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Der menschliche Körper ist Bezugspunkt von repräsentativen Strömungen der zeitgenössischen Architektur, so lautet die Hauptthese der Dissertation. Bislang wurde das zeitgenössische architekturimmanente Konzept des Körpers größtenteils selektiv und anhand wenig repräsentativer Beispiele von der Kritik behandelt: Ein auf physiologische Gesichtspunkte reduzierter Körper interagiert mit Bauten der klassischen Moderne oder neuen Medientechnologien. Eine umfassende Beschäftigung mit theoretischen Konzepten des Körpers und mit dem Fallbeispiel der zeitgenössischen Hotel- und Kasinoarchitektur in Las Vegas zeigt, dass der Begriff des Körpers komplexer geworden ist, womit der Bezug zum Körper weniger augenfällig erscheint. Der Ansatz der Phänomenologie, Erklärungsmuster durch eine Hinwendung zum Körper zu erhalten wird von verschiedenen Autoren in Frage gestellt. Wenn die Grenzen von Körper bzw. Leib und Umwelt nicht mehr zu bestimmen sind, tauge der Begriff nicht als Letztbegründung. Diese Kritik kann entkräftet werden, wenn auf das Modell der animate form der Philosophin Sheets-Johnstone zurückgegriffen wird. Dieses Konzept führt über Merleau-Pontys Körperbegriff hinaus, der Sheets-Johnstones Aussage nach abstrakt sei. Insbesondere eine Hinwendung zum taktil-kinästhetischen Körper liefert neue Perspektiven. Damit ist es sinnvoll, Architektur in ihrer Beziehung zum Körper zu beurteilen, weil der Körper definierbar und eingrenzbar ist. Anhand des Fallbeispiels der Hotel- und Kasinoarchitektur von Las Vegas kann aufzeigt werden, in welcher Weise sich Planer heute auf den Körper beziehen. Architektur geht in einem Megamedium auf, umgesetzt mit unterschiedlichen Techniken der Umweltgestaltung. Sowohl die Quantität als auch die Qualität der eingesetzten Reize nimmt zu. Dabei werden vor allem Reize eingesetzt, die tendenziell unbewusst wahrgenommen werden. Neben der Abstimmung auf die Sinne und die physische Beschaffenheit wird die symbolische Prägung des Körpers beachtet. Wünsche und Vorstellungen der Nutzer werden über Zielgruppenanalysen ermittelt und finden ihre Entsprechung in semiotischen Architekturelementen. Diese werden so gestaltet, dass der Nutzer den semiotischen Gehalt zugleich sinnlich erfährt. Dieses Konzept des Körpers wird als ganzheitlicher Körper bezeichnet. Aufschlussreich ist ein Vergleich mit Vorstellungen des Körpers vorausgehender Phasen, so z.B. dem Modell, das sich aus Scott Brown, Venturi und Izenours Buch Learning from Las Vegas ableiten lässt, und das sich ebenso aus Texten und Bauten von Zeitgenossen wie Lynch, Norberg-Schulz und Kahn herausarbeiten lässt. Über die Beschäftigung der Architekturtheoretiker mit der Sinneswahrnehmung entsteht ein Bewusstsein für den Einfluss des Symbolischen, das eine subjektive, durch das soziale und kulturelle Umfeld geprägte Wahrnehmung hervorbringt. Der Körper ist eingebettet in symbolische Systeme wie Konventionen und Traditionen, die sein Handeln bestimmen. Dahingegen beziehen sich Vertreter der klassischen Moderne hauptsächlich auf die physiologischen Eigenschaften des Körpers, seine Abmessungen und Bewegungsabläufe, wie Texte, Bauten und Menschmodelle z.B. von Meyer, Neutra, Le Corbusier und Neufert zeigen. Es fällt auf, dass in Texten über Architektur von Las Vegas häufig Begriffe vorkommen, die zugleich zentrale Termini der Phänomenologie sind, wie Atmosphäre und der englische Begriff experience. Es zeigt sich, dass sich die Bedeutungen der philosophischen Termini in der Architektur des Fallbeispiel widerspiegelt. Anders als die vorschnelle Etikettierung der Architekturströmung als „Erlebnisarchitektur“ suggeriert, bezieht sich der Begriff experience auf eine Ausrichtung an der Erfahrung. Diese ist das Resultat der langfristigen Prägung einer konkreten Nutzergruppe durch den in der Umwelt agierenden und durch seine symbolische Prägung beeinflussten Körper. Die Erfahrung impliziert das Erlebnis, als kurzfristige Interaktion von Körper und Umwelt. Am Fallbeispiel kann außerdem gezeigt werden, dass Techniken zur Schaffung von Atmosphären eingesetzt werden. In Anlehnung an den Philosophen Böhme kennzeichnen sich Atmosphären durch eine besondere Nähe von Architektur und Körper. Die Tatsache, dass Architekten gezielt Atmosphären schaffen, die gemeinhin nicht der Strömung der „Erlebnisarchitekur zugerechnet werden, weist darauf hin, dass sich das Leitbild des ganzheitlichen Körpers in unterschiedlichen Kontexten findet. Im Gegensatz zu Thesen Eisenmans oder Jamesons, die eine Entfremdung von Körper und Raum bzw. das Ende des anthropozentrischen Weltbilds feststellen, propagieren Planer wie Jerde die Herstellung von Architektur, die Nutzer und Umwelt in einer übergeordneten Ganzheit vereint. Ganzheit kann aber trotz feinerer Abstimmung auf den Körper nur grenzwertig erreicht werden, da Nutzer nicht vollständig erfasst werden können, sich die Planungen auf bestimmte Zielgruppen beschränken und die Interessen von Planer und Nutzer verschieden sind.

