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Eigenfrequency-Based Bayesian Approach for Damage Identification in Catenary Poles
No full textThis study proposes an efficient Bayesian, frequency-based damage identification approach to identify damages in cantilever structures with an acceptable error rate, even at high noise levels. The catenary poles of electric high-speed train systems were selected as a realistic case study to cover the objectives of this study. Compared to other frequency-based damage detection approaches described in the literature, the proposed approach is efficiently able to detect damages in cantilever structures to higher levels of damage detection, namely identifying both the damage location and severity using a low-cost structural health monitoring (SHM) system with a limited number of sensors; for example, accelerometers. The integration of Bayesian inference, as a stochastic framework, in the proposed approach, makes it possible to utilize the benefit of data fusion in merging the informative data from multiple damage features, which increases the quality and accuracy of the results. The findings provide the decision-maker with the information required to manage the maintenance, repair, or replacement procedures
Wearables: Kontrollregime zwischen Affekt und Technologie
No full textÜberwachungspraktiken und –technologien sind in der heutigen Welt omnipräsent und wohl nicht mehr wegzudenken. Ob CCTV-Systeme, Biometrie oder Data Mining – unsere Gesellschaft befindet sich in einem ständigen Überwachungsmodus, der sich weit über einen begrenzten Raum oder zeitlichen Rahmen hinausstreckt. Überwacht wird überall: privat, am Arbeitsplatz oder im Cyberspace, und alles: Interaktionen, Äußerungen, Verhalten. Es werden Unmengen von Daten gesammelt, strukturiert, kombiniert, gekauft und verkauft.
Dieser Modus stellt mehr als eine bloße Neuauflage des Bentham-Foucaultschen Panoptikons dar: der aktuelle Überwachungsmodus, die informationelle Asymmetrie als ihren tragenden Pfeiler beibehaltend, dient nicht nur der Disziplinierung, sondern viel mehr der Kontrolle, die nicht primär negativ-sanktionierend, sondern positiv-leistungssteigernd wirkt: es ist nicht das Ziel, die Individuen zu bestrafen und ein bestimmtes Verhalten zu verbieten, sondern sie durch Belohnung, Interaktion und spielerische Elemente dazu zu bringen, sich auf die gewünschte Art zu verhalten und im Endeffekt sich selbst zu überwachen. Die Kontrolle wird auf diese Weise zum zentralen Schauplatz der Machtausübung, die sich über das Beobachten, Speichern, Auswerten und Sortieren vollzieht. Diese Prozesse hinterlassen keinen Frei- oder Spielraum für Ambiguität; sie verwirklichen die Diktatur der klaren Kante, der Klassifizierung und Kategorisierung ohne Schattierungen. Die Macht selbst befindet sich in einem kontinuierlichen Fluss, sie ist ubiquitär, dennoch schwer lokalisierbar. Sie fungiert nicht mehr unter dem Signum einer pseudosakralen zentralen Instanz, sondern wird durch diverse Akteure und Assemblages kolportiert. Die durch sie implizierten Praktiken der Selbstkontrolle, kulturgeschichtlich ebenfalls religiös oder zumindest philosophisch konnotiert, sind die neuen Rituale des Sehens und Gesehen-Werdens.
Im Zeitalter der elektronischen Datentechnologien gibt es diverse Agenten der Überwachung. Vom besonderen Interesse sind dabei die Wearables, weil sie intim, affektiv und haptisch arbeiten und so, über das Sehen und Gesehen-Werden hinaus, das Berühren und Berührt-Werden und somit die Neuregulierung von Nähe und Distanz ins Spiel bringen. Sie schreiben sich zwar in eine Vermessungstradition eins, die ihre Ursprünge mindestens im 19. Jahrhundert hat, unterscheiden sich aber von dieser in ihrer Intensität und Sinnlichkeit
Computational Analysis of Argumentation Strategies
No full textThe computational analysis of argumentation strategies is substantial for many downstream applications. It is required for nearly all kinds of text synthesis, writing assistance, and dialogue-management tools. While various tasks have been tackled in the area of computational argumentation, such as argumentation mining and quality assessment, the task of the computational analysis of argumentation strategies in texts has so far been overlooked.
This thesis principally approaches the analysis of the strategies manifested in the persuasive argumentative discourses that aim for persuasion as well as in the deliberative argumentative discourses that aim for consensus. To this end, the thesis presents a novel view of argumentation strategies for the above two goals. Based on this view, new models for pragmatic and stylistic argument attributes are proposed, new methods for the identification of the modelled attributes have been developed, and a new set of strategy principles in texts according to the identified attributes is presented and explored.
