@phdthesis{Remus,
  author    = {Remus, Ricardo},
  title     = {Ultraschallgest{\"u}tzte Betonherstellung. Konzept f{\"u}r eine ressourcenschonende Betonproduktion},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4891},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230112-48919},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {147},
  abstract  = {Aktuell findet aufgrund gesellschaftspolitischer Forderungen in vielen Industriezweigen ein Umdenken in Richtung Effizienz und {\"O}kologie aber auch Digitalisierung und Industrie 4.0 statt. In dieser Hinsicht steht die Bauindustrie, im Vergleich zu Industrien wie IT, Automobil- oder Maschinenbau, noch am Anfang. Dabei sind die Potentiale zur Einsparung und Optimierung gerade in der Bauindustrie aufgrund der großen Mengen an zu verarbeiteten Materialien besonders hoch. Die internationale Ressourcen- und Klimadebatte f{\"u}hrt verst{\"a}rkt dazu, dass auch in der Zement- und Betonherstellung neue Konzepte erstellt und gepr{\"u}ft werden. Einerseits erfolgt intensive Forschung und Entwicklung im Bereich alternativer, klimafreundlicher Zemente. Andererseits werden auch auf Seiten der Betonherstellung innovative materialsparende Konzepte gepr{\"u}ft, wie die aktuelle Entwicklung von 3D-Druck mit Beton zeigt. Aufgrund der hohen Anforderungen an Konstruktion, Qualit{\"a}t und Langlebigkeit von Bauwerken, besitzen Betonfertigteile oftmals Vorteile gegen{\"u}ber Ortbeton. Die hohe Oberfl{\"a}chenqualit{\"a}t und Dauerhaftigkeit aber auch die Gleichm{\"a}ßigkeit und witterungsunabh{\"a}ngige Herstellung sind Merkmale, die im Zusammenhang mit Betonfertigteilen immer wieder erw{\"a}hnt werden. Dabei ist es essenziell, dass auch der Betonherstellungsprozess im Fertigteilwerk kritisch hinterfragt wird, damit eine effizientere und nachhaltigere Produktion von Betonfertigteilen m{\"o}glich wird. Bei der Herstellung von Betonteilen im Fertigteilwerk liegt ein besonderer Fokus auf der Optimierung der Fr{\"u}hfestigkeitsentwicklung. Hohe Fr{\"u}hfestigkeiten sind Voraussetzung f{\"u}r einen hochfrequenten Schalungszyklus, was Arbeiten im 2- bzw. 3-Schichtbetrieb erm{\"o}glicht. Oft werden zur Sicherstellung hoher Fr{\"u}hfestigkeiten hochreaktive Zemente in Kombination mit hohen Zementgehalten im Beton und/oder einer W{\"a}rmebehandlung eingesetzt. Unter dieser Pr{\"a}misse ist eine {\"o}kologisch nachhaltige Betonproduktion mit verminderter CO2 Bilanz nicht m{\"o}glich. In der vorliegenden Arbeit wird ein neues Verfahren zur Beschleunigung von Beton eingef{\"u}hrt. Hierbei werden die Bestandteile Zement und Wasser (Zementsuspension) mit Ultraschall vorbehandelt. Ausgangspunkt der Arbeit sind vorangegangene Untersuchungen zum Einfluss von Ultraschall auf die Hydration von Zement bzw. dessen Hauptbestandteil Tricalciumsilikat (C3S), die im Rahmen dieser Arbeit weiter vertieft werden. Dar{\"u}ber hinaus wird die Produktion von Beton mit Ultraschall im Technikumsmaßstab betrachtet. Die so erlangten Erfahrungen dienten dazu, das Ultraschall-Betonmischsystem weiterzuentwickeln und erstmalig zur industriellen Betonproduktion zu nutzen. In der vorliegenden Arbeit werden die Auswirkungen von Ultraschall auf die Hydratation von C3S zun{\"a}chst weitergehend und grundlegend untersucht. Dies erfolgte mittels Messung der elektrischen Leitf{\"a}higkeit, Analyse der Ionenkonzentration (ICP-OES), Thermoanalyse, Messung der BET-Oberfl{\"a}che sowie einer optischen Auswertung mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM). Der Fokus liegt auf den ersten Stunden der Hydratation, also der Zeit, die durch die Ultraschallbehandlung am st{\"a}rksten beeinflusst wird. In den Untersuchungen zeigt sich, dass die Beschleunigungswirkung von Ultraschall in verd{\"u}nnten C3S Suspensionen (w/f-Wert = 50) stark von der Portlanditkonzentration der L{\"o}sung abh{\"a}ngt. Je niedriger die Portlanditkonzentration, desto gr{\"o}ßer ist die Beschleunigung. Erg{\"a}nzende Untersuchungen der Ionenkonzentration der L{\"o}sung sowie Untersuchungen