TY - JOUR A1 - Hartmann, Frank T1 - 'Unter die Haut der Welt'. Philosophical Toys, Metatechnik und transanthropologischer Raum JF - Zeitschrift für Medien- und Kulturforschung N2 - Nach dem aufgeregten Palaver um den Computer als 'Medium' und die akademische Begleitrhetorik zum Internet wird erneut die Frage nach der Leistung von Medienphilosophie gestellt - in diesem Beitrag als medienanthropologische Vergewisserung: welche technischen Überschreitungen definieren das Neue unserer Lage? KW - Philosophie KW - Technikphilosophie KW - Medienphilosophie Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20140819-22781 IS - 2010,2 SP - 95 EP - 110 ER - TY - JOUR A1 - Nguyen-Xuan, Hung A1 - Rabczuk, Timon A1 - Nguyen-Thanh, Nhon A1 - Nguyen-Thoi, T. A1 - Bordas, Stéphane Pierre Alain T1 - A node-based smoothed finite element method (NS-FEM) for analysis of Reissner-Mindlin plates JF - Computational Mechanics N2 - A node-based smoothed finite element method (NS-FEM) for analysis of Reissner-Mindlin plates KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2010 SP - 679 EP - 701 ER - TY - CHAP A1 - Stack, Paul A1 - Manzoor, Farhan A1 - Menzel, Karsten A1 - Cahill, Brian ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - A SERVICE ORIENTED ARCHITECTURE FOR BUILDING PERFORMANCE MONITORING N2 - Information technology plays a key role in the everyday operation of buildings and campuses. Many proprietary technologies and methodologies can assist in effective Building Performance Monitoring (BPM) and efficient managing of building resources. The integration of related tools like energy simulator packages, facility, energy and building management systems, and enterprise resource planning systems is of benefit to BPM. However, the complexity to integrating such domain specific systems prevents their common usage. Service Oriented Architecture (SOA) has been deployed successfully in many large multinational companies to create integrated and flexible software systems, but so far this methodology has not been applied broadly to the field of BPM. This paper envisions that SOA provides an effective integration framework for BPM. Service oriented architecture for the ITOBO framework for sustainable and optimised building operation is proposed and an implementation for a building performance monitoring system is introduced. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28935 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - JOUR A1 - Nguyen-Thanh, Nhon A1 - Thai-Hoang, C. A1 - Nguyen-Xuan, Hung A1 - Rabczuk, Timon T1 - A smoothed finite element method for the static and free vibration analysis of shells JF - Journal of Civil Engineering and Architecture N2 - A smoothed finite element method for the static and free vibration analysis of shells KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2010 SP - 13 EP - 25 ER - TY - CHAP A1 - Nguyen-Thanh, Nhon A1 - Rabczuk, Timon ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - A SMOOTHED FINITE ELEMENT METHOD FOR THE STATIC AND FREE VIBRATION ANALYSIS OF SHELLS N2 - A four-node quadrilateral shell element with smoothed membrane-bending based on Mindlin-Reissner theory is proposed. The element is a combination of a plate bending and membrane element. It is based on mixed interpolation where the bending and membrane stiffness matrices are calculated on the boundaries of the smoothing cells while the shear terms are approximated by independent interpolation functions in natural coordinates. The proposed element is robust, computationally inexpensive and free of locking. Since the integration is done on the element boundaries for the bending and membrane terms, the element is more accurate than the MITC4 element for distorted meshes. This will be demonstrated for several numerical examples. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28777 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Cacao, Isabel A1 - Constales, Denis A1 - Kraußhar, Rolf Sören ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - A UNIFIED APPROACH FOR THE TREATMENT OF SOME HIGHER DIMENSIONAL DIRAC TYPE EQUATIONS ON SPHERES N2 - Using Clifford analysis methods, we provide a unified approach to obtain explicit solutions of some partial differential equations combining the n-dimensional Dirac and Euler operators, including generalizations of the classical time-harmonic Maxwell equations. The obtained regular solutions show strong connections between hypergeometric functions and homogeneous polynomials in the kernel of the Dirac operator. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28343 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Sharmak, Wael A1 - Scherer, Raimar J. ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - ADAPTABLE PROJECT MANAGEMENT PLANS USING CHANGE TEMPLATES-BASED APPROACH N2 - The uncertainty existing in the construction industry is bigger than in other industries. Consequently, most construction projects do not go totally as planned. The project management plan needs therefore to be adapted repeatedly within the project lifecycle to suit the actual project conditions. Generally, the risks of change in the project management plan are difficult to be identified in advance, especially if these risks are caused by unexpected events such as human errors or changes in the client preferences. The knowledge acquired from different resources is essential to identify the probable deviations as well as to find proper solutions to the faced change risks. Hence, it is necessary to have a knowledge base that contains known solutions for the common exceptional cases that may cause changes in each construction domain. The ongoing research work presented in this paper uses the process modeling technique of Event-driven Process Chains to describe different patterns of structure changes in the schedule networks. This results in several so called “change templates”. Under each template different types of change risk/ response pairs can be categorized and stored in a knowledge base. This knowledge base is described as an ontology model populated with reference construction process data. The implementation of the developed approach can be seen as an iterative scheduling cycle that will be repeated within the project lifecycle as new change risks surface. This can help to check the availability of ready solutions in the knowledge base for the situation at hand. Moreover, if the solution is adopted, CPSP, “Change Project Schedule Plan „a prototype developed for the purpose of this research work, will be used to make the needed structure changes of the schedule network automatically based on the change template. What-If scenarios can be implemented using the CPSP prototype in the planning phase to study the effect of specific situations without endangering the success of the project objectives. Hence, better designed and more maintainable project schedules can be achieved. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28886 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - THES A1 - Luther, Torsten T1 - Adaptation of atomistic and continuum methods for multiscale simulation of quasi-brittle intergranular damage N2 - The numerical simulation of damage using phenomenological models on the macroscale was state of the art for many decades. However, such models are not able to capture the complex nature of damage, which simultaneously proceeds on multiple length scales. Furthermore, these phenomenological models usually contain damage parameters, which are physically not interpretable. Consequently, a reasonable experimental determination of these parameters is often impossible. In the last twenty years, the ongoing advance in computational capacities provided new opportunities for more and more detailed studies of the microstructural damage behavior. Today, multiphase models with several million degrees of freedom enable for the numerical simulation of micro-damage phenomena in naturally heterogeneous materials. Therewith, the application of multiscale concepts for the numerical investigation of the complex nature of damage can be realized. The presented thesis contributes to a hierarchical multiscale strategy for the simulation of brittle intergranular damage in polycrystalline materials, for example aluminum. The numerical investigation of physical damage phenomena on an atomistic microscale and the integration of these physically based information into damage models on the continuum meso- and macroscale is intended. Therefore, numerical methods for the damage analysis on the micro- and mesoscale including the scale transfer are presented and the transition to the macroscale is discussed. The investigation of brittle intergranular damage on the microscale is realized by the application of the nonlocal Quasicontinuum method, which fully describes the material behavior by atomistic potential functions, but reduces the number of atomic degrees of freedom by introducing kinematic couplings. Since this promising method is applied only by a limited group of researchers for special problems, necessary improvements have been realized in an own parallelized implementation of the 3D nonlocal Quasicontinuum method. The aim of this implementation was to develop and combine robust and efficient algorithms for a general use of the Quasicontinuum method, and therewith to allow for the atomistic damage analysis in arbitrary grain boundary configurations. The implementation is applied in analyses of brittle intergranular damage in ideal and nonideal grain boundary models of FCC aluminum, considering arbitrary misorientations. From the microscale simulations traction separation laws are derived, which describe grain boundary decohesion on the mesoscale. Traction separation laws are part of cohesive zone models to simulate the brittle interface decohesion in heterogeneous polycrystal structures. 