The objective of this research was to investigate the performance of two-phase spray cooling with HFC-134a and HFO-1234yf refrigerants using practical enhanced heat transfer surfaces. Results of the study were expected to provide a quantitative spray cooling performance comparison with working fluids representing the current and next-generation mobile air conditioning refrigerants, and demonstrate the feasibility of this approach as an alternative active cooling technology for the thermal management of high heat flux power electronics (i.e., IGBTs) in electric-drive vehicles. Potential benefits of two-phase spray cooling include achieving more efficient and reliable operation, as well as compact and lightweight system design that would lead to cost reduction. The experimental work involved testing of four different enhanced boiling surfaces in comparison to a plain reference surface, using a commercial pressure-atomizing spray nozzle at a range of liquid flow rates for each refrigerant to determine the spray cooling performance with respect to heat transfer coefficient (HTC) and critical heat flux (CHF). The heater surfaces were prepared using dual-stage electroplating, brush coating, sanding, and particle blasting, all featuring "practical" room temperature processes that do not require specialized equipment. Based on the obtained results, HFC-134a provided a better heat transfer performance through higher HTC and CHF values compared to HFO-1234yf at all tested surfaces and flow rates. While majority of the tested surfaces provided comparable HTC and modestly higher CHF values compared to the reference surface, one of the enhanced surfaces offered significant heat transfer enhancement.

Open treatment of condylar head fractures (CHF) is considered controversial. In this retrospective cohort study our primary objective was therefore to assess bone resorption and remodeling as well as patients function after open treatment of CHF in a medium-term follow-up (15.1 ± 2.2 months). We included 18 patients with 25 CHF who underwent open reduction and internal fixation, between 2016 and 2021, in our analysis. The clinical data and cone-beam computed tomography (CBCT) datasets were analyzed. The condylar processes were segmented in the postoperative (T1) and follow-up (T2) CBCT scans. Volumetric and linear bone changes were the primary outcome variables, measured by using a sophisticated 3D-algorithm. The mean condylar head volume decreased non-significantly from 3022.01 ± 825.77 mm3 (T1) to 2878.8 ± 735.60 mm3 (T2; p = 0.52). Morphological alterations indicated remodeling and resorption. The pre-operative maximal interincisal opening (MIO) was 19.75 ± 3.07 mm and significantly improved to 40.47 ± 1.7 mm during follow-up (p = 0.0005). Low rates of postoperative complications were observed. Open reduction of CHF leads to good clinical outcomes and low rates of medium-term complications. This study underlines the feasibility and importance of open treatment of CHF and may help to spread its acceptance as the preferred treatment option.

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<p>Hintergrund: Es gibt nur begrenzte Kenntnisse über Surrogat-Parameter für eine Verschlechterung der körperlichen Funktionsfähigkeit (SF-36) im Verlauf bei Patienten mit diastolischer Dysfunktion/Herzinsuffizienz bzw. mit Risikofaktoren hierfür. Diese Arbeit untersuchte die Assoziation neurohumoraler Aktivierung mit physischer Lebensqualität (SF-36) im Ein-Jahres-Verlauf.</p> <p> Methoden: In der bevölkerungsbasierten Diast-CHF-Studie wurden n=1937 Patienten mit Risikofaktoren für eine diastolische Herzinsuffizienz oder bereits diagnostizierter Herzinsuffizienz eingeschlossen. Für die Fragestellung wurden n=855 Patienten analysiert (Einschlusskriterien: LVEF≥50%, vorhandene Daten für LQ zu beiden Messzeitpunkten im Ein-Jahres-Verlauf (SF-36)). Alle Patienten wurden dichotomisiert in eine Gruppe mit unveränderter/verbesserter (PhF+) vs. verschlechterter körperlicher Funktionsfähigkeit (PhF-) nach einem Jahr (1-FU) im Vergleich zu den erhobenen Baseline-Werten. Verschlechterte körperliche Lebensqualität (PhF-) wurde definiert als eine Verschlechterung um mindestens eine halbe Standardabweichung gegenüber den Werten aus der Baseline. Bei allen Patienten wurden Blutentnahmen, detaillierte echokardiographische Untersuchungen sowie ein 6-Minuten-Gehtest (6-MWD) durchgeführt.</p><p> Ergebnisse: Die analysierte Population (n=855) setzte sich aus n=718 (84%) mit PhF+ sowie n=137 (16%) mit PhF- zusammen. PhF+/PhF-: Alter: 65,6±7,3/69,4±7,7 (p<0,001), BMI: 28,6±4,6/30,4±5,1 (p<0,001), LVEF: 61,6±6,2/61,9±5,8% (p=0,646), 6-MWD: 524,4±109,5/486,0±86,8 (p<0,001), NT-proBNP: 129,8/220,3 (p=0,030), MR-proADM: 0,58/0,69 (p=0,001), MR-proANP: 95,1/121,5 (p=0,009), CT-proET1: 54,6/62,4 (p=0.001). E/é: 9,8/10,9 (p=0,003), LAVI: 23,9/26,3 (p=0,007) und LVMI: 115,1/120,2 (p=0,045). Aus den Ergebnissen der linearen und logistischen Regression ging hervor, dass insbesondere das MR-proADM eine signifikante Assoziation zum Ein-Jahres-Verlauf körperlichen Funktionsfähigkeit (p<0,001) zeigte. Diese Assoziation war unabhängig von Parametern wie Alter, BMI und E/é.</p><p> Fazit: Neurohormone scheinen sich als Surrogat-Parameter für eine Verschlechterung der physischen Lebensqualität im Verlauf bei Patienten mit diastolischer Dysfunktion/Herzinsuffizienz oder kardiovaskulären Risikofaktoren hierfür zu eignen.