am hydratisierten C3S zeigen, dass unmittelbar nach der Beschallung (nach ca. 15 Minuten Hydratation) erste Hydratphasen vorliegen. Die durch Ultraschall initiiere Beschleunigung ist in den ersten 24 Stunden am st{\"a}rksten und klingt dann sukzessive ab. Die Untersuchungen schließen mit Experimenten an C3S-Pasten (w/f-Wert = 0,50), die die Beobachtungen an den verd{\"u}nnten Suspensionen best{\"a}tigen und infolge der Beschallung ein fr{\"u}heres Auftreten und einen gr{\"o}ßeren Anteil an C-S-H Phasen zeigen. Es wird gefolgert, dass die unmittelbar infolge von Ultraschall erzeugten C-S-H Phasen als Kristallisationskeim w{\"a}hrend der folgenden Reaktion dienen und daher Ultraschall als in-situ Keimbildungstechnik angesehen werden kann. Optisch zeigt sich, dass die C-S-H Phasen der beschallten Pasten nicht nur viel fr{\"u}her auftreten, sondern kleiner sind und fein verteilt {\"u}ber die Oberfl{\"a}che des C3S vorliegen. Auch dieser Effekt wird als vorteilhaft f{\"u}r den sich anschließenden regul{\"a}ren Strukturaufbau angesehen. Im n{\"a}chsten Schritt wird daher der Untersuchungsfokus vom Modellsystem mit C3S auf Portlandzement erweitert. Hierbei wird der Frage nachgegangen, wie sich eine {\"A}nderung der Zusammensetzung der Zementsuspension (w/z-Wert, Fließmittelmenge) beziehungsweise eine {\"A}nderung des Ultraschallenergieeintrag auf die Fließeigenschaften und das Erh{\"a}rtungsverhalten auswirken. Um den Einfluss verschiedener Faktoren gleichzeitig zu betrachten, werden mit Hilfe von statistischen Versuchspl{\"a}nen Modelle erstellt, die das Verhalten der einzelnen Faktoren beschreiben. Zur Beschreibung der Fließeigenschaften wurde das Setzfließ- und Ausbreitmaß von Zementsuspensionen herangezogen. Die Beschleunigung der Erh{\"a}rtung wurde mit Hilfe der Ermittlung des Zeitpunkts des normalen Erstarrens der Zementsuspension bestimmt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen deutlich, dass die Fließeigenschaften und der Erstarrungsbeginn nicht linear mit steigendem Ultraschall-Energieeintrag ver{\"a}ndert werden. Es zeigt sich, dass es besonders bei den Verarbeitungseigenschaften der Portlandzementsuspensionen zur Ausbildung eines spezifischen Energieeintrages kommt, bis zu welchem das Setzfließ- und das Ausbreitmaß erh{\"o}ht werden. Bei {\"U}berschreiten dieses Punktes, der als kritischer Energieeintrag definiert wurde, nimmt das Setzfließ- und Ausbreitmaß wieder ab. Das Auftreten dieses Punktes ist im besonderen Maße abh{\"a}ngig vom w/z-Wert. Mit sinkendem w/z-Wert wird der Energieeintrag, der eine Verbesserung der Fließeigenschaften hervorruft, reduziert. Bei sehr niedrigen w/z-Werten (< 0,35), kann keine Verbesserung mehr beobachtet werden. Wird Fließmittel vor der Beschallung zur Zementsuspension zugegeben, k{\"o}nnen die Eigenschaften der Zementsuspension maßgeblich beeinflusst werden. In beschallten Suspensionen mit Fließmittel, konnte in Abh{\"a}ngigkeit des Energieeintrages die fließmittelbedingte Verz{\"o}gerung des Erstarrungsbeginns deutlich reduziert werden. Weiterhin zeigt sich, dass der Energieeintrag, der notwendig ist um den Erstarrungsbeginn um einen festen Betrag zu reduzieren, bei Suspensionen mit Fließmittel deutlich reduziert ist. Auf Grundlage der Beobachtungen an Zementsuspensionen wird der Einfluss von Ultraschall in einen dispergierenden und einen beschleunigenden Effekt unterteilt. Bei hohen w/z-Werten dominiert der dispergierende Einfluss von Ultraschall und der Erstarrungsbeginn wird moderat verk{\"u}rzt. Bei niedrigeren w/z-Werten der Zementsuspension, dominiert der beschleunigende Effekt wobei kein oder sogar ein negativer Einfluss auf die Verarbeitungseigenschaften beobachtet werden kann. Im n{\"a}chsten Schritt werden die Untersuchungen auf den Betonmaßstab mit Hilfe einer Technikumsanlage erweitert und der Einfluss eines zweistufigen Mischens (also dem Herstellen einer Zementsuspension im ersten Schritt und dem darauffolgenden Vermischen mit der Gesteinsk{\"o}rnung im zweiten Schritt) mit Ultraschall auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften betrachtet. Durch die Anlagentechnik, die mit der Beschallung gr{\"o}ßerer Mengen Zementsuspension einhergeht, kommen weitere Einflussfaktoren auf die Zementsuspension hinzu (z. B. Pumpgeschwindigkeit, Temperatur, Druck). Im Rahmen der Untersuchungen wurde eine Betonrezeptur mit und ohne Ultraschall hergestellt und die Frisch- und Festbetoneigenschaften verglichen. Dar{\"u}ber hinaus wurde ein umfangreiches Untersuchungsprogramm zur Ermittlung wesentlicher Dauerhaftigkeitsparameter durchgef{\"u}hrt. Aufbauend auf den Erfahrungen mit der Technikumsanlage wurde das Ultraschall-Vormischsystem in mehreren Stufen weiterentwickelt und abschließend in einem Betonwerk zur Betonproduktion verwendet. Die Untersuchungen am Beton zeigen eine deutliche Steigerung der Fr{\"u}hdruckfestigkeiten des Portlandzementbetons. Hierbei kann die zum Entschalen von Betonbauteilen notwendige Druckfestigkeit von 15 MPa deutlich fr{\"u}her erreicht werden. Das Ausbreitmaß der Betone (w/z-Wert = 0,47) wird infolge der Beschallung leicht reduziert, was sich mit den Ergebnissen aus den Untersuchungen an reinen Zementsuspensionen deckt. Bei Applikation eines {\"U}berdruckes in der Beschallkammer oder einer K{\"u}hlung der Suspension w{\"a}hrend der Beschallung, kann das Ausbreitmaß leicht gesteigert werden. Allerdings werden die hohen Fr{\"u}hdruckfestigkeiten der ungek{\"u}hlten beziehungsweise drucklosen Variante nicht mehr erreicht. In den Untersuchungen kann gezeigt werden, dass das Potential durch die Ultraschall-Beschleunigung genutzt werden kann, um entweder die Festigkeitsklasse des Zementes leitungsneutral zu reduzieren (von CEM I 52,5 R auf CEM I 42,5 R) oder eine 4-st{\"u}ndige W{\"a}rmebehandlung vollst{\"a}ndig zu substituieren. Die Dauerhaftigkeit der Betone wird dabei nicht negativ beeinflusst. In den Untersuchungen zum Sulfat-, Karbonatisierung-, Chlorideindring- oder Frost/Tauwiderstand kann weder ein positiver noch ein negativer Einfluss durch die Beschallung abgeleitet werden. Ebenso kann in einer Untersuchung zur Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion kein negativer Einfluss durch die Ultraschallbehandlung beobachtet werden. In den darauf aufbauenden Untersuchungen wird die Anlagentechnik weiterentwickelt, um die Ultraschallbehandlung st{\"a}rker an eine reale Betonproduktion anzupassen. In der ersten Iterationsstufe wird das in den Betonuntersuchungen verwendete Anlagenkonzept 1 modifiziert (von der In-line-Beschallung zur Batch-Beschallung) und als Analgenkonzept 2 f{\"u}r weitere Untersuchungen genutzt. Hierbei wird eine neue Betonrezeptur mit h{\"o}herem w/z-Wert (0,52) verwendet, wobei die Druckfestigkeiten ebenfalls deutlich gesteigert werden k{\"o}nnen. Im Gegensatz zum ersten Beton, wird das Ausbreitmaß dieser Betonzusammensetzung gesteigert, was zur Reduktion von Fließmittel genutzt wird. Dies deckt sich ebenfalls mit den Beobachtungen an reinen Portlandzementsuspensionen, wo eine deutliche Verbesserung der Fließf{\"a}higkeit bei h{\"o}heren w/z-Werten beschrieben wird. F{\"u}r diese Betonrezeptur wird ein Vergleich mit einem kommerziell erh{\"a}ltlichen Erh{\"a}rtungsbeschleuniger (synthetische C-S-H-Keime) angestellt. Hierbei zeigt sich, dass die Beschleunigungswirkung beider Technologien vergleichbar ist. Eine Kombination beider Technologien f{\"u}hrt zu einer weiteren deutlichen Steigerung der Fr{\"u}hfestigkeiten, so dass hier von einem synergistischen Effekt ausgegangen werden kann. In der letzten Iterationsstufe, dem Anlagenkonzept 3, wird beschrieben, wie das Mischsystem im Rahmen einer universit{\"a}ren Ausgr{\"u}ndung signifikant weiterentwickelt wird und erstmals in einem Betonwerk zur Betonproduktion verwendet wird. Bei den {\"U}berlegungen zur Weiterentwicklung des Ultraschall-Mischsystems wird der Fokus auf die Praktikabilit{\"a}t gelegt und gezeigt, dass das ultraschallgest{\"u}tze Mischsystem die Druckfestigkeitsentwicklung auch im Werksmaßstab deutlich beschleunigen kann. Damit ist die Voraussetzung f{\"u}r eine {\"o}kologisch nachhaltige Optimierung eines Fertigteilbetons unter realen Produktionsbedingungen geschaffen worden.},
