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Vermeidungsstrategien fluiddynamischer Effekte beim Einsatz von Schnellerwärmungstechnologien in der Warmumformung
Get PDFAufgrund fluiddynamischer Effekte bei der Schnellerwärmung für die Warmumformung wird die Applikation der Technologie erschwert. Die vorliegende Arbeit thematisiert diesen Effekt und evaluiert die Triebkräfte sowohl numerisch als auch im Experiment. Aufbauend darauf werden Vermeidungsstrategien aufgezeigt und experimentell validiert um eine Verschiebung der Beschichtung zu verhindern. Es können insbesondere die temperatursensitive Marangonikraft als auch die magnethydrodynamische Wirkung der Lorentzkraft bei einer induktiven Erwärmung als Haupttriebkräfte identifiziert werden, die sich aufgrund identischer Kraftvektorrichtungen überlagern und verstärken. Es hat sich gezeigt, dass für den vorliegenden Fall einer 20-30 μm dünnen AlSi-Beschichtung die Marangonikraft gegenüber der Lorentzkraft um einen Faktor von mindestens 68 überwiegt. Ein vergleichbarer Effekt ist auch bei konduktiver Erwärmung zu beobachten. Hinsichtlich möglicher Vermeidungsstrategien einer globalen Beschichtungsverschiebung bietet die Applikation von lokalen Flussbarrieren mittels Laser, Induktion oder Walztexturierung, sowie das Vermeiden einer freien Flüssigkeitsoberfläche durch Aufbringen einer Zusatzbeschichtung, das größte Potential.The application of fast heating technologies for hot forming is hindered by fluiddynamic effects and a resulting coating shift. Present thesis investigates this effect to evaluate the driving forces numerically as well as experimentally. Based on this evaluation, strategies are developed and investigated to avoid a global displacement of the AlSi-coating. In case of inductive fast heating the main driving force is represented by a superposition of Lorentzian forces as well as surface tension related Marangoni forces with a force vector pointing from hot to cold regions on the blank. The numerical evaluation shows that in case of 20-30 μm thin layers of AlSi the Marangoni force is at least 68 times higher than the Lorentz force and therefore represents the main driving force. A comparable effect is observable in case of conduction heating. Local flow barriers realized by Laser, inductive heating or texturing as well as the avoidance of a free liquid-surface due to application of additional coating layers show huge potential to prevent a global coating flow
Systematisierung und Identifizierung von Störquellen und Störerscheinungen in zeithistorischen Videodokumenten am Beispiel digitalisierter Videobestände sächsischer Lokalfernsehsender
No full textDas zunehmende Aussterben des VHS- und SVHS-Systems sowie weiterer magnetbandbasierter Videosysteme zwingt lokale sächsische Fernsehsender zu einer raschen Digitalisierung großer Mengen analoger Videobänder. Die darauf befindlichen Aufnahmen stellen wichtige Zeitzeugnisse aus der Wendezeit dar und dokumentieren die Herausforderungen, welchen sich die ostdeutschen Bürger nach dem Wechsel von einem sozialistischen zu einem marktwirtschaftlichen System gegenüber sahen. Oftmals ist diese Massendigitalisierung nur von einer generellen Sicherung ohne optimierende Maßnahmen geprägt, sodass qualitative Mängel erst nach der Digitalisierung aufwändig manuell retuschiert werden können. Hierzu ist zunächst ein Überblick über qualitativ gute und schlechte Sequenzen wünschenswert. Bislang existieren jedoch keine Verfahren für eine automatisierte Qualitätsanalyse von Digitalisaten analoger Archivbestände.
An dieser Stelle setzt der in der vorliegenden Arbeit vorgestellte Ansatz für eine automatisierte Erkennung und Klassifikation von Störerscheinungen an. Anhand einer extensiven Literaturrecherche und Materialanalyse werden mögliche Störquellen und Störerscheinungen theoretisch identifiziert und systematisiert. Dabei wird die vage, t.w. überlappende und z.T. auch widersprüchliche Terminologie von über 800 Begrifflichkeiten eingeordnet und neu definiert.
Die Erkenntnisse werden durch Tabellen und Abbildungen ergänzt, sodass eine bisher nicht existente Übersicht über die diskutierten Phänomene präsentiert werden kann. Zudem wird ein Vorschlag für ein geeignetes Verfahren für deren automatisierte Detektion und Darstellung evaluiert. Die vorgestellte Methode wird mit Hilfe der im Deep Learning üblichen CNN umgesetzt und beinhaltet die Generierung von Datensätzen, das Training des Systems sowie die Klassifikation der zuvor systematisierten Phänomene.
