@phdthesis{Brehm2011,
  author    = {Brehm, Maik},
  title     = {Vibration-based model updating: Reduction and quantification of uncertainties},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1465},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110926-15553},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2011},
  abstract  = {Numerical models and their combination with advanced solution strategies are standard tools for many engineering disciplines to design or redesign structures and to optimize designs with the purpose to improve specific requirements. As the successful application of numerical models depends on their suitability to represent the behavior related to the intended use, they should be validated by experimentally obtained results. If the discrepancy between numerically derived and experimentally obtained results is not acceptable, a model revision or a revision of the experiment need to be considered. Model revision is divided into two classes, the model updating and the basic revision of the numerical model. The presented thesis is related to a special branch of model updating, the vibration-based model updating. Vibration-based model updating is a tool to improve the correlation of the numerical model by adjusting uncertain model input parameters by means of results extracted from vibration tests. Evidently, uncertainties related to the experiment, the numerical model, or the applied numerical solving strategies can influence the correctness of the identified model input parameters. The reduction of uncertainties for two critical problems and the quantification of uncertainties related to the investigation of several nominally identical structures are the main emphases of this thesis. First, the reduction of uncertainties by optimizing reference sensor positions is considered. The presented approach relies on predicted power spectral amplitudes and an initial finite element model as a basis to define the assessment criterion for predefined sensor positions. In combination with geometry-based design variables, which represent the sensor positions, genetic and particle swarm optimization algorithms are applied. The applicability of the proposed approach is demonstrated on a numerical benchmark study of a simply supported beam and a case study of a real test specimen. Furthermore, the theory of determining the predicted power spectral amplitudes is validated with results from vibration tests. Second, the possibility to reduce uncertainties related to an inappropriate assignment for numerically derived and experimentally obtained modes is investigated. In the context of vibration-based model updating, the correct pairing is essential. The most common criterion for indicating corresponding mode shapes is the modal assurance criterion. Unfortunately, this criterion fails in certain cases and is not reliable for automatic approaches. Hence, an alternative criterion, the energy-based modal assurance criterion, is proposed. This criterion combines the mathematical characteristic of orthogonality with the physical properties of the structure by modal strain energies. A numerical example and a case study with experimental data are presented to show the advantages of the proposed energy-based modal assurance criterion in comparison to the traditional modal assurance criterion. Third, the application of optimization strategies combined with information theory based objective functions is analyzed for the purpose of stochastic model updating. This approach serves as an alternative to the common sensitivity-based stochastic model updating strategies. Their success depends strongly on the defined initial model input parameters. In contrast, approaches based on optimization strategies can be more flexible. It can be demonstrated, that the investigated nature inspired optimization strategies in combination with Bhattacharyya distance and Kullback-Leibler divergence are appropriate. The obtained accuracies and the respective computational effort are comparable with sensitivity-based stochastic model updating strategies. The application of model updating procedures to improve the quality and suitability of a numerical model is always related to additional costs. The presented innovative approaches will contribute to reduce and quantify uncertainties within a vibration-based model updating process. Therefore, the increased benefit can compensate the additional effort, which is necessary to apply model updating procedures.},
  subject      = {Dynamik},
  language  = {en}
}
@article{FaizollahzadehArdabiliNajafiAlizamiretal.,
  author    = {Faizollahzadeh Ardabili, Sina and Najafi, Bahman and Alizamir, Meysam and Mosavi, Amir and Shamshirband, Shahaboddin and Rabczuk, Timon},
  title     = {Using SVM-RSM and ELM-RSM Approaches for Optimizing the Production Process of Methyl and Ethyl Esters},
  series = {Energies},
  journal   = {Energies},
  number    = {11, 2889},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  doi       = {10.3390/en11112889},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20181025-38170},
  pages     = {1 -- 20},
  abstract  = {The production of a desired product needs an effective use of the experimental model. The present study proposes an extreme learning machine (ELM) and a support vector machine (SVM) integrated with the response surface methodology (RSM) to solve the complexity in optimization and prediction of the ethyl ester and methyl ester production process. The novel hybrid models of ELM-RSM and ELM-SVM are further used as a case study to estimate the yield of methyl and ethyl esters through a trans-esterification process from waste cooking oil (WCO) based on American Society for Testing and Materials (ASTM) standards. The results of the prediction phase were also compared with artificial neural networks (ANNs) and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), which were recently developed by the second author of this study. Based on the results, an ELM with a correlation coefficient of 0.9815 and 0.9863 for methyl and ethyl esters, respectively, had a high estimation capability compared with that for SVM, ANNs, and ANFIS. Accordingly, the maximum production yield was obtained in the case of using ELM-RSM of 96.86\% for ethyl ester at a temperature of 68.48 °C, a catalyst value of 1.15 wt. \%, mixing intensity of 650.07 rpm, and an alcohol to oil molar ratio (A/O) of 5.77; for methyl ester, the production yield was 98.46\% at a temperature of 67.62 °C, a catalyst value of 1.1 wt. \%, mixing intensity of 709.42 rpm, and an A/O of 6.09. Therefore, ELM-RSM increased the production yield by 3.6\% for ethyl ester and 3.1\% for methyl ester, compared with those for the experimental data.},
