2893 research outputs found
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Seeing History - The Augmented Archive
Get PDFSEEING HISTORY - THE AUGMENTED ARCHIVE erforscht – in Theorie und Praxis – die Medialitäten des Archivs in Zeiten des Übergangs vom Speichermedium hin zum Modus des Übertragens. Am Beispiel Ägyptens seit den politischen Umwälzungen 2011 wird ein neues Archivsystem entwickelt, das mit Hilfe von Augmented Reality Technologie - d.h. der virtuellen Erweiterung des Realraums von mobiler Videotechnik durch Metainformationen - das umfassendste bestehende Videoarchiv zur ägyptischen Revolution im Stadtraum Kairos per GPS-Kodierung zur Verfügung stellt
Diskret holomorphe Funktionen und deren Bedeutung bei der Lösung von Differenzengleichungen
Get PDFAuf der Grundlage diskreter Cauchy-Riemann Operatoren werden diskret holomorphe Funktionen definiert und detailliert studiert. Darauf aufbauend wird die Lösung von Differenzengleichungen mit Hilfe der diskret holomorphen Funktionen beschrieben
Thermisch-energetische Gebäudesimulation auf Basis eines Bauwerksinformationsmodells
No full textFür eine Abschätzung des Heizwärmebedarfs von Gebäuden und Quartieren können thermisch-energetische Simulationen eingesetzt werden. Grundlage dieser Simulationen sind geometrische und physikalische Gebäudemodelle. Die Erstellung des geometrischen Modells erfolgt in der Regel auf Basis von Bauplänen oder Vor-Ort-Begehungen, was mit einem großen Recherche- und Modellierungsaufwand verbunden ist. Spätere bauliche Veränderungen des Gebäudes müssen häufig manuell in das Modell eingearbeitet werden, was den Arbeitsaufwand zusätzlich erhöht. Das physikalische Modell stellt die Menge an Parametern und Randbedingungen dar, welche durch Materialeigenschaften, Lage und Umgebungs-einflüsse gegeben sind. Die Verknüpfung beider Modelle wird innerhalb der entsprechenden Simulations-software realisiert und ist meist nicht in andere Softwareprodukte überführbar.
Mithilfe des Building Information Modeling (BIM) können Simulationsdaten sowohl konsistent gespeichert als auch über Schnittstellen mit entsprechenden Anwendungen ausgetauscht werden. Hierfür wird eine Methode vorgestellt, die thermisch-energetische Simulationen auf Basis des standardisierten Übergabe-formats Industry Foundation Classes (IFC) inklusive anschließender Auswertungen ermöglicht. Dabei werden geometrische und physikalische Parameter direkt aus einem über den gesamten Lebenszyklus aktuellen Gebäudemodell extrahiert und an die Simulation übergeben. Dies beschleunigt den Simulations-prozess hinsichtlich der Gebäudemodellierung und nach späteren baulichen Veränderungen. Die erarbeite-te Methode beruht hierbei auf einfachen Modellierungskonventionen bei der Erstellung des Bauwerksinformationsmodells und stellt eine vollständige Übertragbarkeit der Eingangs- und Ausgangswerte sicher.
Thermal building simulation based on BIM-models. Thermal energetic simulations are used for the estimation of the heating demand of buildings and districts. These simulations are based on building models containing geometrical and physical information. The creation of geometrical models is usually based on existing construction plans or in situ assessments which demand a comparatively big effort of investigation and modeling. Alterations, which are later applied to the structure, request manual changes of the related model, which increases the effort additionally. The physical model represents the total amount of parameters and boundary conditions that are influenced by material properties, location and environmental influences on the building. The link between both models is realized within the correspondent simulation soft-ware and is usually not transferable to other software products.
