {de} } @phdthesis{Foka, author = {Foka, Zinovia}, title = {The Space In-Between. Tracing Transformative Processes in Nicosia's Buffer Zone.}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4444}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210531-44447}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {266}, abstract = {This thesis examines urban partition in Nicosia, the capital of Cyprus, and how its changing roles and shifting perceptions in a post-conflict setting reflect power relations, and their constant renegotiation. Nicosia, the capital of Cyprus, was officially divided in 1974 in the aftermath of an eighteen-year-long conflict between the island's Turkish- and Greek-Cypriot communities. As a result, a heavily militarized Buffer Zone, established as an emergency measure against perpetuation of intercommunal violence, has been cutting through its historic centre ever since. This thesis departs from a genuine interest in the material and ideational dimensions of urban partition. How is it constructed, not merely in physical terms but in the minds of the societies affected by conflict? How is it established in official and everyday discourses? What kinds of mechanisms have been developed to maintain it, and make an inseparable part of the urban experience? Moreover, taking into account the consensus in relevant literature pertaining to the imperative for its removal, this thesis is inquiring into the relevance of peace agreements to overcoming urban partition. For this purpose, it also looks at narratives and practices that have attempted to contest it. The examples examined in this thesis offer pregnant analytical moments to understand Nicosia's Buffer Zone as a dynamic social construct, accommodating multiple visions of and for the city. Its space 'in-between' facilitates encounters between various actors, accommodates new meanings, socio-spatial practices and diverse imaginaries. In this sense, urban partition is explored in this thesis as a phenomenon that transcends scales as well as temporalities, entwining past, present, and future.}, subject = {Stadtforschung}, language = {en} } @phdthesis{Alkam, author = {Alkam, Feras}, title = {Vibration-based Monitoring of Concrete Catenary Poles using Bayesian Inference}, volume = {2021}, publisher = {Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag}, address = {Weimar}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4433}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210526-44338}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {177}, abstract = {This work presents a robust status monitoring approach for detecting damage in cantilever structures based on logistic functions. Also, a stochastic damage identification approach based on changes of eigenfrequencies is proposed. The proposed algorithms are verified using catenary poles of electrified railways track. The proposed damage features overcome the limitation of frequency-based damage identification methods available in the literature, which are valid to detect damage in structures to Level 1 only. Changes in eigenfrequencies of cantilever structures are enough to identify possible local damage at Level 3, i.e., to cover damage detection, localization, and quantification. The proposed algorithms identified the damage with relatively small errors, even at a high noise level.}, subject = {Parameteridentifikation}, language = {en} } @phdthesis{Sproete, author = {Spr{\"o}te, Daniel}, title = {Immobilienportfoliomanagement {\"o}ffentlicher musealer Schl{\"o}sserverwaltungen - Daten zur Investitionssteuerung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4426}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210510-44260}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {220}, abstract = {Die Arbeit leistet einen wissenschaftlichen Beitrag zur Erforschung der Einsatzm{\"o}glichkeiten eines Immobilienportfoliomanagements f{\"u}r {\"o}ffentliche museale Schl{\"o}sserverwaltungen in Deutschland. Insbesondere wird ein f{\"u}r deren Organisation spezifisches Modell zur Investitionssteuerung herausgearbeitet und dessen Anwendbarkeit in der Praxis mit Experten diskutiert.}, subject = {Unbewegliche Sache}, language = {de} } @phdthesis{Baron, author = {Baron, Nicole}, title = {Natural Urban Resilience: Understanding general urban resilience through Addis Ababa's inner city}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4416}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210428-44166}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, abstract = {This dissertation describes the urban actors and spatial practices that contribute to natural urban resilience in Addis Ababa's inner city. Natural urban resilience is a non-strategical and bottom-up, everyday form of general urban resilience - an urban system's ability to maintain its essential characteristics under any change. This study gains significance by exposing conceptual gaps in the current un-derstanding of general urban resilience and highlighting its unconvincing applicability to African cities. This study attains further relevance by highlighting the danger of the ongoing large-scale redevelopment of the inner city. The inner city has naturally formed, and its urban memory, spaces, and social cohesion contribute to its primarily low-income population's resilience. This thesis argues that the inner city's demolition poses an incalculable risk of maladaptation to future stresses and shocks for Addis Ababa. The city needs a balanced urban discourse that highlights the inner city's qualities and suggests feasible urban transformation measures. "Natural Urban Resilience" contributes an empirical study to the debate by identifying those aspects of the inner city that contribute to general resilience and identifies feasible action areas. This study develops a qualitative research design for a single case study in Addis Ababa. The data is obtained through expert interviews, interviews with resi-dents, and