  subject      = {Biodiesel},
  language  = {en}
}
@article{GanevMarinov1997,
  author    = {Ganev, T. and Marinov, M.},
  title     = {Towards Optimal Designing of thin elastic Plates with a specific free Oscillations Frequency},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.537},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5375},
  year      = {1997},
  abstract  = {Thin elastic plates are the basic constructional elements and are very often subjected to dynamic effects especially in the machine-building structures. Their saving design of resonance conditions of operation is an extremely complicated task which cannot be solved analytically. In the present report an efficient and sufficiently general method for optimal design of thin plates is worked out on the basis of energy resonance method of Wilder, the method of the finite elements for dynamic research and the methods of parameter optimization. By means of these methods various limitations and requirements put by the designer to the plates can be taken into account. A programme module for numerical investigation of the weight variation of the plate depending on the taken variable of the designed thickness at different supporting conditions is developed. The reasons for the considerable quantity and quality difference between the obtained optimal designs are also analysed.},
  subject      = {Platte},
  language  = {en}
}
@article{AlemuHabteLahmeretal.,
  author    = {Alemu, Yohannes L. and Habte, Bedilu and Lahmer, Tom and Urgessa, Girum},
  title     = {Topologically preoptimized ground structure (TPOGS) for the optimization of 3D RC buildings},
  series = {Asian Journal of Civil Engineering},
  volume    = {2023},
  journal   = {Asian Journal of Civil Engineering},
  publisher = {Springer International Publishing},
  address   = {Cham},
  doi       = {10.1007/s42107-023-00640-2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230517-63677},
  pages     = {1 -- 11},
  abstract  = {As an optimization that starts from a randomly selected structure generally does not guarantee reasonable optimality, the use of a systemic approach, named the ground structure, is widely accepted in steel-made truss and frame structural design. However, in the case of reinforced concrete (RC) structural optimization, because of the orthogonal orientation of structural members, randomly chosen or architect-sketched framing is used. Such a one-time fixed layout trend, in addition to its lack of a systemic approach, does not necessarily guarantee optimality. In this study, an approach for generating a candidate ground structure to be used for cost or weight minimization of 3D RC building structures with included slabs is developed. A multiobjective function at the floor optimization stage and a single objective function at the frame optimization stage are considered. A particle swarm optimization (PSO) method is employed for selecting the optimal ground structure. This method enables generating a simple, yet potential, real-world representation of topologically preoptimized ground structure while both structural and main architectural requirements are considered. This is supported by a case study for different floor domain sizes.},
  subject      = {Bodenmechanik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weitzmann2009,
  author    = {Weitzmann, R{\"u}diger},
  title     = {Theory and application of optimization strategies for the design of seismically excited structures},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1406},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20091030-14917},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2009},
  abstract  = {The study introduces into the theory and application of optimization strategies in earthquake engineering. The optimization algorithm substitutes the intuitive solution of practical problems done by the engineer in daily practice, providing automatic design tools and numerical means for further exploration of the design space for various extremum states. This requires a mathematical formulation of the design task, that is provided for typical seismic evaluations within this document. Utilizing the natural relation between design and optimization tasks, appropriate mechanical concepts are developed and discussed. The explanations start with an overview on the mechanical background for continua. Hereby the focus is placed on elasto-plastic structures. The given extremum formulations are treated with help of discretization methods in order to obtain optimization problems. These basics are utilized for derivation of programs for eigenvalue and stability analysis, that are applied in simplified linear analysis for the design of seismically excited structures. Another focus is set on the application in simplified nonlinear design, that uses limit state analyses on the basis of nonlinear problem formulations. Well known concepts as the response and pushover analysis are covered as well as alternative strategies on the basis of shakedown theory or cycle and deformation based evaluations. Furthermore, the study gives insight into the application of optimization problems in conjunction with nonlinear time history analyses. The solution of step-by-step procedures within optimization algorithms is shown and aspects of dynamic limit state analyses are discussed. For illustration of the great variety of optimization-based concepts in earthquake engineering, several specialized applications are presented, e.g. the generation of artificial ground motions and the determination of reduction coefficients for design spectrum reduction due to viscous and hysteretic damping. As well alternative strategies for the design of base isolated structures with controlled impact are presented. All presented applications are illustrated with help of various examples.},