  subject      = {Beton},
  language  = {de}
}
@article{LondongBarthSoebke,
  author    = {Londong, J{\"o}rg and Barth, Marcus and S{\"o}bke, Heinrich},
  title     = {Reducing antimicrobial resistances by source separation of domestic wastewater},
  series = {Frontiers in Environmental Health},
  volume    = {2023},
  journal   = {Frontiers in Environmental Health},
  number    = {Volume 2, article 1151898},
  publisher = {Frontiers Media},
  address   = {Lausanne},
  doi       = {10.3389/fenvh.2023.1151898},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230403-49483},
  pages     = {1 -- 5},
  abstract  = {Antimicrobial resistances (AMR) are ranked among the top ten threats to public health and societal development worldwide. Toilet wastewater contained in domestic wastewater is a significant source of AMR entering the aquatic environment. The current commonly implemented combined sewer systems at times cause overflows during rain events, resulting in the discharge of untreated wastewater into the aquatic environment, thus promoting AMR. In this short research article, we describe an approach to transform combined sewer systems into source separation-modified combined sewer systems that separately treat toilet wastewater. We employ simulations for demonstrating that source separation-modified combined sewer systems reduce the emission of AMR- causing substances by up to 11.5 logarithm levels. Thus, source separation- modified combined sewer systems are amongst the most effective means of combating AMR. KEYWORDS},
  subject      = {Allgemeinheit},
  language  = {en}
}
@article{GrimmeKollakidouSonderskovZarpetal.,
  author    = {Grimme, Sophie Alice and Kollakidou, Avgi and S{\o}nderskov Zarp, Christian and Hornecker, Eva and Kr{\"u}ger, Norbert and Graf, Phillip and Marchetti, Emanuela},
  title     = {Floor Cleaners as Helper Pets: Projecting Assistive Robots' Agency on Zoomorphic Affordances},
  series = {SN Computer Science},
  volume    = {2023},
  journal   = {SN Computer Science},
  number    = {volume 4, article 372},
  publisher = {Springer},
  address   = {Singapur},
  doi       = {10.1007/s42979-023-01769-2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230524-63796},
  pages     = {1 -- 14},
  abstract  = {Care of ageing adults has become a dominant field of application for assistive robot technologies, promising support for ageing adults residing in care homes and staff, in dealing with practical routine tasks and providing social and emotional relieve. A time consuming and human intensive necessity is the maintenance of high hygiene quality in care homes. Robotic vacuum cleaners have been proven effective for doing the job elsewhere, but—in the context of care homes—are counterproductive for residents' well-being and do not get accepted. This is because people with dementia manifest their agency in more implicit and emotional ways, while making sense of the world around them. Starting from these premises, we explored how a zoomorphic designed vacuum cleaner could better accommodate the sensemaking of people with dementia. Our design reconceptualises robotic vacuum cleaners as a cat-like robot, referring to a playful behaviour and appearance to communicate a non-threatening and familiar role model. Data from an observational study shows that residents responded positively to our prototype, as most of them engaged playfully with it as if it was a pet or a cat-like toy, for example luring it with gestures. Some residents simply ignored the robot, indicating that it was not perceived as frightening or annoying. The level of activity influenced reactions; residents ignored our prototype if busy with other occupations, which proves that it did not cause significant disturbance. We further report results from focus group sessions with formal and informal caregivers who discussed a video prototype of our robot. Caregivers encouraged us to enhance the animal like characteristics (in behaviour and materiality) even further to result in richer interactions and provoke haptic pleasure but also pointed out that residents should not mistake the robot for a real cat.},