Overall, the thesis contributes to the theory, data, method, and evaluation aspects of the analysis of argumentation strategies. The models, methods, and principles developed and explored in this thesis can be regarded as essential for promoting the applications mentioned above, among others
Modified Carboxymethylcellulose-Based Scaffolds as New Potential Ecofriendly Superplasticizers with a Retardant Effect for Mortar: From the Synthesis to the Application
No full textThis article is focused on the research and development of new cellulose ether derivatives as innovative superplasticizers for mortar systems. Several synthetic strategies have been pursued to obtain new compounds to study their properties on cementitious systems as new bio-based additives. The new water-soluble admixtures were synthesized using a complex carboxymethylcellulose-based backbone that was first hydrolyzed and then sulfo-ethylated in the presence of sodium vinyl sulphonate. Starting with a complex biopolymer that is widely known as a thickening agent was very challenging. Only by varying the hydrolysis times and temperatures of the reactions was achieved the aimed goal. The obtained derivatives showed different molecular weight (Mw) and anionic charges on their backbones. An improvement in shear stress and dynamic viscosity values of CEM II 42.5R cement was observed with the samples obtained with a longer time of higher temperature hydrolysis and sulfo-ethylation. Investigations into the chemical nature of the pore solution, calorimetric studies and adsorption experiments clearly showed the ability of carboxymethyl cellulose superplasticizer (CMC SP) to interact with cement grains and influence hydration processes within a 48-h time window, causing a delay in hydration reactions in the samples. The fluidity of the cementitious matrices was ascertained through slump test and preliminary studies of mechanical and flexural strength of the hardened mortar formulated with the new ecological additives yielded values in terms of mechanical properties. Finally, the computed tomography (CT) images completed the investigation of the pore network structure of hardened specimens, highlighting their promising structure porosity
Mapping In-Betweenness. The Refugee District in Belgrade in the Context of Migration, Urban Development, and Border Regimes
No full textThe contribution explores the migratory situation on the Balkans and more specifically in the so-called Refugee District in Belgrade from a spatial perspective. By visualizing the areas of tensions in the Refugee District, the city of Belgrade, Serbia and Europe it aims to disentangle the political and socio-spatial levels that lead to the stuck situation of in-betweenness at the gates of the European Union
FOLGELANDSCHAFT. Eine Untersuchung der Auswirkungen des Uranbergbaus auf die Landschaft um Gera/Ronneburg.
No full textDas Kernthema dieser Arbeit ist die Beschäftigung mit den Folgen des Uranbergbaus in dem Gebiet um die ehemalige Abbauregion der Wismut SAG/SDAG in Ronneburg (Ostthüringen). Dieses Thema wird unter historischen, sozialen, kulturanthropologischen und künstlerischen Aspekten betrachtet und in den Zusammenhang mit den weltweiten Voraussetzungen der Nuklearindustrie und Auswirkungen des Uranbergbaus und seiner Folgen gestellt. Die Arbeit legt dar, wie eine Uranbergbaufolgelandschaft entsteht und welches Wissen ist für ein angemessenes Verständnis des Phänomens wichtig ist. Es wird untersucht, ob Kunst bezüglich der Uranbergbaufolgelandschaft einen relevanten Beitrag leisten kann bzw. in welcher Form dies versucht wurde, bzw. stellte Arbeiten vor, die verwandete Themen bearbeitet haben. In Kombination dieser beiden Hauptaspekte geht die Arbeit der Frage nach, welche Faktoren die Uranbergbaufolgelandschaft prägen und ob es sinnvolle Beteiligungsfelder für künstlerisches Forschen oder Handeln gibt sowie welche Bedingungen hierfür erfüllt werdenmüssten. Die Kernthese der Arbeit ist, dass künstlerische Arbeiten im Themenfeld des Uranbergbaus unter bestimmten Bedingungen relevante Beiträge leisten können.This thesis is exploring the consequences of uranium mining in the area around the former mining region of the Wismut SAG / SDAG in Ronneburg (East Thuringia), East Germany. The topic is viewed from historical, social, cultural-anthropological and artistic aspects and placed in the context of the worldwide requirements of the nuclear industry and the effects of uranium mining and its consequences. The thesis explains how a uranium mining landscape is created and what knowledge is important for an adequate understanding of the phenomenon. It is examined whether art can make a relevant contribution in dealing with the uranium mining landscape. It discusses artworks that have dealt with related topics. In combination of these two main aspects, the thesis investigates the question which factors shape the uranium mining landscape and whether there are meaningful fields of participation for artistic research and which conditions would have to be met for this. The core thesis of the work is that artistic work in the field of uranium mining can make relevant contributions under certain conditions. It also contains field research, interviews and the description and application of a method called "random-structured landscape observation"