  subject      = {Dynamik},
  language  = {en}
}
@book{Graetz2008,
  author    = {Graetz, Holger},
  title     = {Synergiepotenzial einer fragmentierten Wasserwirtschaft},
  isbn      = {978-3-86068-335-4},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1225},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080207-12903},
  year      = {2008},
  abstract  = {Problemstellung, Stand der Forschung und Zielsetzung der Arbeit Seit mehreren Jahren bestimmen ver{\"a}nderte Zielsetzungen in Europa den politischen Handlungsrahmen in der Organisation der Wasserwirtschaft und folgen dem Trend zu st{\"a}rker {\"o}konomisch und {\"o}kologisch ausgerichtetem Handeln. So fordert die Europ{\"a}ische Wasserrahmenrichtlinie u.a. die Umsetzung einer flussgebietsorientierten Bewirtschaftung der Oberfl{\"a}chengew{\"a}sser und des Grundwassers innerhalb bestimmter Fristen. Derzeitige Modernisierungskonzepte der Wasserwirtschaft fokussieren im Wesentlichen die Organisationsstrukturen kommunaler Aufgabentr{\"a}ger und deren Unternehmen, nicht aber eine Ver{\"a}nderung der umfassenden politischen und verwaltenden Organisationsstrukturen zur Steuerung der operativen Ebene. Die angestrebte Modernisierung wird daher insbesondere in kleinteiligen und komplexen, so genannten fragmentierten Organisationsstrukturen mit einer ausschließlich auf Unternehmen fokussierten Betrachtung nicht erreichbar sein. Diese kaum erforschten Strukturen bieten aufgrund der bestehenden Intransparenz und Komplexit{\"a}t der zahlreichen Organisationselemente vielf{\"a}ltige Ansatzpunkte f{\"u}r Optimierungsm{\"o}glichkeiten. Den entsprechenden Stand der Forschung bilden nur grundlegende Ans{\"a}tze zur Betrachtung des Zusammenwirkens von Akteuren in Organisationsstrukturen sowie entsprechende Optimierungsans{\"a}tze der Organisations- und Managementtheorien. Sie beziehen sich meist nur auf Unternehmen allgemein. Es fehlen derzeit umfassende und transparente Darstellungen der komplexen Organisationsstruktur der Wasserwirtschaft. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es, eine ganzheitliche Modernisierung insbesondere fragmentierter Wasserwirtschaftsstrukturen voranzutreiben. Es soll eine Steigerung der gesamten Leistungsf{\"a}higkeit sowohl der politischen, der verwaltungs- als auch der unternehmensbezogenen Organisationsstrukturen in der Wasserwirtschaft erreicht werden. ...},
  subject      = {Entscheidungstr{\"a}ger},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Graetz2007,
  author    = {Graetz, Holger},
  title     = {Synergiepotenzial einer fragmentierten Wasserwirtschaft},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1221},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080130-12886},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2007},
  abstract  = {Problemstellung, Stand der Forschung und Zielsetzung der Arbeit Seit mehreren Jahren bestimmen ver{\"a}nderte Zielsetzungen in Europa den politischen Handlungsrahmen in der Organisation der Wasserwirtschaft und folgen dem Trend zu st{\"a}rker {\"o}konomisch und {\"o}kologisch ausgerichtetem Handeln. So fordert die Europ{\"a}ische Wasserrahmenrichtlinie u.a. die Umsetzung einer flussgebietsorientierten Bewirtschaftung der Oberfl{\"a}chengew{\"a}sser und des Grundwassers innerhalb bestimmter Fristen. Derzeitige Modernisierungskonzepte der Wasserwirtschaft fokussieren im Wesentlichen die Organisationsstrukturen kommunaler Aufgabentr{\"a}ger und deren Unternehmen, nicht aber eine Ver{\"a}nderung der umfassenden politischen und verwaltenden Organisationsstrukturen zur Steuerung der operativen Ebene. Die angestrebte Modernisierung wird daher insbesondere in kleinteiligen und komplexen, so genannten fragmentierten Organisationsstrukturen mit einer ausschließlich auf Unternehmen fokussierten Betrachtung nicht erreichbar sein. Diese kaum erforschten Strukturen bieten aufgrund der bestehenden Intransparenz und Komplexit{\"a}t der zahlreichen Organisationselemente vielf{\"a}ltige Ansatzpunkte f{\"u}r Optimierungsm{\"o}glichkeiten. Den entsprechenden Stand der Forschung bilden nur grundlegende Ans{\"a}tze zur Betrachtung des Zusammenwirkens von Akteuren in Organisationsstrukturen sowie entsprechende Optimierungsans{\"a}tze der Organisations- und Managementtheorien. Sie beziehen sich meist nur auf Unternehmen allgemein. Es fehlen derzeit umfassende und transparente Darstellungen der komplexen Organisationsstruktur der Wasserwirtschaft. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es, eine ganzheitliche Modernisierung insbesondere fragmentierter Wasserwirtschaftsstrukturen voranzutreiben. Es soll eine Steigerung der gesamten Leistungsf{\"a}higkeit sowohl der politischen, der verwaltungs- als auch der unternehmensbezogenen Organisationsstrukturen in der Wasserwirtschaft erreicht werden. Vorgehensweise und Methodik In einer Situationsanalyse wird ein umfassender politischer, verwaltungs- und unternehmensorientierter Organisationsrahmen mit den Handlungsspektren transparent gemacht. Nicht nur unternehmensorientierte, sondern ebenso politische und verwaltungsorientierte Akteure der Organisationsstrukturen werden dabei als potenziell Handelnde analysiert. Schwerpunkt ist dabei insbesondere das Zusammenwirken bestehender kleinteiliger oder so genannter fragmentierter Organisationsstrukturen. Aus weiteren mit theoretischen Abhandlungen zu Aufwand, Nutzen, Werten und Wertketten des akteursbezogenen Handlungsspektrums wird ein Werthandlungsmodell f{\"u}r die Wasserwirtschaft entwickelt. Internationale Organisationsmodelle der Wasserwirtschaft werden hinsichtlich gesamtheitlichen Zusammenwirkens untersucht. Dem folgt eine empirische Untersuchung der Aufgabentr{\"a}ger des Th{\"u}ringer Strukturhilfeprogramms der Jahre 1999 bis 2006, um weitere Erkenntnisse {\"u}ber fragmentierte Organisationsstrukturen zu gewinnen. Aus den in Theorie und Praxis gewonnen Erkenntnissen wird ein Instrument zur Entscheidungsunterst{\"u}tzung in mehren Schritten entwickelt, das Entscheidungstr{\"a}ger auf nationaler Ebene beziehungsweise entsprechender f{\"o}deraler Zust{\"a}ndigkeit darin unterst{\"u}tzt, die Leistungsf{\"a}higkeit der Organisationsstrukturen der Wasserwirtschaft im Sinne eines