For modeling of singular fields of stresses and deformations in elasters with a crack is offered to use of three-dimesional a special finite element. Weak compessible of elasters is taken into account on the basis of threefold approximation of fields of displacements, deformations and function of volume change. At intensive cyclic loading of the elastomer constructions with a crack it is necessary to take into account warming and large deformations at the crack top. The stress-deformed state elasters with a crack is determined from the decision of a nonlinear problem by a modified method Newton-Kantorovich. Account stress intensity factors for a rectangular plate with a various arrangement of a through crack is executed. Process of development of a surface crack and dissipative warming in prismatic a element of shift is investigated.

The objective of the joint project 'Life cycle optimised system solutions for densified housing with massive wood technology', short form Basys, was the development and application of an open building system for sustainable construction in a virtual enterprise. Four partners coming from building economy and a university institute developed the building system in a comprehensive planning process. By applying massive wood technology, most requirements of densified housing can be met and individual buildings can be produced on demand.

The aim of this paper is to present so-called discrete-continual boundary element method (DCBEM) of structural analysis. Its field of application comprises buildings constructions, structures and also parts and components for the residential, commercial and un-inhabitant structures with invariability of physical and geometrical parameters in some dimensions. We should mention here in particular such objects as beams, thin-walled bars, strip foundations, plates, shells, deep beams, high-rise buildings, extensional buildings, pipelines, rails, dams and others. DCBEM comes under group of semianalytical methods. Semianalytical formulations are contemporary mathematical models which currently becoming available for realization due to substantial speed-up of computer productivity. DCBEM is based on the theory of the pseudodifferential boundary equations. Corresponding pseudodifferential operators are discretely approximated using Fourier analysis or wavelet analysis. The main DCBEM advantages against the other methods of the numerical analysis is a double reduction in dimension of the problem (discrete numerical division applied not to the full region of the interest but only to the boundary of the region cross section, as a matter of fact one is solving an one-dimensional problem with the finite step on the boundary area of the region), one has opportunities to carrying out very detailed analysis of the specific chosen zones, simplified initial data preparation, simplistic and adaptive algorithms. There are two methods to define and conduct DCBEM analysis developed – indirect (IDCBEM) and direct (DDCBEM), thus indirect like in boundary element method (BEM) applied and used little bit more than direct.