Zusätzlich wird eine nutzerfreundliche Darstellung präsentiert, welche es erlaubt, brauchbares und unbrauchbares Videomaterial ohne vertiefte Kenntnisse über Störerscheinungen oder Künstliche Neuronale Netze und ohne Zeitaufwand auf einen Blick zu unterscheiden und semantische Strukturen zu erkennen. Die vorgestellte Methode arbeitet ressourcenschonend und stellt eine Zeit-, Personal- und Kostenersparnis für den Anwender dar. Darüber hinaus lässt sich die Methode auf andere Videoformate adaptieren und auf große Datenbestände erweitern.Due to the imminent disappearance of magnetic tape-based video systems like VHS and SVHS, local Saxon television stations are forced to digitize large amounts of analog video tapes. The captured scenes provide an insight into the era of German reunification and they document challenges which East German citizens had to face in the transfer from a centrally-planned economy to a free market system. Often, this mass digitization has the purpose as a general 'backup' without any optimization procedures. Qualitative deficiencies of the material must then be reviewed manually in a time-consuming process after the digitization.
An overview of high- and low-quality sequences can help to speed up this practice. So far, no methods for an automated quality analysis of digitized archives transferred from analog sources exists.This dissertation presents an approach for classification and automated detection of visual distortions in digitized analog video material. Possible sources of interference and visual distortion were identified and systematized through extensive research of available literature and material analysis. The vague, partially overlapping and even contradictory terminology of over 800 terms was classified and redefined. The findings have then been supplemented by tables and figures to create a new overview of the discussed phenomena, which has not been available beforehand.
Furthermore, a proposal for a suitable method for their automated detection and visualization is being evaluated. The presented method was implemented with the help of a deep convolutional neural network and includes the generation of datasets, the training of the system and the classification of the previously systematized phenomena. Additionally, a user-friendly visualization is proposed, which allows to distinguish between useful and unusable video material as well as recognizing semantic structures without an in-depth knowledge of technical or visual disturbances or artificial neural networks. The presented method is resource-efficient and can be adapted to other video formats and expanded to large datasets
Learning of Central Pattern Generator Coordination in Robot Drawing
Get PDFHow do robots learn to perform motor tasks in a specific condition and apply what they have learned in a new condition? This paper proposes a framework for motor coordination acquisition of a robot drawing straight lines within a part of the workspace. Then, it addresses transferring the acquired coordination into another area of the workspace while performing the same task. Motor patterns are generated by a Central Pattern Generator (CPG) model. The motor coordination for a given task is acquired by using a multi-objective optimization method that adjusts the CPGs' parameters involved in the coordination. To transfer the acquired motor coordination to the whole workspace we employed (1) a Self-Organizing Map that represents the end-effector coordination in the Cartesian space, and (2) an estimation method based on Inverse Distance Weighting that estimates the motor program parameters for each SOM neuron. After learning, the robot generalizes the acquired motor program along the SOM network. It is able therefore to draw lines from any point in the 2D workspace and with different orientations. Aside from the obvious distinctiveness of the proposed framework from those based on inverse kinematics typically leading to a point-to-point drawing, our approach also permits of transferring the motor program throughout the workspace
Simple Indoor Tagging - An Indoor Mapping Approach for OSM
Get PDFIm vorliegenden Vortrag wurde im Rahmen der Konferenz 'State of the Map Poland 2018' der aktuelle Ansatz zum Kartographieren von Innenraumumgebungen für OpenStreetMap (OSM), wie Gebäuden, vorgestellt und erläutert. Der Fokus des Vortrags lag dabei auf den von den Autoren entwickelten Indoor-Tools und Methodiken für OSM
Physical Activity and Outdoor Play of Children in Public Playgrounds—Do Gender and Social Environment Matter?