  subject      = {Alter},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ashour,
  author    = {Ashour, Mohammed},
  title     = {Electromechanics and Hydrodynamics of Single Vesicles and Vesicle Doublet Using Phase-Field Isogeometric Analysis},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.6400},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230628-64003},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {175},
  abstract  = {Biomembranes are selectively permeable barriers that separate the internal components of the cell from its surroundings. They have remarkable mechanical behavior which is characterized by many phenomena, but most noticeably their fluid-like in-plane behavior and solid-like out-of-plane behavior. Vesicles have been studied in the context of discrete models, such as Molecular Dynamics, Monte Carlo methods, Dissipative Particle Dynamics, and Brownian Dynamics. Those methods, however, tend to have high computational costs, which limited their uses for studying atomistic details. In order to broaden the scope of this research, we resort to the continuum models, where the atomistic details of the vesicles are neglected, and the focus shifts to the overall morphological evolution. Under the umbrella of continuum models, vesicles morphology has been studied extensively. However, most of those studies were limited to the mechanical response of vesicles by considering only the bending energy and aiming for the solution by minimizing the total energy of the system. Most of the literature is divided between two geometrical representation methods; the sharp interface methods and the diffusive interface methods. Both of those methods track the boundaries and interfaces implicitly. In this research, we focus our attention on solving two non-trivial problems. In the first one, we study a constrained Willmore problem coupled with an electrical field, and in the second one, we investigate the hydrodynamics of a vesicle doublet suspended in an external viscous fluid flow. For the first problem, we solve a constrained Willmore problem coupled with an electrical field using isogeometric analysis to study the morphological evolution of vesicles subjected to static electrical fields. The model comprises two phases, the lipid bilayer, and the electrolyte. This two-phase problem is modeled using the phase-field method, which is a subclass of the diffusive interface methods mentioned earlier. The bending, flexoelectric, and dielectric energies of the model are reformulated using the phase-field parameter. A modified Augmented-Lagrangian (ALM) approach was used to satisfy the constraints while maintaining numerical stability and a relatively large time step. This approach guarantees the satisfaction of the constraints at each time step over the entire temporal domain. In the second problem, we study the hydrodynamics of vesicle doublet suspended in an external viscous fluid flow. Vesicles in this part of the research are also modeled using the phase-field model. The bending energy and energies associated with enforcing the global volume and area are considered. In addition, the local inextensibility condition is ensured by introducing an additional equation to the system. To prevent the vesicles from numerically overlapping, we deploy an interaction energy definition to maintain a short-range repulsion between the vesicles. The fluid flow is modeled using the incompressible Navier-Stokes equations and the vesicle evolution in time is modeled using two advection equations describing the process of advecting each vesicle by the fluid flow. To overcome the velocity-pressure saddle point system, we apply the Residual-Based Variational MultiScale (RBVMS) method