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Geschichten der Vergangenheit bewahrt für die Zukunft – Heimatforscher im Erzgebirge
No full textMichelle Mittag gibt in ihrem Artikel einen Überblick über das Leben und Wirken der drei erzgebirgischen 'Heimatforscher' Albert Straube, Siegfried Sieber und Walter Fröbe
Emotion – Untersuchung und Modellierung emotionaler Einflüsse auf den Menschen im Arbeitskontext
Get PDFZiel der Arbeit war die Entwicklung eines Emotions- und Arbeitsbeanspruchungsmodells, welches die Emotionen von Menschen innerhalb des Fluglotsenkontextes, berechnen und vorhersagen kann. Das Modell beruht auf folgenden Erkenntnissen: emotionale Episoden und kognitive Prozesse beeinflussen sich gegenseitig, emotionale Episoden passen sich variabel an die Situation und die Lebensumstände an und emotionale Episoden sind stark abhängig von Persönlichkeitsfaktoren. Das Modell wurde sowohl theoretisch erläutert als auch experimentell mit Hilfe von verschiedenen Experimenten validiert. Dabei wurden subjektive (Fragebogen) und objektive (Pupillometrie) Messmethoden verwendet.
Basis der Experimente bildete eine selbst implementierte Simulation, welche eine vereinfachte Fluglotsenaufgabe nachbildet. Es wurden drei verschiedene Experimente durchgeführt, welche zum einen den Einfluss der Aufgabenschwierigkeit auf die Emotion, den Einfluss der Emotion auf die Leistung und die Vergleichbarkeit von Simulation und realer Fluglotsentätigkeit untersuchten. Die Vergleichbarkeit und letztendliche Validierung des Modells erfolgte mit Hilfe von aktiven Fluglotsen, welche die Simulation in zwei unterschiedlichen Sessions ausführten und ihre Experteneinschätzung zum gegebenen Experiment gaben. Die Sessions bestanden zum einen aus einer neutralen und einer emotional beeinflussten Session. Das Experiment ergab gute Varianzaufklärungen in der Müdigkeit und in der negativen Stimmung der untersuchten Probanden. Das Arbeitsbeanspruchungsmodell zeigte, dass es kognitive Einflüsse vorhersagen kann, wobei vor allem die unterschiedlichen Lichtverhältnisse einen einschränkender Faktor in der Vorhersage darstellten.
Die Auswertung der Validierung zeigt, dass Fluglotsen weniger erschöpft und kognitiv beansprucht von der Simulationsaufgabe waren als studentische Probanden. Generell kann allerdings gesagt werden, dass das Modell und dessen gefundene Einflüsse in vielen erhobenen Faktoren bestätigt wurde. Damit bietet das in der Arbeit beschriebene Modell eine gute Grundlage für die Vorhersage von emotionalen Einflüssen innerhalb kognitiv belastender Aufgaben, wie zum Beispiel Aufgaben von Fluglotsen
Design of an Energy-Aware Unequal Clustering Protocol based on Fuzzy Logic for Wireless Sensor Networks
Get PDFEnergy consumption is a major concern in Wireless Sensor Networks (WSNs) resulting in a strong demand for energy-aware communication technologies. In this context, several unequal cluster-based routing protocols have been proposed. However, few of them adopt energetic analysis models for the calculation of the optimal cluster radius and several protocols can not realize an optimal workload balance between sensor nodes.
In this scope, the aim of the dissertation is to develop a cluster-based routing protocol for improving energy efficiency in WSN. We propose a Fuzzy-based Energy-Aware Unequal Clustering algorithm (FEAUC) with circular partitioning to balance the energy consumption between sensor nodes and solve the hotspot problem created by a multi-hop communication. The developed FEAUC involves mainly four phases: An off-line phase, a cluster formation phase, a cooperation phase and data collection phase. During the off-line phase, an energy analysis is performed to calculate the radius of each ring and the optimal cluster radius per ring. The cluster formation phase is based on a fuzzy logic approach for the cluster head (CH) selection. The cooperation phase aims to define an intermediate node as a router between different CHs. While, in the data collection phase, transmitting data packet from sensor nodes to their appropriate CHs is defined as an intra-cluster communication, and transmitting data from one CH to another until reaching the base station, is defined as an inter-cluster communication. The feasibility of the developed FEAUC is demonstrated by elaborating comparison with selected referred unequal clustering algorithms considering different parameters, mainly, the energy consumption, battery lifetime, time to first node shuts down (FND), time of half of nodes off-line (HND) and time to last node dies (LND).
Although, the developed FEAUC is intended to enhance the network lifetime by distributing the large load of CH tasks equally among the normal nodes, running the clustering process in each round is an additional burden, which can significantly drain the remaining energy. For this reason, the FEAUC based protocol has been further developed to become a fault tolerant algorithm (FEAUC-FT). It supports the fault tolerance by using backup CHs to avoid the re-clustering process in certain rounds or by building further routing paths in case of a link failure between different CHs.
The validation of the developed FEAUC in real scenarios has been performed. Some sensor nodes, powered with batteries, are deployed in a circular area forming clusters. Performance evaluations are carried out by realistic scenarios and tested for a real deployment using the low-power wireless sensor node panStamp. To complete previous works, as a step of proof of concept, a smart irrigation system is designed, called Air-IoT. Furthermore, a real-time IoT-based sensor node architecture to control the quantity of water in some deployed nodes is introduced. To this end, a cloud-connected wireless network to monitor the soil moisture and temperature is well-designed. Generally, this step is essential to validate and evaluate the proposed unequal cluster-based routing algorithm in a real demonstrator. The proposed prototype guarantees both real-time monitoring and reliable and cost-effective transmission between each node and the base station.:1 Introduction
2 Theoretical background
3 State of the art of unequal cluster-based routing protocols
4 FEAUC: Fuzzy-based Energy-Aware Unequal Clustering
5 Experimental validation of the developed unequal clustering protocol
6 Real application to specific uses cases
7 Conclusions and future research directionsDer Energieverbrauch ist ein Hauptanliegen in drahtlosen Sensornetzwerken (WSNs), was zu einer starken Nachfrage nach energiebewussten Kommunikationstechnologien führt. In diesem Zusammenhang wurden mehrere ungleiche clusterbasierte Routing-Protokolle vorgeschlagen. Allerdings verwenden nur die wenigsten energetische Analysemodelle für die Berechnung des optimalen Cluster-Radius, und mehrere Protokolle können keine optimale Auslastungsbalance zwischen Sensorknoten realisieren.
