TY - THES A1 - Keßler, Andrea T1 - Matrix-free voxel-based finite element method for materials with heterogeneous microstructures T1 - Matrixfreie voxelbasierte Finite-Elemente-Methode für Materialien mit komplizierter Mikrostruktur N2 - Modern image detection techniques such as micro computer tomography (μCT), magnetic resonance imaging (MRI) and scanning electron microscopy (SEM) provide us with high resolution images of the microstructure of materials in a non-invasive and convenient way. They form the basis for the geometrical models of high-resolution analysis, so called image-based analysis. However especially in 3D, discretizations of these models reach easily the size of 100 Mill. degrees of freedoms and require extensive hardware resources in terms of main memory and computing power to solve the numerical model. Consequently, the focus of this work is to combine and adapt numerical solution methods to reduce the memory demand first and then the computation time and therewith enable an execution of the image-based analysis on modern computer desktops. Hence, the numerical model is a straightforward grid discretization of the voxel-based (pixels with a third dimension) geometry which omits the boundary detection algorithms and allows reduced storage of the finite element data structure and a matrix-free solution algorithm. This in turn reduce the effort of almost all applied grid-based solution techniques and results in memory efficient and numerically stable algorithms for the microstructural models. Two variants of the matrix-free algorithm are presented. The efficient iterative solution method of conjugate gradients is used with matrix-free applicable preconditioners such as the Jacobi and the especially suited multigrid method. The jagged material boundaries of the voxel-based mesh are smoothed through embedded boundary elements which contain different material information at the integration point and are integrated sub-cell wise though without additional boundary detection. The efficiency of the matrix-free methods can be retained. N2 - Moderne bildgebende Verfahren wie Mikro-Computertomographie (μCT), Magnetresonanztomographie (MRT) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) liefern nicht-invasiv hochauflösende Bilder der Mikrostruktur von Materialien. Sie bilden die Grundlage der geometrischen Modelle der hochauflösenden bildbasierten Analysis. Allerdings erreichen vor allem in 3D die Diskretisierungen dieser Modelle leicht die Größe von 100 Mill. Freiheitsgraden und erfordern umfangreiche Hardware-Ressourcen in Bezug auf Hauptspeicher und Rechenleistung, um das numerische Modell zu lösen. Der Fokus dieser Arbeit liegt daher darin, numerische Lösungsmethoden zu kombinieren und anzupassen, um den Speicherplatzbedarf und die Rechenzeit zu reduzieren und damit eine Ausführung der bildbasierten Analyse auf modernen Computer-Desktops zu ermöglichen. Daher ist als numerisches Modell eine einfache Gitterdiskretisierung der voxelbasierten (Pixel mit der Tiefe als dritten Dimension) Geometrie gewählt, die die Oberflächenerstellung weglässt und eine reduzierte Speicherung der finiten Elementen und einen matrixfreien Lösungsalgorithmus ermöglicht. Dies wiederum verringert den Aufwand von fast allen angewandten gitterbasierten Lösungsverfahren und führt zu Speichereffizienz und numerisch stabilen Algorithmen für die Mikrostrukturmodelle. Es werden zwei Varianten der Anpassung der matrixfreien Lösung präsentiert, die Element-für-Element Methode und eine Knoten-Kanten-Variante. Die Methode der konjugierten Gradienten in Kombination mit dem Mehrgitterverfahren als sehr effizienten Vorkonditionierer wird für den matrixfreien Lösungsalgorithmus adaptiert. Der stufige Verlauf der Materialgrenzen durch die voxelbasierte Diskretisierung wird durch Elemente geglättet, die am Integrationspunkt unterschiedliche Materialinformationen enthalten und über Teilzellen integriert werden (embedded boundary elements). Die Effizienz der matrixfreien Verfahren bleibt erhalten. T3 - ISM-Bericht // Institut für Strukturmechanik, Bauhaus-Universität Weimar - 2018,7 KW - Dissertation KW - Finite-Elemente-Methode KW - Konjugierte-Gradienten-Methode KW - Mehrgitterverfahren KW - conjugate gradient method KW - multigrid method KW - grid-based KW - finite element method KW - matrix-free Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20190116-38448 ER - TY - THES A1 - Mizrak Bilen, Burcin T1 - A Power-Centered Approach to the Capitalization of Climate Change in Property Sector and Strategic Limitation N2 - The capitalization of ‘certified’ sustainable building sector will be investigated over the power theory of value approach of Jonathan Nitzan and Shimshon Bichler. The study will be initiated by questioning why the environment problems are one of the first items on the agenda and by sharing the ideas of scholars who approaches the subject skeptically, because the predominant literature underlying the necessity and prominence of the topic is already well-known and adapted by the majority. Over the theory developed by Nitzan and Bichler, the concepts of capitalization, strategic