2D and 3D mesoscale models are presented, which are able to reproduce crack initiation and propagation along cohesive interfaces in polycrystals. An improved Voronoi algorithm is developed in 2D to generate polycrystal material structures based on arbitrary distribution functions of grain size. The new model is more flexible in representing realistic grain size distributions. Further improvements of the 2D model are realized by the implementation and application of an orthotropic material model with Hill plasticity criterion to grains. The 2D and 3D polycrystal models are applied to analyze crack initiation and propagation in statically loaded samples of aluminum on the mesoscale without the necessity of initial damage definition. N2 - Strukturmechanische Ermüdungs- und Lebensdaueranalysen basieren meist auf der Anwendung phänomenologischer Modelle der Schädigungs- und Bruchmechanik zur numerischen Simulationen des makroskopischen Schädigungsverhaltens. Ausgehend von einer definierten Anfangsschädigung sind diese Modelle nicht in der Lage, die tatsächlichen Vorgänge der Rissinitiierung und unterschiedlichen Rissausbreitung zu erfassen. Eine physikalische Interpretation der phänomenologisch eingeführten Schädigungsparameter ist oftmals nicht möglich und deren experimentelle Bestimmung schwierig. Die Berücksichtigung des mikrostrukturellen Aufbaus von Materialien in numerischen Modellen der Schädigungs- und Bruchmechanik bietet neue Möglichkeiten, die für die Rissinitiierung und Rissausbreitung ursächlichen physikalischen Phänomene abzubilden. Zunehmende Erkenntnisse über gleichzeitig auftretende Mikro- und Makroschädigungsvorgänge resultieren in verbesserten numerischen Modellen, mit denen aufwändige und kostenintensive Experimente in der Materialentwicklung zum Teil ersetzt werden können. In Kenntnis einer Vielfalt von unterschiedlichen Schädigungsphänomenen in technischen Materialien fokussiert die vorliegende Dissertation auf die Entwicklung und Verbesserung numerischer Methoden der Atomistik und der Kontinuumsmechanik zur Mehrskalenuntersuchung quasi-spröder Korngrenzenschädigung in polykristallinen Werkstoffen, z.B. Aluminium. Die kombinierte Anwendung dieser Methoden ist Teil eines hierarchischen Mehrskalenansatzes zur Integration des physikalisch beschriebenen Materialverhaltens der Atomistik in ein ingenieurmäßiges Kontinuumsschädigungsmodell. Ziel der Dissertation ist die Entwicklung einer Methodik, die es erlaubt, den Verlust atomarer Bindungen als physikalische Ursache spröder Schädigung zu simulieren und Ergebnisse aus diesen atomistischen Mikroskalen-Simulationen zur Parametrisierung von kohäsiven Materialmodellen der Kontinuumsmechanik zu nutzen. Diese beschreiben den intergranularen Sprödbruch in heterogenen Polykristallmodellen der Mesoskala. Der Einfluss der Heterogenität wird in nichtlinearen Finite-Elemente-Simulationen durch explizite Abbildung der Kornstruktur im mesoskopischen Polykristallmodell berücksichtigt. Durch den Einsatz des kohäsiven Interface-Gesetzes erlaubt das auf der Mesoskala angewandte Kontinuumsmodell die Simulation spröder Korngrenzenschädigung in statisch belasteten 2D und 3D Modellen ohne die Notwendigkeit der Definition einer Anfangsschädigung, wie dies in klassischen Modellen der linear-elastischen Bruchmechanik notwendig ist. Zur effizienten Realisierung der atomistischen Mikroskalen-Simulationen wird eine Implementation der nichtlokalen 3D Quasikontinuumsmethode angewandt. Diese Methode basiert auf einem atomistischen Ansatz und beschreibt das Materialverhalten auf Grundlage atomarer Bindungskräfte. In Modellgebieten mit gleichmäßigem Verformungsfeld werden kinematische Kopplungen atomarer Freiheitsgrade eingeführt, sodass sich die Zahl unabhängiger Freiheitsgrade stark reduziert. Deren effizienter Einsatz erlaubt Simulationen an größeren Modellen ohne Kopplung mit kontinuumsmechanischen Methoden. Eine verbesserte Vernetzung, ein robuster Optimierungsalgorithmus und die vorgenommene Parallelisierung machen die implementierte nichtlokale 3D Quasikontinuumsmethode zu einem effizienten Werkzeug für die robuste Simulation von physikalischen Schädigungsphänomenen in beliebigen atomistischen Konfigurationen. In quasistatischen Simulationen wird eine deutliche Beschleunigung gegenüber der Methode der Gitterstatik bei vergleichbarer Qualität der Ergebnisse erreicht. T2 - Weiterentwicklung numerischer Methoden der Atomistik und Kontinuumsmechanik zur Multiskalen-Simulation quasi-spröder intergranularer Schädigung T3 - ISM-Bericht // Institut für Strukturmechanik, Bauhaus-Universität Weimar - 2010,2 KW - Mechanik KW - Computersimulation KW - Mikro-Scale KW - Meso-Scale KW - Polykristall KW - intergranular damage KW - atomistic simulation methods KW - continuum mechanics KW - quasicontinuum method KW - scale transition Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20101101-15245 ER - TY - CHAP A1 - Zeiser, Andreas A1 - Dahmen, W. A1 - Rohwedder, T. A1 - Schneider, R. ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - ADAPTIVE EIGENVALUE COMPUTATION FOR ELLIPTIC OPERATORS N2 - We present recent developments of adaptive wavelet solvers for elliptic eigenvalue problems. We describe the underlying abstract iteration scheme of the preconditioned perturbed iteration. We apply the iteration to a simple model problem in order to identify the main ideas which a numerical realization of the abstract scheme is based upon. This indicates how these concepts carry over to wavelet discretizations. Finally we present numerical results for the Poisson eigenvalue problem on an L-shaped domain. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-29042 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - THES A1 - Bruns, Erich T1 - Adaptive Image Classification on Mobile Phones N2 - The advent of high-performance mobile phones has opened up the opportunity to develop new context-aware applications for everyday life. In particular, applications for context-aware information retrieval in conjunction with image-based object recognition have become a focal area of recent research. In this thesis we introduce an adaptive mobile museum guidance system that allows visitors in a museum to identify exhibits by taking a picture with their mobile phone. Besides approaches to object recognition, we present different adaptation techniques that improve classification performance. After providing a comprehensive background of context-aware mobile information systems in general, we present an on-device object recognition algorithm and show how its classification performance can be improved by capturing multiple images of a single exhibit. To accomplish this, we combine the classification results of the individual pictures and consider the perspective relations among the retrieved database images. In order to identify multiple exhibits in pictures we present an approach that uses the spatial relationships among the objects in images. They make it possible to infer and validate the locations of undetected objects relative to the detected ones and additionally improve classification performance. To cope with environmental influences, we introduce an adaptation technique that establishes ad-hoc wireless networks among the visitors’ mobile devices to exchange classification data. This ensures constant classification rates under varying illumination levels and changing object placement. Finally, in addition to localization using RF-technology, we present an adaptation technique that uses user-generated spatio-temporal pathway data for person movement prediction. Based on the history of previously visited exhibits, the algorithm determines possible future locations and incorporates these predictions into the object classification process. This increases classification performance and offers benefits comparable to traditional localization approaches but without the need for additional hardware. Through multiple field studies and laboratory experiments we demonstrate the benefits of each approach and show how they influence the overall classification rate. N2 - Die Einführung von Mobiltelefonen mit eingebauten Sensoren wie Kameras, GPS oder Beschleunigungssensoren, sowie Kommunikationstechniken wie Bluetooth oder WLAN ermöglicht die Entwicklung neuer kontextsensitiver Anwendungen für das tägliche Leben. Insbesondere Applikationen im Bereich kontextsensitiver Informationsbeschaffung in Verbindung mit bildbasierter Objekterkennung sind in den Fokus der aktuellen Forschung geraten. Der Beitrag dieser Arbeit ist die Entwicklung eines bildbasierten, mobilen Museumsführersystems, welches unterschiedliche Adaptionstechniken verwendet, um die Objekterkennung zu verbessern. Es wird gezeigt, wie Ojekterkennungsalgorithmen auf Mobiltelefonen realisiert werden können und wie die Erkennungsrate verbessert wird, indem man zum Beispiel ad-hoc Netzwerke einsetzt oder Bewegungsvorhersagen von Personen berücksichtigt. T2 - Adaptive Bilderkennung auf Mobiltelefonen KW - Kontextbezogenes System KW - Bilderkennung KW - Ubiquitous Computing KW - Mobile Computing KW - Maschinelles Sehen KW - Museumsführer KW - Handy KW - Wegrouten KW - Positionsbestimmung KW - PhoneGuide KW - Bluetooth tracking KW - pathway awareness KW - museum guidance system KW - PhoneGuide Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100707-15092 ER - TY - CHAP A1 - Castillo-Pérez, Raúl ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - AN APPLICATION OF FORMAL POWER SERIES FOR THE DEVELOPMENT OF OPTICAL FILTERS N2 - The application of a recent method using formal power series is proposed. It is based on a new representation for solutions of Sturm-Liouville equations. This method is used to calculate the transmittance and reflectance coefficients of finite inhomogeneous layers with high accuracy and efficiency. Tailoring the refraction index profile defining the inhomogeneous media it is possible to develop very important applications such as optical filters. A number of profiles were evaluated and then some of them selected in order to perform an improvement of their characteristics via the modification of their profiles. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28354 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - JOUR A1 - Brehm, Maik A1 - Zabel, Volkmar A1 - Bucher, Christian T1 - An automatic mode pairing strategy using an enhanced modal assurance citerion based on modal strain energies JF - Journal of Sound and Vibration N2 - In the context of finite element model updating using output-only vibration test data, natural frequencies and mode shapes are used as validation criteria. Consequently, the correct pairing of experimentally obtained and numerically derived natural frequencies and mode shapes is important. In many cases, only limited spatial information is available and noise is present in the measurements. Therefore, the automatic selection of the most likely numerical mode shape corresponding to a particular experimentally identified mode shape can be a difficult task. The most common criterion for indicating corresponding mode shapes is the modal assurance criterion. Unfortunately, this criterion fails in certain cases and is not reliable for automatic approaches. In this paper, the purely mathematical modal assurance criterion will be enhanced by additional physical information from the numerical model in terms of modal strain energies. A numerical example and a benchmark study with experimental data are presented to show the advantages of the proposed energy-based criterion in comparison to the traditional modal assurance criterion. KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2010 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.jsv.2010.07.006 SP - 5375 EP - 5392 ER - TY - CHAP A1 - Brehm, Maik A1 - Zabel, Volkmar A1 - Bucher, Christian A1 - Ribeiro, D. ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - AN AUTOMATIC MODE SELECTION STRATEGY FOR MODEL UPDATING USING THE MODAL ASSURANCE CRITERION AND MODAL STRAIN ENERGIES N2 - In the context of finite element model updating using vibration test data, natural frequencies and mode shapes are used as validation criteria. Consequently, the order of natural frequencies and mode shapes is important. As only limited spatial information is available and noise is present in the measurements, the automatic selection of the most likely numerical mode shape corresponding to a measured mode shape is a difficult task. The most common criterion to indicate corresponding mode shapes is the modal assurance criterion. Unfortunately, this criterion fails in certain cases. In this paper, the pure mathematical modal assurance criterion will be enhanced by additional physical information of the numerical model in terms of modal strain energies. A numerical example and a benchmark study with real measured data are presented to show the advantages of the enhanced energy based criterion in comparison to the traditional modal assurance criterion. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28330 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - THES A1 - Semar, Olivier T1 - Anwendung der Perkolationstheorie zur Analyse des suffosiven Partikeltransportes T1 - An application of the percolation theory to analyse suffusive particle transport N2 - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der geometrischen Suffosionsbeständigkeit von Erdstoffen. Mit dem wahrscheinlichkeitstheoretischen Ansatz der Perkolationstheorie wurde ein analytisches Verfahren gewählt, mit dem suffosive Materialtransportprozesse modelliert und quantifiziert werden können. Mit dem verwendeten Perkolationsmodell wurde eine beliebige Porenstruktur eines realen Erdstoffes im 3-Dimensionalen modelliert. Mögliche Materialtransportprozesse innerhalb der modellierten Porenstruktur wurden anschließend simuliert. Allgemein gültige Gesetzmäßigkeiten wurden hergeleitet und Grenzbedingungen formuliert. Diese sind vom Erdstoff unabhängig und beschreiben Zusammenhänge zwischen Materialtransport und Porenstruktur. Anwendbar sind diese Ergebnisse auf homogene, isotrope und selbstähnliche Erdstoffgefüge. Aussagen über konkrete Erdstoffe können über die Transformationsmethode erfolgen. Für die Verwendung der Transformationsmethode ist vorab die relevante Porenstruktur, d. h. die Porenengstellenverteilung, zu ermitteln. N2 - This thesis presents a new approach to analyze the geometrical suffusion stability of soils. With the percolation theory an analytical method is used which takes a 3D pore structure into account. This theory is a branch of the probability theory dealing with properties of random media. Characteristic parameters of the pore structure in 3D can be denoted. Possible granular structural change of arbitrary soils can be simulated and quantified. Self similarity as well as isotropic and homogeneous conditions are therefore assumed. General mathematical interrelationships and limiting conditions of granular structural change were derived. These interrelationships and limiting conditions are irrespective of the soil. They describe the relationship between potential movement of fines and the related pore structure. This