Get PDFBackground: Few studies have delved into the relationship of the social environment with children’s physical activity and outdoor play in public playgrounds by considering gender differences. The aim of the present study was to examine gender differences and the relationship of the social environment with children’s physical activity and outdoor play in public playgrounds. Methods: A quantitative, observational study was conducted at ten playgrounds in one district of a middle-sized town in Germany. The social environment, physical activity levels, and outdoor play were measured using a modified version of the System for Observing Play and Leisure Activity in Youth. Results: In total, 266 observations of children (117 girls/149 boys) between four and 12 years old were used in this analysis. Significant gender differences were found in relation to activity types, but not in moderate-to-vigorous physical activity (MVPA). The presence of active children was the main explanatory variable for MVPA. In the models stratified by gender, the presence of opposite-sex children was a significant negative predictor of MVPA in girls but not in boys. Conclusions: The presence of active children contributes to children’s physical activity levels in public playgrounds. Girls’ physical activity seems to be suppressed in the presence of boys
Need for Cognition aus einer Anwendungs- und Grundlagenperspektive
No full textNeed for Cognition (NFC) beschreibt interindividuelle Unterschiede in der Freude an kognitiver Aktivität und der Tendenz, Aufwand in die Verarbeitung von Informationen zu investieren. Trotz vorhandener Belege für die Bedeutsamkeit von NFC im akademischen Kontext, wurde seine Relevanz bezogen auf eher affektive Merkmale und subjektive Erfolgsindikatoren wie Studienzufriedenheit vor Beginn dieser Arbeit kaum erforscht. Weiterhin existieren noch viele Wissenslücken rund um die Grundlagen von NFC und Prozesse oder Merkmale, die Befunde aus dem Anwendungskontext erklären können. Diese Arbeit widmete sich darum sowohl der Untersuchung der praktischen Relevanz von NFC im Studienkontext mit dem Fokus auf affektiven Merkmalen und subjektiven Erfolgsindikatoren als auch der Klärung offener Fragen aus der Grundlagenforschung zu NFC.
Vor dem Hintergrund einer Anwendungsperspektive untersuchte die erste Studie Implikationen von NFC für verschiedene Aspekte von Studienerfolg. Die Ergebnisse belegen eine positive Assoziation von NFC mit Studienleistung und erweitern frühere Studien um den Befund eines moderaten Zusammenhangs von NFC mit Studienzufriedenheit. Der Ansatz, NFC mit affektiven Variablen in Verbindung zu bringen, wurde in Studie 2 an Lehramtsstudierenden weiterverfolgt. Sie ergab Zusammenhänge von NFC mit subjektiver Leistungsfähigkeit, aktiver Problembewältigung, Neubewertung als Strategie der Emotionsregulation und Trait-Selbstkontrolle. Der Zusammenhang mit Studienleistungen wurde in dieser Studie ebenfalls bestätigt, während NFC nicht mit Studienzufriedenheit zusammenhing. Vier weitere Studien untersuchten die Grundlagen von NFC und seine Bezüge zu kognitiven Fähigkeiten und Selbstkontrolle. Studie 3 bestätigte kleine bis moderate Zusammenhänge mit Intelligenz. Es bestanden keine Assoziationen von NFC mit Verarbeitungsgeschwindigkeit und exekutiven Funktionen. Basierend auf Hinweisen zu Zusammenhängen zwischen NFC und affektiven Merkmalen untersuchten die Studien 4 bis 6, in welcher Beziehung NFC und Selbstkontrolle stehen. Es ergaben sich teilweise bedeutsame Zusammenhänge, deren Stärke von der Operationalisierung von Selbstkontrolle abhing. Die untersuchten Erklärungsansätze für den Zusammenhang von NFC mit Selbstkontrolle wiesen auf implizite Theorien zur Willenskraft, Handlungsorientierung sowie motivationale Prozesse als dahinter liegende Mechanismen hin.