the analysis of street scene photos, which are abstracted using Grounded Theory. That way, this thesis provides first-time knowledge about who and what generates urban resilience in the inner city of Addis Ababa and how. Furthermore, the study complements existing theories on general urban resilience. It provides a detailed understanding of the change mechanisms in resilience, of which it identifies four: adaptation, upgrading, mitigation, and resistance. It also adapts the adaptive cycle, a widely used concept in resilience thinking, conceptually for urban environments. The study concludes that the inner city's continued redevelopment poses an incalculable threat to the entire city. Therefore, "Natural urban resilience" recommends carefully weighing any intervention in the inner city to promote Addis Ababa's overall resilience. This dissertation proposes a pattern language for natural urban resilience to support these efforts and to translate the model of natural urban resilience into practice.}, subject = {Stadtforschung}, language = {en} } @phdthesis{Ren, author = {Ren, Huilong}, title = {Dual-horizon peridynamics and Nonlocal operator method}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4403}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210412-44039}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {223}, abstract = {In the last two decades, Peridynamics (PD) attracts much attention in the field of fracture mechanics. One key feature of PD is the nonlocality, which is quite different from the ideas in conventional methods such as FEM and meshless method. However, conventional PD suffers from problems such as constant horizon, explicit algorithm, hourglass mode. In this thesis, by examining the nonlocality with scrutiny, we proposed several new concepts such as dual-horizon (DH) in PD, dual-support (DS) in smoothed particle hydrodynamics (SPH), nonlocal operators and operator energy functional. The conventional PD (SPH) is incorporated in the DH-PD (DS-SPH), which can adopt an inhomogeneous discretization and inhomogeneous support domains. The DH-PD (DS-SPH) can be viewed as some fundamental improvement on the conventional PD (SPH). Dual formulation of PD and SPH allows h-adaptivity while satisfying the conservations of linear momentum, angular momentum and energy. By developing the concept of nonlocality further, we introduced the nonlocal operator method as a generalization of DH-PD. Combined with energy functional of various physical models, the nonlocal forms based on dual-support concept are derived. In addition, the variation of the energy functional allows implicit formulation of the nonlocal theory. At last, we developed the higher order nonlocal operator method which is capable of solving higher order partial differential equations on arbitrary domain in higher dimensional space. Since the concepts are developed gradually, we described our findings chronologically. In chapter 2, we developed a DH-PD formulation that includes varying horizon sizes and solves the "ghost force" issue. The concept of dual-horizon considers the unbalanced interactions between the particles with different horizon sizes. The present formulation fulfills both the balances of linear momentum and angular momentum exactly with arbitrary particle discretization. All three peridynamic formulations, namely bond based, ordinary state based and non-ordinary state based peridynamics can be implemented within the DH-PD framework. A simple adaptive refinement procedure (h-adaptivity) is proposed reducing the computational cost. Both two- and three- dimensional examples including the Kalthoff-Winkler experiment and plate with branching cracks are tested to demonstrate the capability of the method. In chapter 3, a nonlocal operator method (NOM) based on the variational principle is proposed for the solution of waveguide problem in computational electromagnetic field. Common differential operators as well as the variational forms are defined within the context of nonlocal operators. The present nonlocal formulation allows the assembling of the tangent stiffness matrix with ease, which is necessary for the eigenvalue analysis of the waveguide problem. The present formulation is applied to solve 1D Schrodinger equation, 2D electrostatic problem and the differential electromagnetic vector wave equations based on electric fields. In chapter 4, a general nonlocal operator method is proposed which is applicable for solving partial differential equations (PDEs) of mechanical problems. The nonlocal operator can be regarded as the integral form, ``equivalent'' to the differential form in the sense of a nonlocal interaction model. The variation of a nonlocal operator plays an equivalent role as the derivatives of the shape functions in the meshless methods or those of the finite element method. Based on the variational principle, the residual and the tangent stiffness matrix can be obtained with ease. The nonlocal operator method is enhanced here also with an operator energy functional to satisfy the linear consistency of the field. A highlight of the present method is the functional derived based on the nonlocal operator can convert the construction of residual and stiffness matrix into a series of matrix multiplications using the predefined nonlocal operators. The nonlocal strong forms of different functionals can be obtained easily via the concept of support and dual-support. Several numerical examples of different types of PDEs are presented. In chapter 5, we extended the NOM to higher order scheme by using a higher order Taylor series expansion of the unknown field. Such a higher order scheme improves the original NOM in chapter 3 and chapter 4, which can only achieve one-order convergence. The higher order NOM obtains all partial derivatives with specified maximal order simultaneously without resorting to shape functions. The functional based on the nonlocal operators converts the construction of residual