Methode zur Ökoeffizienzbewertung wärmetechnischer Anlagen in Gebäuden
No full textDie vorliegende Arbeit richtet sich an Ingenieur*innen und Wissenschaftler*innen der technischen Gebäudeausrüstung. Sie greift einen sich abzeichnenden Änderungsbedarf in der Umwelt- und Nachhaltigkeitsbewertung von Gebäuden und wärmetechnischen Anlagen auf. Der aktuell genutzte nicht erneuerbare Primärenergiebedarf wird insbesondere hinsichtlich künftiger politischer Klima- und Umweltschutzziele als alleinige Bewertungsgröße nicht ausreichend sein. Die mit dieser Arbeit vorgestellte Ökoeffizienzbewertungsmethode kann als geeignetes Instrument zur Lösung der Probleme beitragen. Sie ermöglicht systematische, ganzheitliche Bewertungen und reproduzierbare Vergleiche wärmetechnischer Anlagen bezüglich ihrer ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeit. Die wesentlichsten Neuentwicklungen sind die spezifische Umweltleistung, in Erweiterung zum genutzten Primärenergiefaktor, und der Ökoeffizienzindikator UWI
Cultural Heritage on Mobile Devices: Building Guidelines for UNESCO World Heritage Sites' Apps
No full textTechnological improvements and access provide a fertile scenario for creating and developing mobile applications (apps). This scenario results in a myriad of Apps providing information regarding touristic destinations, including those with a cultural profile, such as those dedicated to UNESCO World Heritage Sites (WHS). However, not all of the Apps have the same efficiency. In order to have a successful app, its development must consider usability aspects and features aligned with reliable content. Despite the guidelines for mobile usability being broadly available, they are generic, and none of them concentrates specifically into cultural heritage places, especially on those placed in an open-air scenario. This research aims to fulfil this literature gap and discusses how to adequate and develop specific guidelines for a better outdoor WHS experience. It uses an empirical approach applied to an open-air WHS city: Weimar and its Bauhaus and Classical Weimar sites. In order to build a new set of guidelines applied for open-air WHS, this research used a systematic approach to compare literature-based guidelines to industry-based ones (based on affordances), extracted from the available Apps dedicated to WHS set in Germany. The instructions compiled from both sources have been comparatively tested by using two built prototypes from the distinctive guidelines, creating a set of recommendations collecting the best approach from both sources, plus suggesting new ones the evaluation.Der technische Fortschritt und der Zugang dazu bieten ein ertragreiches Szenario für die Innovation und Entwicklung mobiler Anwendungen (Apps). Daraus ist eine Vielzahl von zu Verfügung stehenden Apps entstanden, die Informationen über touristische Reiseziele bereitstellen, insbesondere solche mit einem kulturellen Hintergrund, etwa die, die zum UNESCO Welterbe/Weltkulturebe (auf Englisch WHS – World Heritage Sites, fotan so genannt in dieser Arteit) gehören. Allerdings haben nicht alle Apps die gleiche Effizienz.
Um eine erfolgreiche App entwickeln zu können, sollten gleichzeitig die Benutzerfreundlichkeit der Aspekte und Funktionen in Betracht gezogen werden, als auch Zuverlässigkeit ihrer Inhalte. Obwohl die Richtlinien für eine mobile Benutzerfreundlichkeit weit verbreitet sind, sind diese jedoch generisch. Keine Richtlinie ist eindeutig auf Orte des Kulturerbes zugeschnitten, schon gar nicht auf Standorte, die sich im Freien befinden.
Ziel dieser Arbeit ist es, diese Literaturlücke zu schließen und gleichzeitig nahe zu bringen, wie bestimmte Richtlinien angepasst und ausgebaut werden könnten, um bessere WHS-Erlebnisse im Freien zu schaffen. Die Arbeit geht empirisch vor am Beispiel der deutschen Stadt Weimar, die mit ihren Altstadt- und Bauhaus-Standorten als Freiluft-WHS gilt. Deutschland ist das fünftbedeutsamste Land der UNESCO-Liste und bekannt für sein technologisches Profil und der Zugang dazu. Dieses Land als geeignete Umgebung für den empirischen Ansatz zu wählen ist ein guter Ausgangspunkt, um Erfahrungen zu sammeln für innovative Projekte, die mit Apps das Kulturerbe erschließen.
