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Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, eine stetige Kopplung zwischen der ananlytischen und numerischen Lösung von Randwertaufgaben mit Singularitäten zu realisieren. Durch die inter-polationsbasierte gekoppelte Methode kann eine globale C0 Stetigkeit erzielt werden. Für diesen Zweck wird ein spezielle finite Element (Kopplungselement) verwendet, das die Stetigkeit der Lösung sowohl mit dem analytischen Element als auch mit den normalen CST Elementen gewährleistet. Die interpolationsbasierte gekoppelte Methode ist zwar für beliebige Knotenanzahl auf dem Interface ΓAD anwendbar, aber es konnte durch die Untersuchung von der Interpolationsmatrix und numerische Simulationen festgestellt werden, dass sie schlecht konditioniert ist. Um das Problem mit den numerischen Instabilitäten zu bewältigen, wurde eine approximationsbasierte Kopplungsmethode entwickelt und untersucht. Die Stabilität dieser Methode wurde anschließend anhand der Untersuchung von der Gramschen Matrix des verwendeten Basissystems auf zwei Intervallen [−π,π] und [−2π,2π] beurteilt. Die Gramsche Matrix auf dem Intervall [−2π,2π] hat einen günstigeren Konditionszahl in der Abhängigkeit von der Anzahl der Kopplungsknoten auf dem Interface aufgewiesen. Um die dazu gehörigen numerischen Instabilitäten ausschließen zu können wird das Basissystem mit Hilfe vom Gram-Schmidtschen Orthogonalisierungsverfahren auf beiden Intervallen orthogonalisiert. Das orthogonale Basissystem lässt sich auf dem Intervall [−2π,2π] mit expliziten Formeln schreiben. Die Methode des konsistentes Sampling, die häufig in der Nachrichtentechnik verwendet wird, wurde zur Realisierung von der approximationsbasierten Kopplung herangezogen. Eine Beschränkung dieser Methode ist es, dass die Anzahl der Sampling-Basisfunktionen muss gleich der Anzahl der Wiederherstellungsbasisfunktionen sein. Das hat dazu geführt, dass das eingeführt Basissys-tem (mit 2 n Basisfunktionen) nur mit n Basisfunktion verwendet werden kann. Zur Lösung diese Problems wurde ein alternatives Basissystems (Variante 2) vorgestellt. Für die Verwendung dieses Basissystems ist aber eine Transformationsmatrix M nötig und bei der Orthogonalisierung des Basissystems auf dem Intervall [−π,π] kann die Herleitung von dieser Matrix kompliziert und aufwendig sein. Die Formfunktionen wurden anschließend für die beiden Varianten hergeleitet und grafisch (für n = 5) dargestellt und wurde gezeigt, dass diese Funktionen die Anforderungen an den Formfunktionen erfüllen und können somit für die FE- Approximation verwendet werden. Anhand numerischer Simulationen, die mit der Variante 1 (mit Orthogonalisierung auf dem Intervall [−2π,2π]) durchgeführt wurden, wurden die grundlegenden Fragen (Beispielsweise: Stetigkeit der Verformungen auf dem Interface ΓAD, Spannungen auf dem analytischen Gebiet) über- prüft.

Wind effects can be critical for the design of lifelines such as long-span bridges. The existence of a significant number of aerodynamic force models, used to assess the performance of bridges, poses an important question regarding their comparison and validation. This study utilizes a unified set of metrics for a quantitative comparison of time-histories in bridge aerodynamics with a host of characteristics. Accordingly, nine comparison metrics are included to quantify the discrepancies in local and global signal features such as phase, time-varying frequency and magnitude content, probability density, nonstationarity and nonlinearity. Among these, seven metrics available in the literature are introduced after recasting them for time-histories associated with bridge aerodynamics. Two additional metrics are established to overcome the shortcomings of the existing metrics. The performance of the comparison metrics is first assessed using generic signals with prescribed signal features. Subsequently, the metrics are applied to a practical example from bridge aerodynamics to quantify the discrepancies in the aerodynamic forces and response based on numerical and semi-analytical aerodynamic models. In this context, it is demonstrated how a discussion based on the set of comparison metrics presented here can aid a model evaluation by offering deeper insight. The outcome of the study is intended to provide a framework for quantitative comparison and validation of aerodynamic models based on the underlying physics of fluid-structure interaction. Immediate further applications are expected for the comparison of time-histories that are simulated by data-driven approaches.