In diesem Zusammenhang ist es das Ziel der Dissertation, ein clusterbasiertes Routing-Protokoll zur Verbesserung der Energieeffizienz im WSN zu entwickeln. Wir schlagen einen Fuzzy-basierten Energy-Aware Unequal Clustering-Algorithmus (FEAUC) mit zirkulärer Partitionierung vor, um den Energieverbrauch zwischen Sensorknoten auszugleichen und das durch eine Multi-Hop-Kommunikation entstehende Hotspot-Problem zu lösen. Der entwickelte FEAUC umfasst hauptsächlich vier Phasen: Eine Offline-Phase, eine Clusterbildungsphase, eine Kooperationsphase und eine Phase der Datensammlung. Während der Offline-Phase wird eine Energieanalyse durchgeführt, um den Radius jedes Ringes und den optimalen Cluster- Radius pro Ring zu berechnen. Die Clusterbildungsphase basiert auf einem Fuzzy-Logik-Ansatz für die Clusterkopf (CH)-Auswahl. Die Kooperationsphase zielt darauf ab, einen Zwischenknoten als einen Router zwischen verschiedenen CHs zu definieren. In der Datensammelphase wird die Übertragung von Datenpaketen von Sensorknoten zu ihren entsprechenden CHs als eine Intra-Cluster-Kommunikation definiert, während die Übertragung von Daten von einem CH zu einem anderen CH bis zum Erreichen der Basisstation als eine Inter-Cluster-Kommunikation definiert wird. Die Machbarkeit des entwickelten FEAUC wird durch die Ausarbeitung eines Vergleichs mit ausgewählten referenzierten ungleichen Clustering-Algorithmen unter Berücksichtigung verschiedener Parameter demonstriert, hauptsächlich des Energieverbrauchs, der Batterielebensdauer, der Zeit bis zum Abschalten des ersten Knotens (FND), der Zeit, in der die Hälfte der Knoten offline ist (HND) und der Zeit bis zum letzten Knoten stirbt (LND).
Obwohl mit dem entwickelten FEAUC die Lebensdauer des Netzwerks erhöht warden soll, indem die große Last der CH-Aufgaben gleichmäßig auf die übrigen Knoten verteilt wird, stellt die Durchführung des Clustering-Prozesses in jeder Runde eine zusätzliche Belastung dar, die die verbleibende Energie erheblich entziehen kann. Aus diesem Grund wurde das auf FEAUC basierende Protokoll zu einem fehlerto-leranten Algorithmus (FEAUC-FT) weiterentwickelt. Er unterstützt die Fehlerto-leranz durch die Verwendung von Backup-CHs zur Vermeidung des Re-Clustering-Prozesses in bestimmten Runden oder durch den Aufbau weiterer Routing-Pfade im Falle eines Verbindungsausfalls zwischen verschiedenen CHs.
Die Validierung des entwickelten FEAUC in realen Szenarien ist durchgeführt worden. Einige Sensorknoten, die mit Batterien betrieben werden, sind in einem kreisförmigen Bereich angeordnet und bilden Cluster. Leistungsbewertungen warden anhand realistischer Szenarien durchgeführt und für einen realen Einsatz unter Verwendung des drahtlosen Low-Power-Sensorknoten panStamp getestet. Zur Vervollständigung früherer Arbeiten wird als Schritt des Proof-of-Concept ein intelligentes Bewässerungssystem mit der Bezeichnung Air-IoT entworfen. Darüber hinaus wird eine IoT-basierte Echtzeit-Sensorknotenarchitektur zur Kontrolle derWassermenge in einigen eingesetzten Knoten eingeführt. Zu diesem Zweck wird ein mit der Cloud verbundenes drahtloses Netzwerk zur Überwachung der Bodenfeuchtigkeit
und -temperatur gut konzipiert. Im Allgemeinen ist dieser Schritt unerlässlich, um den vorgeschlagenen ungleichen clusterbasierten Routing-Algorithmus in einem realen Demonstrator zu validieren und zu bewerten.Der vorgeschlagene Prototyp garantiert sowohl Echtzeit-Überwachung als auch zuverlässige und kostengünstige Übertragung zwischen jedem Knoten und der Basisstation.:1 Introduction
2 Theoretical background
3 State of the art of unequal cluster-based routing protocols
4 FEAUC: Fuzzy-based Energy-Aware Unequal Clustering
5 Experimental validation of the developed unequal clustering protocol
6 Real application to specific uses cases
7 Conclusions and future research direction
Geometry and Arithmetic of the LLSvS Variety
No full textThis thesis concerns the hyperkähler eightfold constructed by Lehn, Lehn, Sorgen, and van Straten, built from twisted cubics on a cubic fourfold. We study its period, its birational properties and we describe some geometric features
Bewertung innovativer Geschäftsmodelle: Entwicklung eines Simulationsmodells und Anwendung auf die bedarfsabhängige Funktionserweiterung im vernetzten Fahrzeug: Development of a simulation model and application to the ‘Function on Demand’ concept of the connected car
Get PDFDie Bedeutung innovativer Geschäftsmodelle als Bestimmungsfaktor für den Unternehmenserfolg steht weitestgehend außer Frage. Aufgrund der hohen Komplexität von Geschäftsmodellen hat sich jedoch bislang kein praktisch anwendbares Bewertungskonzept etablieren können, welches Geschäftsmodellinnovationen in Hinblick auf deren Erfolgsentwicklung untersucht. Zur Adressierung dieser Problemstellung wird unter Anwendung des systemdynamischen Ansatzes ein Simulationsmodell entwickelt, welches den Wertbeitrag einer Geschäftsmodellinnovation ausweist. Neben dem Kapitalwert als finanzielle Wertgröße des Geschäftsmodells werden ferner der Kundenwert sowie der Wert der unternehmerischen Fähigkeiten als wichtige Wertgrößen explizit gemacht, da sie die zukünftige Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit des Geschäftsmodells determinieren. Damit liefert das Bewertungsmodell einen Ansatz zur ganzheitlichen Geschäftsmodellbewertung, die die Anwendung finanzieller Standardkalkulationen mit der Messbarmachung nicht-finanzieller Erfolgsgrößen kombiniert.:1 Einführung
2 Geschäftsmodelle und Geschäftsmodellbewertung
3 Entwicklungsprozess des systemdynamischen Geschäftsmodells bedarfsabhängiger Funktionserweiterungen
4 Aufbau des systemdynamischen Geschäftsmodells bedarfsabhängiger Funktionserweiterungen
5 Simulation des systemdynamischen Geschäftsmodells bedarfsabhängiger Funktionserweiterungen
6 SchlussbetrachtungBusiness model innovations provide powerful levers for creating sustainable competitive advantage and thus have a positive impact on the value of an enterprise. However, due to the complexity of business models, no practically applicable framework, evaluating an innovative business model with regard to its effect on a company’s success, has been established. Hence, a simulation model assessing the value contribution of a business model innovation is developed. Using the mathematical modeling technique ‘System Dynamics’ to frame the value drivers of a business allows for simulation experiments that reveal the effect of the business model’s design on its profitability, therewith guiding policymakers towards better decisions. As a result, the simulation model reports the net present value of a business model. In addition, the success indicators customer lifetime value and the value of the enterprises’ capabilities are identified as important assets that have to be monitored closely as they determine the company’s prospective performance. In combining financial standard calculations with the operationalization of non-financial measures, the simulation model represents a comprehensive approach for business model evaluation.:1 Einführung
2 Geschäftsmodelle und Geschäftsmodellbewertung
3 Entwicklungsprozess des systemdynamischen Geschäftsmodells bedarfsabhängiger Funktionserweiterungen
4 Aufbau des systemdynamischen Geschäftsmodells bedarfsabhängiger Funktionserweiterungen
5 Simulation des systemdynamischen Geschäftsmodells bedarfsabhängiger Funktionserweiterungen
6 Schlussbetrachtun
Work-Related Age Attitudes and Age Stereotypes
No full textDue to demographic changes (longevity, falling birth rates) the workforce is aging and therefore, more and more workers will potentially experience ageism (i.e., discrimination based on age) at work; however, ageism is not limited to older workers and can concern workers of any age. This dissertation deals with attitudes and stereotypes fostering ageism and demonstrates the strong presence of work-related ageist attitudes and stereotypes in a series of three studies.
