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Capturing Sheep With Minecraft befasst sich mit ausgewählten Problemen der Bauphysik und deren Umsetzung mithilfe des Computerspiels Minecraft. Es werden ausgewählte Probleme der Bauphysik in Minecraft abgebildet um diese Schülern und Studenten näher zu bringen. Es wurde ein Szenario in Minecraft entworfen welches durch entgegenwirken der abgebildeten Probleme, durch den Spieler gelöst werden soll.
In this paper we review two distint complete orthogonal systems of monogenic polynomials over 3D prolate spheroids. The underlying functions take on either values in the reduced and full quaternions (identified, respectively, with R3 and R4), and are generally assumed to be nullsolutions of the well known Riesz and Moisil Théodoresco systems in R3. This will be done in the spaces of square integrable functions over R and H. The representations of these polynomials are explicitly given. Additionally, we show that these polynomial functions play an important role in defining the Szegö kernel function over the surface of 3D spheroids. As a concrete application, we prove the explicit expression of the monogenic Szegö kernel function over 3D prolate spheroids.
This paper presents a novel numerical procedure for computing limit and shakedown loads of structures using a node-based smoothed FEM in combination with a primal–dual algorithm. An associated primal–dual form based on the von Mises yield criterion is adopted. The primal-dual algorithm together with a Newton-like iteration are then used to solve this associated primal–dual form to determine simultaneously both approximate upper and quasi-lower bounds of the plastic collapse limit and the shakedown limit. The present formulation uses only linear approximations and its implementation into finite element programs is quite simple. Several numerical examples are given to show the reliability, accuracy, and generality of the present formulation compared with other available methods.
Electromagnetic wave propagation is currently present in the vast majority of situations which occur in veryday life, whether in mobile communications, DTV, satellite tracking, broadcasting, etc. Because of this the study of increasingly complex means of propagation of lectromagnetic waves has become necessary in order to optimize resources and increase the capabilities of the devices as required by the growing demand for such services.
Within the electromagnetic wave propagation different parameters are considered that characterize it under various circumstances and of particular importance are the reflectance and transmittance. There are several methods or the analysis of the reflectance and transmittance such as the method of approximation by boundary condition, the plane wave expansion method (PWE), etc., but this work focuses on the WKB and SPPS methods.
The implementation of the WKB method is relatively simple but is found to be relatively efficient only when working at high frequencies. The SPPS method (Spectral Parameter Powers Series) based on the theory of pseudoanalytic functions, is used to solve this problem through a new representation for solutions of Sturm Liouville equations and has recently proven to be a powerful tool to solve different boundary value and eigenvalue problems. Moreover, it has a very suitable structure for numerical implementation, which in this case took place in the Matlab software for the valuation of both conventional and turning points profiles.
The comparison between the two methods allows us to obtain valuable information about their perfor mance which is useful for determining the validity and propriety of their application for solving problems where these parameters are calculated in real life applications.
The analysis of the response of complex structural systems requires the description of the material constitutive relations by means of an appropriate material model. The level of abstraction of such model may strongly affect the quality of the prognosis of the whole structure. In context to this fact, it is necessary to describe the material in a convenient sense as exact but as simple as possible. All material phenomena of crystalline materials e.g. steel, affecting the behavior of the structure, rely on physical effects which are interacting over spatial scales from subatomic to macroscopic range. Nevertheless, if the material is microscopically heterogenic, it might be appropriate to use phenomenological models for the purpose of civil engineering. Although constantly applied, these models are insufficient for steel materials with microscopic characteristics such as texture, typically occurring in hot rolled steel members or heat affected zones of welded joints. Hence, texture is manifested in crystalline materials as a regular crystallographic structure and crystallite orientation, influencing macroscopic material properties. The analysis of structural response of material with texture (e.g. rolled steel or heat affected zone of a welded joint) obliges the extension of the phenomenological material description of macroscopic scale by means of microscopic information. This paper introduces an enrichment approach for material models based on a hierarchical multiscale methodology. This has been done by describing the grain texture on a mesoscopic scale and coupling it with macroscopic constitutive relations by means of homogenization. Due to a variety of available homogenization methods, the question of an assessment of coupling quality arises. The applicability of the method and the effect of the coupling method on the reliability of the response are presented on an example.
Radiodiskussion bei bauhaus.fm am 5. November 2012.
Harald S. Liehr ist Lektor und Leiter der Niederlassung Weimar des Böhlau-Verlags (Wien / Köln / Weimar), Dr. Frank Simon-Ritz ist Direktor der Universitätsbibliothek der Bauhaus-Universität Weimar.
Die Fragen stellten René Tauschke und Jean-Marie Schaldach.