and stiffness matrix into a series of matrix multiplication on the nonlocal operator matrix. Several numerical examples solved by strong form or weak form are presented to show the capabilities of this method. In chapter 6, the NOM proposed as a particle-based method in chapter 3,4,5, has difficulty in imposing accurately the boundary conditions of various orders. In this paper, we converted the particle-based NOM into a scheme with interpolation property. The new scheme describes partial derivatives of various orders at a point by the nodes in the support and takes advantage of the background mesh for numerical integration. The boundary conditions are enforced via the modified variational principle. The particle-based NOM can be viewed a special case of NOM with interpolation property when nodal integration is used. The scheme based on numerical integration greatly improves the stability of the method, as a consequence, the operator energy functional in particle-based NOM is not required. We demonstrated the capabilities of current method by solving the gradient solid problems and comparing the numerical results with the available exact solutions. In chapter 7, we derived the DS-SPH in solid within the framework of variational principle. The tangent stiffness matrix of SPH can be obtained with ease, and can be served as the basis for the present implicit SPH. We proposed an hourglass energy functional, which allows the direct derivation of hourglass force and hourglass tangent stiffness matrix. The dual-support is {involved} in all derivations based on variational principles and is automatically satisfied in the assembling of stiffness matrix. The implementation of stiffness matrix comprises with two steps, the nodal assembly based on deformation gradient and global assembly on all nodes. Several numerical examples are presented to validate the method.}, subject = {Peridynamik}, language = {en} } @phdthesis{Bielik, author = {Bielik, Martin}, title = {FORM-ACTIVITY-MOVEMENT INTERACTION MODEL}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4397}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210407-43970}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {269}, abstract = {This dissertation investigates the interactions between urban form, allocation of activities, and pedestrian movement in the context of urban planning. The ability to assess the long-term impact of urban planning decisions on what people do and how they get there is of central importance, with various disciplines addressing this topic. This study focuses on approaches proposed by urban morphologists, urban economists, and transportation planners, each aiming the attention at a different part of the form-activity-movement interaction. Even though there is no doubt about the advantages of these highly focused approaches, it remains unclear what is the cost of ignoring the effect of some interactions while considering others. The general aim of this dissertation is to empirically test the validity of the individual models and quantify the impact of this isolationist approach on their precision and bias. For this purpose, we propose a joined form-activity-movement interaction model and conduct an empirical study in Weimar, Germany. We estimate how the urban form and activities affect movement as well as how movement and urban form affect activities. By estimating these effects in isolation and simultaneously, we assess the bias of the individual models. On the one hand, the empirical study results confirm the significance of all interactions suggested by the individual models. On the other hand, we were able to show that when these interactions are estimated in isolation, the resulting predictions are biased. To conclude, we do not question the knowledge brought by transportation planners, urban morphologists, and urban economists. However, we argue that it might be of little use on its own. We see the relevance of this study as being twofold. On the one hand, we proposed a novel methodological framework for the simultaneous estimation of the form-activity-movement interactions. On the other hand, we provide empirical evidence about the strengths and limitations of current approaches.}, subject = {Stadtplanung}, language = {en} } @phdthesis{Harirchian, author = {Harirchian, Ehsan}, title = {Improved Rapid Assessment of Earthquake Hazard Safety of Existing Buildings Using a Hierarchical Type-2 Fuzzy Logic Model}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4396}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210326-43963}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {143}, abstract = {Although it is impractical to avert subsequent natural disasters, advances in simulation science and seismological studies make it possible to lessen the catastrophic damage. There currently exists in many urban areas a large number of structures, which are prone to damage by earthquakes. These were constructed without the guidance of a national seismic code, either before it existed or before it was enforced. For instance, in Istanbul, Turkey, as a high seismic area, around 90\% of buildings are substandard, which can be generalized into other earthquakeprone regions in Turkey. The reliability of this building stock resulting from earthquake-induced collapse is currently uncertain. Nonetheless, it is also not feasible to perform a detailed seismic vulnerability analysis on each building as a solution to the scenario, as it will be too complicated and expensive. This indicates the necessity of a reliable, rapid, and computationally easy method for seismic vulnerability assessment, commonly known as Rapid Visual Screening (RVS). In RVS methodology, an observational survey of buildings is performed, and according to the data collected during the visual inspection, a structural score is calculated without performing any structural calculations to determine the expected damage of a building and whether the building needs