In the first study, work-related age stereotypes were differentiated by dimensions (performance, adaptability, reliability, and warmth) and studied within an age-diverse sample of nurses. Older nurses were evaluated more positively on reliability, warmth, and competence, and younger nurses were evaluated more positively on performance and adaptability. In-group favoritism was observed for all age groups confirming social identity theory. Contact quality was the strongest potential predictor of age stereotypes, leading to the recommendation of fostering good contact between workers of different ages.
Extending the explicit measurement in the first study, the second study applied both explicit and implicit measures (Implicit Association Test, IAT) to study age attitudes and age stereotypes at the workplace and their variability across three groups: students, workers, and older adults. The attribute stimulus material in the IAT was manipulated such that cross-category associations arose. Regardless of group and manipulation of the stimulus material, older workers were always evaluated more negatively according to the IAT results, thereby supporting the stereotype embodiment theory. The explicit measures of general age preferences showed no clear age preferences. However, despite slight in-group biases, more differentiated explicit measures of work-related age stereotypes revealed clear age stereotypes in all samples that were similar to the first study: younger workers were favored in terms of adaptability and performance; older workers were favored in terms of competence, reliability, and warmth. By solely looking at the explicit age attitudes, age stereotypes in the workplace would have been trivialized, thus, it is important to apply explicit and implicit measures for studies in the field of ageism.
The third study examined the influence of explicit and implicit age cues in job applications on hypothetical hiring decisions. Discriminatory behavior was observed being triggered by both explicit and implicit age cues. Older applicants were less likely to be hired, as were applicants with an implicit old profile compared to an implicit age-neutral or young profile. An anti-discrimination prompt led to a reduction of the age bias, which is encouraging for human resources trainings.
This dissertation shows that age stereotypes in the workplace are still highly prevalent. Explicit and implicit measures should be combined when conducting research on ageism to gain a comprehensive picture. By raising awareness to ageism, discriminatory behavior can be reduced.:Acknowledgements 5
Abstract 6
Zusammenfassung 8
List of Tables 10
List of Figures 11
1. Synopsis 12
1.1 Introduction 12
1.2 Definition of Workplace-Ageism 13
1.3 Age Stereotypes in the Workplace 14
1.4 Workplace Inequalities 17
1.5 Negative Effects of Ageism in the Workplace 18
1.6 Fighting Ageism 21
1.7 Legal Regulations 24
1.8 Theories on Age Stereotype Formation 26
1.8.1 Social Identity Theory 28
1.8.2 Stereotype Embodiment Theory 29
1.8.3 Mere Exposure Effect 29
1.9 Research Objectives 30
2. Dimensions of Work-Related Age Stereotypes and In-Group Favoritism 34
2.1 Abstract 35
2.2 Introduction 36
2.2.1 Ageism and Age Stereotypes at Work 36
2.2.2 Age Stereotypes About Older and Younger Workers 37
2.2.3 In-Group Favoritism, Effects of Social Contact, and Self-Perception of Aging 41
2.3 Method 43
2.3.1 Participants 43
2.3.2 Measures 43
2.4 Results 45
2.4.1 Analyses of Age Stereotypes and Dimensions (Hypotheses 1 and 2) 48
2.4.2 Correlates of Age Stereotypes (Hypothesis 3) 51
2.5 Discussion 56
3. Implicit and Explicit Measurement of Work-Related Age Attitudes and Age Stereotypes 62
3.1 Abstract 63
3.2 Introduction 64
3.3 Theoretical Background 66
3.3.1 Explicitly Measured Age Stereotypes in the Workplace 66
3.3.2 Implicitly Measured Age Stereotypes in the Workplace 69
3.3.3 The Implicit Association Test 70
3.3.4 Age IAT and Correlation With Explicit Attitudes 74
3.3.5 The Present Study 74
3.4 Study 1A – Students 76
3.4.1 Method 76
3.4.2 Results 79
3.4.3 Discussion 83
3.5 Study 1B – Older Adults 84
3.5.1 Method 84
3.5.2 Results 84
3.5.3 Discussion 85
3.6 Study 1C – Active Workers and Semantic Influences in the IAT 86
3.6.1 Method 86
3.6.2 Results 87
3.6.3 Discussion 88
3.7 Overall Calculation 89
3.7.1 IAT 90
3.7.2 Explicit Measures 91
3.7.3 Implicit-Explicit Correlations 94
3.7.4 Discussion 94
3.8 General Discussion 94
3.8.1 Practical Implications 99
3.8.2 Limitations and Future Directions 100
3.8.3 Conclusion 100
4. Implicit and Explicit Age Cues Influence the Evaluation of Job Applications 102
4.1 Abstract 103
4.2 Introduction 104
4.2.1 Explicit Age Cues 105
4.2.2 Implicit Age Cues 107
4.2.3 Interventions for Reducing Age Discrimination in Evaluation Job Applications 109
4.2.4 The Present Study 110
4.3 Study 1 – Implicit Age Cues and Different Hiring Goals 111
4.3.1 Method 111
4.3.2 Results 115
4.3.3 Discussion 117
4.4 Study 2 – Implicit and Explicit Age Information 119
4.4.1 Method 119
4.4.2 Results 120
4.4.3 Discussion 123
4.5 Study 3 – Anti-Discrimination Prompting 124
4.5.1 Method 124
4.5.2 Results 125
4.5.3 Discussion 131
4.6 General Discussion 132
4.6.1 Limitations 136
4.6.2 Implications 137
4.6.3 Conclusion 138
5. General Discussion 139
5.1 Summary of Empirical Findings and Discussion 139
5.2 Limitations 143
5.3 Contributions, Practical Implications, and Future Directions 145
5.4 Conclusion 149
References 151
Appendix 171
Curriculum Vitae 173
List of Publications 175
Declaration 176Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels (Langlebigkeit, sinkende Geburtenraten) und der verbundenen Alterung der Arbeitskräfte, ist das Thema der Altersdiskriminierung am Arbeitsplatz von höchster Relevanz. Durch die Veränderung der Altersstrukturen sind potentiell immer mehr Arbeitskräfte von Altersdiskriminierung betroffen, wobei keine Beschränkung auf eine bestimmte Altersgruppe besteht. Die vorliegende Dissertation widmet sich den Einstellungen und Stereotypen die zu Altersdiskriminierung am Arbeitsplatz beitragen und demonstriert die Präsenz von negativen, arbeitsplatzbezogenen Alterseinstellungen und Altersstereotypen in drei Studien.