Städte ohne Wachstum - eine bislang kaum vorstellbare Vision. Doch Klimawandel, Ressourcenverschwendung, wachsende soziale Ungleichheiten und viele andere Zukunftsgefahren stellen das bisherige Allheilmittel Wachstum grundsätzlich infrage. Wie wollen wir heute und morgen zusammenleben? Wie gestalten wir ein gutes Leben für alle in der Stadt? Während in einzelnen Nischen diese Fragen bereits ansatzweise beantwortet werden, fehlt es noch immer an umfassenden Entwürfen und Transformationsansätzen, die eine fundamental andere, solidarische Stadt konturieren. Diesen Versuch wagt das Projekt Postwachstumsstadt. In diesem Buch werden konzeptionelle und pragmatische Aspekte aus verschiedenen Bereichen der Stadtpolitik zusammengebracht, die neue Pfade aufzeigen und verknüpfen. Die Beiträge diskutieren städtische Wachstumskrisen, transformative Planung und Konflikte um Gestaltungsmacht. Nicht zuletzt wird dabei auch die Frage nach der Rolle von Stadtutopien neu gestellt. Dadurch soll eine längst fällige Debatte darüber angestoßen werden, wie sich notwendige städtische Wenden durch eine sozialökologische Neuorientierung vor Ort verwirklichen lassen.

Das vorliegende Gutachten befasst sich mit der Innovationslandschaft des deutschen Journalismus. Innovation wird als eine essenzielle Voraussetzung verstanden, um tragfähige Lösungsansätze für die gegenwärtigen Probleme des Journa-lismus zu entwickeln. Im Mittelpunkt des Gutachtens steht die Frage, wie Innovationspolitik im Journalismus – d. h. die Unterstützung von Innovation durch die öffentliche Hand – funktionstüchtig ausgestaltet werden kann. Dabei wird dem Innovationssysteme-Ansatz gefolgt, welcher Probleme, Barrieren und Hemmnisse identifiziert, die der Innovationsfähigkeit des Journalismus in Deutschland grundlegend im Wege stehen.

The longitudinal dispersion coefficient (LDC) plays an important role in modeling the transport of pollutants and sediment in natural rivers. As a result of transportation processes, the concentration of pollutants changes along the river. Various studies have been conducted to provide simple equations for estimating LDC. In this study, machine learning methods, namely support vector regression, Gaussian process regression, M5 model tree (M5P) and random forest, and multiple linear regression were examined in predicting the LDC in natural streams. Data sets from 60 rivers around the world with different hydraulic and geometric features were gathered to develop models for LDC estimation. Statistical criteria, including correlation coefficient (CC), root mean squared error (RMSE) and mean absolute error (MAE), were used to scrutinize the models. The LDC values estimated by these models were compared with the corresponding results of common empirical models. The Taylor chart was used to evaluate the models and the results showed that among the machine learning models, M5P had superior performance, with CC of 0.823, RMSE of 454.9 and MAE of 380.9. The model of Sahay and Dutta, with CC of 0.795, RMSE of 460.7 and MAE of 306.1, gave more precise results than the other empirical models. The main advantage of M5P models is their ability to provide practical formulae. In conclusion, the results proved that the developed M5P model with simple formulations was superior to other machine learning models and empirical models; therefore, it can be used as a proper tool for estimating the LDC in rivers.