We present a novel multi-step technique for imperceptible geometry and radiometry calibration of projector-camera systems. Our approach can be used to display geometry and color corrected images on non-optimized surfaces at interactive rates while simultaneously performing a series of invisible structured light projections during runtime. It supports disjoint projector-camera configurations, fast and progressive improvements, as well as real-time correction rates of arbitrary graphical content. The calibration is automatically triggered when mis-registrations between camera, projector and surface are detected.

Der Autor, Berater und Gutachter für das Thüringer Ministerium für Soziales und Gesundheit und Mitverfasser der Thüringer Landespflegepläne, systematisiert und analysiert die Struktur und Situation pflegebedürftiger Menschen und deren Inanspruchnahme sozialer Pflegeinfrastrukturen im räumlichen und demographischen Kontext. Im Mittelpunkt dieser regionalwissenschaftlichen Forschungsarbeit stehen räumliche Disparitäten der Versorgungs- und Angebotssicherung sowie bisher kaum betrachtete räumliche Strukturen und Interdependenzen der Pflegebedürftigkeit und Pflegeleistungen. Hierzu wurden vom Autor mehrere regional differenzierte Datenerhebungen aller teilstationären und vollstationären pflegebedürftigen Menschen und der Pflegeinfrastruktureinrichtungen im Freistaat Thüringen durchgeführt.Durch die Integration explorativer Analysemethoden in die empirische Regionalforschung wird die Pflegelandschaft Thüringens für den Zeitraum 1994 bis 2000 dokumentiert und anhand eines relationalen Indikatorensystems die Strukturen und räumlichen Muster der Pflegebedürftigkeit und -infrastruktur, soziodemographischen und raumstrukturellen Einflusskomponenten sowie pflegespezifische Interdependenzen exploriert und analysiert. Ein Ergebnis sind typologische Aussagen zum Alter, zur Pflegeart und -schwere oder Struktur der Pflegeleistungen in einer hochauflösenden topologischen Differenzierung nach regionaler Herkunft pflegebedürftiger Menschen. So hat die Einführung der Pflegeversicherung die Situation der meisten pflegebedürftigen Menschen in Thüringen deutlich verbessert. In der Zeitreihenuntersuchung treten diese Anfangserfolge aber hinter identifizierten Problemlagen aus z.B. sukzessiver Polarisierung der Pflegeleistungen, wachsenden Infrastrukturdisparitäten mit exakt quantifizierbaren Wanderungsbewegungen pflegebedürftiger Menschen zurück. Ein Ergebnis topologischer Analysen sind regionale (Versorgungs-) Disparitäten, die zu nachgewiesenen Wanderungsbewegungen pflegebedürftiger Menschen führen.So resultiert die noch nachweisbare Leistungs- bzw. Funktionsfähigkeit der Pflegelandschaft Thüringens (im Sinne der pflegerischen Grundversorgung einer Teilkaskoversicherung) primär aus noch günstigen Rahmenbedingungen wie dem „selbstverständlich“ erbrachten informellen Pflegeleistungen (der Frauen und Töchter) und nur sekundär (oder kaum) aus der durchaus noch guten finanziellen Situation der Pflegeversicherung. Ferner konnte gezeigt werden, dass wachsende Versorgungsdisparitäten nur anteilig eine Infrastrukturproblematik darstellen.Die Ergebnisse werden im Hinblick auf die entwickelten Methoden und weiteren Untersuchungen diskutiert und im Kontext des theoretischen Teils u.a. zur Entwicklung der Altenhilfe, Pflegeversicherung und sozialen Infrastrukturversorgung betrachtet und vor den Konsequenzen des demographischen Wandels reflektiert. Mit den Untersuchungsergebnissen fordert der Autor, dass Alterung und Schrumpfung der Bevölkerung in Teilräumen als dominante Entwicklung nicht verleugnet werden darf, damit durch eine integrative Gesamtsicht einer auch sozial nachhaltigen Raumentwicklung die pflegespezifische Forderung nach einem möglichst selbstbestimmten und selbständigen Leben (im eigenen Haushalt) gewahrt und das Grundrecht auf Würde auch pflegebedürftiger Menschen gewährleistet bleibt.Dazu wird vorgeschlagen, mit einer modernen Regionalforschung, die durch hochauflösende Datenerfassung, neuen explorativen statistischen Analysemethoden und in Verbindung mit aussagekräftigen Visualisierungsverfahren ein qualifiziertes Monitoring- und Analysesystem für die Raumbeobachtung aufzubauen, um Problemregionen rechzeitig identifizieren und Planungen zeitnah initiieren zu können.