detailed assessment. Although this method might save time and resources due to the subjective/qualitative judgments of experts who performed the inspection, the evaluation process is dominated by vagueness and uncertainties, where the vagueness can be handled adequately through the fuzzy set theory but do not cover all sort of uncertainties due to its crisp membership functions. In this study, a novel method of rapid visual hazard safety assessment of buildings against earthquake is introduced in which an interval type-2 fuzzy logic system (IT2FLS) is used to cover uncertainties. In addition, the proposed method provides the possibility to evaluate the earthquake risk of the building by considering factors related to the building importance and exposure. A smartphone app prototype of the method has been introduced. For validation of the proposed method, two case studies have been selected, and the result of the analysis presents the robust efficiency of the proposed method.}, subject = {Fuzzy-Logik}, language = {en} } @phdthesis{Arzmi, author = {Arzmi, Azmah}, title = {Reinterpreting Marzahn, Berlin \& Petržalka, Bratislava: From Process of State Socialist Utopia to Utopia of State Capitalist Process}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4392}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210315-43927}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, abstract = {Housing estates were fundamentally conceived upon state socialist utopia ideas to provide standard housing for citizens. While former state socialist housing estates have been extensively researched in the field of architecture, urban and sociology studies, there is still a gap in identifying how production processes affect morphological changes during the post-socialist era. This thesis compares the processes in the production of the largest housing estates of Marzahn in GDR and Petržalka in Czechoslovakia from 1970 to 1989 through contextual analysis of primary and secondary sources, which include visual maps, diagrams from professional architecture and planning journals, government documents and textbooks, as well as academic journals, books and newspaper articles. Then it discusses how these processes inadvertently created conducive conditions affecting their development in the market economy after 1989. It then interprets the results through application of Actor-Network Theory and Historical Institutionalism, while conceptualising them through David Harvey's dialectical utopianism theory. Harvey (2000) delineates two types of utopia, one of spatial form and one of process. The former refers to materialised ideals in physical forms whereas the latter refers to the ongoing process of spatializing. The thesis aims to show how the production of Marzahn in GDR was more path dependent on policies established in 1950s and 1960s whereas Petržalka was a product of new Czechoslovakian policies in 1970s, changing aspects of the urban planning process, a manifestation of a more emphatic technocratic thinking on a wider scale. This ultimately influences the trajectories of development after 1989, showing more effects in Petržalka.}, subject = {Kulturerbe}, language = {en} } @phdthesis{Bianco, author = {Bianco, Marcelo Jos{\´e}}, title = {Coupling between Shell and Generalized Beam Theory (GBT) elements}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4391}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210315-43914}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {265}, abstract = {In the last decades, Finite Element Method has become the main method in statics and dynamics analysis in engineering practice. For current problems, this method provides a faster, more flexible solution than the analytic approach. Prognoses of complex engineer problems that used to be almost impossible to solve are now feasible. Although the finite element method is a robust tool, it leads to new questions about engineering solutions. Among these new problems, it is possible to divide into two major groups: the first group is regarding computer performance; the second one is related to understanding the digital solution. Simultaneously with the development of the finite element method for numerical solutions, a theory between beam theory and shell theory was developed: Generalized Beam Theory, GBT. This theory has not only a systematic and analytical clear presentation of complicated structural problems, but also a compact and elegant calculation approach that can improve computer performance. Regrettably, GBT was not internationally known since the most publications of this theory were written in German, especially in the first years. Only in recent years, GBT has gradually become a fertile research topic, with developments from linear to non-linear analysis. Another reason for the misuse of GBT is the isolated application of the theory. Although recently researches apply finite element method to solve the GBT's problems numerically, the coupling between finite elements of GBT and other theories (shell, solid, etc) is not the subject of previous research. Thus, the main goal of this dissertation is the coupling between GBT and shell/membrane elements. Consequently, one achieves the benefits of both sides: the versatility of shell elements with the high performance of GBT elements. Based on the assumptions of GBT, this dissertation presents how the separation of variables leads to two calculation's domains of a beam structure: a cross-section modal analysis and the longitudinal amplification axis. Therefore, there is the possibility of applying the finite element method not only in the cross-section analysis, but also the development for an exact GBT's finite element in the longitudinal direction. For the cross-section analysis, this dissertation presents the solution of the quadratic eigenvalue problem with an original separation between plate and membrane mechanism. Subsequently, one obtains a clearer representation of the deformation