Frankfurt University of Applied Sciences
  • Frankfurt am Main, Hessen, Germany
Recent publications
Abdominal aortic aneurysm disease is the local enlargement of the aorta, typically in the infrarenal section, causing up to 200,000 deaths/year. In vivo information to characterize the individual elastic properties of the aneurysm wall in terms of rupture risk is lacking. We used a method that combines 4D ultrasound and direct deformation estimation to compute in vivo 3D Green-Lagrange strain in murine angiotensin II-induced dissecting aortic aneurysms, a commonly used mouse model. After euthanasia, histological staining of cross-sectional sections along the aorta was performed in areas where in vivo strains had previously been measured. The histological sections were segmented into intact and fragmented elastin, thrombus with and without red blood cells, and outer vessel wall including the adventitia. Meshes were then created from the individual contours based on the histological segmentations. The isolated contours of the outer wall and lumen from both imaging modalities were registered individually using a coherent point drift algorithm. 2D finite element models were generated from the meshes, and the displacements from the registration were used as displacement boundaries of the lumen and wall contours. Based on the resulting deformed contours, the strains recorded were grouped according to segmented tissue regions. Strains were highest in areas containing intact elastin without thrombus attachment. Strains in areas with intact elastin and thrombus attachment, as well as areas with disrupted elastin, were significantly lower. Strains in thrombus regions with red blood cells were significantly higher compared to thrombus regions without. We then compared this analysis to statistical distribution indices and found that the results of each aligned, elucidating the relationship between vessel strain and structural changes. This work demonstrates the possibility of advancing in vivo assessments to a micro-structural level ultimately improving patient outcomes.
Viele Situationen in den Naturwissenschaften führen in erster Näherung bei deren Modellierung auf den linearen harmonischen Oszillatorharmonischer Oszillator (Schwingungen von Molekülen, Schwingungen von Festkörpern, Schwingungen des elektromagnetischen Feldes, Populationsmodelle in der Biologie). Dieses System ist für die Naturwissenschaften gewissermaßen das, was die Drosophila melanogaster als Modell-Organismus für die Biologie darstellt. Auch in der Quantenmechanik führt die Beschreibung vieler Probleme auf dieses Modellsystem. Deshalb wollen wir uns in diesem Kapitel mit der mathematischen Beschreibung des quantenmechanischen harmonischen Oszillators beschäftigen. Wir werden dabei zwei Lösungsstrategien kennenlernen.
In der Quantenmechanik können nur sehr wenige Systeme analytisch exakt behandelt werden. Exakt gelöst werden können im Wesentlichen einige eindimensionale Probleme und kugel- oder zentralsymmetrische Probleme, denn diese können auf eindimensionale Probleme zurückgeführt werden. Von den eindimensionalen Problemen ist, neben diversen Kastenpotenzialen und anderen einfachen Potenzialmulden, der harmonische Oszillator das wichtigste System. Im Zentralfeld können neben dem Kastenpotenzial im Dreidimensionalen (mit endlich oder unendlich hohen Wänden) der dreidimensionale Oszillator und das H-Atom exakt behandelt werden.
Bis jetzt haben wir nur eine Schrödingergleichung für Teilchen behandelt, die elektrischen Kräften unterliegen und damit den magnetischen Teil des elektromagnetischen Feldes gegenüber dem elektrischen Anteil vernachlässigt. Tatsächlich kann man zeigen, dass der Einfluss des magnetischen Feldes normalerweise sehr viel kleiner ist als der des elektrischen Feldes und dass deshalb diese Vernächlässigung in in vielen experimentellen Situationen in guter Näherung möglich ist. Andererseits gibt es aber auch experimentelle Befunde – z. B. die als Zeeman-Effekt bezeichnete Aufspaltung der Spektrallinien unter dem Einfluss eines Magnetfeldes, die eine Berücksichtigung dieses Feldes in einer konsistenten Theorie erfordert.