Bridge vibration due to traffic loading has been subject of extensive research in the last decades. Such studies are concerned with deriving solutions for the bridge-vehicle interaction (BVI) and analyzing the dynamic responses considering randomness of the coupled model’s (BVI) input parameters and randomness of road unevenness. This study goes further to examine the effects of such randomness of input parameters and processes on the variance of dynamic responses in quantitative measures. The input parameters examined in the sensitivity analysis are, stiffness and damping of vehicle’s suspension system, axle spacing, and stiffness and damping of bridge. This study also examines the effects of the initial excitation of a vehicle on the influences of the considered input parameters. Variance based sensitivity analysis is often applied to deterministic models. However, the models for the dynamic problem is a stochastic one due to the simulations of the random processes. Thus, a setting using a joint meta-model; one for the mean response and other for the dispersion of the response is developed. The joint model is developed within the framework of Generalized Linear Models (GLM). An enhancement of the GLM procedure is suggested and tested; this enhancement incorporates Moving Least Squares (MLS) approximation algorithms in the fitting of the mean component of the joint model. The sensitivity analysis is then performed on the joint-model developed for the dynamic responses caused by BVI.
DISCRETE CRACK MODEL OF BORCZ FOR CALCULATING THE DEFLECTIONS OF BENDING REINFORCED CONCRETE BEAM
(2012)
In the design of the reinforced concrete beams loaded by the bending moment, it is assumed that the structure can be used at a level of load, that there are local discontinuities - cracks. Designing the element demands checking two limit states of construction, load capacity and usability. Limit states usability include also the deflection of the element. Deflections in the reinforced concrete beams with cracks are based on actual rigidity of the element. After cracking there is a local change in rigidity of the beam. The rigidity is variable in the element’s length and due to the heterogeneous structure of concrete, it is not possible to clearly describe those changes. Most standards of testing methods tend to simplify the calculations and take the average value of the beam’s rigidity on its entire length. The rigidity depends on the level of the maximal load of the beam. Experimental researches verify the value by inserting the coefficients into the formulas used in the theory of elasticity. The researches describe the changes in rigidity in the beam’s length more precisely. The authors take into consideration the change of rigidity, depending on the level of maximum load (continuum models), or localize the changes in rigidity in the area of the cracks (discrete models). This paper presents one of the discrete models. It is distinguished by the fact that the left side of the differential equation, that depends on the rigidity, is constant, and all effects associated with the scratches are taken as the external load and placed on the right side of the equation. This allows to generalize the description. The paper presents a particular integral of the differential equation, which allow analyzing the displacement and vibration for different rigidity of the silo’s walls, the flow rate and type of the flowing material.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Entscheidungsfindung im Herstellungsprozess von Brückenkappen untersucht. Es stellte sich heraus, dass die Fuzzy-Methode ein geeignetes Werkzeug sein könnte, die Teilprozesse auf die Möglichkeit ihrer Parallelisierung hin zu untersuchen. Um diese Theorie zu testen, wurde auf den Grundlagen von Arbeiten der Professur Baubetrieb und Bauverfahren der Prozess näher analysiert und unterstützend durch eigene Recherchen ein UML-Diagramm erstellt, welches als Aktivitätsdiagramm ausgebildet wurde. Aufbauend auf diesem Ablauf und den gewonnenen Kenntnissen zur Herstellung einer Brückenkappe, konnten die einzelnen Prozesse zu Teilprozessen, sogenannten Bausteinen, zusammengefasst werden. Diese Bausteine sind entstanden, um die Simulation möglich zu machen, indem der Ablauf weniger komplex wird und nur die Prozesse zu beurteilen sind, die beeinflusst bzw. in ihrer Reihenfolge bis zu einem gewissen Grad variabel sind. Eine erleichterte Interaktion mit den Bausteinen und deren Überführung in ein Simulationsprogramm wurde über Templates realisiert. So besitzt jeder Baustein eine einheitliche Struktur. Unter anderem beinhalten die Bausteine die jeweiligen Ressourcen und Parameter, sowie die Abhängigkeiten der Prozesse untereinander und die zugehörige Priorität. Zur Entscheidungsfindung wurde die Fuzzylogik herangezogen und die Problemstellung der Parallelisierung zum Ziel gesetzt. Die Realisierung wurde über einen Entscheidungsbaum und das daraus resultierende Regelwerk erreicht. Somit ließen sich, ausgehend von einem festgelegten Prozess und durch die Fuzzifizierung der Eingangsparameter Priorität, Prozessdauer und Verfügbarkeit der Ressourcen und Arbeitskräfte, verschiedene Pfade identifizieren, allerdings nur in Verbindung mit den vorher analysierten Abhängigkeiten. Für jeden der Eingangsparameter wurden so Fuzzy-Sets erstellt. Über den Entscheidungsbaum, welcher mit den linguistischen Variablen versehen wurde, konnte über sogenannte "und" - Verknüpfungen das Regelwerk aufgestellt werden. Das gekürzte Regelwerk in dieser Arbeit beinhaltet grundsätzlich nur die Regeln, die auch zu einer wirklichen Entscheidung führen. Daraus folgt, dass es möglich ist mittels der Fuzzy-Methode eine Entscheidung darüber zu fällen, ob zwei Prozesse zu parallelisieren sind oder nicht und aufgetretene Verzögerungen wieder eingeholt werden können.