mode, as well as a reduced quadratic eigenvalue problem. Concerning the longitudinal direction, this dissertation develops the novel exact elements, based on hyperbolic and trigonometric shape functions. Although these functions do not have trivial expressions, they provide a recursive procedure that allows periodic derivatives to systematise the development of stiffness matrices. Also, these shape functions enable a single-element discretisation of the beam structure and ensure a smooth stress field. From these developments, this dissertation achieves the formulation of its primary objective: the connection of GBT and shell elements in a mixed model. Based on the displacement field, it is possible to define the coupling equations applied in the master-slave method. Therefore, one can model the structural connections and joints with finite shell elements and the structural beams and columns with GBT finite element. As a side effect, the coupling equations limit the displacement field of the shell elements under the assumptions of GBT, in particular in the neighbourhood of the coupling cross-section. Although these side effects are almost unnoticeable in linear analysis, they lead to cumulative errors in non-linear analysis. Therefore, this thesis finishes with the evaluation of the mixed GBT-shell models in non-linear analysis.}, subject = {Biegetheorie}, language = {en} } @phdthesis{Goswami, author = {Goswami, Somdatta}, title = {Phase field modeling of fracture with isogeometric analysis and machine learning methods}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4384}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210304-43841}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {168}, abstract = {This thesis presents the advances and applications of phase field modeling in fracture analysis. In this approach, the sharp crack surface topology in a solid is approximated by a diffusive crack zone governed by a scalar auxiliary variable. The uniqueness of phase field modeling is that the crack paths are automatically determined as part of the solution and no interface tracking is required. The damage parameter varies continuously over the domain. But this flexibility comes with associated difficulties: (1) a very fine spatial discretization is required to represent sharp local gradients correctly; (2) fine discretization results in high computational cost; (3) computation of higher-order derivatives for improved convergence rates and (4) curse of dimensionality in conventional numerical integration techniques. As a consequence, the practical applicability of phase field models is severely limited. The research presented in this thesis addresses the difficulties of the conventional numerical integration techniques for phase field modeling in quasi-static brittle fracture analysis. The first method relies on polynomial splines over hierarchical T-meshes (PHT-splines) in the framework of isogeometric analysis (IGA). An adaptive h-refinement scheme is developed based on the variational energy formulation of phase field modeling. The fourth-order phase field model provides increased regularity in the exact solution of the phase field equation and improved convergence rates for numerical solutions on a coarser discretization, compared to the second-order model. However, second-order derivatives of the phase field are required in the fourth-order model. Hence, at least a minimum of C1 continuous basis functions are essential, which is achieved using hierarchical cubic B-splines in IGA. PHT-splines enable the refinement to remain local at singularities and high gradients, consequently reducing the computational cost greatly. Unfortunately, when modeling complex geometries, multiple parameter spaces (patches) are joined together to describe the physical domain and there is typically a loss of continuity at the patch boundaries. This decrease of smoothness is dictated by the geometry description, where C0 parameterizations are normally used to deal with kinks and corners in the domain. Hence, the application of the fourth-order model is severely restricted. To overcome the high computational cost for the second-order model, we develop a dual-mesh adaptive h-refinement approach. This approach uses a coarser discretization for the elastic field and a finer discretization for the phase field. Independent refinement strategies have been used for each field. The next contribution is based on physics informed deep neural networks. The network is trained based on the minimization of the variational energy of the system described by general non-linear partial differential equations while respecting any given law of physics, hence the name physics informed neural network (PINN). The developed approach needs only a set of points to define the geometry, contrary to the conventional mesh-based discretization techniques. The concept of `transfer learning' is integrated with the developed PINN approach to improve the computational efficiency of the network at each displacement step. This approach allows a numerically stable crack growth even with larger displacement steps. An adaptive h-refinement scheme based on the generation of more quadrature points in the damage zone is developed in this framework. For all the developed methods, displacement-controlled loading is considered. The accuracy and the efficiency of both methods are studied numerically showing that the developed methods are powerful and computationally efficient tools for accurately predicting fractures.