sabotage, power, legitimacy, and obedience will be discussed. The hypothesis of “the absentee owners of the construction sector, holding the whip hand and capitalizing the ecology, control the growth and the creativity of green building production and make it carbon-dependent, in order to increase their profit margin” will be questioned. To strengthen the arguments in the hypothesis, the factors, the institutional arrangements, value measurement methods, which affect directly the net present value, will be investigated both in corporation and in building scale in detail, because net present value/ capitalization is asserted as the most important criteria by Nitzan and Bichler to make the investment decisions in the capitalist economic system. To trace the implications of power and the strategic sabotage that power caused, as the empirical dimension of this dissertation, an interface exploring the correlational ties between the climate responsive architecture and the ever changing political, economical, and social contexts and building economics praxis by decades will be developed and the expert interviews will be conducted with the design teams and the appraisers. N2 - Die Kapitalisierung des "zertifizierten" nachhaltigen Gebäudesektors wird im Rahmen des Ansatzes der Machttheorie des Wertes von Jonathan Nitzan und Shimshon Bichler untersucht. Die Studie wird mit der Frage beginnen, warum die Umweltprobleme zu den ersten Punkten auf der Tagesordnung gehören und mit der Teilung von Ideen von Gelehrten, die sich dem Thema skeptisch nähern. Denn die vorherrschende Literatur, die der Notwendigkeit und Bedeutung des Themas zugrunde liegt, ist bereits von der Mehrheit bekannt und angewandt. Über die von Nitzan und Bichler entwickelte Theorie werden die Begriffe Kapitalisierung, strategische Sabotage, Macht, Legitimität und Gehorsam diskutiert. Die Hypothese "Die abwesenden Eigentümer des Bausektors, die die Peitsche halten und die Ökologie kapitalisieren, kontrollieren das Wachstum und die Kreativität der grünen Gebäudeproduktion und machen sie CO2-abhängig, um ihre Gewinnspanne zu erhöhen" wird in Frage gestellt. Um die Argumente in der Hypothese zu stärken, werden die Faktoren, institutionellen Arrangements und Wertmessmethoden, die sich direkt auf den Kapitalwert auswirken, sowohl im Unternehmens- als auch im Gebäudebereich detailliert untersucht. Denn der Barwert/die Kapitalisierung wird von Nitzan und Bichler als wichtigstes Kriterium für die Investitionsentscheidungen im kapitalistischen Wirtschaftssystem herangezogen. Nach der Vorbereitung einer Schnittstelle, die die historische Entwicklung der nachhaltigen Architektur in Verbindung mit dem sich ständig verändernden politisch-ökonomischen System und mit den sich ständig ändernden Prioritäten der Bauökonomie, Architektur-, Umwelt- und Sozialwissenschaften darstellt, wurden die halbstrukturierten Tiefeninterviews mit Experten - Architekten, Immobiliengutachtern, einem Mitarbeiter einer Investmentbank und einem CEO, aus aller Welt, durchgeführt um die wahrscheinlichen restriktiven und begrenzenden Auswirkungen der institutionellen Macht, ihres Netzes von Machtverhältnissen, ihrer Kontrollmechanismen, die im Streben nach unterschiedlichem Gewinnwachstum eingesetzt werden, und ihrer Gründe hinter dieser institutionellen Kontrolle auf dem zertifizierten Markt für umweltfreundliches Bauen und den damit verbundenen Materialien und Energiemärkte zu erforschen. Die Interviews sind in vier Titel unterteilt: die Vorteile (warum), die Kontrollmechanismen (wie), die Machtverhältnisse (wer) und die strategische Sabotage (was). Dies dient dazu, um einen Beitrag zur Lesbarkeit von Macht im zertifizierten für umweltfreundliches Bauen zu leisten. KW - Klimaänderung KW - Machttheorie KW - Kapitalisierung KW - capitalization KW - power theory of value KW - climate change KW - property sector KW - strategic limitation Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20190107-38406 ER - TY - THES A1 - Straßmann, Sarah T1 - Expanded Pictures: Das Handlungsgefüge des fotografischen Bildes im Kontext von Internet und Social Media N2 - In der vorliegenden Arbeit wird die Bedeutung und Funktion des fotografischen Bildes und im Besonderen der Handyfotografie im Kontext von Internet und sozialen Onlinenetzwerken beschrieben, untersucht und diskutiert. Im Spannungsfeld zwischen sozialwissenschaftlichen Theorien, foto- und medientheoretischem Diskurs sowie ästhetisch künstlerischen Perspektiven wird ausgelotet, welche konkreten visuellen und sozialen Formen die gegenwärtige mobile digitale Bildpraxis angenommen hat, wie sich ihre Gebrauchsweise innerhalb des globalen gesellschaftlichen Alltags darstellt, und in welcher Weise ihr spezielles Zusammenspiel aus „shooting“, „uploading“, „sharing“ zu neuen menschlichen Handlungsmustern und zur Schaffung neuer kultureller Realitäten beiträgt. KW - Digitale Fotografie KW - Selfie KW - Social Media KW - Kommunikation KW - Stereotyp KW - Performative Fotografie KW - Fotografie als Handlung KW - Fotografisches Handlungsgefüge Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20190102-38388 ER -