By Applying Building Information Modeling (BIM) simulation data is stored consistently and an exchange to other software is enabled. Therefore, a method which allows a thermal energetic simulation based on the exchange format Industry Foundation Classes (IFC) including an evaluation is presented. All geometrical and physical information are extracted directly from the building model that is kept up-to-date during its life cycle and transferred to the simulation. This accelerates the simulation process regarding the geometrical modeling and adjustments after later changes of the building. The developed method is based on simple conventions for the creation of the building model and ensures a complete transfer of all simulation data
Aeroelastic analyses of bridges using a Pseudo-3D vortex method and velocity-based synthetic turbulence generation
No full textThe accurate representation of aerodynamic forces is essential for a safe, yet reasonable design of long-span bridges subjected to wind effects. In this paper, a novel extension of the Pseudo-three-dimensional Vortex Particle Method (Pseudo-3D VPM) is presented for Computational Fluid Dynamics (CFD) buffeting analysis of line-like structures. This extension entails an introduction of free-stream turbulent fluctuations, based on the velocity-based turbulence generation. The aerodynamic response of a long-span bridge is obtained by subjecting the 3D dynamic representation of the structure to correlated free-stream turbulence in two-dimensional (2D) fluid planes, which are positioned along the bridge deck. The span-wise correlation of the free-stream turbulence between the 2D fluid planes is established based on Taylor's hypothesis of frozen turbulence. Moreover, the application of the laminar Pseudo-3D VPM is extended to a multimode flutter analysis. Finally, the structural response from the Pseudo-3D flutter and buffeting analyses is verified with the response, computed using the semi-analytical linear unsteady model in the time-domain. Meaningful merits of the turbulent Pseudo-3D VPM with respect to the linear unsteady model are the consideration of the 2D aerodynamic nonlinearity, nonlinear fluid memory, vortex shedding and local non-stationary turbulence effects in the aerodynamic forces. The good agreement of the responses for the two models in the 3D analyses demonstrates the applicability of the Pseudo-3D VPM for aeroelastic analyses of line-like structures under turbulent and laminar free-stream conditions
On the Analysis of the Disproportionate Structural Collapse in RC Buildings
Get PDFIncreasing structural robustness is the goal which is of interest for structural engineering community. The partial collapse of RC buildings is subject of this dissertation. Understanding the robustness of RC buildings will guide the development of safer structures against abnormal loading scenarios such as; explosions, earthquakes, fine, and/or long-term accumulation effects leading to deterioration or fatigue. Any of these may result in local immediate structural damage, that can propagate to the rest of the structure causing what is known by the disproportionate collapse.
This work handels collapse propagation through various analytical approaches which simplifies the mechanical description of damaged reinfoced concrete structures due to extreme acidental event
Experimentelle und semi-analytische Multiskalenmethoden für die Charakterisierung des elastischen und viskoelastischen Verhaltens polymermodifizierter zementgebundener Materialien
Get PDFPolymer-modified cement concrete (PCC) is a heterogeneous building material with a hierarchically organized microstructure. Therefore, continuum micromechanics-based multiscale models represent a promising method to estimate the mechanical properties. By means of a bottom-up approach, homogenized properties at the macroscopic scale are derived considering microstructural characteristics. The extension of existing multiscale models for the application to PCC is the main objective of this work. For that, cross-scale experimental studies are required. Both macroscopic and microscopic mechanical tests are performed to characterize the elastic and viscoelastic properties of different PCC. The comparison between experiment and model prediction illustrates the success of the modeling approach.Polymermodifizierter Beton (PCC) ist ein heterogener Baustoff mit einer hierarchisch organisierten Mikrostruktur. Deshalb sind Multiskalenmodelle, die auf Prinzipien der Kontinuumsmikromechanik beruhen, sehr gut für die Abschätzung mechanischer Eigenschaften geeignet. Mit Hilfe eines Bottom-Up-Ansatzes werden unter Berücksichtigung mikrostruktureller Charakteristika homogenisierte Eigenschaften auf der makroskopischen Materialebene erhalten. Die Erweiterung bestehender Multiskalenmodelle für die Anwendung auf PCC ist das Hauptziel dieser Arbeit. Dafür werden skalenübergreifende Experimente herangezogen. Sowohl makroskopische als auch mikroskopische mechanische Tests werden durchgeführt, um das elastische und viskoelastische Verhalten verschiedener PCC zu charakterisieren. Ein Vergleich zwischen experimentellen Ergebnissen und der entsprechenden Modellvorhersage verdeutlicht den Erfolg des Modellierungsansatzes