effizienten Erreichens gesetzter Qualit{\"a}tsziele zu optimieren. Ergebnisse Die {\"o}konomisch-technische Arbeit gibt Hilfestellung bei geeigneten Optimierungsanstrengungen in f{\"u}r die Wasserwirtschaft typischen fragmentierten Organisationsstrukturen. Das f{\"u}nfstufige Werthandlungsmodell mit seiner transparenten Darstellung des Zusammenspiels operativer, administrativer und politischer Akteure liefert Handlungsans{\"a}tze f{\"u}r eine verbesserte Erf{\"u}llung der ver{\"a}nderten Zielsetzungen in Europa. Im Gegensatz zu bisherigen ausschließlich unternehmensspezifischen Darstellungen erlaubt das Modell eine institutionen- beziehungsweise unternehmens{\"u}bergreifende Untersuchung. Diese wird den Belangen wasserwirtschaftlicher Organisationsstrukturen gerecht, die sich bisher an politischen anstatt an wasserwirtschaftlichen Grenzen orientieren. Eine modellbezogene Untersuchung mehrerer Fusionsprojekte ergab im Wesentlichen, dass Versorgungsgebiete kleiner Aufgabentr{\"a}ger am st{\"a}rksten vom Zusammenwirken mit einer gr{\"o}ßeren Einheit profitieren k{\"o}nnen. Hierbei k{\"o}nnen Probleme unzureichender personeller und struktureller Ressourcen gel{\"o}st und eine ordnungsgem{\"a}ße Betriebsf{\"u}hrung erreicht werden. Das Zusammenwirken f{\"u}hrt neben Aufwandsoptimierungen zu essentiellen Qualit{\"a}tsverbesserungen in den Betriebsabl{\"a}ufen, die die Betriebssicherheit erh{\"o}hen. Zudem erlaubt das Zusammenwirken in gr{\"o}ßeren Einheiten die Implementierung einer ganzheitlichen Unternehmensphilosophie und damit eine qualifizierte Steuerung von Eigen- und Fremdleistungen. Die vorgenommene Systematisierung der Synergieeffekte sowie der dazu notwendigen Maßnahmen und Voraussetzungen bietet eine grundlegende Struktur, an der sich weiterf{\"u}hrende Untersuchungen von Projekten der Zusammenarbeit in der Wasserwirtschaft orientieren k{\"o}nnen. Aus den Untersuchungen zu internationalen Organisationsans{\"a}tzen und regionalen Fusionsprojekten l{\"a}sst sich folgern, dass {\"u}ber ein geeignetes Zusammenwirken in der Wasserwirtschaft nur fallbezogen zu entscheiden ist. Diese Erkenntnis f{\"u}hrte zu der Entwicklung eines Instrumentes, das die Organisationsstrukturen transparent macht und die Entscheidungsfindung unterst{\"u}tzt. Die Anwendung des Instrumentes zur Entscheidungsunterst{\"u}tzung bietet die Chance, geeignete organisatorische Ver{\"a}nderungen hin zu einer zukunftsorientierten Wasserwirtschaft unter Ber{\"u}cksichtigung regionaler Aspekte durchzuf{\"u}hren und gleichzeitig Synergiepotenzial bei einer Zusammenlegung kleiner Unternehmen mit anderen Unternehmen realisieren zu k{\"o}nnen. Fallstudien behandeln das Instrument und unterst{\"u}tzen die adressierten Entscheidungstr{\"a}ger darin, sich ein klares Bild {\"u}ber das m{\"o}gliche Optimierungspotenzial durch Ver{\"a}nderungen der umfassenden Organisationsstrukturen zu machen. Dies f{\"o}rdert sowohl eine optimierte Koordination der Handlungsportfolios als auch deren Umsetzung. Die Arbeit bietet einen Anhalt f{\"u}r eine intensivere Begleitung und Aufarbeitung von Kooperations- und Konzentrationsprozessen insbesondere an Schnittstellen zwischen Aufgabentr{\"a}gern, Unternehmen und Beh{\"o}rden der Wasserwirtschaft. Die Zuordnung, welche Akteure von den Chancen der Wertbeitragssteigerung am st{\"a}rksten profitieren, bleibt die Aufgabe der politischen Willensbildung. Abschließend ist festzustellen, dass die Wasserwirtschaft nur dann den ehrgeizigen Zielen politischer Willensbildung nahe kommt und dem Wohle der Gesellschaft dient, wenn sie in geeigneten Organisationsstrukturen stattfindet. Hierf{\"u}r liefert die beschriebene Arbeit ihren Beitrag, indem sie Entscheidungstr{\"a}gern auf Bundes- und L{\"a}nderebene das Handwerkszeug bereitstellt, geeignete Ver{\"a}nderungen der Strukturen abw{\"a}gen und veranlassen zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Entscheidungstr{\"a}ger},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ghasemi,
  author    = {Ghasemi, Hamid},
  title     = {Stochastic optimization of fiber reinforced composites considering uncertainties},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.2704},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20161117-27042},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {140},
  abstract  = {Briefly, the two basic questions that this research is supposed to answer are: 1. Howmuch fiber is needed and how fibers should be distributed through a fiber reinforced composite (FRC) structure in order to obtain the optimal and reliable structural response? 2. How do uncertainties influence the optimization results and reliability of the structure? Giving answer to the above questions a double stage sequential optimization algorithm for finding the optimal content of short fiber reinforcements and their distribution in the composite structure, considering uncertain design parameters, is presented. In the first stage, the optimal amount of short fibers in a FRC structure with uniformly distributed fibers is conducted in the framework of a Reliability Based Design Optimization (RBDO) problem. Presented model considers material, structural and modeling uncertainties. In the second stage, the fiber distribution optimization (with the aim to further increase in structural reliability) is performed by defining a fiber distribution function through a Non-Uniform Rational BSpline (NURBS) surface. The advantages of using the NURBS surface as a fiber distribution function include: using the same data set for the optimization and analysis; high convergence rate due to the smoothness of the NURBS; mesh independency of the optimal layout; no need for any post processing technique and its non-heuristic nature. The output of stage 1 (the optimal fiber content for homogeneously distributed fibers) is considered as the input of stage 2. The output of stage 2 is the Reliability Index (b ) of the structure with the optimal fiber content and distribution. First order reliability method (in order to approximate the limit state function) as well as different material models including Rule of Mixtures, Mori-Tanaka, energy-based approach and stochastic multi-scales are implemented in different examples. The proposed combined model is able to capture the role of available uncertainties in FRC structures through a computationally efficient algorithm using all sequential, NURBS and sensitivity based techniques. The methodology is successfully implemented for interfacial shear stress optimization in sandwich beams and also for optimization of the internal cooling channels in a ceramic matrix composite. Finally, after some changes and modifications by combining Isogeometric Analysis, level set and point wise density mapping techniques, the computational framework is extended for topology optimization of piezoelectric / flexoelectric materials.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@article{TakagiTaniKawamura2004,