Feministische Gesundheitsrecherchegruppe

Langfristige Bauprojekte stellen sowohl aus technischer Sicht als auch unter Planungsgesichtspunkten überaus komplexe Herausforderungen dar. Den laufenden Auszahlungen für Löhne, Materialien und fremdbezogene Dienstleistungen stehen dabei erst nach einiger Zeit Fortschrittszahlungen für abgeschlossene Teilprojekte gegenüber. Die Durchführung eines solchen Projekts kann mithin als Investition angesehen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Investitionen liegen bei Investitionsprojekten die Zeitpunkte der Ein- und Auszahlungen nicht fest, sondern sind Gegenstand der Planung. Zur Lösung des Annahme- bzw. Auswahlproblems bei Investitionsprojekten unter Sicherheit erfreut sich die Kapitalwertmethode breiter Zustimmung. Nach einer Betrachtung bekannter Ansätze zur Maximierung des Kapitalwerts von Investitionsprojekten unter Annahme eines vollkommenen Kapitalmarktes wird aufgezeigt, wie das vorgestellte Modell zur Kapitalwertmaximierung für den Fall beschränkt verfügbarer Ressourcen bzw. eines beschränkten Kreditrahmens angepasst werden kann. Die Bewertung von Investitionsprojekten auf Grundlage des optimalen Projektkapitalwerts setzt die Kenntnis des anzuwendenden Kalkulationszinsfußes und der maximalen Projektdauer voraus. Da diese Größen a priori nicht bekannt sind, entwickeln wir ein Verfahren zur Bestimmung des Kapitalwerts von Investitionsprojekten als Funktion des Kalkulationszinsfußes und der maximalen Projektdauer. Abschließend zeigen wir, wie die erzielten Resultate zur Entscheidungsunterstützung eines Bauunternehmers genutzt werden können.

Wissenschaftliches Kolloquium vom 19. bis 22. April 2007 in Weimar an der Bauhaus-Universität zum Thema: ‚Die Realität des Imaginären. Architektur und das digitale Bild'

Wissenschaftliches Kolloquium vom 24. bis 27. April 2003 in Weimar an der Bauhaus-Universität zum Thema: ‚MediumArchitektur - Zur Krise der Vermittlung'

Wissenschaftliches Kolloquium vom 27. bis 30. Juni 1989 in Weimar an der Hochschule für Architektur und Bauwesen zum Thema: ‚Produktivkraftentwicklung und Umweltgestaltung. Sozialer und wissenschaftlich-technischer Fortschritt in ihren Auswirkungen auf Architektur und industrielle Formgestaltung in unserer Zeit. Zum 100. Geburtstag von Hannes Meyer'

Wissenschaftliches Kolloquium vom 14. bis 16. Oktober 1999 in Weimar an der Bauhaus-Universität zum Thema: ‚global village - Perspektiven der Architektur'

Die Dissertation über „Ambiguität im zeitgenössischen Film – Flugversuche“ folgt der Spur einer populären narrativen Tendenz im Kino – nämlich der Mehrdeutigkeit – und zeichnet ihr dramaturgisches Potential, wie ihre ethischen (bzw. mikropolitischen) Implikationen nach. Um typische Muster in der Wahrnehmung mehrdeutiger Filmerzählungen zu beschreiben, die bereits auf der vorbewussten Ebene der Affekte wirksam sind, greife ich auf Begriffe der Prozessphilosophie Alfred North Whitehead’s zurück und auf ihre neueren Reformulierungen bei Gilles Deleuze und Brian Massumi. Ausgehend von Alejandro González Iñárritu’s "Babel" (2006) begibt sich der Leser im ersten Teil auf einen virtuellen Rundflug durch ausgewählte Filmbeispiele mit einem kulturellen Ankerpunkt im heutigen Japan. Im zweiten Teil beschreibe und reflektiere ich mein methodisches Vorgehen in den ersten Phasen der Stoffentwicklung zu einem suggestiven Spielfilmprojekt, und kontextualisiere es mit Interviews zeitgenössischer Autorenfilmer, die ähnliche Erzählweisen entwickeln.