Um eine Reihe neuer Richtlinien für Freiluft-WHS (auf Englisch: Open-Air WHS) aufstellen zu können, wurden im Rahmen dieser Arbeit Richtlinien aus akademischen Quellen mit branchenüblichen Richtlinien verglichen, gewonnen aus einer umfangreichen Auszug verfügbarer Apps, die sich den WHS in Deutschland widmen.
Im branchenüblichen Ansatz wurden WHS-bezogene Apps ausgewählt, die auf dem deutschen App-Markt erhältlich sind (für iOS- und Android-Geräte). Deren Eigenschaften und Gebrauch wurden aus der Nutzersicht betrachtet. Daraus ließen sich Gemeinsamkeiten ableiten innerhalb der aktuellen Funktionen und Tools, mit denen WHS beworben werden. Die Analyse förderte Richtlinien hervor fand aus der Layout-, Navigations-, Design- und der Inhaltsperspektive. Daraus wurde eine Prototyp-App erstellt, die dem in der Branche verzeichneten Stand der Technik entspricht.
Während die Richtlinien aus der Branchenübersicht einen Beobachtungsansatz der Leistungen verfolgten, bezogen die aus der Literaturrecherche gewonnenen Richtlinien einen systematischen Ansatz des akademischen Materials. Der literaturbasierte Ansatz wurde aus Veröffentlichungen zur Benutzerfreundlichkeit mobiler Apps gewonnen, die in Forschungsdatenbanken erhältlich sind. Zusätzlich wurden in führenden Unternehmen für die Entwicklung von mobilen Betriebssystemen (iOS und Android) bereits vorhandene Modelle zur Nutzerfreundlichkeit sowie offizielle Richtlinien einbezogen, die unterschiedliche Ansätze sowie Ansichten für das Design mobiler Schnittstellen verbinden und kombinieren und die für WHS genutzt werden könnten.
Unter Rücksichtnahme der Vielfalt der Besucherprofile in Weimar wurden auch Studien über Nutzeroberflächen für ältere Nutzer eingeschlossen. Obwohl die Leitlinien sich nicht auf didaktische Funktionen konzentrieren, wurden auch Studien über das mobile Lernen in der Studie mitaufgenommen, sofern die Nutzeroberfläche Teil des Studienziels war. Diese Entscheidung wurde getroffen, weil die Stadt Weimar auch jugendliche Studenten als Besucher hat, die die historischen Sehenswürdigkeiten der Stadt besuchen und kennenlernen. Allgemein konzentrierte sich diese Ausarbeitung auf klare Anweisungen, die in Richtlinien umgesetzt werden könnten. Die Analyse beschränkte sich jedoch nicht auf die Auswahlliste der Studienobjekte und wurde extrapoliert, unter Berücksichtigung relevanter Referenzen, die in den für die Stichprobe ausgewählten Veröffentlichungen zitiert wurden.
Wann immer eine Leitlinie oder Empfehlung gefunden werden konnte, wurde diese, verfahrensgemäß in eine Tabelle eingefügt, einer ähnlichen Struktur folgend zu den aus der Übersicht der App-Industrie gewonnenen Richtlinien. Um den Erkenntnissen der Literaturrecherche zu entsprechen, wurden neue Kategorien hinzugefügt. Im Großen und Ganzen bestätigten einige Richtlinien des literarischen Ansatzes die Anweisungen des branchenorientierten Ansatzes, andere widersprachen diesen. Dadurch konnte ein neuer Satz von Leitlinien entstehen, die gegeneinander getestet wurden.
Der Inhalt beider Prototypen (branchen- und literaturbasiert) wurden ausgearbeitet, um das WHS in Weimar anzusprechen. Dabei wurden Inhalte abgerufen, die auf der offiziellen touristischen Website der Stadt und in der größten Kulturstiftung Weimars, der Klassik Stiftung, verfügbar sind.
Die Nutzung zweier verschiedener einfache Prototypen bot die Möglichkeit, auch andere Funktionen zu testen wie z. B. verschiedene Arten der Anzeige von Karten und Inhalten. Zur Überprüfung und Gegenüberstellung der verschiedenen Leitlinien, wurden ein aufgabenbasierter Test und eine vergleichende Bewertungsumfrage durchgeführt. Tester aus verschiedenen Altersgruppen führten in beiden Prototypen eine Reihe vordefinierter Aufgaben aus und beantworteten einen Fragebogen, wobei die in beiden Versionen vorgestellten Funktionen und Formate verglichen werden konnten. Die Fragen sollten anhand eine Auswahl vordefinierter Antworten von Nutzern beantwortet werden, ideal für eine statistische Auswertung, insbesondere zum Thema Benutzerzufriedenheit. Auch offene Fragen, zur Leistung persönliche Beiträge der Tester, wurden angeboten. Diese Methode war ausschlaggebend dafür, beide Richtliniensätze (Industrie vs. Literaturrecherche) gegeneinander zu vergleichen und zu analysieren, So konnte ein idealer Ansatz gefunden werden für Richtlinien von Apps, die sich mit Welterbestätten unter freiem Himmel befassen. Auch weitere Empfehlungen, die sich aus der Bewertung ergaben, konnten hinzugefügt werden.