Simulationsumgebung zur Evaluation von umweltorientierten Verkehrsmanagement-Strategien
Get PDFDer vorliegende Beitrag beschreibt die Problematik bei der Prognose verkehrsbedingter Schadstoff-Immissionen. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung und der Aufbau einer Simulationsumgebung zur Evaluation von umweltorientierten Verkehrsmanagement-Strategien. Die Simulationsumgebung wird über die drei Felder Verkehr, Emission, Immission entwickelt und findet zunächst Anwendung in der Evaluation verkehrlicher Maßnahmen für die Friedberger Landstraße in Frankfurt am Main
An Abstraction Framework for Tangible Interactive Surfaces
Get PDFThis cumulative dissertation discusses - by the example of four subsequent publications - the various layers of a tangible interaction framework, which has been developed in conjunction with an electronic musical instrument with a tabletop tangible user interface. Based on the experiences that have been collected during the design and implementation of that particular musical application, this research mainly concentrates on the definition of a general-purpose abstraction model for the encapsulation of physical interface components that are commonly employed in the context of an interactive surface environment. Along with a detailed description of the underlying abstraction model, this dissertation also describes an actual implementation in the form of a detailed protocol syntax, which constitutes the common element of a distributed architecture for the construction of surface-based tangible user interfaces. The initial implementation of the presented abstraction model within an actual application toolkit is comprised of the TUIO protocol and the related computer-vision based object and multi-touch tracking software reacTIVision, along with its principal application within the Reactable synthesizer. The dissertation concludes with an evaluation and extension of the initial TUIO model, by presenting TUIO2 - a next generation abstraction model designed for a more comprehensive range of tangible interaction platforms and related application scenarios
Numerical analysis of deformation and stability in the formation for railway tracks
Get PDFOver the past few decades, the increasing demands of railways operations in the form of heavy loading and high speed have been noticed. Railway formation and ballast deform progressive under heavy axle cyclic loading, therefore the rail track needs proper design of ballast and formation bed to achieve the desire stiffness and stability for the safe and sound serviceability of the track. For the overall stability of the track on soft formation, the ground is improved by different techniques prior to the construction on that, in order to avoid the failure and differential settlement during the designed trains operation.
The numerical analyses illustrate that the total deformation and bearing capacity of the railway tracks mostly depend on the changes in the friction angle and cohesion of the selected soils of the subgrade. To avoid failure in the formation of track under the design loads, the proper selection of types of soils, its layer thickness, well compaction during construction and provision of proper track drainage system are extremely important. For the construction of new railway tracks the soils having greater values of friction angle, cohesion and elastic stiffness with the well graded ballast cushion under the sleepers of designed side slopes can be used to reduce the maintenance cost, considerably increase the life time of the components of the tracks and ultimately give better performance of the tracks
Efficient and High-Quality Rendering of Higher-Order Geometric Data Representations
Get PDFComputer-Aided Design (CAD) bezeichnet den Entwurf industrieller Produkte mit Hilfe von virtuellen 3D Modellen. Ein CAD-Modell besteht aus parametrischen Kurven und Flächen, in den meisten Fällen non-uniform rational B-Splines (NURBS). Diese mathematische Beschreibung wird ebenfalls zur Analyse, Optimierung und Präsentation des Modells verwendet. In jeder dieser Entwicklungsphasen wird eine unterschiedliche visuelle Darstellung benötigt, um den entsprechenden Nutzern ein geeignetes Feedback zu geben. Designer bevorzugen beispielsweise illustrative oder realistische Darstellungen, Ingenieure benötigen eine verständliche Visualisierung der Simulationsergebnisse, während eine immersive 3D Darstellung bei einer Benutzbarkeitsanalyse oder der Designauswahl hilfreich sein kann. Die interaktive Darstellung von NURBS-Modellen und -Simulationsdaten ist jedoch aufgrund des hohen Rechenaufwandes und der eingeschränkten Hardwareunterstützung eine große Herausforderung.