Wissenschaftliches Kolloquium vom 24. bis 27. April 2003 in Weimar an der Bauhaus-Universität zum Thema: ‚MediumArchitektur - Zur Krise der Vermittlung'

Die fachlichen und organisatorischen Aufgaben der Informationsverarbeitung im Prozeß der Bauauftragsrechnung werden als theoretische Grundlage für die Anpassung und Neukonzeption netzverteilter Informationssysteme formal beschrieben. Hierzu erfolgen Untersuchungen von Methoden, Verfahren, Strukturen und Abläufen sowie der in Bauunternehmen angewendeten Informationssysteme. Grundlage einer Modellierungsmethode sind Abstraktionen von Prozeßschritten und Ereignissen in einer Ereignisgesteuerten Prozeßkette, Entitytypen in einem Entity Relationship Model, Funktionsbäume und Organisationseinheiten sowie deren mögliche Relationen. Mit dieser Methodik werden die Prozesse, Informationsdefinitionen, Funktionen und die Organisationsstruktur einzeln modelliert und Relationen zwischen den Modellelementen gebildet. Aus der fachlichen Auswertung der Modelle und Relationen folgen fachgebietsspezifische Prozeßabläufe und Arbeitsumgebungen. Deren Anwendung wird für ein Customizing vorhandener Informationsysteme und bei einer Neuimplementierung betrachtet. Neben einer umfangreichen fachlichen Problemanalyse leistet die Arbeit einen Beitrag zum methodischen Vorgehen bei Neukonzeption baubetrieblicher Informationssysteme.

Renewable energy resources such as wind and solar are intermittent, which causes instability when being connected to utility grid of electricity. Compressed air energy storage (CAES) provides an economic and technical viable solution to this problem by utilizing subsurface rock cavern to store the electricity generated by renewable energy in the form of compressed air. Though CAES has been used for over three decades, it is only restricted to salt rock or aquifers for air tightness reason. In this paper, the technical feasibility of utilizing hard rock for CAES is investigated by using a coupled thermo-hydro-mechanical (THM) modelling of nonisothermal gas flow. Governing equations are derived from the rules of energy balance, mass balance, and static equilibrium. Cyclic volumetric mass source and heat source models are applied to simulate the gas injection and production. Evaluation is carried out for intact rock and rock with discrete crack, respectively. In both cases, the heat and pressure losses using air mass control and supplementary air injection are compared.

With Building Information Modeling (BIM) prominently used in Architecture Engineering Construction (AEC) industry, the main focus of this innovative technology lies on those professionals such as architects, engineers, managers, etc., wherein a vulnerable interested party, construction workers especially low-skilled workers, has been inadvertently ignored. Noticed that the shortage of skilled workers becomes an escalating challenge and traditional training methods have flaws when confronting this challenge in construction sector, the emerging of new instructional methods, which are including instructional video and BIM-based learning environment, can otherwise bring some new ideas to help solve such shortage problem. The intent of this research is to design a training program for low-skilled construction workers to improve their construction skills, which includes its training content “instructional videos” and its delivery medium “mobile application”. The methodology of this research adopts “design-oriented approach” and its research method belongs to quantitative research method. In the thesis, the design and development process of its concept and system for this training program are presented. After statistic analysis of questionnaire results which comes from a survey on construction workers, the favorable and unfavorable aspects about this instructional video are revealed, which confirms the functionality of instructional video on low-skilled workers. In the end, limitations and suggested future works for this research have been clarified.