to the Navier-Stokes equations and solve the coupled systems using isogeometric analysis. We study vesicle doublet hydrodynamics in shear flow, planar extensional flow, and parabolic flow under various configurations and boundary conditions. The results reveal several interesting points about the electrodynamics and hydrodynamics responses of single vesicles and vesicle doublets. But first, it can be seen that isogeometric analysis as a numerical tool has the ability to model and solve 4th-order PDEs in a primal variational framework at extreme efficiency and accuracy due to the abilities embedded within the NURBS functions without the need to reduce the order of the PDE by creating an intermediate environment. Refinement whether by knot insertion, order increasing or both is far easier to obtain than traditional mesh-based methods. Given the wide variety of phenomena in natural sciences and engineering that are mathematically modeled by high-order PDEs, the isogeometric analysis is among the most robust methods to address such problems as the basis functions can easily attain high global continuity. On the applicational side, we study the vesicle morphological evolution based on the electromechanical liquid-crystal model in 3D settings. This model describing the evolution of vesicles is composed of time-dependent, highly nonlinear, high-order PDEs, which are nontrivial to solve. Solving this problem requires robust numerical methods, such as isogeometric analysis. We concluded that the vesicle tends to deform under increasing magnitudes of electric fields from the original sphere shape to an oblate-like shape. This evolution is affected by many factors and requires fine-tuning of several parameters, mainly the regularization parameter which controls the thickness of the diffusive interface width. But it is most affected by the method used for enforcing the constraints. The penalty method in presence of an electrical field tends to lock on the initial phase-field and prevent any evolution while a modified version of the ALM has proven to be sufficiently stable and accurate to let the phase-field evolve while satisfying the constraints over time at each time step. We show additionally the effect of including the flexoelectric nature of the Biomembranes in the computation and how it affects the shape evolution as well as the effect of having different conductivity ratios. All the examples were solved based on a staggered scheme, which reduces the computational cost significantly. For the second part of the research, we consider vesicle doublet suspended in a shear flow, in a planar extensional flow, and in a parabolic flow. When the vesicle doublet is suspended in a shear flow, it can either slip past each other or slide on top of each other based on the value of the vertical displacement, that is the vertical distance between the center of masses between the two vesicles, and the velocity profile applied. When the vesicle doublet is suspended in a planar extensional flow in a configuration that resembles a junction, the time in which both vesicles separate depends largely on the value of the vertical displacement after displacing as much fluid from between the two vesicles. However, when the vesicles are suspended in a tubular channel with a parabolic fluid flow, they develop a parachute-like shape upon converging towards each other before exiting the computational domain from the predetermined outlets. This shape however is affected largely by the height of the tubular channel in which the vesicle is suspended. The velocity essential boundary conditions are imposed weakly and strongly. The weak implementation of the boundary conditions was used when the velocity profile was defined on the entire boundary, while the strong implementation was used when the velocity profile was defined on a part of the boundary. The strong implementation of the essential boundary conditions was done by selectively applying it to the predetermined set of elements in a parallel-based code. This allowed us to simulate vesicle hydrodynamics in a computational domain with multiple inlets and outlets. We also investigate the hydrodynamics of oblate-like shape vesicles in a parabolic flow. This work has been done in 2D configuration because of the immense computational load resulting from a large number of degrees of freedom, but we are actively seeking to expand it to 3D settings and test a broader set of parameters and geometrical configurations.},