In der ersten Studie erfolgte eine Differenzierung von arbeitsplatzbezogenen Altersstereotypen nach Dimensionen (Performanz, Anpassungsfähigkeit, Zuverlässigkeit, Wärme). Pflegekräfte schätzten ältere Arbeitskräfte als zuverlässiger, wärmer und kompetenter, und jüngere Arbeitskräfte als leistungs- und anpassungsfähiger ein. Entsprechend der sozialen Identitätstheorie favorisierten alle Altersgruppen ihre eigene Gruppe. Kontaktqualität war der stärkste potentielle Prädiktor für Altersstereotype. Indem ArbeitgeberInnen guten Austausch zwischen MitarbeiterInnen unterschiedlichen Alters fördern, kann negativen Altersstereotypen vorgebeugt werden.
In Ergänzung zur expliziten Messung der ersten Studie, erfolgte in der zweiten Studie zusätzlich die implizite Erhebung von Alterseinstellungen mittels eines impliziten Assoziationstests in drei Stichproben (Studenten, Arbeitskräfte, ältere Erwachsene). Das Stimulusmaterial des impliziten Assoziationstests wurde so manipuliert, dass kategorienübergreifende Assoziationen auftraten. Unabhängig von der Stichprobe und der Manipulation des Stimulusmaterials wurden ältere Arbeitskräfte in Übereinstimmung mit der Stereotype Embodiment Theorie im impliziten Assoziationstest stets negativer evaluiert. Während die globale Messung der Alterspräferenz keine Bevorzugung einer Altersgruppe ergab, zeigte die differenzierte explizite Messung das gleiche Bild wie in der ersten Studie: Ältere Arbeitskräfte wurden in Bezug auf Kompetenz, Zuverlässigkeit und Wärme favorisiert, während jüngere Arbeitskräfte im Hinblick auf Performanz und Anpassungsfähigkeit besser bewertet wurden. Da die reine explizite Messung zu einem verzerrten Bild, im Sinne einer Trivialisierung, der arbeitsplatzbezogenen Alterseinstellungen und Altersstereotype geführt hätte, wird die kombinierte Anwendung von expliziten und impliziten Maßen für Studien im Bereich der Altersdiskriminierung empfohlen.
Die dritte Studie untersuchte den Einfluss von expliziten und impliziten Altershinweisen in Bewerbungen auf die Einstellungswahrscheinlichkeit in einem hypothetischen Bewerbungsverfahren. Explizite und implizite Altershinweise führten zu diskriminierendem Verhalten. Die StudienteilnehmerInnen waren weniger bereit, ältere BewerberInnen und BewerberInnen mit einem implizit alten Profil im Vergleich zu einem altersneutralen oder jungen Profil hypothetisch einzustellen. Ein Anti-Diskriminierungshinweis führte zu einer deutlichen Reduktion der Altersdiskriminierung, was vor allem für den Personalbereich von Bedeutung ist.
Die Dissertation demonstriert die hohe Prävalenz von Altersstereotypen am Arbeitsplatz. Zur umfassenden Erfassung von Alterseinstellungen und Altersstereotypen sollten explizite und implizite Messmethoden kombiniert werden. Bewusstseinsbildung kann altersdiskriminierendes Verhalten reduzieren.:Acknowledgements 5
Abstract 6
Zusammenfassung 8
List of Tables 10
List of Figures 11
1. Synopsis 12
1.1 Introduction 12
1.2 Definition of Workplace-Ageism 13
1.3 Age Stereotypes in the Workplace 14
1.4 Workplace Inequalities 17
1.5 Negative Effects of Ageism in the Workplace 18
1.6 Fighting Ageism 21
1.7 Legal Regulations 24
1.8 Theories on Age Stereotype Formation 26
1.8.1 Social Identity Theory 28
1.8.2 Stereotype Embodiment Theory 29
1.8.3 Mere Exposure Effect 29
1.9 Research Objectives 30
2. Dimensions of Work-Related Age Stereotypes and In-Group Favoritism 34
2.1 Abstract 35
2.2 Introduction 36
2.2.1 Ageism and Age Stereotypes at Work 36
2.2.2 Age Stereotypes About Older and Younger Workers 37
2.2.3 In-Group Favoritism, Effects of Social Contact, and Self-Perception of Aging 41
2.3 Method 43
2.3.1 Participants 43
2.3.2 Measures 43
2.4 Results 45
2.4.1 Analyses of Age Stereotypes and Dimensions (Hypotheses 1 and 2) 48
2.4.2 Correlates of Age Stereotypes (Hypothesis 3) 51
2.5 Discussion 56
3. Implicit and Explicit Measurement of Work-Related Age Attitudes and Age Stereotypes 62
3.1 Abstract 63
3.2 Introduction 64
3.3 Theoretical Background 66
3.3.1 Explicitly Measured Age Stereotypes in the Workplace 66
3.3.2 Implicitly Measured Age Stereotypes in the Workplace 69
3.3.3 The Implicit Association Test 70
3.3.4 Age IAT and Correlation With Explicit Attitudes 74
3.3.5 The Present Study 74
3.4 Study 1A – Students 76
3.4.1 Method 76
3.4.2 Results 79
3.4.3 Discussion 83
3.5 Study 1B – Older Adults 84
3.5.1 Method 84
3.5.2 Results 84
3.5.3 Discussion 85
3.6 Study 1C – Active Workers and Semantic Influences in the IAT 86
3.6.1 Method 86
3.6.2 Results 87
3.6.3 Discussion 88
3.7 Overall Calculation 89
3.7.1 IAT 90
3.7.2 Explicit Measures 91
3.7.3 Implicit-Explicit Correlations 94
3.7.4 Discussion 94
3.8 General Discussion 94
3.8.1 Practical Implications 99
3.8.2 Limitations and Future Directions 100
3.8.3 Conclusion 100
4. Implicit and Explicit Age Cues Influence the Evaluation of Job Applications 102
4.1 Abstract 103
4.2 Introduction 104
4.2.1 Explicit Age Cues 105
4.2.2 Implicit Age Cues 107
4.2.3 Interventions for Reducing Age Discrimination in Evaluation Job Applications 109
4.2.4 The Present Study 110
4.3 Study 1 – Implicit Age Cues and Different Hiring Goals 111
4.3.1 Method 111
4.3.2 Results 115
4.3.3 Discussion 117
4.4 Study 2 – Implicit and Explicit Age Information 119
4.4.1 Method 119
4.4.2 Results 120
4.4.3 Discussion 123
4.5 Study 3 – Anti-Discrimination Prompting 124
4.5.1 Method 124
4.5.2 Results 125
4.5.3 Discussion 131
4.6 General Discussion 132
4.6.1 Limitations 136
4.6.2 Implications 137
4.6.3 Conclusion 138
5. General Discussion 139
5.1 Summary of Empirical Findings and Discussion 139
5.2 Limitations 143
5.3 Contributions, Practical Implications, and Future Directions 145
5.4 Conclusion 149
References 151
Appendix 171
Curriculum Vitae 173
List of Publications 175
Declaration 17
Electron Transport in Carbon-Based Networks
Get PDFCarbon-based conductors like carbon nanotubes (CNTs) and graphene nanoribbons (GNRs) have many properties, which make them relevant for potential electronic applications. Among them are high conductances and tunable band gap sizes. These properties make CNTs and GNRs useful in many circumstances, e.g. as channel material in transistors or transparent electrodes in solar cells.