A comparative study of two molecular mechanics models based on harmonic potentials

Binding energy and mechanical stability of single- and multi-walled carbon nanotube serpentines

Explicit solutions for the cohesive energy between carbon nanotubes, graphene and substrates are obtained through continuum modeling of the van der Waals interaction between them. The dependence of the cohesive energy on their size, spacing and crossing angles is analyzed. Checking against full atom molecular dynamics calculations and available experimental results shows that the continuum solution has high accuracy. The equilibrium distances between the nanotubes, graphene and substrates with minimum cohesive energy are also provided explicitly. The obtained analytical solution should be of great help for understanding the interaction between the nanostructures and substrates, and designing composites and nanoelectromechanical systems.

We present an analytical model to relate the elastic properties of crystalline polyethylene based on a molecular mechanics approach. Along the polymer chains direction, the united-atom (UA) CH2-CH2 bond stretching, angle bending potentials are replaced with equivalent Euler-Bernoulli beams. Between any two polymer chains, the explicit formulae are derived for the van der Waals interaction represented by the linear springs of different stiffness. Then, the nine independent elastic constants are evaluated systematically using the formulae. The analytical model is finally validated by present united-atom molecular dynamics (MD) simulations and against available all-atom molecular dynamics results in the literature. The established analytical model provides an efficient route for mechanical characterization of crystalline polymers and related materials.

The tensile and shear failure behavior dependence on chain length and temperature in amorphous polymers

In this paper, we present an open-source code for the first-order and higher-order nonlocal operator method (NOM) including a detailed description of the implementation. The NOM is based on so-called support, dual-support, nonlocal operators, and an operate energy functional ensuring stability. The nonlocal operator is a generalization of the conventional differential operators. Combined with the method of weighed residuals and variational principles, NOM establishes the residual and tangent stiffness matrix of operate energy functional through some simple matrix without the need of shape functions as in other classical computational methods such as FEM. NOM only requires the definition of the energy drastically simplifying its implementation. The implementation in this paper is focused on linear elastic solids for sake of conciseness through the NOM can handle more complex nonlinear problems. The NOM can be very flexible and efficient to solve partial differential equations (PDEs), it’s also quite easy for readers to use the NOM and extend it to solve other complicated physical phenomena described by one or a set of PDEs. Finally, we present some classical benchmark problems including the classical cantilever beam and plate-with-a-hole problem, and we also make an extension of this method to solve complicated problems including phase-field fracture modeling and gradient elasticity material.