  subject      = {Isogeometrische Analyse},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Keller,
  author    = {Keller, Enrico},
  title     = {Die Verwaltung von Dienstliegenschaften auf staatlicher Ebene - {\"U}ber das Wirken {\"o}konomischer Modelle in einem haushaltswirtschaftlichen Umfeld},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.6421},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230914-64216},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {393},
  abstract  = {Diese Arbeit soll einen Beitrag zum Neuen Steuerungsmodell der {\"O}ffentlichen Verwaltung auf staatlicher Ebene in Deutschland leisten. Sie dient der Untersuchung zum Aufbau eines {\"o}konomischen Modells zur Koordination von Dienstliegenschaften auf staatlicher Ebene. Die Untersuchung der Dienstliegenschaften zeigt, dass diese eine interne Dienstbarkeit des Staates als Wirtschaftssubjekt an den Staat als Hoheitstr{\"a}ger fingieren. Die Untersuchung der Liegenschaftsverwaltung belegt, dass sie vor allem ein Controlling-Instrument f{\"u}r den Informationsfluss zu Entscheidungen {\"u}ber Dienstliegenschaften zwischen dem Hoheitstr{\"a}ger und dem Wirtschaftssubjekt darstellt. Die Untersuchung der Transaktionskosten beweist, dass eine Koordination am effizientesten {\"u}ber die eigene Organisation mittels dezentraler Aufgabenkonzentration in Form eines SSC erreicht werden kann. Die Untersuchung der Handlungs- und Verf{\"u}gungsrechte ergab, dass die Verf{\"u}gungsrechte an den Dienstliegenschaften weiter den Ressorts bzw. Nutzern obliegen. Allein das Handlungsrecht der Aufgabenwahrnehmung ist an die Liegenschaftsverwaltung {\"u}bergegangen. Die Untersuchung der Prinzipal-Agent-Verh{\"a}ltnisse teilt der Liegenschaftsverwaltung die Rolle eines Erf{\"u}llungsgehilfen des Wirtschaftssubjektes zu. Die monet{\"a}re Abwicklung der Ge-sch{\"a}fte zwischen dem Wirtschaftssubjekt und dem Hoheitstr{\"a}ger obliegt als zuarbeitende Organisationseinheit ohne eigene Entscheidungsgewalt der Liegenschaftsverwaltung. Aus diesen Thesen ergeben sich monet{\"a}re Handlungsm{\"o}glichkeiten, die in den Aufbau des Modells einfließen. Es r{\"u}ckt das Wirtschaftssubjekt als Entscheidungstr{\"a}ger {\"u}ber den Ressourceneinsatz in den Mittelpunkt der Betrachtung. Der Hoheitstr{\"a}ger ist hierbei nur der Forderungsberechtigte an das Wirtschaftssubjekt und die Liegenschaftsverwaltung dessen immobilienwirtschaftlicher Vertreter. Diese Konstellation ber{\"u}cksichtigend erfolgt dem Credo des NPM gem{\"a}ß die Beschreibung des Modells und des institutionellen Arrangements nach den g{\"a}ngigen Modellen aus der Privatwirtschaft. Anhand der Untersuchungsergebnisse wird eine Liegenschaftsverwaltung skizziert, welche einerseits den tats{\"a}chlichen betriebswirtschaftlichen Anforderungen der Immobilienwirtschaft und andererseits den Gegebenheiten des haushaltswirtschaftlichen Umfeldes der {\"o}ffentlichen Verwaltung gerecht werden kann. Das aufgebaute Realmodell dient gleichzeitig dem Vergleich mit dem bestehenden und in der Praxis angewandten Mieter-Vermieter-Modell als Idealmodell. Der Vergleich zeigt, dass sich aus der Untersuchung zivilrechtlicher Institutionen zwar kein schuldrechtliches, wohl aber ein dingliches Recht ableiten l{\"a}sst. Damit einher geht die Vermutung, dass es sich bei dem Mieter-Vermieter-Modell im staatlichen Bereich um einen Fall von Modellplatonismus handelt.},
  subject      = {Neues Steuerungsmodell},
  language  = {de}
}
@article{LizarazuHarirchianShaiketal.,