Plenty of literature can be found on the topic of single linear CNTs/GNRs. Some applications however require a large network of these conductors. In addition, a single conductor has only a small impact on the network conductance, which reduces the need to control the properties of each individual nanotube/-ribbon. This leads to networks being easier to apply.
In this work, the conductance of large networks of GNRs is calculated using the quantum-transport formalism (QT). This has not been done before in literature. In order to apply QT to such a large amount of atoms, the recursive Green's function formalism is used. For this the networks are devided into subcells, which are represented by tight-binding matrices.
Similar networks are also examined using two different nodal analysis (NA) approaches, where the nanoribbons are treated as ohmic conductors. For NA with one-dimensional conductors, major discrepancies are found in regards to the QT model. However, networks consisting of two-dimensional conductors (NA-2D) have many properties similar to the QT networks. A recipe to approximate the QT results with NA-2D is presented.:1. Introduction
2. Theoretical Principles
2.1 Carbon-based Conductors
2.1.1 Structure and Properties
2.1.2 Networks
2.2 Tight-Binding Model
2.3 Quantum Transport
2.3.1 Introduction
2.3.2 Level Broadening
2.3.3 Current Flow
2.3.4 Transmission
2.4 Nodal Analysis
3. Implementation
3.1 Quantum Tranport
3.1.1 Network Generation
3.1.2 Density-Functional based Tight-Binding Method
3.1.3 Recursive Green's Function Algorithm
3.1.4 Conductance
3.2 Nodal Analysis
3.2.1 One-dimensional Conductors
3.2.2 Two-dimensional Conductors
4. Results
4.1 Quantum Transport
4.1.1 Band Structures and Fermi Energies
4.1.2 Ideal Transmission and Consistency Tests
4.1.3 Percolation
4.1.4 Transmission
4.1.5 Conductance
4.1.6 Power Law Scaling
4.1.7 Size Dependence and Confinement Effects
4.1.8 Calculation Time
4.2 Nodal Analysis
4.2.1 One-dimensional Conductors
4.2.2 Two-dimensional Conductors
4.2.3 Calculation Time
4.3 Approximating QT with NA
4.3.1 Optimal Parameters
4.3.2 Percolation
4.3.3 Conductance
4.3.4 Power Law Scaling
5. ConclusionsGraphenbasierte Leiter wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen (engl. 'carbon nanotubes', CNTs) oder Graphen-Nanobänder (engl. 'graphene nanoribbons', GNRs) haben viele Eigenschaften, die sie für potenzielle elektronische Anwendungen interessant machen. Darunter sind hohe Leitfähigkeiten und einstellbare Bandlückengrößen. Dadurch sind CNTs und GNRs in vielen Bereichen nützlich, z.B. als Kanalmaterial in Transistoren oder als transparente Elektroden in Solarzellen.
Es gibt viel Literatur über einzelne, lineare CNTs/GNRs. Einige Anwendungen benötigen jedoch ein großes Netzwerk dieser Leiter. Zusätzlich hat ein einzelner Leiter wenig Einfluss auf die Leitfähigkeit des Netzwerks, wodurch die Eigenschaften der einzelnen Nanoröhrchen/-streifen weniger streng kontrolliert werden müssen. Dies führt dazu, dass es einfacher ist Netzwerke zu nutzen.
In dieser Arbeit wird die Leitfähigkeit von großen GNR-Netzwerken mittels Quantentransport (QT) berechnet. Dies wurde in der Literatur noch nicht getan. Um QT auf eine so große Menge an Atomen anzuwenden wird der rekursive Greenfunktions-Formalismus benutzt. Dazu werden die Netzwerke in Unterzellen unterteilt, die durch Tight-Binding-Matrizen dargestellt werden.
Ähnliche Netzwerke werden auch mit zwei Versionen der Knotenanalyse (engl. 'nodal analysis', NA) untersucht, welche die Nanobänder wie ohmische Leiter behandelt. Die Ergebnisse der NA mit eindimensionalen Leitern weisen deutliche Unterschiede zu den mit QT erzielten Ergebnissen auf. Wenn jedoch zweidimensionale Leiter in NA verwendet werden (NA-2D) gibt es viele parallelen zu den QT Ergebnissen. Zuletzt wird ein Vorgehen präsentiert, mit dem QT Resultate durch NA-2D Rechnungen genähert werden können.:1. Introduction
2. Theoretical Principles
2.1 Carbon-based Conductors
2.1.1 Structure and Properties
2.1.2 Networks
2.2 Tight-Binding Model
2.3 Quantum Transport
2.3.1 Introduction
2.3.2 Level Broadening
2.3.3 Current Flow
2.3.4 Transmission
2.4 Nodal Analysis
3. Implementation
3.1 Quantum Tranport
3.1.1 Network Generation
3.1.2 Density-Functional based Tight-Binding Method
3.1.3 Recursive Green's Function Algorithm
3.1.4 Conductance
3.2 Nodal Analysis
3.2.1 One-dimensional Conductors
3.2.2 Two-dimensional Conductors
4. Results
4.1 Quantum Transport
4.1.1 Band Structures and Fermi Energies
4.1.2 Ideal Transmission and Consistency Tests
4.1.3 Percolation
4.1.4 Transmission
4.1.5 Conductance
4.1.6 Power Law Scaling
4.1.7 Size Dependence and Confinement Effects
4.1.8 Calculation Time
4.2 Nodal Analysis
4.2.1 One-dimensional Conductors
4.2.2 Two-dimensional Conductors
4.2.3 Calculation Time
4.3 Approximating QT with NA
4.3.1 Optimal Parameters
4.3.2 Percolation
4.3.3 Conductance
4.3.4 Power Law Scaling
5. Conclusion
Wissen, wo man hingehört - Das Phänomen Adoption
Get PDFGeborgenheit im Schutze der Familie ist eine der grundlegendsten Erfahrungen, auf die sich eine gesunde Lebensbewältigung und lebensbejahende Einstellung gründen kann.
Ist die leibliche Familie nicht in der Lage, dauerhaft für ein Kind zu sorgen, kann die Adoption eine Möglichkeit sein, für betreffende Kinder allseitig förderliche Bedingungen des Aufwachsens zu schaffen. Die Sorge fremder Eltern um heimatlose Kinder ist im historischen Rückblick bereits frühzeitig nachweisbar und auch im Tierreich bekannt. Adoption ist ein Lebensphänomen.
In der Literatur sind nicht wenige Arbeiten damit befasst, das Phänomen der Adoption als ein Wagnis zu betrachten, gestützt auf Beispiele schwieriger Entwicklungswege betroffener Kinder. Gleichsam umgibt das Adoptionsthema eine Aura des Besonderen, da dieses Zusammenleben von der Normfamilie abweicht. Wenngleich empirische Forschung belegt, dass die meisten Adoptierten gut angepasst sind und vergleichbare Entwicklungsergebnisse wie Nichtadoptierte erzielen, hält sich ein defizitorientierter Blick bis heute und mündet in einer individuellen und gesellschaftlichen Stigmatisierung und Tabuisierung, natürlich nicht ohne Folgen für die Adoptierten selbst.