requires that in advance the relevant pore structure has to be calculated. Relevant for transport and clogging of fines is the constriction size distribution of the quasi static granular structure. T3 - Schriftenreihe Geotechnik - 23 KW - Perkolationstheorie KW - Suffosion KW - Modellierung KW - Computersimulation KW - percolation theory KW - suffusion KW - modelling KW - simulation Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20101124-15252 UR - http://vg01.met.vgwort.de/na/381cd1300fab4e448c1914ae18e63f1d ER - TY - RPRT A1 - Amano, Toshiyuki A1 - Bimber, Oliver A1 - Grundhöfer, Anselm T1 - Appearance Enhancement for Visually Impaired with Projector Camera Feedback N2 - Visually impaired is a common problem for human life in the world wide. The projector-based AR technique has ability to change appearance of real object, and it can help to improve visibility for visually impaired. We propose a new framework for the appearance enhancement with the projector camera system that employed model predictive controller. This framework enables arbitrary image processing such as photo-retouch software in the real world and it helps to improve visibility for visually impaired. In this article, we show the appearance enhancement result of Peli's method and Wolffshon's method for the low vision, Jefferson's method for color vision deficiencies. Through experiment results, the potential of our method to enhance the appearance for visually impaired was confirmed as same as appearance enhancement for the digital image and television viewing. KW - Maschinelles Sehen KW - Projector Camera System KW - Model Predictive Control KW - Visually Impaired Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100106-14974 ER - TY - CHAP A1 - Kinzler, Steffen A1 - Grabe, Jürgen ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - APPLICATION OF MULTICRITERIAL NUMERICAL OPTIMISATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING N2 - Geotechnical constructions are sophisticated structures due to the non-linear soil behaviour and the complex soil-structure interaction, which entails great exigencies on the liable engineer during the design process. The process can be schematised as a difficult and, depending on the opportunities and skills of the processor more or less innovative, creative and heuristic search for one or a multiple of defined objectives under given boundary conditions. Wholistic approaches including numerical optimisation which support the constructing engineer in this task do not currently exist. Abstract problem formulation is not state of the art; commonly parameter studies are bounded by computational effort. Thereby potential regarding cost effectiveness, construction time, load capacity and/or serviceability are often used insufficiently. This paper describes systematic approaches for comprehensive optimisation of selected geotechnical constructions like combined pile raft foundations and quay wall structures. Several optimisation paradigms like the mono- and the multi-objective optimisation are demonstrated and their use for a more efficient design concerning various intentions is shown in example. The optimisation is implemented by using Evolutionary Algorithms. The applicability to geotechnical real world problems including nonlinearities, discontinuities and multi-modalities is shown. The routines are adapted to common problems and coupled with conventional analysis procedures as well as with numerical calculation software based on the finite element method. Numerical optimisation of geotechnical design using efficient algorithms is able to deliver highly effective solutions after investing more effort into the parameterization of the problem. Obtained results can be used for realizing different constructions near the stability limit, visualizing the sensitivity regarding the construction parameters or simply procuring more effective solutions. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28616 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Berthold, Tim A1 - Milbradt, Peter ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - ARTIFICIAL NEURONAL NETWORKS IN ENVIRONMENTAL ENGINEERING: THEORY AND APPLICATIONS N2 - Models in the context of engineering can be classified in process based and data based models. Whereas the process based model describes the problem by an explicit formulation, the data based model is often used, where no such mapping can be found due to the high complexity of the problem. Artificial Neuronal Networks (ANN) is a data based model, which is able to “learn“ a mapping from a set of training patterns. This paper deals with the application of ANN in time dependent bathymetric models. A bathymetric model is a geometric representation of the sea bed. Typically, a bathymetry is been measured and afterwards described by a finite set of measured data. Measuring at different time steps leads to a time dependent bathymetric model. To obtain a continuous surface, the measured data has to be interpolated by some interpolation method. Unlike the explicitly given interpolation methods, the presented time dependent bathymetric model using an ANN trains the approximated surface in space and time in an implicit way. The ANN is trained by topographic measured data, which consists of the location (x,y) and time t. In other words the ANN is trained to reproduce the mapping h = f(x,y,t) and afterwards it is able to approximate the topographic height for a given location and date. In a further step, this model is extended to take meteorological parameters into account. This leads to a model of more predictive character. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28304 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - THES A1 - Dahl, Alexander T1 - Berücksichtigung externer Kosten bei der Ermittlung von Straßenbenutzungsgebühren auf deutschen Autobahnen T1 - Road pricing on German motorways - Consideration of external costs N2 - Seit 1969 werden für die Bundesrepublik kontinuierlich Berechnungen zu den Gesamtkosten des Straßenverkehrs der Bundesfernstraßen und deren Verteilung auf die Verkehrsteilnehmer durchgeführt. Die Ergebnisse der Wegekostenrechnungen der Jahre 2002 und 2007 sind die Grundlage für die mittlerweile für das deutsche Autobahnnetz eingeführte fahrleistungsbezogene Benutzungsgebühr für Lkw mit einem zulässigen Gesamtgewicht von mindestens zwölf Tonnen. Damit wird die Forderung der EU-Richtlinie 1999/62/EG umgesetzt, nach der sich die durchschnittlichen Straßenbenutzungsgebühren an den Kosten für den Bau, den Betrieb und den Ausbau des betreffenden Verkehrswegenetzes orientieren sollen. Mit der EU-Richtlinie 2006/38/EG kündigt sich die weitere Entwicklung bei der Berechnung von Straßenbenutzungsgebühren an. Zukünftig sollen auch externe Kosten in die Berechnung einfließen. Ein erster Schritt zur Berücksichtigung dieser externen Kosten erfolgte mit Erstellung eines Handbuchs im Rahmen eines EU-Forschungsprojektes. Das Handbuch enthält aufgrund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen in den Mitgliedsstaaten der EU keine exakten Berechnungsvorschriften, sondern stellt verschiedene methodische Ansätze bisher durchgeführter Studien zu externen Kosten vor, gibt Empfehlungen hinsichtlich der Methodenwahl und beinhaltet Schätzungen über die Höhe der externen Kosten. Die im europäischen Raum in den vergangenen Jahren durchgeführten Studien zur Ermittlung externer Kosten des Verkehrs zeichnen sich durch einander ähnelnde Vorgehensweisen aus, die aber vor allem hinsichtlich der Kostenrechnungsart und der verwendeten Kostensätze aus Sicht des Verfassers der vorliegenden Arbeit kritische Aspekte aufweisen. In der vorliegenden Dissertationsschrift wird daher eine alternative Berechnungsmethodik zur Ermittlung abschnitts-, fahrzeugklassen- und fahrleistungsbezogener externer Kosten für Autobahnen entwickelt und an einem ausgewählten Beispielnetz zur Anwendung gebracht. Dabei wird in einigen wesentlichen Punkten von der in aktuellen Studien überwiegend gewählten Vorgehensweise abgewichen, um eine andere Sichtweise darzustellen. Damit trägt die vorliegende Arbeit substanziell zur Erweiterung des Erkenntnisstands zu Berechnungsmethoden externer Kosten des Straßenverkehrs bei. Die hier entwickelte Berechnungsmethodik ist außerdem als Grundlage für ein in der Praxis anwendbares Verfahren zu verstehen und zeichnet sich auch daher durch eine einfach zu handhabende Übertragbarkeit auf das gesamte Autobahnnetz Deutschlands aus. Die Abschnitte entsprechen den Teilstrecken zwischen zwei Autobahnanschlussstellen. Es wird zwischen den beiden Fahrzeugklassen "Lkw ab 12 t zulässigem Gesamtgewicht" und "Sonstigen Fahrzeugen" unterschieden. Obwohl momentan nur eine Benutzungsgebühr für Lkw ab 12 t zulässigem Gesamtgewicht erhoben wird, ist es mit der entwickelten Methodik möglich, fahrleistungsbezogene externe Kosten für alle Kfz angeben zu können. Die Einbeziehung externer Nutzen wird in diesem Zusammenhang andiskutiert; der Schwerpunkt liegt allerdings auf den externen Kosten. Im Rahmen der Arbeit werden zunächst Definitionen wesentlicher Terminologien dargestellt, soweit diese für das Verständnis der sich anschließenden Diskussion und Festlegung der Grundlagen der entwickelten Berechnungsmethodik notwendig erscheinen. Diese Diskussion und Festlegung umfasst die Bereiche Kostenrechnungsart, Bewertungsverfahren zur Ermittlung des Wertegerüsts, Diskontrate, zu betrachtende Kostenbereiche, Mengengerüst und Allokationsrechnung. Darauf folgend werden die betrachteten Kostenbereiche anhand vorliegender Studien und eigener Überlegungen detailliert dargestellt und das Wertegerüst bestimmt. Außerdem wird die Allokationsrechnung und das für die Berechnung heranzuziehende Mengengerüst für jeden Bereich separat vorgestellt. Anschließend wird die entwickelte Berechnungsmethodik auf ein Beispielnetz (Autobahnnetz Thüringen) angewendet. Neben der Vorstellung des Untersuchungsgebiets, der Berechnung der externen Kosten und der disaggregierten