  author    = {Takagi, Kousuke and Tani, Akinori and Kawamura, Hiroshi},
  title     = {Research on Intelligent Fuzzy Optimal Active and Hybrid Control Systems of Building Structures - Verification of Optimization Method on Switching Rules of Control Forces},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.223},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2238},
  year      = {2004},
  abstract  = {Recently, many reseraches on active control systems of building structures are preformed based on modern control theory and are installed real buildings. The authors have already proposed intelligent fuzzy optimal active control (IFOAC) systems. IFOAC systems imitate intelligent activities of human brains such as prediction, adaptation, decision-kaking and so on. In IFOAC systems, objective and subjective judgements on the active control can be taken into account. However, IFOAC systems are considered to be suitable for far-field erathquake and control effect becomes small in case of near-field earthqaukes which include a few velosity pules with large amplitudes. To improve control effect in case of near-souece earthquakes, the authors have also proposed hybrid control (HC) systems, in which IFOAC systems and fuzzy control system are combined. In HC systems, the fuzzy control systems are introduced as a reflective fuzzy active control (RFAC) system and imitates spinal reflection of human. In HC systems, active control forces are activated to buildings in accordance with switching rules on active control forces. In this paper, optimizations on fuzzy control rules in RFAC system and switching rules of active control forces in HC system are performed by Parameter-Free Genetic Algorithms (PfGAs). Here, the optimization is performed by using different earthquake inputs. The results of digital simulations show that the HC system can reduce maximal response displacements under restrictions on strokes of the actuator effectively in case of a near-source earthquake and the effectiveness of the proposed HC system is discussed and clarified.},
  subject      = {Mehragentensystem},
  language  = {en}
}
@inproceedings{Dzwigon2003,
  author    = {Dzwigon, Wieslaw},
  title     = {Qualit{\"a}t im {\"O}PNV - die Erh{\"o}hung und das Erhalten der Frequenz},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.296},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2968},
  year      = {2003},
  abstract  = {Um die entsprechende Qualit{\"a}t der {\"O}PNV zu erreichen, sollte man das Verh{\"a}ltnis zwischen der Bedienungsqualit{\"a}t und dem Kostenaufwand analysieren. In den Bedingungen der anwachsenden Konkurenz aus der Seite der PKW und anderen Fuhrunternehmern soll man die Handlungen, die gr{\"o}sste Effektivit{\"a}t gew{\"a}hrleisten, aufnehmen. Es gibt viele M{\"o}glichkeiten die diese Qualit{\"a}t verbessern k{\"o}nnen, wie z.B. steigernde Frequenz der Fahrzeuge, Vergr{\"o}ßerung der Geschwindigkeit, P{\"u}nktlichkeit und Regelm{\"a}ßigkeit, Einf{\"u}hrung der Niederfußfahrzeuge und vieles mehr. Ich versuche in meinem Referat die Aspekte zu analysieren, die mit der Frequenz verbunden sind, d.h. die Erh{\"o}hung der Frequenz und das Erhalten der konstanten H{\"a}ufigkeit der Linienbusse. Das Referat umfasst die Modelle und die Beispiele. In Verbindung mit den Untersuchungen, die die Bereitschaft der Bezahlung f{\"u}r die Verbesserung der Qualit{\"a}t betreffen, kann man schon Entscheidungen treffen, die unterschiedlichen Standard der Fahrt bestimmen.},
  subject      = {{\"O}ffentlicher Personennahverkehr},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Loemker2006,
  author    = {L{\"o}mker, Thorsten Michael},
  title     = {Plausibilit{\"a}t im Planungsprozess, Umbau und Umnutzung als Optimierungsaufgabe},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.791},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20061105-8328},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Bauaufgaben der Zukunft liegen in der Auseinandersetzung mit bestehender Architektur. Die planerische Herausforderung besteht im Verzicht auf den Neubau durch die Umnutzung und den Umbau existenter Geb{\"a}ude. Umnutzung und Umbau sind Werterhaltungsstrategien, die den Lebenszyklus eines Geb{\"a}udes als integralen Bestandteil der Planung betrachten und deren Ziel es ist, ungenutzte Bestandsgeb{\"a}ude durch keine oder wenige bauliche Eingriffe so zu ver{\"a}ndern, dass sie einer Weiternutzung zugef{\"u}hrt werden k{\"o}nnen. Die Umnutzung unterliegt der Pr{\"a}misse, dass an den Geb{\"a}uden keine baulichen Ver{\"a}nderungen vorgenommen werden, wohingegen der Umbau bauliche Eingriffe gestattet. Als Alternative zum Neubau ist der Erfolg beider Strategien entscheidend davon abh{\"a}ngig, dass der Architekt schon zu Beginn der Planung zu der Entscheidung gelangt, ob sich ein Geb{\"a}ude unter Anwendung einer der beiden Strategien weiternutzen l{\"a}sst. Diese Entscheidung wird vom Architekten in der Praxis durch einen Vergleich des Soll-Zustands (Raumprogramm) mit dem Ist-Zustand (Bestandsgrundriss) des Geb{\"a}udes getroffen. Die Analyse und Bewertung des Bestandes erfolgt in dieser fr{\"u}hen Phase der Planung in Form von Vorentwurfsskizzen, welche die organisatorischen oder baulichen Ver{\"a}nderungen der Geb{\"a}udegrundrisse im Falle einer Weiternutzung darstellen. In dieser Arbeit wird die Hypothese aufgestellt, dass der Vergleich des Raumprogramms mit dem Geb{\"a}udegrundriss im Wesentlichen eine kombinatorische Problemstellung darstellt. Unter dieser Annahme wird untersucht, ob durch den Einsatz von Optimierungsverfahren in der Grundrissplanung L{\"o}sungen f{\"u}r Umbau- und Umnutzungsaufgaben automatisiert erzeugt werden k{\"o}nnen. Ziel ist es, durch den computergest{\"u}tzten Einsatz dieser Verfahren zu plausiblen Planungsl{\"o}sungen, die dem Architekten als Grundlage f{\"u}r die weitere Bearbeitung der Planung dienen, zu gelangen.},