}, subject = {Phasenfeldmodell}, language = {en} } @phdthesis{Reshetnikova, author = {Reshetnikova, Tatiana}, title = {Transformation of the Environment: Influence of "Urban Reagents." German and Russian Case Studies}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4351}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210128-43517}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {256 (thesis) + 23 (Folder) + 83 (CD)}, abstract = {An urban regeneration manifests itself through urban objects operating as change agents. The en-tailed diverse effects on the surroundings demonstrate experimental origin - an experiment as a preplanned but unpredictable method. An understanding of influences and features of urban ob-jects requires scrutiny due to a high potential of the elements to force an alteration and reactions. This dissertation explores the transformation of the milieu and mechanisms of this transformation.}, subject = {Stadtentwicklung}, language = {en} } @phdthesis{Bunte, author = {Bunte, Andreas}, title = {Entwicklung einer ontologiebasierten Beschreibung zur Erh{\"o}hung des Automatisierungsgrades in der Produktion}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4315}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201215-43156}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {189}, abstract = {Die zu beobachtenden k{\"u}rzeren Produktlebenszyklen und eine schnellere Marktdurchdringung von Produkttechnologien erfordern adaptive und leistungsf{\"a}hige Produktionsanlagen. Die Adaptivit{\"a}t erm{\"o}glicht eine Anpassung der Produktionsanlage an neue Produkte, und die Leistungsf{\"a}higkeit der Anlage stellt sicher, dass ausreichend Produkte in kurzer Zeit und zu geringen Kosten hergestellt werden k{\"o}nnen. Durch eine Modularisierung der Produktionsanlage kann die Adaptivit{\"a}t erreicht werden. Jedoch erfordert heutzutage jede Adaption manuellen Aufwand, z.B. zur Anpassung von propriet{\"a}ren Signalen oder zur Anpassung {\"u}bergeordneter Funktionen. Dadurch sinkt die Leistungsf{\"a}higkeit der Anlage. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Interoperabilit{\"a}t in Bezug auf die Informationsverwendung in modularen Produktionsanlagen zu gew{\"a}hrleisten. Dazu werden Informationen durch semantische Modelle beschrieben. Damit wird ein einheitlicher Informationszugriff erm{\"o}glicht, und {\"u}bergeordnete Funktionen erhalten Zugriff auf alle Informationen der Produktionsmodule, unabh{\"a}ngig von dem Typ, dem Hersteller und dem Alter des Moduls. Dadurch entf{\"a}llt der manuelle Aufwand bei Anpassungen des modularen Produktionssystems, wodurch die Leistungsf{\"a}higkeit der Anlage gesteigert und Stillstandszeiten reduziert werden. Nach dem Ermitteln der Anforderungen an einen Modellierungsformalismus wurden potentielle Formalismen mit den Anforderungen abgeglichen. OWL DL stellte sich als geeigneter Formalismus heraus und wurde f{\"u}r die Erstellung des semantischen Modells in dieser Arbeit verwendet. Es wurde exemplarisch ein semantisches Modell f{\"u}r die drei Anwendungsf{\"a}lle Interaktion, Orchestrierung und Diagnose erstellt. Durch einen Vergleich der Modellierungselemente von unterschiedlichen Anwendungsf{\"a}llen wurde die Allgemeing{\"u}ltigkeit des Modells bewertet. Dabei wurde gezeigt, dass die Erreichung eines allgemeinen Modells f{\"u}r technische Anwendungsf{\"a}lle m{\"o}glich ist und lediglich einige Hundert Begriffe ben{\"o}tigt. Zur Evaluierung der erstellten Modelle wurde ein wandlungsf{\"a}higes Produktionssystem der SmartFactoryOWL verwendet, an dem die Anwendungsf{\"a}lle umgesetzt wurden. Dazu wurde eine Laufzeitumgebung erstellt, die die semantischen Modelle der einzelnen Module zu einem Gesamtmodell vereint, Daten aus der Anlage in das Modell {\"u}bertr{\"a}gt und eine Schnittstelle f{\"u}r die Services bereitstellt. Die Services realisieren {\"u}bergeordnete Funktionen und verwenden die Informationen des semantischen Modells. In allen drei Anwendungsf{\"a}llen wurden die semantischen Modelle korrekt zusammengef{\"u}gt und mit den darin enthaltenen Informationen konnte die Aufgabe des jeweiligen Anwendungsfalles ohne zus{\"a}tzlichen manuellen Aufwand gel{\"o}st werden.}, subject = {Ontologie}, language = {de} } @phdthesis{Markert, author = {Markert, Michael}, title = {R{\"a}umliche Navigation durch richtungsgebundene Stereofonie}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4303}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201214-43038}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {394}, abstract = {Die Verbreitung mobiler Smartphones und besonders deren allgegenw{\"a}rtige Lokalisierungstechnologien ver{\"a}ndern das Navigationsverhalten im Raum nachhaltig. Parallel zur schnell voranschreitenden Entwicklung allt{\"a}glicher Ger{\"a}te, die mitgef{\"u}hrt werden, setzt der {\"U}bergang der bereits l{\"a}nger dauernden Entwicklung von Virtual-Reality-Technik in eine erweiterte und augmentierte Mixed Reality ein. In diesem Spannungsfeld untersucht die vorliegende Arbeit, inwieweit richtungsgebundene und binaural wiedergegebene Stereofonie die menschliche Bewegung im Raum beeinflussen kann und versucht zu er{\"o}rtern, welche Potenziale in der Wiederentdeckung einer relativ lange bekannten Technik liegen. Der Autor hat im Rahmen dieser Arbeit eine binaurale mobile Applikation f{\"u}r richtungsgebundene Stereofonie entwickelt, mit der virtuelle bewegte oder statische Audio-Hotspots im Raum platziert werden k{\"o}nnen. So kann links, rechts oder 30 Meter vor einer Person ein virtueller oder tats{\"a}chlicher Klang im Raum verortet sein. Durch die in Echtzeit berechnete binaurale Wiedergabe der Klangquellen mit einem Stereo-Kopfh{\"o}rer k{\"o}nnen diese r{\"a}umlich verorteten Kl{\"a}nge mit zwei Ohren dreidimensional wahrgenommen werden, {\"a}hnlich dem r{\"a}umlichen Sehen mit zwei Augen. Durch den Einsatz mehrerer lokalisierter Klangquellen als Soundscape entsteht eine augmentierte auditive Realit{\"a}t, die die physische Realit{\"a}t erweitert. Die Position und Navigation des Nutzers wird durch binaurale Lautst{\"a}rkenmodulation (die Lautst{\"a}rke nimmt bei abnehmender Distanz zur Quelle zu) und Stereopanning mit Laufzeitmodulation (die Richtung wird {\"u}ber ein Stereosignal auf beiden Ohren r{\"a}umlich links-rechts-vorne verortet) interaktiv und kybernetisch beeinflusst. Die Nutzer navigieren — durch ihr Interesse an den h{\"o}rbaren virtuellen