  author    = {Lizarazu, Jorge and Harirchian, Ehsan and Shaik, Umar Arif and Shareef, Mohammed and Antoni-Zdziobek, Annie and Lahmer, Tom},
  title     = {Application of machine learning-based algorithms to predict the stress-strain curves of additively manufactured mild steel out of its microstructural characteristics},
  series = {Results in Engineering},
  volume    = {2023},
  journal   = {Results in Engineering},
  number    = {Volume 20 (2023)},
  publisher = {Elsevier},
  address   = {Amsterdam},
  doi       = {10.1016/j.rineng.2023.101587},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20231207-65028},
  pages     = {1 -- 12},
  abstract  = {The study presents a Machine Learning (ML)-based framework designed to forecast the stress-strain relationship of arc-direct energy deposited mild steel. Based on microstructural characteristics previously extracted using microscopy and X-ray diffraction, approximately 1000 new parameter sets are generated by applying the Latin Hypercube Sampling Method (LHSM). For each parameter set, a Representative Volume Element (RVE) is synthetically created via Voronoi Tessellation. Input raw data for ML-based algorithms comprises these parameter sets or RVE-images, while output raw data includes their corresponding stress-strain relationships calculated after a Finite Element (FE) procedure. Input data undergoes preprocessing involving standardization, feature selection, and image resizing. Similarly, the stress-strain curves, initially unsuitable for training traditional ML algorithms, are preprocessed using cubic splines and occasionally Principal Component Analysis (PCA). The later part of the study focuses on employing multiple ML algorithms, utilizing two main models. The first model predicts stress-strain curves based on microstructural parameters, while the second model does so solely from RVE images. The most accurate prediction yields a Root Mean Squared Error of around 5 MPa, approximately 1\% of the yield stress. This outcome suggests that ML models offer precise and efficient methods for characterizing dual-phase steels, establishing a framework for accurate results in material analysis.},
  subject      = {Maschinelles Lernen},
  language  = {en}
}
@article{PollackLueckWolfetal.,
  author    = {Pollack, Moritz and L{\"u}ck, Andrea and Wolf, Mario and Kraft, Eckhard and V{\"o}lker, Conrad},
  title     = {Energy and Business Synergy: Leveraging Biogenic Resources from Agriculture, Waste, and Wastewater in German Rural Areas},
  series = {Sustainability},
  volume    = {2023},
  journal   = {Sustainability},
  number    = {volume 15, issue 24, article 16573},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  doi       = {10.3390/su152416573},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20231222-65172},
  pages     = {1 -- 25},
  abstract  = {The imperative to transform current energy provisions is widely acknowledged. However, scant attention has hitherto been directed toward rural municipalities and their innate resources, notably biogenic resources. In this paper, a methodological framework is developed to interconnect resources from waste, wastewater, and agricultural domains for energy utilization. This entails cataloging existing resources, delineating their potential via quantitative assessments utilizing diverse technologies, and encapsulating them in a conceptual model. The formulated models underwent iterative evaluation with engagement from diverse stakeholders. Consequently, 3 main concepts, complemented by 72 sub-concepts, were delineated, all fostering positive contributions to climate protection and providing heat supply in the rural study area. The outcomes' replicability is underscored by the study area's generic structure and the employed methodology. Through these inquiries, a framework for the requisite energy transition, with a pronounced emphasis on the coupling of waste, wastewater, and agriculture sectors in rural environments, is robustly analyzed.},
  subject      = {Energiewende},
  language  = {en}
}