  subject      = {Plausibilit{\"a}t},
  language  = {de}
}
@inproceedings{RaueTimmlerAdami2000,
  author    = {Raue, Erich and Timmler, Hans-Georg and Adami, Kay},
  title     = {Physikalisch nichtlineare Untersuchung der Aussteifungssysteme von zu revitalisierenden Plattenbauten mittels mathematischer Optimierungsalgorithmen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.569},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5690},
  year      = {2000},
  abstract  = {Im Zusammenhang mit der Revitalisierung von Plattenbauwerken kommt der Bewertung bzw. Neubewertung der vorhandenen Aussteifungssysteme große Bedeutung zu. Zur Aussteifung werden im allgemeinen raumbreite, raumhohe und meist unbewehrte Betonelemente verwendet, die lediglich konstruktiv miteinander verbunden sind. Im Rahmen der Untersuchung wird ein vorhandenes Berechnungsmodell zur physikalisch nichtlinearen Analyse von Aussteifungssystemen mehrgeschossiger Geb{\"a}ude unter Horizontallast so erweitert, dass unbewehrte Horizontalfugen ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Die Analyse der Aussteifungssysteme wird auf der Basis der Methode der mathematischen Optimierung realisiert, wobei die aussteifenden W{\"a}nde als offene d{\"u}nnwandige, schlanke St{\"a}be betrachtet werden, die {\"u}ber dehnstarre Deckenscheibe (Diaphragmen) gekoppelt sind. Im Beitrag wird gezeigt, dass sich bei Ber{\"u}cksichtigung des physikalisch nichtlinearen Tragverhaltens und der damit verbundenen Schnittgr{\"o}ßenumlagerungen Tragreserven erschließen lassen, die auf die Standsicherheit sowohl vorhandener als auch revitalisierter Geb{\"a}ude angerechnet werden k{\"o}nnen.},
  subject      = {Großtafelbau},
  language  = {de}
}
@article{ZhakSidorenko1997,
  author    = {Zhak, S. V. and Sidorenko, V. S.},
  title     = {Optimized Models of Modes Choice for Displacement of technical Systems Objects},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.534},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5347},
  year      = {1997},
  abstract  = {The effectiveness of working processes accomplished by various technological machines to a large extend depends on working quality of supply, transporting and orientating mechanisms which are very often produced as positional hydro-mechanical systems. The choice of their best type and regimes of work requires construction and analysis of models of their optimum steering which are complicated by nonlinearness, multy-criterialness of problem and also by occasional outbreaks of parameters and moments of steering regime changing. It was developed the common structure of such systems allowing within common scheme to vary the complexity degree of PHMS and the methods of inhibitory efforts supplement. For some systems which are complicated in series (from two-measured linear system to nine-measured non-linear) puzzles of the most fast zero-ambit getting are solved and two-criterial problems are analyzed. (T-min-speed, Z(T)- accuracy). There are suggested the computing procedures of optimum PHMS synthesis. The effectiveness of accepted methods of solving is asserted by the analogy of the results of gradually complicated models investigation and by their good analogy with the natural experiment. It was exposed the sense of heuristic methods of improving of approximately optimum steering, their elaboration on the base of theoretical models. The basic methods of optimum PGMS construction were also nominated.},
  subject      = {Modellierung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schemmann,
  author    = {Schemmann, Christoph},
  title     = {Optimierung von radialen Verdichterlaufr{\"a}dern unter Ber{\"u}cksichtigung empirischer und analytischer Vorinformationen mittels eines mehrstufigen Sampling Verfahrens},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.3974},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20190910-39748},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {233},
  abstract  = {Turbomachinery plays an important role in many cases of energy generation or conversion. Therefore, turbomachinery is a promising approaching point for optimization in order to increase the efficiency of energy use. In recent years, the use of automated optimization strategies in combination with numerical simulation has become increasingly popular in many fields of engineering. The complex interactions between fluid and solid mechanics encountered in turbomachines on the one hand and the high computational expense needed to calculate the performance on the other hand, have, however, prevented a widespread use of these techniques in this field of engineering. The objective of this work was the development of a strategy for efficient metamodel based optimization of centrifugal compressor impellers. In this context, the main focus is the reduction of the required numerical expense. The central idea followed in this research was the incorporation of preliminary information acquired from low-fidelity computation methods and empirical correlations into the sampling process to identify promising regions of the parameter space. This information was then used to concentrate the numerically expensive high-fidelity computations of the fluid dynamic and structure mechanic performance of the impeller in these regions while still maintaining a good coverage of the whole parameter space. The development of the optimization strategy can be divided into three main tasks. Firstly, the available preliminary information had to be researched and rated. This research identified loss models based on one dimensional flow physics and empirical correlations as the best suited method to predict the aerodynamic performance. The loss models were calibrated using available performance data to obtain a high prediction quality. As no sufficiently exact models for the prediction of the mechanical loading of the impellercould be identified, a metamodel based