In diesem Kapitel wollen wir uns mit den sogen. Interpretationen der Quantentheorie beschäftigen. Es mag zunächst überraschen, dass eine physikalische Theorie überhaupt einer Interpretation bedarf. Darunter versteht man die Zuordnung von formalen, mathematischen Konzepten oder Objekten, die Elemente der Theorie sind, zu messbaren Objekten der beobachtbaren Wirklichkeit. DIe Physik ist eben anders als die Mathematik eine Wissenschaft, die sich an der Erfahrung, d. h. am Experiment bewähren muss. Während in der klassischen Physik eine solche Zuordnung von Elementen der Theorie wie z .B. von Massen zu messbaren Objekten mehr oder weniger evident erscheint, ist dies in der Quantentheorie nicht mehr der Fall. Insbesondere der ontologische Status der Wellenfunktion, bzw. des Hilbertvektors bleibt weitgehend ungeklärt, weil die Wellenfunktion selbst kein messbares Objekt aus der Theorie darstellt, sondern eine (nicht unmittelbar messbare) Wahrscheinlichkeitsdichte, die zum Berechnen der statistisch verteilten Wahrscheinlichkeiten des Auftretens von Messwerten verwendet wird. Diese Problematik wird oft auch kurz als das Messwertproblem bezeichnet. Wir werden in diesem Kapitel verschiedene Ideen hierzu kennenlernen.
In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit der experimentellen Tatsache, dass der sich für elektromagnetische Strahlung (z. B. Licht) aufdrängende Welle-Teilchen-Dualismus auch für Materie zutrifft. Es gibt experimentelle Situationen, wo es sogar sinnvoll ist, von Materiewellen zu sprechen. Die Hypothese, dass feste Materie analog zur Strahlung auch Welleneffekte wie Interferenz und Beugung zeigen sollte, wurde erstmals von dem Franzosen Louis de Broglie in seiner Doktorarbeit „Recherches sur la théorie des quanta“ aufgestellt, die er im November 1923 an der Universität Paris einreichte.
Unter der Bewegung im Zentralfeld versteht man eine Bewegung, bei der das Potenzial nur vom Betrag des Abstands vom Ursprung abhängt, das Potenzial also kugelsymmetrisch und damit eindimensional ist. Die prototypische Anwendung hierzu ist das kugelsymmetrische Problem des Wasserstoffatoms, welches wir in diesem Kapitel behandeln werden.
Die Quantenmechanik ist, grob gesprochen, eine einheitliche Theorie zur Beschreibung atomarer und subatomarer Vorgänge und gilt zu Recht neben der Speziellen und der Allgemeinen Relativitätstheorie als eine der größten geistigen Leistungen und Entdeckungen des 20. Jahrhunderts. Diese Theorie und ihre technologischen Konsequenzen durchdringen heute praktisch alle Bereiche des täglichen Lebens. In diesem Kapitel präsentieren wir eine Einführung in die Quantenmechanik, indem wir zunächst eine kritische Bestandsaufnahme der sogenannten klassischen Mechanik bzw. der klassischen Physik, also der Physik vor der Quantenmechanik vornehmen, um so die Probleme und Schwierigkeiten besser verstehen zu können, denen sich die Wissenschaft zu Beginn des 20. Jahrhunderts ausgesetzt sah.
Um die mathematische Struktur der Quantenmechanik verstehen zu können, sind verschiedene Begriffsbildungen aus der Mathematik notwendig. Im Wesentlichen geht es darum, mit verschiedenen Hilfsmitteln aus der Funktionalanalysis die Problematik der Lösung von partiellen Differenzialgleichungen auf die Lösung von Eigenwertproblemen zurückzuführen.
Wandel ist sowohl für die Soziologie im Allgemeinen als auch für die Gedächtnissoziologie im Besonderen ein grundlegender Begriff, der sich auf die Dynamik der Gesellschaft bezieht. Wandel steht in enger begrifflicher Verbindung zu Fortschritt, Veränderung und Evolution und findet in der Stabilität, Kontinuität und Beständigkeit seine vermeintliche Entgegensetzung. Vermeintlich deshalb, weil – wie der Beitrag argumentiert – Wandel etwas Kontinuierliches enthält. Wenn wir Gedächtnis aus einer temporalen Trias aus Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft beschreiben und die Prozesshaftigkeit des Werdens und Gewordenseins in den Blick nehmen, betrachten wir zugleich die Ebene der sich wandelnden Entitäten. Der Beitrag umreißt die neuere Begriffsgeschichte sowie Wandlungstheorien soziologischer Klassiker und beschreibt unterschiedliche Formen gesellschaftlichen Wandels wie die Evolution oder Transformation. Auf dieser Grundlage lassen sich zentrale gedächtnissoziologische Bezüge zum Begriff Wandel herstellen, wobei eine doppelte Perspektive eingenommen wird: Gedächtnisbezüge im Prozess des sozialen Wandels und soziale Gedächtnisse des sozialen Wandels selbst.