Das Ergebnis führt zu einem umfassendem Satz von Richtlinien, die in zukünftigen touristischen Open-Air-Apps angewandt werden können, die sich mit Weltkulturerbestätten befassen
Partitioned Algorithms using Vortex Particle Methods for Fluid−Structure Interaction of Thin-walled Flexible Structures
No full textStructures under wind action can exhibit various aeroelastic interaction phenomena, which can lead to destructive and catastrophic events. Such unstable interaction can be beneficially used for small-scale aeroelastic energy harvesting. Proper understanding and prediction of fluid−structure interactions (FSI) phenomena are therefore crucial in many engineering fields. This research intends to develop coupled FSI models to extend the applicability of Vortex Particle Methods (VPM) for numerically analysing the complex FSI of thin-walled flexible structures under steady and fluctuating incoming flows. In this context, the flow around deforming thin bodies is analysed using the two-dimensional and pseudo-three-dimensional implementations of VPM. The structural behaviour is modelled and analysed using the Finite Element Method. The partitioned coupling approach is considered because of the flexibility of using different mathematical procedures for solving fluid and solid mechanics. The developed coupled models are validated with several benchmark FSI problems in the literature. Finally, the models are applied to several fundamental and application field of FSI problems of different thin-walled flexible structures irrespective of their size
Coupling between Shell and Generalized Beam Theory (GBT) elements
No full textIn the last decades, Finite Element Method has become the main method in statics and dynamics analysis in engineering practice. For current problems, this method provides a faster, more flexible solution than the analytic approach. Prognoses of complex engineer problems that used to be almost impossible to solve are now feasible.
Although the finite element method is a robust tool, it leads to new questions about engineering solutions. Among these new problems, it is possible to divide into two major groups: the first group is regarding computer performance; the second one is related to understanding the digital solution.
Simultaneously with the development of the finite element method for numerical solutions, a theory between beam theory and shell theory was developed: Generalized Beam Theory, GBT. This theory has not only a systematic and analytical clear presentation of complicated structural problems, but also a compact and elegant calculation approach that can improve computer performance.
Regrettably, GBT was not internationally known since the most publications of this theory were written in German, especially in the first years. Only in recent years, GBT has gradually become a fertile research topic, with developments from linear to non-linear analysis.
Another reason for the misuse of GBT is the isolated application of the theory. Although recently researches apply finite element method to solve the GBT's problems numerically, the coupling between finite elements of GBT and other theories (shell, solid, etc) is not the subject of previous research. Thus, the main goal of this dissertation is the coupling between GBT and shell/membrane elements. Consequently, one achieves the benefits of both sides: the versatility of shell elements with the high performance of GBT elements.
Based on the assumptions of GBT, this dissertation presents how the separation of variables leads to two calculation's domains of a beam structure: a cross-section modal analysis and the longitudinal amplification axis. Therefore, there is the possibility of applying the finite element method not only in the cross-section analysis, but also the development for an exact GBT's finite element in the longitudinal direction.
For the cross-section analysis, this dissertation presents the solution of the quadratic eigenvalue problem with an original separation between plate and membrane mechanism. Subsequently, one obtains a clearer representation of the deformation mode, as well as a reduced quadratic eigenvalue problem.
Concerning the longitudinal direction, this dissertation develops the novel exact elements, based on hyperbolic and trigonometric shape functions. Although these functions do not have trivial expressions, they provide a recursive procedure that allows periodic derivatives to systematise the development of stiffness matrices. Also, these shape functions enable a single-element discretisation of the beam structure and ensure a smooth stress field.
From these developments, this dissertation achieves the formulation of its primary objective: the connection of GBT and shell elements in a mixed model. Based on the displacement field, it is possible to define the coupling equations applied in the master-slave method. Therefore, one can model the structural connections and joints with finite shell elements and the structural beams and columns with GBT finite element.
As a side effect, the coupling equations limit the displacement field of the shell elements under the assumptions of GBT, in particular in the neighbourhood of the coupling cross-section.
Although these side effects are almost unnoticeable in linear analysis, they lead to cumulative errors in non-linear analysis. Therefore, this thesis finishes with the evaluation of the mixed GBT-shell models in non-linear analysis