on finite element computations was chosen for this estimation. The second task was the development of a sampling method which concentrates samples in regions of the parameter space where high quality designs are predicted by the preliminary information while maintaining a good overall coverage. As available methods like rejection sampling or Markov-chain Monte-Carlo methods did not meet the requirements in terms of sample distribution and input correlation, a new multi-fidelity sampling method called "Filtered Sampling"has been developed. The last task was the development of an automated computational workflow. This workflow encompasses geometry parametrization, geometry generation, grid generation and computation of the aerodynamic performance and the structure mechanic loading. Special emphasis was put into the development of a geometry parametrization strategy based on fluid mechanic considerations to prevent the generation of physically inexpedient designs. Finally, the optimization strategy, which utilizes the previously developed tools, was successfully employed to carry out three optimization tasks. The efficiency of the method was proven by the first and second testcase where an existing compressor design was optimized by the presented method. The results were comparable to optimizations which did not take preliminary information into account, while the required computational expense cloud be halved. In the third testcase, the method was applied to generate a new impeller design. In contrast to the previous examples, this optimization featuredlargervariationsoftheimpellerdesigns. Therefore, theapplicability of the method to parameter spaces with significantly varying designs could be proven, too.},
  subject      = {Simulation},
  language  = {en}
}
@inproceedings{HommelRichter2003,
  author    = {Hommel, Angela and Richter, Matthias},
  title     = {Optimale Trassenf{\"u}hrung: Diskretisierung - Splineapproximation - Variationsmethoden},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.309},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3094},
  year      = {2003},
  abstract  = {Ausgehend von mathematischen {\"U}berlegungen haben wir einfache Modellans{\"a}tze zur Bearbeitung des folgenden Optimierungsproblems erarbeitet und numerische Tests durchgef{\"u}hrt: Eine Landkarte wird in Quadrate unterteilt, wobei jedes Quadrat mit einem Faktor zu bewerten ist. Dieser Wichtungsfaktor sei klein, wenn das Gebiet problemlos passierbar ist und entsprechend groß, wenn es sich um ein Naturschutz-gebiet, einen See oder ein schwer befahrbares Gebiet handelt. Gesucht wird nach einer g{\"u}nstigen Verbindung vom Punkt A zum Punkt B, wobei die durch den Wichtungsfaktor gegebenen landschaftlichen Besonderheiten zu ber{\"u}cksichtigen sind. Wir formulieren das Problem zun{\"a}chst als Variationsproblem. Eine notwendige Bedingung, der die L{\"o}sungsfunktion gen{\"u}gen muß, ist die Euler-Lagrangesche Differentialgleichung. Mit Hilfe der Hamiltonschen Funktion ist es m{\"o}glich, diese Differentialgleichung in kanonischer Form zu schreiben. Durch Vereinfachung des Modelles gelingt es, das System der kanonischen Gleichungen so zu konkretisieren, daß es als Ausgangspunkt f{\"u}r numerische Untersuchungen betrachtet werden kann. Dazu verwandeln wir die urspr{\"u}ngliche Landschaft in eine >Berglandschaft<, wobei hohe Berge schwer passierbare Gebiete charakterisieren. Das einfachste Modell ist ein einzelner Berg, der mit Hilfe der Dichtefunktion einer zweidimensionalen Normalverteilung erzeugt wird. Zus{\"a}tzlich haben wir Berechnungen an zwei sich {\"u}berlagernden Bergen sowie einer Schlucht durchgef{\"u}hrt.},
  subject      = {Trassierung},
  language  = {de}
}
@inproceedings{HaaseLangerMuehlhuber2003,
  author    = {Haase, Gundolf and Langer, Ulrich and M{\"u}hlhuber, Wolfram},
  title     = {Optimal Sizing and Shape Optimization in Structural Mechanics},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.300},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3005},
  year      = {2003},
  abstract  = {We consider an industrial application consisting of the mass minimization of a frame in an injection moulding machine. This frame has to compensate the forces acting on the mould inside the machine and has to fulfill certain critical constraints. The deformation of that frame with constant thickness is described by the plain stress state equations for linear elasticity. If the thickness varies then we use a generalized plain stress state with constant thickness in the coarse grid elements. These direct problems are solved by an adaptive multigrid solver. The mass minimization problem leads to a constrained minimization problem for a non-linear functional which will be solved by some standard optimization algorithm which requires the gradients with respect to design parameters. For the shape optimization problem, we assume that the machine components consist of simple geometrical primitives determined by a few design parameters. Therefore, we calculate the gradient in the shape optimization by means of numerical differentiation which requires the solution of approximately 4 direct problems per design parameter. The adaptive solver guarantees the detection of critical regions automatically, and ensures a good approximation to the exact solution of the direct problem. This rather slow approach can be significantly accelerated by using the adjoint method to express the gradient. It will be combined with a direct implementation of several terms that appear after applying the chain rule to the gradient.},
  subject      = {Baustatik},
  language  = {en}
}
@misc{Baumeyer2005,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Baumeyer, Fred},
  title     = {Numerische Analyse von Verbundquerschnitten mit Methoden der mathematischen Optimierung},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.557},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5578},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2005},