Assistive robots have the potential to support older people and people with disabilities in various tasks so that they can live more independently. One of the research challenges is the appearance of assistive robots so that they are accepted by prospective users and encourage interaction. This scoping review aims to identify studies that report preferences in order to derive indicators for the embodiment of a robot with assistance functions. A systematic literature research was conducted in the three electronic databases IEEE Xplore, ACM Digital Library and PubMed Central (PMC). Included papers date back not further than 2015 and report empirical studies about the preferred appearance of service robots. The search resulted in 1,760 papers. 29 were included, of which 20 papers reported quantitative studies, three described a qualitative and six a mixed-methods design. Out of these papers, seven categories of robot appearances and design components could be extracted. Most papers focused on humanoid or humanlike robots and components like facial features or gender aspects. Others relied on design that reflects the robot’s function or simulated emotions through light applications. Only eight studies focused on older adults, and no study on people with disabilities. The appearance of a humanoid robot is often described as favorable, but the definition of ‘humanoid’ varies widely within all analyzed studies and an explizit allocation of features is not possible. For their practical work, robot designers can extract various aspects from the papers; however, for generalization more research is necessary.
With the roll-out of renewable energies, highly-efficient storage systems are needed to be developed to enable sustainable use of these technologies. For short duration lithium-ion batteries provide the best performance, with storage efficiencies between 70 and 95%. Hydrogen based technologies can be developed as an attractive storage option for longer storage durations. But, common polymer electrolyte membrane (PEM) electrolyzers and fuel cells have round-trip system efficiencies of only 30–40%, and platinum and rare iridium catalysts are needed. Thus, it is a major challenge to increase the energy conversion efficiency of electrolyzers and fuel cells significantly, and at the same time to use non-precious catalysts. The present work experimentally examines the usefulness of a bifunctional NiC catalyst in two different assemblies: an alkaline fuel cell (AFC) with electrolyte gap and gas diffusion electrodes and an alkaline membrane electrolyzer (AEL). The performance characteristics of the novel system are compared with a reversible PEM fuel cell. While the AEL reaches acceptable power densities, the PEM based system still performs better than the proposed system. The AFC with an electrolyte gap provides remarkable results as it shows vanishingly small overvoltage during electrolysis at temperatures around 90 °C and current density of 100 mA cm ⁻² : an electrolyzer efficiency of about 100% could be achieved for the single cell. The round-trip efficiency was also very high: 65% were realized with 50 mA cm ⁻² . While the current density must be improved, this is a promising result for designing highly-efficient energy storage systems based on alkaline fuel cells.
The operator-software impact describes the differences between results introduced by different operators using identical software packages but applying different analysis strategies to the same data. This contribution studies the operator-software impact in the framework of local tie determination, and compares two different analysis approaches. Both approaches are used in present local tie determinations and mainly differ in the consideration of the vertical deflection within the network adjustment. However, no comparison study has yet been made so far. Selecting a suitable analysis approach is interpreted as a model selection problem, which is addressed by information criteria within this investigation. A suitable model is indicated by a sufficient goodness of fit and an adequate number of model parameters. Moreover, the stiffness of the networks is evaluated by means of principal component analysis. Based on the date of a measurement campaign performed at the Geodetic Observatory Wettzell in 2021, the impact of the analysis approach on local ties is investigated. For that purpose, an innovated procedure is introduced to obtain reference points of space geodetic techniques defining the local ties. Within the procedure, the reference points are defined independently of the used reference frame, and are based on geometrical conditions. Thus, the results depend only on the estimates of the performed network adjustment and, hence, the applied network analysis approach. The comparison of the horizontal coordinates of the determined reference points shows a high agreement. The differences are less than 0.2 mm. However, the vertical components differ by more than 1 mm, and exceed the coverage of the estimated standard deviations. The main reasons for these large discrepancies are a network tilting and a network bending, which is confirmed by a residual analysis.
Noise is the number two environmental health risk in Europe. With the majority of the world’s inhabitants residing in ever-growing cities, urban noise impacts an increasing number of people. Urban airports significantly contribute to urban noise, and their spatial effects far exceed their boundaries. While indoor acoustic mitigation in architecture is growingly addressed using parametric tools, there is limited research on mitigating noise with digital means through landscape and urban design. Moreover, there is a lack of methods for ameliorating urban noise through ground-forming. To address this, this paper contributes a novel method for integrating acoustic analysis in parametric landscape-forming. The method includes collecting on-line and on-site noise data, developing alternative landscape formations for mitigating noise, and evaluating design alternatives within a single digital design environment. This method was applied using research by design and examined on a case-study site adjacent to the Munich Airport. Three landform landscape designs for a park are developed, and their acoustic performance is compared. The results indicate the possibility of integrating acoustic considerations in landscape architecture, and the method provides a step-by-step guide for doing so. This capacity also promotes the long-term goal of increasing the environmental performance of urban grounds.