Ergebnisdarstellung wird die Einteilung des Beispielnetzes in unterschiedliche Preiskategorien auf der Grundlage der abschnittsbezogen vorliegenden Ergebnisse diskutiert, auf deren Basis die externen Kosten über Straßenbenutzungsgebühren internalisiert werden könnten. Im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse werden einzelne Annahmen der Berechnungsmethodik bzw. Kostensätze des Wertegerüsts variiert. Die Auswirkungen dieser Variationen werden wiederum am Beispielnetz, für das erneute Kostenberechnungen vorgenommen werden, dargelegt. Abschließend werden offen gebliebene Fragestellungen und Empfehlungen für weitere Untersuchungen benannt. N2 - Since 1969 infrastructure costs are calculated for German motorways according to the regulations of the European Commission. These calculations are the basis for the toll for HGVs with more than 12 tons vehicle gross weight collected on German motorways. For the future external costs should be considered when calculating toll rates. For this pupose the EC has published an handbook which gives hints for calculation methods. Those methods are mainly based on more or less similar approaches which possess critical aspects. In order to provide a less critical calculation method the present study contains the development of an alternative calculation methods for external costs on motorways. KW - Soziale Kosten KW - Straßenbenutzungsgebühr KW - Internalisierung KW - Verkehrswirtschaft KW - Verkehrspolitik KW - external costs KW - road pricing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20110221-15343 SN - 978-3-86068-434-4 ER - TY - CHAP A1 - Rüppel, Uwe A1 - Abolghasemzadeh, Puyan ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - BIM-BASED IMMERSIVE EVACUATION SIMULATIONS N2 - The changed global security situation in the last eight years has shown the importance of emergency management plans in public buildings. Therefore, the use of computer simulators for surveying fire safety design and evacuation process is increasing. The aim of these simulators is to have more realistic evacuation simulations. The challenge is, firstly, to realize the virtual simulation environment based on geometrical and material boundary conditions, secondly, to considerate the mutual interaction effects between different parameters and, finally, to have a realistic visualization of the simulated results. In order to carry out this task, an especial new software method on a BIM-platform has to be developed which can integrate all required simulations and will be able to have an immersive output BIM ISEE (Immersive Safety Engineering Environment). The new BIM-ISEE will integrate the Fire Dynamics Simulator (FDS) for fire and evacuation simulation in the Autodesk Revit which is a BIM-platform and will represent the simulation results in the immersive virtual environment at the institute (CES-Lab). With BIM-ISEE the fire safety engineer will be able to obtain more realistic visualizations in the immersive environment, to modify his concept more effectively, to evaluate the simulation results more accurately and to visualize the various simulation results. It can also give the rescue staff the opportunity to perform and evaluate emergency evacuation trainings. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28845 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Theiler, Michael A1 - Tauscher, Eike A1 - Tulke, Jan A1 - Riedel, Thomas ED - Krämer, Torsten T1 - Boolesche Operationen für die Visualisierung von IFC-Gebäudemodellen T2 - Forum Bauinformatik 2010 N2 - Die Planung von komplexen Bauwerken erfolgt zunehmend mit Planungswerkzeugen, die den Export von Bauwerksinformationen im STEP-Format auf Grundlage der IFC (Industry Foundation Classes) erlauben. Durch die Verfügbarkeit dieser Schnittstelle ist es möglich, Bauwerksinformationen für die weiterführende Verarbeitung zu verwenden. Zur Visualisierung der geometrischen Daten stehen innerhalb der IFC verschiedene geometrische Modelle für die Darstellung von Bauteilen zur Verfügung. Unter anderem werden für das „Ausschneiden“ von Öffnungen aus Bauteilen (z.B. für Fenster und Türen) geometrische boolesche Operationen benötigt. Gegenstand des Beitrags ist die Vorstellung eines Algorithmus zur Berechnung von booleschen Operationen auf Basis eines triangulierten B-Rep (Boundary Representation) Modells nach HUBBARD (1990). Da innerhalb von IFC-Gebäudemodellen Bauteile oft das Resultat mehrerer boolescher Operationen sind (z.B. um mehrere Fensteröffnungen von einer gegebenen Wand abzuziehen), wurde der Algorithmus von Hubbard angepasst, sodass mehrere boolesche Operationen gleichzeitig berechnet werden können. Durch diese Optimierung wird eine deutliche Reduzierung der benötigten Berechnungen und somit der Rechenzeit erreicht. KW - IFC KW - Boolesche Operationen KW - Visualisierung KW - Hubbard KW - Laidlaw Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20130107-18151 SN - 978-3-8322-9456-4 SP - 251 EP - 258 PB - Shaker Verlag CY - Aachen ER -