Diese Arbeit stellt vier neuartige Verfahren vor, welche sich mit der interaktiven Darstellung von NURBS-Modellen und Simulationensdaten befassen. Die vorgestellten Algorithmen nutzen neue Fähigkeiten aktueller Grafikkarten aus, um den Stand der Technik bezüglich Qualität, Effizienz und Darstellungsgeschwindigkeit zu verbessern. Zwei dieser Verfahren befassen sich mit der direkten Darstellung der parametrischen Beschreibung ohne Approximationen oder zeitaufwändige Vorberechnungen. Die dabei vorgestellten Datenstrukturen und Algorithmen ermöglichen die effiziente Unterteilung, Klassifizierung, Tessellierung und Darstellung getrimmter NURBS-Flächen und einen interaktiven Ray-Casting-Algorithmus für die Isoflächenvisualisierung von NURBSbasierten isogeometrischen Analysen. Die weiteren zwei Verfahren beschreiben zum einen das vielseitige Konzept der programmierbaren Transparenz für illustrative und verständliche Visualisierungen tiefenkomplexer CAD-Modelle und zum anderen eine neue hybride Methode zur Reprojektion halbtransparenter und undurchsichtiger Bildinformation für die Beschleunigung der Erzeugung von stereoskopischen Bildpaaren. Die beiden letztgenannten Ansätze basieren auf rasterisierter Geometrie und sind somit ebenfalls für normale Dreiecksmodelle anwendbar, wodurch die Arbeiten auch einen wichtigen Beitrag in den Bereichen der Computergrafik und der virtuellen Realität darstellen.
Die Auswertung der Arbeit wurde mit großen, realen NURBS-Datensätzen durchgeführt. Die Resultate zeigen, dass die direkte Darstellung auf Grundlage der parametrischen Beschreibung mit interaktiven Bildwiederholraten und in subpixelgenauer Qualität möglich ist. Die Einführung programmierbarer Transparenz ermöglicht zudem die Umsetzung kollaborativer 3D Interaktionstechniken für die Exploration der Modelle in virtuellenUmgebungen sowie illustrative und verständliche Visualisierungen tiefenkomplexer CAD-Modelle. Die Erzeugung stereoskopischer Bildpaare für die interaktive Visualisierung auf 3D Displays konnte beschleunigt werden. Diese messbare Verbesserung wurde zudem im Rahmen einer Nutzerstudie als wahrnehmbar und vorteilhaft befunden.In computer-aided design (CAD), industrial products are designed using a virtual 3D model. A CAD model typically consists of curves and surfaces in a parametric representation, in most cases, non-uniform rational B-splines (NURBS). The same representation is also used for the analysis, optimization and presentation of the model. In each phase of this process, different visualizations are required to provide an appropriate user feedback. Designers work with illustrative and realistic renderings, engineers need a
comprehensible visualization of the simulation results, and usability studies or product presentations benefit from using a 3D display. However, the interactive visualization of NURBS models and corresponding physical simulations is a challenging task because of the computational complexity and the limited graphics hardware support.
This thesis proposes four novel rendering approaches that improve the interactive visualization of CAD models and their analysis. The presented algorithms exploit latest graphics hardware capabilities to advance the state-of-the-art in terms of quality, efficiency and performance. In particular, two approaches describe the direct rendering of the parametric representation without precomputed approximations and timeconsuming pre-processing steps. New data structures and algorithms are presented for the efficient partition, classification, tessellation, and rendering of trimmed NURBS surfaces as well as the first direct isosurface ray-casting approach for NURBS-based isogeometric analysis. The other two approaches introduce the versatile concept of programmable order-independent semi-transparency for the illustrative and comprehensible visualization of depth-complex CAD models, and a novel method for the hybrid reprojection of opaque and semi-transparent image information to accelerate stereoscopic rendering. Both approaches are also applicable to standard polygonal geometry which contributes to the computer graphics and virtual reality research communities.
The evaluation is based on real-world NURBS-based models and simulation data. The results show that rendering can be performed directly on the underlying parametric representation with interactive frame rates and subpixel-precise image results. The computational costs of additional visualization effects, such as semi-transparency and stereoscopic rendering, are reduced to maintain interactive frame rates. The benefit of this performance gain was confirmed by quantitative measurements and a pilot user study