The finishing of yarns by bobbin dyeing is of key importance in the value chain of home and apparel textiles. In the bobbin dyeing process, yarn bobbins are placed on dye spindles and passed through with dye liquor. If the winding process parameters are selected unfavorably, the density of the winding package is inhomogeneous. The inhomogeneous density distribution leads to an inhomogeneous flow of dye liquid through the package and, hence, to dyeing defects. In order to minimize dyeing defects and to reduce set-up times, we present a simulation-based parameter recommendation for cross-winding machines in this paper. We use a kinematic model of the winding process combined with an empirical model for the package diameter to optimize the package density distribution. We introduce a criterion to avoid patterning defects and adapt winding settings. For bobbins with Nm 34 Co yarn, the homogeneity of the density was improved and the color deviation was reduced by up to 50% due to these simulation-based setting suggestions.
In den Mitgliedstaaten der EU finden sich unterschiedliche Verfahren und Elemente des kollektiven Rechtsschutzes. Während in Frankreich und Italien Verbraucherverbände in Massenverfahren stellvertretend für die betroffenen Personen klagen können, sieht das spanische, portugiesische, schwedische und dänische Recht Gruppenklageverfahren vor, in denen neben Verbänden auch einzelne Personen Klagen für Gruppen von z. B. betroffenen Verbrauchern einreichen können. In Finnland wiederum können Gruppenklagen, die individuelle Schäden bündeln, von einem sog.
Anders als in anderen EU-Mitgliedstaaten stand in Deutschland lange Zeit kein Rechtsbehelf zur kollektiven Durchsetzung von Einzelansprüchen zur Verfügung. Im Jahr 2005 wurde als Reaktion auf die Vielzahl von Anlegerklagen gegen die Deutsche Telekom zwar das sog. KapMuG erlassen, das seit dem 1.11.2005 in Kraft ist und bereits in diversen Verfahren angewendet worden ist. Mit diesem Verfahren besteht die Möglichkeit, im ersten Rechtszug die Feststellung des Vorliegens oder Nichtvorliegens anspruchsbegründender oder anspruchsausschließender Voraussetzungen oder die Klärung von Rechtsfragen (Feststellungsziele) begehren zu können (§ 2 Abs. 1 S. KapMuG).
Der kollektive Rechtsschutz ist in Deutschland insbesondere seit dem Inkrafttreten der deutschen Musterfeststellungsklage am 1. November 2018 in aller Munde. Das deutsche Zivilprozessrecht sah bis dahin ein allgemeines Verfahren, das eine Vielzahl von Ansprüchen zwischen Verbrauchern und Unternehmern zum Gegenstand hat, nicht vor. Mit der Richtlinie (EU) 2020/1828 vom 25.11.2020 über Verbandsklagen zum Schutz der Kollektivinteressen der Verbraucher hat der europäische Gesetzgeber neue Rahmenvorgaben für den kollektiven Rechtsschutz in der EU geschaffen.
Eine Möglichkeit, Ansprüche kollektiv im gewerblichen Rechtsschutz geltend zu machen, bietet die Gewinnabschöpfungsklage gemäß § 10 UWG. Mit der Gewinnabschöpfungsklage sollen Streuschäden durch unlautere Wettbewerbsmaßnahmen gerichtlich adressiert werden können. Die Gewinnabschöpfungsklage hat in der derzeitigen Fassung indes nur äußerst geringe praktische Relevanz, was in erster Linie daran liegt, dass der abgeschöpfte Gewinn nach § 10 Abs. 1 UWG dem Bundeshaushalt zugeführt wird und in keiner Weise dem Kläger zugutekommt.
Institution pages aggregate content on ResearchGate related to an institution. The members listed on this page have self-identified as being affiliated with this institution. Publications listed on this page were identified by our algorithms as relating to this institution. This page was not created or approved by the institution. If you represent an institution and have questions about these pages or wish to report inaccurate content, you can contact us here.
2,729 members
Heino Stoever
  • Faculty of Health and Social Work
Michael Märtens
  • Faculty of Health and Social Work
Nils Urbach
  • Faculty of Business and Law
Barbara Klein
  • Faculty of Health and Social Work
Baris Sertkaya
  • Faculty of Computer Science and Engineering
Information
Address
Nibelungenplatz 1, 60318, Frankfurt am Main, Hessen, Germany
Website
www.fra-uas.de