Klangquellen geleitet — durch einen dynamisch erzeugten, dreidimensionalen akustischen Raum, der gleichzeitig ein virtueller und kybernetischer Raum ist, da die Repr{\"a}sentation der Kl{\"a}nge an die Bewegung und Ausrichtung der Nutzer im Raum angepasst wird. Diese Arbeit untersucht, ob die Bewegung von Menschen durch (virtuelle) Kl{\"a}nge beeinflusst werden kann und wie groß oder messbar dieser Einfluss ist. Dabei k{\"o}nnen nicht alle k{\"u}nstlerischen, architektonischen und philosophischen Fragen im Rahmen der vorliegenden Schrift er{\"o}rtert werden, obwohl sie dennoch als raumtheoretische Fragestellung von Interesse sind. Hauptgegenstand der vorliegenden Arbeit liegt in der Erforschung, ob richtungsgebundene Stereofonie einen relevanten Beitrag zur menschlichen Navigation, haupts{\"a}chlich zu Fuß, in urbanen Gebieten — vorwiegend im Außenraum — leisten kann. Der erste Teil gliedert sich in »Raum und Klang«, es werden raumtheoretische {\"U}berlegungen zur menschlichen Bewegung im Raum, Raumvorstellungen, r{\"a}umliche Kl{\"a}nge und Klangwahrnehmung sowie die Entwicklung stereofoner Apparaturen und Aspekte der Augmented Audio Reality besprochen. Im zweiten Teil werden drei Demonstratoren als Anwendungsszenarien und drei Evaluierungen im Außenraum vorgestellt. Die Tests untersuchen, ob sich das Verfahren zur Navigation f{\"u}r Fußg{\"a}nger eignet und inwieweit eine Einflussnahme auf das Bewegungsverhalten von Nutzern getroffen werden kann. Die Auswertungen der Tests zeigen, dass sich stereofone Kl{\"a}nge grunds{\"a}tzlich als Navigationssystem eignen, da eine große Mehrzahl der Teilnehmer die akustisch markierten Ziele leicht gefunden hat. Ebenso zeigt sich ein klarer Einfluss auf die Bewegungsmuster, allerdings ist dieser abh{\"a}ngig von individuellen Interessen und Vorlieben. Abschließend werden die Ergebnisse der Untersuchungen im Kontext der vorgestellten Theorien diskutiert und die Potenziale stereofoner Anwendungen in einem Ausblick behandelt. Bei der Gestaltung, Erzeugung und Anwendung mobiler Systeme sind unterschiedliche mentale und r{\"a}umliche Modelle und Vorstellungen der Entwickler und Anwender zu beachten. Da eine umfassende transdisziplin{\"a}re Betrachtung klare Begrifflichkeiten erfordert, werden Argumente f{\"u}r ein raumtheoretisches Vokabular diskutiert. Diese sind f{\"u}r einen gestalterischen Einsatz von richtungsgebundener Stereofonie — besonders im Kontext mobiler Navigation durch akustisch augmentierte R{\"a}ume — {\"a}ußerst relevant.}, subject = {Raum}, language = {de} } @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{Kunert, author = {Kunert, Andr{\´e}}, title = {3D Interaction Techniques in Multi-User Virtual Reality : towards scalable templates and implementation patterns for cooperative interfaces}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4296}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201204-42962}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {147}, abstract = {Multi-user projection systems provide a coherent 3D interaction space for multiple co-located users that facilitates mutual awareness, full-body interaction, and the coordination of activities. The users perceive the shared scene from their respective viewpoints and can directly interact with the 3D content. This thesis reports on novel interaction patterns for collaborative 3D interaction for local and distributed user groups based on such multi-user projection environments. A particular focus of our developments lies in the provision of multiple independent interaction territories in our workspaces and their tight integration into collaborative workflows. The motivation for such multi-focus workspaces is grounded in research on social cooperation patterns, specifically in the requirement for supporting phases of loose and tight collaboration and the emergence of dedicated orking territories for private usage and public exchange. We realized independent interaction territories in the form of handheld virtual viewing windows and multiple co-located hardware displays in a joint workspace. They provide independent views of a shared virtual environment and serve as access points for the exploration and manipulation of the 3D content. Their tight integration into our workspace supports fluent transitions between individual work and joint user engagement. The different affordances of various displays in an exemplary workspace consisting of a large 3D wall, a 3D tabletop, and handheld virtual viewing windows, promote different usage scenarios, for instance for views from an egocentric perspective, miniature scene representations, close-up views, or storage and transfer areas. This work shows that this versatile workspace can make the cooperation of multiple people in joint tasks more effective, e.g. by parallelizing activities, distributing subtasks, and providing mutual support. In order to create, manage, and share virtual viewing windows, this thesis presents the interaction technique of Photoportals, a tangible interface based on the metaphor of digital photography. They serve as configurable viewing territories and enable the individual examination of scene details as well as the immediate sharing of the prepared views. Photoportals are specifically designed to complement other interface facets and provide extended functionality for scene navigation, object manipulation, and for the creation of temporal recordings of activities in the virtual scene. A further objective of this work is the realization of a coherent interaction space for direct 3D input across the independent interaction territories in multi-display setups. This requires the simultaneous consideration of user input in several potential interaction windows as well as configurable disambiguation schemes for the implicit selection of distinct interaction contexts. We generalized the required implementation structures into a high-level software pattern and demonstrated its versatility by means of