  abstract  = {Zur Tragwerksanalyse bzw. zu Tragf{\"a}higkeits- und Bemessungsaufgaben dienen Betrachtungen an ausgew{\"a}hlten Querschnitten der Tragelemente. Besonders interessieren Normalspannungs- und Dehnungsverteilungen sowie Grenzbeanspruchungsniveaus und Grenzkapazit{\"a}ten am Querschnitt. Die statische Wirksamkeit von Verbundquerschnitten basiert auf Verbundwirkung zwischen Querschnittsanteilen unterschiedlicher Materialeigenschaften (z.B. Verbundbau) oder unterschiedlicher Zeitpunkte ihrer statischen Mitwirkung (z.B. nachtr{\"a}gliche Querschnittserg{\"a}nzungen). Hierbei kommt es h{\"a}ufig zu Fehlinterpretationen des prinzipiellen Tragverhaltens. In der vorliegenden Arbeit werden numerische Berechnungsmodelle zur Querschnittsanalyse vorgestellt und das Tabellenkalkulationsprogramm MS EXCEL zur L{\"o}sung der iterativen Berechnungsalgorithmen genutzt. Betrachtet werden Querschnitte {\"u}blicher Konstruktionen des Massiv-, Stahl- und Verbundbaus (Baustahl-Beton) unter ein- oder zweiachsiger Biegebeanspruchung und Normalkraft. Zur ann{\"a}hernden Erfassung des realen Tragverhaltens zu ausgew{\"a}hlten Zeitpunkten sind nichtlineare Spannungs-Dehnungs-Beziehungen der Materialien, Vordeformationen von einzelnen Querschnittsanteilen, nachtr{\"a}gliche Erg{\"a}nzungen zu neuen statisch wirksamen Verbundquerschnitten sowie Rissbildungsmodelle im Beton ber{\"u}cksichtigt. Die im Rahmen dieser Arbeit entstandene programmtechnische Umsetzung „VerbQ" (auf Basis von MS EXCEL und MS VISUAL BASIC) wurde anhand von Beispielrechnungen vorgestellt und erl{\"a}utert.},
  subject      = {Stahlkonstruktion / Verbundbauweise},
  language  = {de}
}
@inproceedings{RaueDiener1997,
  author    = {Raue, Erich and Diener, J{\"o}rg},
  title     = {Numerische Analyse des Langzeitverhaltens hochbeanspruchter Druckglieder unter Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens mit Hilfe der quadratischen Optimierung},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.441},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4415},
  year      = {1997},
  abstract  = {Bei der Berechnung von Stahlbeton- bzw. Spannbetonkonstruktionen m{\"u}ssen die Zusatzverformungen infolge Kriechen und Schwinden des Betons unter anderem dann ber{\"u}cksichtigt werden, wenn durch sie der Schnittgr{\"o}ßenzustand des Gesamttragwerks bzw. einzelner Tragwerksteile ung{\"u}nstig ver{\"a}ndert wird. Das trifft vor allem auf schlanke Druckglieder zu. Die Ermittlung der Kriechausmitte erfolgt im allgemeinen unter Zugrundelegung einer Kriechzahl, die vom Beanspruchungsniveau des Betons unabh{\"a}ngig ist. Diese Annahme ist unzul{\"a}ssig, wenn die Betonspannungen oberhalb des Gebrauchslastniveaus (>30..50\% der Druckfestigkeit) liegen, da in diesem Bereich die Kriechdehnungen {\"u}berproportional zu den kriecherzeugenden Spannungen anwachsen (nichtlineares Kriechen). Theoretische Untersuchungen zum Tragverhalten hochbeanspruchter Stahlbetonst{\"u}tzen unter Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens sind aufgrund der Komplexit{\"a}t des Problems und dem damit verbundenen Berechnungsaufwand gegenw{\"a}rtig in nur geringem Umfang vorhanden. Im vorliegenden Beitrag wird ein Algorithmus vorgestellt, bei dem die Ermittlung der Schnittgr{\"o}ßen und Deformationen auf die sukzessive L{\"o}sung quadratischer Optimierungsaufgaben f{\"u}r im voraus festgelegte Betrachtungszeitpunkte zur{\"u}ckgef{\"u}hrt wird, wobei die Ergebnisse der vorangegangenen Zeitpunkte Eingangswerte f{\"u}r die Berechnung darstellen. Die Ber{\"u}cksichtigung der Nichtlinearit{\"a}t des Kriechens unter hoher Spannung sowie geometrisch nichtlinearer Effekte erfolgt iterativ innerhalb jedes Betrachtungszeitpunkts. Mit der Einf{\"u}hrung von Spannungsbegrenzungen als zus{\"a}tzliche Nebenbedingungen k{\"o}nnen in jeder Iteration Materialplastizierungen, Rißbildungen des Betons bzw. >tension stiffening<-Effekte ohne prinzipielle Ver{\"a}nderung des mathematischen Modells ber{\"u}cksichtigt werden. Durch Nachrechnung von Langzeitversuchen an Stahlbetonst{\"u}tzen erfolgt die Verifikation des Berechnungsmodells},
  subject      = {Bauteil},
  language  = {de}
}
@misc{Habtemariam,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Habtemariam, Abinet Kifle},
  title     = {Numerical Demolition Analysis of a Slender Guyed Antenna Mast},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4460},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210723-44609},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {75},
  abstract  = {The main purpose of the thesis is to ensure the safe demolition of old guyed antenna masts that are located in different parts of Germany. The major problem in demolition of this masts is the falling down of the masts in unexpected direction because of buckling problem. The objective of this thesis is development of a numerical models using finite element method (FEM) and assuring a controlled collapse by coming up with different time setups for the detonation of explosives which are responsible for cutting down the cables. The result of this thesis will avoid unexpected outcomes during the demolition processes and prevent risk of collapsing of the mast over near by structures.},
  subject      = {Abbruch},
  language  = {en}
}
@inproceedings{BrennigSanio2004,
  author    = {Brennig, Thomas and Sanio, Hans-Peter},
  title     = {New Methods of Computer Aided Optimization of Investment and Operating Costs for Buildings During Their Useful Life},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.96},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-965},
  year      = {2004},
  abstract  = {Current software solutions for real estate planning, construction and use, do not model the complete life cycle of a building. Well-integrated software tools exist for the planning and construction phases. Data integrity exists throughout the planning and construction phases, but problems occur at the transition to the use-phase. At this interface, the complete data set of planning and execution gets lost. Another software deficiency is that current software solutions don't handle construction work and maintenance work equally. This is why a new software generation is demanded, which continuously covers the entire workflow process from the planning phase to the demolition of a building. New data concepts have to be developed, which allow bringing work items for construction together with work items for real estate use.},
  subject      = {Optimierung},
  language  = {en}
}