Die vorliegende Studie hat die reale Adoptionserfahrung im Fokus. Es wird untersucht, wie adoptierte Menschen konkret ihren Werdegang begreifen, wie sie den Fakt des Adoptiertseins verarbeiten oder verarbeitet haben und welchen Haltungen sich hieraus ergeben. Das geschieht anhand einer selbst selektierten Stichprobe von 97 adoptierten Jugendlichen und Erwachsenen.
Basierend auf Bindungstheorie, Selbstkonzept und Identitätsentwicklung werden weitere adoptionsrelevante Themengebiete beleuchtet und mit empirischen Forschungsdaten in Beziehung gesetzt. Methodisch wurde eine breite Palette adoptionsrelevanter Daten mittels Fragebogen erfasst, mit Freiräumen für persönliche Ergänzungen.
Die Auswertung erfolgte mittels deskriptiver Häufigkeitsauszählung und geeigneten bivariaten Analysen, um Einflussfaktoren auf den Verlauf der Adoptionsgeschichte zu eruieren. Eigene Ergänzungen der Teilnehmenden wurden mittels Bildung von Clustern ausgewertet, um Schwerpunktsetzungen herauszustellen.
Die Vielgestaltigkeit der Thematik Adoption samt aller Aspekte, die den Entwicklungsverlauf mitbestimmen, zeigt Chancen auf, dass Bindungsabbrüche in frühen Jahren und Ablehnungserfahrung keine zentralen Lebensthemen bleiben müssen – u. a. auch, weil man weiß, wo man hingehört. So lautet die Kernhypothese.
Die Ergebnisse zeigen, dass trotz unterschiedlicher Adoptionserfahrungen der Großteil der Befragten ein zufriedenes Leben führt. Zusammenfassend ergeben sich drei Schwerpunkte, mit denen sich die Teilnehmenden dieser Studie vorrangig beschäftigen. Es geht um die Bedingungen im Adoptivelternhaus, um die Notwendigkeit einer offenen Kommunikation über die Adoption und um das Bedürfnis nach Akzeptanz und Gleichberechtigung im alltäglichen Leben und in der Gesellschaft überhaupt.
Die Arbeit folgt mit ihrer Veröffentlichung dem Anliegen, Betroffene über Forschungsergebnisse zu informieren und Mut zu machen, sich mit ungelösten Fragestellungen auseinanderzusetzen. Diese Arbeit stützt das Anliegen der modernen Adoptionsforschung, Lebensverläufe adoptierter Menschen zu studieren, um Anpassungsergebnisse zu verstehen und besser einordnen zu können. Ferner wird der Anspruch an die beteiligten Professionen gerichtet, empirische Daten der Adoptionsforschung in die Adoptionspraxis einfließen zu lassen, um Adoptierte und ihre Familien adäquat unterstützen zu können.:Einleitung 5
1. Theoretische Grundlagen 18
1.1 Bindung 18
1.1.1 Das Entstehen von Bindungen 20
1.1.2 Prägung durch frühe Bindungserfahrung – das „Innere Arbeitsmodell“ 22
1.1.3 Die Bindungsqualität 23
1.1.4 Was kann die Bindungsentwicklung beeinflussen? 25
1.1.5 Bindung und Persönlichkeitsentwicklung 31
1.1.6 Zur Stabilität von Bindungen 31
1.1.7 Bindung aus neurobiologischer Sicht 34
1.1.8 Trennung und Verlust aus Sicht der Bindungstheorie 38
1.1.9 Bindungsstörungen 42
1.1.10 Bindung und Adoption 44
1.1.11 Bindungstheorie und Kindeswohl 55
1.2 Das Selbstkonzept 58
1.2.1 Vorläufer der Selbstkonzeptforschung 58
1.2.2 Selbst und Selbstkonzept in der Psychologie der Gegenwart 59
1.2.3 Grundlegende Mechanismen der Selbsterkenntnis 60
1.2.4 Selbstkonzeptentwicklung - Veränderung des Selbst über die Lebensspanne 64
1.2.5 Theorien zum Selbstkonzept 69
1.2.6 Zur Bedeutung des Selbstkonzeptes im Kontext Adoption 74
1.3 Identität – eine andere Form des Selbstverständnisses? 78
1.3.1 Die Aneignung von Identität 83
1.3.2 Der Ausdruck von Identität 86
1.3.3 Identität als Therapieziel 87
1.3.4 Besonderheit der Identitätsarbeit bei Adoptierten 89
2. Adoptionsforschung 100
2.1 Adoption – Risiko oder Schutzfaktor? 103
2.2 Erholungsprozesse im Fokus 111
2.2.1 Wegweisende Studien zum Erholungseffekt 111
2.3 Die Erforschung weiterer Determinanten des Adoptionsprozesses 115
2.3.1 Zur Beziehungsgestaltung in Adoptivfamilien 116
2.3.2 Bindung und Adoption in der Forschung 120
2.3.3 Forschung zur Adoptionsidentität 122
2.3.4 Neurobiologische Erklärungsansätze 123
2.4 Unterstützung für Adoptierte und ihre Familien 128
2.5 Postadoptive Entwicklungsverläufe über die Lebensspanne 131
2.6 Ausblick 134
3. Existenzielle Themen adoptierter Menschen 137
3.1 Mythos und Stigmatisierung 137
3.2 Offenheit 149
3.2.1 Das kindliche Verständnis von Adoption 149
3.2.2 Kontaktsuche und Kontaktgestaltung 153
3.3 Trennung und Verlust 164
3.3.1 Wahrnehmung und Verarbeitung des Verlustes 164
3.3.2 Die dauerhafte Trennung von der Bezugsperson 166
3.3.3 Eine andere Perspektive: Adoptionsbezogener Verlust - sozial konstruiert? 167
3.4 Verwandt sein durch Adoption 175
3.4.1 Verwandtschaftskonzepte 176
3.4.2 Ist Blut dicker als Wasser? 177
3.4.3 Genetische versus psychologische Verwandtschaft 180
3.4.4 Wird Verwandtschaft individuell anders erlebt? 181
3.4.5 Können sich adoptierte Menschen verwandt fühlen? 183
3.5 Versöhnung 185
3.5.1 Was bedeutet Versöhnung? 186
3.5.2 Wie kann sich Versöhnung entwickeln? 186
3.5.3 Versöhnung und Adoption 188
3.6 Adoption als zweitbester Weg? - Das Denken über die Adoption 191
3.6.1 Die Sichtweise der Adoptiveltern 192
3.6.2 Die Sichtweise der Adoptierten 194
3.6.3 Die veränderte Sichtweise der Entwicklungspsychologie 195
3.6.4 Was denken (wissen) die Behandler? 197
3.7 Die reale Adoptionserfahrung aus Sicht der Adoptiveltern 198
3.7.1 Die Adoptionsentscheidung 200
3.7.2 Das Erleben der Adoption 204
4. Auswertung 207
4.1 Gegenstand der Untersuchung 207
4.2 Methode 207
4.3 Statistische Analysen 208
4.3.1 Die Information über den Adoptionsstatus 212
4.3.2 Die Rolle des Umfeldes 217
4.3.3 Die Bedingungen in der Adoptivfamilie 222
4.3.4 Die Umstände der Adoption 229
4.3.5 Der Kontakt mit der Herkunftsfamilie 232
4.3.6 Offene Fragen 239
4.3.7 Identität, Werte und Normen 241
4.3.8 Prägende Erfahrungen im Zusammenhang mit der Adoption 245
4.3.9 Die Auseinandersetzung mit der Adoptionsbiografie 247