Eine der jüngsten Entwicklungen in der Games Branche sind sogenannte Social Games. Hierbei handelt es sich um digitale Spiele, die innerhalb von sozialen Netzwerken, wie z.B. Facebook und Myspace, gespielt werden.
Studien zeigen, dass kommerzielle digitale Spiele mehr als nur ein Zeitvertreib sind. Sie fördern sowohl kognitive, als auch affektive
und psychomotorische Kompetenzen. Aus diesem Grund werden seit Jahrzehnten digitale Spiele in der Pädagogik eingesetzt, um ihre Motivationskraft zu nutzen, um Lerneffekte zu erzielen.
Ziel dieser Arbeit ist es Spielmechaniken für ein bauphysikalisches Social Game zu entwickeln. Ausgehend von der Identifikation von Spielmechaniken, basierend auf einer Analyse der Funktionsweisen existierender populärer Social Games, und einem grundlegenden pädagogischen Verständnis bezüglich Digital Game Based Learning (DGBL), werden Spielmechaniken entwickelt, mit deren Hilfe bauphysikalische Fachkompetenzen vermittelt werden können.
Entwurf eines Spieler-Modells für eine erweiterbare Spielplattform zur Ausbildung in der Bauphysik
(2012)
Im Projekt Intelligentes Lernen beschäftigen sich die Professuren Content Management und Web-Technologien, Systeme der Virtuellen Realität und Bauphysik der Bauhaus- Universität Weimar mit der Entwicklung innovativer Informationstechnologien für eLearning- Umgebungen. In den Teilbereichen Retrieval, Extraktion und Visualisierung großer Dokumentkollektionen, sowie simulations- und planbasierter Wissensvermittlung werden Algorithmen und Werkzeuge erforscht, um eLearning-Systeme leistungsfähiger zu machen und um somit den Lernerfolg zu optimieren.
Ziel des Projekts, auf dem Gebiet des simulationsbasierten Wissenstransfers, ist die Entwicklung eines Multiplayer Online Games (MOG) zur Ausbildungsunterstützung in der Bauphysik.
Im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit wird für diese digitale Lernsoftware ein Spieler- Modell zur Verwaltung der spielerspezifischen Daten entworfen und in das bestehende Framework integriert. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Organisation der erlernten Fähigkeiten des Spielers und in der an den Wissensstand angepassten Auswahl geeigneter Spielaufgaben. Für die Anwendung im eLearning-Bereich ist die Erweiterbarkeit des Modells um neue Lernkomplexe eine wesentliche Anforderung.
In vorliegender Studie werden die Wohnstandortpräferenzen der Sinus-Milieugruppen in Dresden über eine standardisierte Befragung (n=318) untersucht. Es wird unterschieden zwischen handlungsleitenden Wohnstandortpräferenzen, die durch Anhaltspunkte auf der Handlungsebene stärker in Betracht gezogen werden sollten, und Wohnstandortpräferenzen, welche eher orientierenden Charakter haben. Die Wohnstandortpräferenzen werden untersucht anhand der Kategorien Ausstattung/Zustand der Wohnung/des näheren Wohnumfeldes, Versorgungsstruktur, soziales Umfeld, Baustrukturtyp, Ortsgebundenheit sowie des Aspektes des Images eines Stadtviertels. Um die Befragten den Sinus-Milieugruppen zuordnen zu können, wird ein Lebensweltsegment-Modell entwickelt, welches den Anspruch hat, die Sinus-Milieugruppen in der Tendenz abzubilden. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass die Angehörigen der verschiedenen Lebensweltsegmente in jeder Kategorie - wenn auch z.T. auf geringerem Niveau - signifikante Unterschiede in der Bewertung einzelner Wohnstandortpräferenzen aufweisen.
Different types of data provide different type of information. The present research analyzes the error on prediction obtained under different data type availability for calibration. The contribution of different measurement types to model calibration and prognosis are evaluated. A coupled 2D hydro-mechanical model of a water retaining dam is taken as an example. Here, the mean effective stress in the porous skeleton is reduced due to an increase in pore water pressure under drawdown conditions. Relevant model parameters are identified by scaled sensitivities. Then, Particle Swarm Optimization is applied to determine the optimal parameter values and finally, the error in prognosis is determined. We compare the predictions of the optimized models with results from a forward run of the reference model to obtain the actual prediction errors. The analyses presented here were performed calibrating the hydro-mechanical model to 31 data sets of 100 observations of varying data types. The prognosis results improve when using diversified information for calibration. However, when using several types of information, the number of observations has to be increased to be able to cover a representative part of the model domain. For an analysis with constant number of observations, a compromise between data type availability and domain coverage proves to be the best solution. Which type of calibration information contributes to the best prognoses could not be determined in advance. The error in model prognosis does not depend on the error in calibration, but on the parameter error, which unfortunately cannot be determined in inverse problems since we do not know its real value. The best prognoses were obtained independent of calibration fit. However, excellent calibration fits led to an increase in prognosis error variation. In the case of excellent fits; parameters' values came near the limits of reasonable physical values more often. To improve the prognoses reliability, the expected value of the parameters should be considered as prior information on the optimization algorithm.