Insgesamt unterstreichen die Studienergebnisse, dass NFC eine Bedeutung im Umgang mit komplexen Herausforderungen zukommt, die nicht nur die reine kognitive Verarbeitung, sondern auch die Bewältigung affektiver Anforderungen betrifft. Die Befunde sprechen dafür, dass NFC mit verschiedenen Merkmalen assoziiert ist, die Individuen eine flexible Anpassung an wechselnde, (emotional) herausfordernde Lebensumstände erleichtern. Zudem finden sich in den Ergebnissen vielversprechende Erklärungsansätze für den Zusammenhang zwischen NFC und Selbstkontrolle. Weiterführende Studien sollten insbesondere die Befunde zu affektiven Merkmalen und grundlegenden Prozessen im Zusammenhang mit NFC vertiefen. Dabei sollte in Anlehnung an diese Arbeit die Verknüpfung von grundlagen- und anwendungsbezogener Forschung fortgesetzt werden.Need for Cognition (NFC) describes inter-individual differences in the tendency to enjoy cognitive activity and to engage in effortful information processing. Despite evidence for the relevance in academic contexts, NFC has been investigated only sparsely with respect to affective variables and subjective indicators of study success like satisfaction with one’s studies. Additionally, there is a lack of basic research on NFC and processes that may explain practically relevant results. Consequently, this thesis dealt with examining the relevance of NFC for study success focusing on affective implications and questions of basic research on NFC. From an application-oriented perspective, Study 1 examined relations of NFC to different aspects of study success. Its results confirm a positive association of NFC with study performance. Moreover, they extend previous research with showing a medium correlation between NFC and satisfaction with one’s studies. Study 2 examined teacher students and continued focusing on affective implications of NFC. The results hint at positive associations of NFC with personal accomplishment, adaptive coping behavior, reappraisal and trait self-control. Whereas NFC correlated positively with study performance again, it was not related to study satisfaction in that sample. Four further studies examined foundations of NFC and its relations to cognitive functions and self-control. The results of Study 3 indicated low to medium associations of NFC with intelligence but no relations to perceptual speed and executive functions. Basing on research that linked NFC to affective adjustment, Studies 4 to 6 examined the relations of NFC to self-control. Within these studies, self-control was variously measured. Depending on operationalization, NFC correlated significantly positively with some measures of self-control. The results indicated that implicit theories of willpower, action orientation, and motivational processes may be underlying an association of NFC to self-control.
Altogether, the results of all studies emphasize that NFC is important for how individuals deal with demanding situations that refer not only to cognitive processes but also to coping with affective challenges. They indicate that NFC has relations to different variables that enable individuals to adapt flexibly to changing and emotionally demanding circumstances. Additionally, the current results hint at promising approaches to explain associations of NFC to aspects of self-control. Prospective studies should especially continue to examine NFC in the context of affective variables and basal processes by combining basic and application-oriented research on NFC
Numerische und experimentelle Untersuchung der fluiddynamischen Eigenschaften von Strahlströmungen in begrenzten Räumen
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit wurden Strömungen räumlich begrenzter Strahlen untersucht. Zum einen wurde die Ausströmung eines runden Strahls in ein Rohr betrachtet, der sog. begrenzte Strahl. Zum anderen wurde die Ausströmung von 7 hexagonal angeordneten runden Strahlen in ein Rohr betrachtet, das sog. hexagonale Strahlbündel. Die Motivation zur vorliegenden Arbeit ergab sich aus der Entwicklung von Durchflussmessgeräten, die als Bypassapparaturen ausgeführt sind und stromabwärts des Staudruckkörpers ein Strömungsgebiet mit begrenzten Strahlen aufweisen. Dafür wurden mit Hilfe der Ähnlichkeitstheorie die zugrundeliegenden Kennzahlen bestimmt. Besonderes Augenmerk lag auf der Charakterisierung der instationären bzw. turbulenten Strömungseigenschaften für Reynolds-Zahlen zwischen 1.000 und 20.000. Es wurden die selbstähnlichen Eigenschaften der Strömungen untersucht, wobei sich insbesondere für den begrenzten Strahl wichtige Erkenntnisse ergaben. Für das hexagonale Strahlbündel wurden mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation die grundlegenden Eigenschaften des Strömungsfeldes untersucht. Dabei weisen die Geometriekennzahlen einen dominierenden Einfluss auf. So konnten in Abhängigkeit zum Durchmesserverhältnis und Strahlabstand drei Strömungsformen identifiziert und experimentell mittels Laser-Doppler Anemometrie nachgewiesen werden. Eine wesentliche Fragestellung bestand in der Anwendung der numerischen Strömungssimulation, des RANS-Ansatzes und des SST-Turbulenzmodells. Dazu wurde die Anpassung der Modellkoeffizienten untersucht, wobei für den begrenzten Strahl ein allgemein gültiger Satz gefunden wurde.In the present work flows of spatially limited radiation were investigated. On the one hand, the outflow of a round jet into a pipe was considered, the so-called confined jet. On the other hand, the