various multi-context 3D interaction tools. Additionally, this work tackles specific problems related to group navigation in multiuser projection systems. Joint navigation of a collocated group of users can lead to unintentional collisions when passing narrow scene sections. In this context, we suggest various solutions that prevent individual collisions during group navigation and discuss their effect on the perceived integrity of the travel group and the 3D scene. For collaboration scenarios involving distributed user groups, we furthermore explored different configurations for joint and individual travel. Last but not least, this thesis provides detailed information and implementation templates for the realization of the proposed interaction techniques and collaborative workspaces in scenegraph-based VR systems. These contributions to the abstraction of specific interaction patterns, such as group navigation and multi-window interaction, facilitate their reuse in other virtual reality systems and their adaptation to further collaborative scenarios.}, subject = {Virtuelle Realit{\"a}t}, language = {en} } @phdthesis{Mueller, author = {M{\"u}ller, Jan Philip}, title = {Audiovision und Synchronisation. Sehen, H{\"o}ren und Gleichzeitigkeit in Anordnungen vom Observatorium {\"u}ber psychologische Experimente bis zum Tonfilm im 19. und 20. Jahrhundert}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4290}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201123-42906}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {516}, abstract = {In dieser Untersuchung wird eine Geschichte von Problemen der Gleichzeitigkeit zwischen Sehen und H{\"o}ren, beziehungsweise der Synchronit{\"a}t von Bild und Ton, bis zur Entstehung des Tonfilms rekonstruiert. Dabei werden Linien gezogen zwischen diskursiven Konfigurationen und medialen Anordnungen, in denen das Verh{\"a}ltnis von Sehen und H{\"o}ren oder Bild und Ton als zeitliches erscheint - in denen Sehen und H{\"o}ren, Bild und Ton zwischen Mannigfaltigkeit und Einheit verschmelzen, auseinanderfallen, interagieren, redundant oder spezifisch werden, einander erg{\"a}nzen, dominieren, verfehlen verdr{\"a}ngen, aufspalten… Tonfilm ist in der Kinogeschichte eben nicht nur eine Erg{\"a}nzung. Vielmehr {\"a}hnelt er dem Auftritt eines Gespensts, das das Wissen und die Techniken der Trennung der Sinne schon l{\"a}nger, vielleicht schon immer begleitet hatte. Das Auftreten des Tonfilms ist auch {\"u}berhaupt fr{\"u}her Anlass eines weitreichenden Diskurses dar{\"u}ber, was Audiovision eigentlich sein k{\"o}nnte und sollte. Noch allgemeiner k{\"o}nnte auch davon gesprochen werden, dass Tonfilm eins der ersten großen Projekte der Konvergenz technischer Medien ist, die heute - besonders angesichts des Computers - als entscheidender Aspekt von Mediengeschichte erscheint. Die Linien der Probleme von Gleichzeitigkeit/Ungleichzeitigkeit an den Schnittstellen von Wissen, Technik und {\"A}sthetik werden insbesondere durch drei Felder hindurch nachgezeichnet: 1) Die Geschichte von Intermodalit{\"a}t in Bezug auf die Frage nach Gleichzeitigkeit und Ungleichzeitigkeit als Problem und Gegenstand von Wissenschaft seit dem 19. Jahrhundert, vornehmlich in zwei Gebieten: Als Fehlerquelle im astronomischen Observatorium bei der Messung, Feststellung und Vereinheitlichung von Raum und Zeit, die auf individuelle Abweichungen Intermodaler Wahrnehmung verweist und als Problem der „pers{\"o}nlichen Gleichung" weit {\"u}ber die Astronomie hinaus Karriere macht. Als heiße Zone wahrnehmungspsychologischer Experimente und ihrer Apparate seit der Mitte des 19. Jahrhunderts, die mit dem Konzept der „Komplikation" Fragen nach einer Synthese der Sinneswahrnehmungen und damit letztlich nach der Selbstgegenwart des Menschen stellt. 2) Eine Technikgeschichte des Problems auditive und visuelle Zeitmedien - wie Phonograph und Film - zu koppeln, zu synchronisieren. Darin eskalieren zwei zeitkritische Relationen: Einerseits zwischen diskreter, intermittierender Bewegung des Films und stetiger, kontinuierlicher Bewegung des Phonographen, andererseits in Bezug darauf, an welcher Stelle - wo und wann - audiovisuelle Gegenwart des Kinos ensteht; oder auch verfehlt wird. 3) Eine Geschichte von Filmtheorie und -{\"a}sthetik, in der sich mit der Durchsetzung des Tonfilms um 1930 die Frage stellt, was dieses neue Medium sei und was damit zu tun. Diese Verhandlungen spannen sich zwischen dem formulierten Ziel einer spezifischen Illusion oder Pr{\"a}senz von Tonfilm durch Synchronit{\"a}t auf der einen Seite und der sich aus dem Verdacht des Betrugs durch Synchronit{\"a}t ergebenden Forderung nach „Asynchronismus" als kritischer Methode auf der anderen Seite auf. Ausgehend von der These, dass im 19. Jahrhundert die Sinne aufgeteilt werden, dann wird in diesen Anordnungen an irgendeiner Stelle Heterogenes gleichzeitig passieren. An welcher Stelle? Und was bedeuten diese (Un-)Gleichzeitigkeiten? Was dabei - sehr allgemein gesprochen - auf dem Spiel steht, sind M{\"o}glichkeiten einer audiovisuell geteilten - getrennten oder gemeinsamen - Welt und Gegenwart.}, subject = {Tonfilm}, 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{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} } @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{Elzanowski, author = {Elzanowski, Jerzy}, title = {Ruin conversions : violence, architecture and commemoration in post-1944 Warsaw}, doi = {10.14288/1.0166955}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, abstract = {Promotion an der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar (Dr. phil.) und zugleich PhD an der University of British Columbia Vancouver. 2015 auf dem Server der University of British Columbia mit Embargo ver{\"o}ffentlicht. Das Embargo wird immer wieder verl{\"a}ngert. Aktuell: This item is embargoed until 2026-06-30, you need to request access to be able to view the item's media before that date.}, subject = {Umwandlung}, language = {en} }