Material failure can be tackled by so-called nonlocal models, which introduce an intrinsic length scale into the formulation and, in the case of material failure, restore the well-posedness of the underlying boundary value problem or initial boundary value problem. Among nonlocal models, peridynamics (PD) has attracted a lot of attention as it allows the natural transition from continuum to discontinue and thus allows modeling of discrete cracks without the need to describe and track the crack topology, which has been a major obstacle in traditional discrete crack approaches. This is achieved by replacing the divergence of the Cauchy stress tensor through an integral over so-called bond forces, which account for the interaction of particles. A quasi-continuum approach is then used to calibrate the material parameters of the bond forces, i.e., equating the PD energy with the energy of a continuum. One major issue for the application of PD to general complex problems is that they are limited to fairly simple material behavior and pure mechanical problems based on explicit time integration. PD has been extended to other applications but losing simultaneously its simplicity and ease in modeling material failure. Furthermore, conventional PD suffers from instability and hourglass modes that require stabilization. It also requires the use of constant horizon sizes, which drastically reduces its computational efficiency. The latter issue was resolved by the so-called dual-horizon peridynamics (DH-PD) formulation and the introduction of the duality of horizons. Within the nonlocal operator method (NOM), the concept of nonlocality is further extended and can be considered a generalization of DH-PD. Combined with the energy functionals of various physical models, the nonlocal forms based on the dual-support concept can be derived. In addition, the variation of the energy functional allows implicit formulations of the nonlocal theory. While traditional integral equations are formulated in an integral domain, the dual-support approaches are based on dual integral domains. One prominent feature of NOM is its compatibility with variational and weighted residual methods. The NOM yields a direct numerical implementation based on the weighted residual method for many physical problems without the need for shape functions. Only the definition of the energy or boundary value problem is needed to drastically facilitate the implementation. The nonlocal operator plays an equivalent role to the derivatives of the shape functions in meshless methods and finite element methods (FEM). Based on the variational principle, the residual and the tangent stiffness matrix can be obtained with ease by a series of matrix multiplications. In addition, NOM can be used to derive many nonlocal models in strong form. The principal contributions of this dissertation are the implementation and application of NOM, and also the development of approaches for dealing with fractures within the NOM, mostly for dynamic fractures. The primary coverage and results of the dissertation are as follows: -The first/higher-order implicit NOM and explicit NOM, including a detailed description of the implementation, are presented. The NOM is based on so-called support, dual-support, nonlocal operators, and an operate energy functional ensuring stability. The nonlocal operator is a generalization of the conventional differential operators. Combining with the method of weighted residuals and variational principles, NOM establishes the residual and tangent stiffness matrix of operate energy functional through some simple matrix without the need of shape functions as in other classical computational methods such as FEM. NOM only requires the definition of the energy drastically simplifying its implementation. For the sake of conciseness, the implementation in this chapter is focused on linear elastic solids only, though the NOM can handle more complex nonlinear problems. An explicit nonlocal operator method for the dynamic analysis of elasticity solid problems is also presented. The explicit NOM avoids the calculation of the tangent stiffness matrix as in the implicit NOM model. The explicit scheme comprises the Verlet-velocity algorithm. The NOM can be very flexible and efficient for solving partial differential equations (PDEs). It's also quite easy for readers to use the NOM and extend it to solve other complicated physical phenomena described by one or a set of PDEs. Several numerical examples are presented to show the capabilities of this method. -A nonlocal operator method for the dynamic analysis of (thin) Kirchhoff plates is proposed. The nonlocal Hessian operator is derived from a second-order Taylor series expansion. NOM is higher-order continuous, which is exploited for thin plate analysis that requires $C^1$ continuity. The nonlocal dynamic governing formulation and operator energy functional for Kirchhoff plates are derived from a variational principle. The Verlet-velocity algorithm is used for time discretization. After confirming the accuracy of the nonlocal Hessian operator, several numerical examples are simulated by the nonlocal dynamic Kirchhoff plate formulation. -A nonlocal fracture modeling is developed and applied to the simulation of quasi-static and dynamic fractures using the NOM. The phase field's nonlocal weak and associated strong forms are derived from a variational principle. The NOM requires only the definition of energy. We present both a nonlocal implicit phase field model and a nonlocal explicit phase field model for fracture; the first approach is better suited for quasi-static fracture problems, while the key application of the latter one is dynamic fracture. To demonstrate the performance of the underlying approach, several benchmark examples for quasi-static and dynamic fracture are solved.

An analytical solution on the interface debonding for large diameter carbon nanotube-reinforced composite with functionally graded variation interphase

Quasi-analytical solution for the stable system of the multi-layer folded graphene wrinkles

A dynamic XFEM formulation for crack identification

Tensile strain and compress strain can greatly affect the thermal conductivity of graphene nanoribbons (GNRs). However, the effect of GNRs under shear strain, which is also one of the main strain effect, has not been studied systematically yet. In this work, we employ reverse nonequilibrium molecular dynamics (RNEMD) to the systematical study of the thermal conductivity of GNRs (with model size of 4 nm × 15 nm) under the shear strain. Our studies show that the thermal conductivity of GNRs is not sensitive to the shear strain, and the thermal conductivity decreases only 12–16% before the pristine structure is broken. Furthermore, the phonon frequency and the change of the micro-structure of GNRs, such as band angel and bond length, are analyzed to explore the tendency of thermal conductivity. The results show that the main influence of shear strain is on the in-plane phonon density of states (PDOS), whose G band (higher frequency peaks) moved to the low frequency, thus the thermal conductivity is decreased. The unique thermal properties of GNRs under shear strains suggest their great potentials for graphene nanodevices and great potentials in the thermal managements and thermoelectric applications.