outflow of 7 hexagonal arranged round jets into a pipe was con-sidered, the so-called hexagonal jet array. The motivation for the present work arose from the development of flowmeters which are designed as bypass apparatures that have a jet array flow downstream of the dynamic pressure body. For this purpose the underlying similarity parameters were determined. Special attention was paid to the cha-racterization of transient and turbulent flow properties for Reynolds numbers between 1,000 and 20,000. The self-similar properties of the flows were investigated with im-portant findings in particular for the confined jet. For the hexagonal jet array the basic properties of the flow field were investigated by using computational fluid dynamics. The geometric similarity parameters have a dominant influence. Thus, depending on the di-ameter ratio and jet distance ratio, three flow patterns could be identified and experimen-tally detected by the use of laser Doppler anemometry. An important question was the application of the computational fluid dynamic method, the RANS approach and the SST turbulence model. For this purpose a generally valid set of model coefficients was found for the confined jet flow
Technologieband: zentrale IT-Dienste an der TU Chemnitz ; Geschäftsjahre 2016/2017
No full textDer Technologieband des Universitätsrechenzentrums der TU Chemnitz fasst die Schwerpunkte und Projekte der Geschäftsjahre 2016 und 2017 zusammen und stellt das Diensteangebot des Rechenzentrums näher vor
Dynamische Simulation des Verhaltens von Gasen in Heizungsanlagen
Get PDFIn dieser Arbeit wird ein Simulationsprogramm für das Gas-Verhalten in Heizungssystemen entwickelt. Der Gaseintrag durch das Membranausdehnungsgefäß und Dichtungsstellen, die Entstehung und Ansammlung von Gasblasen und die Funktionen der Heizungsanlage werden in einem Programm dynamisch simuliert. Mit diesem Programm wird eine Parameter-Studie durchgeführt. Die Einflüsse verschiedener Faktoren auf das Vorhandensein des Gases und die Leistung der Heizungsanlage werden ausgewertet, wie zum Beispiel der Druck und Temperatur im Heizungssystem, die Gasgehalten im Füllwasser, die Auswirkung eines atmosphärischen Entgasungsgeräts.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Einfluss der Gaspermeation auf das Auftreten von Gasblasen im Heizungssystem im Vergleich zum Anfangsgasgehalt im Füllwasser sehr gering ist. Bei höherer Temperatur dringt viel mehr Sauerstoff in das System ein. Die meisten Gasblasen sammeln sich in dem Heizkörper in der höchsten Etage mit dem kürzesten Kreislauf an. Das atmosphärische Entgasungsgerät wirkt besser als das MAG bei der Druckhaltung. Jedoch wird mehr Rost in der Heizungsanlage durch den von dem Behälter des Entgasungsgeräts eingetragenen Sauerstoff erzeugt.The purpose of this paper is to find out how and how much gas get into the heating system through permeation, when and where the gas bubbles get accumulated in the heating system and how well an atmospheric degassing device works. For this propose a dynamic timestep simulation was made with C# program to simulate heating system and the gas behaviors in the system. Sensibility tests were made for different factors such as sealing material, temperature and gas concentration in water. In addition, the speed of the gas permeation in the dynamic simulation gets compared with the values of static calculation in the literature.
The results showed, that different sealing material and different temperature could make a big difference for the amount of gas that permeate in to the system. But compare to the initial gas concentration in the filling water is gas permeation alone is not a decisive factor for the presence of gas bubbles in the heating system and does not have a major impact on the performance of the heating system. More oxygen enters the system and get consumed by corrosion at higher operation temperatures. The results also showed, that the atmospheric degassing device works better than MAG at the pressure maintenance and getting rid of gas bubbles. However, oxygen gets constantly introduced in to the heating system through the container of the atmospheric degassing device. More rust is therefore generated
Robust phonon-plasmon coupling in quasi-freestanding graphene on silicon carbide
Get PDFUsing inelastic electron scattering in combination with dielectric theory simulations on differently prepared graphene layers on silicon carbide we demonstrate that the coupling between the 2D plasmon of graphene and the surface optical phonon of the substrate cannot be quenched by modifcation of the interface via intercalation. The intercalation rather provides additional modes like, e.g., the silicon-hydrogen stretch mode in the case of hydrogen intercalation or the silicon-oxygen vibrations for water intercalation that couple to the 2D plasmons of graphene. Furthermore, in the case of bilayer graphene with broken inversion symmetry due charge imbalance between the layers, we observe a similar coupling of the 2D plasmon to an internal infrared-active mode, the LO phonon mode. The coupling of graphene plasmons to vibrational modes of the substrate surface and internal infrared active modes is envisioned to provide an excellent tool for tayloring the plasmon band structure of monolayer and bilayer graphene for plasmonic devices such as plasmon flters or plasmonic wave guides. The rigidity of the effect furthermore suggest that it may be of importance for other 2D materials as well