4.3.10 Der Rückblick auf die Adoptionsgeschichte 250
4.3.11 Der persönliche Anteil am Verlauf der Adoptionsgeschichte 250
4.3.12 Ergänzung persönlich wichtiger Inhalte der Probanden 252
5. Zusammenfassung 255
5.1 Tendenz der Lebensthemen adoptierter Menschen 258
5.1.1 Wissen und darüber sprechen 258
5.1.2 Was kann das Umfeld tun? 259
5.1.3 Welche Adoptiveltern wünschen sich die Adoptierten? 261
5.1.4 Kontakt zur Herkunftsfamilie - ja oder nein? 263
5.1.5 Der Umgang mit der Adoptionsgeschichte 265
5.2 Der Versuch einer Integration 270
Literaturverzeichnis 274
Tabellenverzeichnis: 328
Anlage 1: Fragebogen 331
Anlage 2: Reformbestrebungen zum Adoptionswesen in Deutschland 35
Ich denke, also bin ich (schlauer geworden)? Differenzielle Wirksamkeit eines Klauerschen Denktrainings bei Vor- und Grundschulkindern in Gruppen
Get PDFDie induktiven Denktrainings von K. J. Klauer gehören zu den am umfangreichsten und gleichzeitig erfolgreichsten evaluierten kognitiven Trainings im deutschsprachigen Raum. Die vorliegende Arbeit untersuchte das induktive Denktraining Keiner ist so schlau wie ich (KISSWI) für Vor- und Grundschulkinder. Studie 1 dieser Arbeit prüfte zunächst, ob ein für die Umsetzung in Gruppen adaptiertes KISSWI-Training vergleichbar wirksam ist, wie das originale KISSWI für Einzelsettings. Hierfür wurden 192 Kinder (97 Vorschulkinder und 95 Erstklassenkinder) untersucht. Es fanden sich keine Effekte des KISSWI-Gruppentrainings auf induktives Denken (dEG vs. KG(Klauer)=+0.07), kognitive Fähigkeiten im Allgemeinen (dEG vs. KG(Klauer)=–0.01) oder sozial-emotionale Fähigkeiten (dEG vs. KG(Klauer)=–0.05). In den Studien 2 und 3 wurde geprüft, ob Wechselwirkungen zwischen dem KISSWI-Gruppentraining und Need for Cognition (NFC) sowie dem Fähigkeitsselbstkonzept (FSK) der trainierenden Kinder bestehen. In Studie 2 mit 121 Kindern (60 Vorschulkinder und 61 Erstklassenkinder) wurde bei den trainierenden Kindern insgesamt ein kleiner positiver Zusammenhang (r=+.22) zwischen NFC zu Trainingsbeginn und der anschließenden Steigerung kognitiver Fähigkeiten während des KISSWI-Gruppentrainings gefunden. Außerdem steigerten die Kinder mit KISSWI-Gruppentraining ihr NFC geringfügig stärker, als ohne Training (dEG vs. KG(Klauer)=+0.21). Studie 3 (N=70 Zweitklassenkinder) fand bei allen trainierten Kindern keinen bedeutsamen Zusammenhang zwischen ihrem FSK vor Trainingsbeginn und ihrer anschließenden Steigerung kognitiver Fähigkeiten während des Trainings (r=–.07). Auch wurde kein Einfluss des KISSWI-Gruppentrainings auf die Veränderung des FSK der Kinder festgestellt (dEG vs. KG(Klauer)=+0.07)
Experimental investigation of the transition of Marangoni convection around a stationary gas bubble towards turbulent flow
Get PDFIn this study, thermocapillary-driven convection around a gas bubble under a horizontal
heated wall is experimentally investigated under gravitational conditions. The thermocapillary
convective flow under conditions beyond the laminar steady state towards turbulent flow is
explored in detail.
Generally, Marangoni convection is more critical and important under microgravity conditions
rather than on earth. Under low gravity, this surface tension induced flow can dictate both heat
and mass transfer processes. Thus, thermocapillary convection should be considered by
manufacturers during material production processes in space. Moreover, temperature gradients
can be purposefully used to eliminate or move bubbles or drops suspended in liquid materials.
In addition to that, thermocapillary convective flow appears in many other applications like
manufacturing of single-walled carbon nanotubes and mono crystal production, to mention only
few examples.
Researchers have always seen Marangoni convection as an interesting topic for both numerical
and experimental studies. Regarding the configuration of the injected gas bubble under a
horizontal heated wall, this physical problem is mainly characterized by a dimensionless
number that represents the ratio of convective heat flow induced by capillary convection to the
heat transfer due to conduction which is termed Marangoni number (Mg). The past decade has
seen different approaches to describe the flow behaviour at high Marangoni numbers. The
thermocapillary flow has been mainly investigated and categorized regarding a stable laminar
behaviour and a non-laminar one, which is characterized by periodic or non-periodic
oscillations. Through previous studies, the point of the transition of the thermocapillary flow
from the periodic oscillatory zone to the non-periodic one has been well investigated. However,
there is a lack of information about this non-periodic behaviour at very high temperature
gradients. Therefore, in the current study, our experimental investigations focus mainly on
exploring different factors affecting the non-periodicity of the Marangoni convection and on
explaining how this flow behaves under conditions above the transitional Marangoni number
(Mg tran ).
The experimental work was launched using a PIV technique and shadowgraphy. In addition to
that, temperature measurements at different locations in the matrix fluid around the air bubble
were conducted to determine the undisturbed temperature gradients at different boundary
conditions. The transient observation of both velocity and temperature measurements at
locations near the bubble allowed deeper insight in the behaviour of the thermocapillary bubbleconvection. Moreover, through shadowgraphy, a qualitative evaluation of the fluid flow
periodicity around the gas bubble was achieved. The implementation of experiments inside a
pressure chamber under gauge pressure conditions formed a novel methodology to enable us
conducting experiments under higher temperature gradients in order to reach high Marangoni
numbers.
The thermocapillary bubble convection was categorized into laminar, periodic oscillatory, and
non-periodic oscillatory flow. The periodic fluid flow oscillations were categorized in
symmetric and asymmetric ones depending on the different applied boundary conditions. The
non-periodic fluid flow oscillations around the gas bubble were also achieved at high
temperature gradients for different bubble aspect ratios. We proved that for every bubble size,
the non-periodic oscillatory state of the fluid flow around the gas bubble undergoes four
different modes (A-D). The last one (phase D) is a developed turbulent state starting at Mg-
numbers of 75000 for the smallest bubble aspect ratio of 1.2 up to the maximal measured Mg-
number of 140000 for a bubble aspect ratio of 2.3. Hence, turbulent thermocapillary bubble
convection was realized and studied in our experimental configuration. Moreover, the
thermocapillary flow driving velocities at the bubble periphery were measured at different
boundary conditions. This study clearly demonstrates that it is the high magnitude of the driving
velocity that initiates the interactions between thermocapillary flow vortices leading finally to
a highly developed oscillation mode (turbulent state) and that buoyancy plays a secondary role
in the described flow configuration.:1 INTRODUCTION
2 LITERATURE REVIEW
3 EXPERIMENTAL SETUP AND METHODOLOGY
4 RESULTS AND DISCUSSION
5 CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONSIn dieser Arbeit wird die thermokapillare Konvektion um eine Gasblase unter einer
horizontal beheizten Wand unter Gravitationsbedingungen experimentell untersucht. Diese
thermokapillare konvektive Strömung jenseits des laminaren stationären Zustands in Richtung
turbulenter Strömung steht in dieser Arbeit im Fokus.
Im Allgemeinen ist die Marangoni-Konvektion unter Schwerelosigkeitsbedingungen kritischer
und wichtiger als auf der Erde. Unter geringen Schwerkraftkräften kann diese durch
Oberflächenspannung induzierte Strömung sowohl Wärme- als auch Stoffübergangsprozesse
maßgeblich
bestimmen.
Daher
sollte
die
thermokapillare
Konvektion
bei
Materialproduktionsprozessen im Weltraum berücksichtigt werden. Darüber hinaus können
Temperaturgradienten gezielt angewendet werden, um in flüssigen Materialien suspendierte
Blasen oder Tropfen zu entfernen oder zu bewegen. Außerdem tritt thermokapillare Strömung
in vielen anderen Anwendungen auf, beispielsweise bei der Herstellung von einwandigen
Kohlenstoffnanoröhren oder der Herstellung von Einkristallen, um nur einige Beispiele zu
nennen.
Forscher haben die Marangoni-Konvektion immer als ein wichtiges und interessantes Thema
für numerische und experimentelle Studien betrachtet. In Bezug auf die Konfiguration der
injizierten Blase unter einer horizontal beheizten Wand wird dieses physikalische Problem
hauptsächlich durch eine dimensionslose Kennzahl, die das Verhältnis des durch
Kapillarkonvektion induzierten konvektiven Wärmeübertragungs zur Wärmeübertragung
durch Leitung darstellt und als Marangoni-Zahl (Mg) bezeichnet wird, definiert. In den letzten
Jahrzehnten wurden verschiedene Ansätze zur Beschreibung des Strömungs-Verhaltens bei
höheren Marangoni-Zahlen verfolgt. Dabei wurde die Thermokapillarströmung grundsätzlich
in ein stabiles laminares und ein nicht laminares (oszillierendes) Verhalten, das durch
periodische oder nicht periodische Geschwindigkeit- und Temperatur-Fluktuationen
gekennzeichnet ist, eingeteilt. Durch frühere Studien wurde das Regime des Übergangs des
thermokapillaren Verhaltens von der periodischen Schwingungszone zur nichtperiodischen gut
untersucht. Es fehlen jedoch immer noch detaillierte Informationen über das nichtperiodische
Verhalten bei sehr hohen Temperaturgradienten. Daher konzentrieren sich unsere
experimentellen Untersuchungen in der vorliegenden Studie hauptsächlich auf die
Untersuchung
verschiedener
Faktoren,
die
die
Nichtperiodizität
der
konvektiven
Thermokapillarströmung beeinflussen, und auf eine Klärung, wie sich diese Strömung unter
verschiedenen Randbedingungen über der kritischen Marangoni-Zahl (Mg c ) verhält.Die experimentelle Arbeit wurde sowohl mit einer PIV-Technik als auch mit der Shadowgraph-
Technik durchgeführt. Darüber hinaus waren Temperaturmessungen auf Sensorbasis an
verschiedenen Stellen in der verwendeten Flüssigkeit um die Luftblase geeignet, um die
ungestörten Temperaturgradienten bei verschiedenen Randbedingungen zu bestimmen. Die
zeitabhängige Messung sowohl von Geschwindigkeiten als auch von Temperaturen an Orten in
der Nähe der Blase lieferte Informationen über das Verhalten der Konvektion der
thermokapillaren Strömung. Darüber hinaus wurde durch die Shadowgraph-Technik eine
qualitative Bewertung der Fluidströmungsperiodizität um die Blase ermöglicht. Die
Durchführung von Experimenten in einer Druckkammer unter Überdruck-Bedingungen bildet
eine neuartige Methode, um solche Experimente unter höheren Temperaturgradienten
durchzuführen
und
höhere
Marangoni-Zahlen
zu
erreichen.
Die
thermokapillare
Blasenkonvektion wurde in dieser Arbeit in laminaren stetigen Flüssigkeitsströmungen,
periodischen und nichtperiodischen oszillierenden Flüssigkeitsströmungen eingeteilt. Die
periodischen Fluidströmungsschwingungen wurden in Abhängigkeit von unterschiedlichen
Randbedingungen in symmetrische und asymmetrische eingeteilt.
Die nichtperiodischen Strömungsoszillationen um die Gasblase wurden auch bei hohen
Temperaturgradienten für verschiedene Blasenaspektverhältnisse erreicht. Wir konnten zeigen,
dass für jede Blasengröße der nichtperiodische Schwingungszustand der Strömung um die
Gasblase vier verschiedene Modi (A-D) besitzen kann. Die letzte (Phase D) ist ein hoch
entwickelter turbulenter Zustand, der bei Mg-Zahlen von 75000 für das kleinste
Blasenaspektverhältnis von 1,2 bis zur maximal gemessenen Mg-Zahl von 140000 für das
Blasenaspektverhältnis von 2,3 beginnt. Der ausgebildete turbulente Zustand der
thermokapillaren Strömung konnte mit unserer experimentellen Konfiguration erstmalig
erreicht werden.
Darüber hinaus konnten die Antriebsgeschwindigkeiten der thermokapillaren Strömung an der
Peripherie der Blase bei verschiedenen Randbedingungen gemessen werden. Diese Studie zeigt
deutlich, dass es die Höhe der Antriebsgeschwindigkeit ist, welche die Wechselwirkungen
zwischen thermokapillaren Strömungswirbeln unterschiedlicher Größe antreibt, die schließlich
zu chaotischen Schwingungen der im Folgenden beschriebenen Grenzlinie führen. Diese Studie
zeigt auch, dass die Auftriebskonvektion in der beschriebenen Strömungskonfiguration eine
untergeordnete Rolle spielt.:1 INTRODUCTION
2 LITERATURE REVIEW
3 EXPERIMENTAL SETUP AND METHODOLOGY
4 RESULTS AND DISCUSSION
5 CONCLUSIONS AND RECOMMENDATION