De déterminer si une stratégie de contrôle du rythme améliore la qualité de vie et / ou la capacité fonctionnelle par rapport à une stratégie de contrôle de la fréquence cardiaque chez les patients atteints de fibrillation auriculaire et d'insuffisance cardiaque congestive. Méthode: Pour évaluer la qualité de vie, le questionnaire SF-36 a été administré à l'inclusion et à 4 mois chez 749 patients de l’étude AF-CHF. Les paramètres de capacité fonctionnelle évalués ont été la classe fonctionnelle NYHA (1376 patients) et la distance de marche de six minutes (1099 patients). Résultats: Le type du traitement assigné n'a pas eu un impact significatif sur la qualité de vie ou la capacité fonctionnelle. Conclusion: La qualité de vie et la capacité fonctionnelle sont similaires chez les patients randomisés au contrôle du rythme par rapport au contrôle de la fréquence. Les hommes non-obèses avec moins de comorbidités semblent plus susceptibles de s'améliorer. / To determine if a rhythm control strategy improves quality of life and/or functional capacity compared to a rate control strategy in patients with atrial fibrillation and congestive heart failure. Methods: To assess QoL, the Medical Outcomes Short Form-36 (SF-36) was administered to 749 patients included in the AF-CHF study at baseline and at 4 months. Functional capacity was assessed by NYHA class determined at baseline, 3 weeks, 4 months, and at 4-month intervals thereafter in 1376 patients and by 6 minutes walk test conducted at baseline, 3 weeks, 4 months, 1 year, and annually thereafter in 1099 patients. Results: The type of the assigned treatment had no significant impact on quality of life scores nor on functional capacity. Conclusion: Quality of life and functional capacity improved to a similar extent in patients randomised to rhythm versus rate-control strategies. Non-obese male patients with less comorbidities seem more likely to improve.

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Single-phase CFD calculations are already widely applied in nuclear industry for the thermal-hydraulic design optimization of fuel assemblies (FA). In contrast, two-phase CFD-applications are still in the state of development. The work presented in this thesis shows contributions towards the detailed two-phase modeling of boiling flows under swirl conditions in sub-channel geometries of pressurized water reactors (PWR) FAs, including a realistic description of the critical heat flux (CHF)-phenomena and identification of two-phase indicators characterizing CHF-phenomena. The numerical simulations were conducted with a 3-D CFD code (STAR CD) for various types of swirl generating components in FA. New insights regarding local void distribution in sub-channels under swirl conditions were obtained, which are relevant for CHF (“bubble pockets”). Furthermore, an enhanced wall partitioning model provides a more realistic description of the steep increase of the rod temperature due to CHF. Presented validation studies showed good agreement with the available experiments under PWR conditions for the radial void distributions at non-CHF conditions as well as for the CHF prediction. The results performed in this thesis show the incentives and chances of two-phase CFD applications for the development of thermal-hydraulically optimized PWR spacer grids with regard to heat transfer and improvement to the CHF behaviour. / Einphasige CFD Analysen stellen für typische thermohydraulische Fragestellungen aus dem Kernkraftwerksbereich bereits jetzt ein wichtiges Werkzeug für die Brennelement (BE)¬Auslegung dar. Die zweiphasige CFD-Modellierung befindet sich dagegen in der Entwicklungsphase. Die in dieser Dissertation präsentierten Arbeiten zeigen Fortschritte für die detaillierte zweiphasige Modellierung drallbehafteter Strömungen im Unterkanal eines BEs des Druckwasserreaktors (DWR) einschließlich der realistischen Beschreibung des kritischen Wärmestroms (CHF) sowie die Bestimmung zweiphasiger Indikatoren, welche das Auftreten von CHF-Phänomen beschreiben. Verschiedene drallerzeugende Komponenten im BE wurden mit dem 3-D CFD-Code STAR-CD modelliert. Es wurden neue Erkenntnisse zur lokalen Blasenverteilung in Unterkanälen unter Drallbedingungen gewonnen, die für CHF relevant sind (“bubble pockets”). Durch eine Modifikation des Wärmeübergangsmodells (heat partitioning model) wird der starke Anstieg der Stabtemperatur infolge CHF realistischer beschrieben. Die durchgeführten Validierungen zeigen eine gute Übereinstimmung mit verfügbaren Experimenten unter DWR-Bedingungen für die radialen Blasenverteilungen und für die Bestimmung von CHF. Die vorliegenden Ergebnisse dieser Dissertation verdeutlichen den Nutzen und die Möglichkeiten von zweiphasigen CFD-Anwendungen für die Entwicklung und die thermohydraulische Optimierung von DWR-Abstandshaltern bezüglich des Wärmeübergangs und der Verbesserung des CHF-Verhaltens. / Модели однофазовой среды в вычислительной гидродинамике (англ. CFD) являются уже сейчас важным инструментом для решения типичных термогидравлических задач в ядерной энергетике, например, при конструировании тепловыделяющих сборок (ТВС). Двухфазовое моделирование, в сравнении с однофазовым, находится на сегодняшний момент в стадии развития. Данная диссертация связана с совершенствованием двухфазовой модели в направлении улучшения детализации вихревого течения внутри ячейки ТВС в условиях работы двухконтурного ядерного реактора (тип PWR). Также в работе показана возможность более реалистичного описания феномена кризиса теплоотдачи и определения двухфазовых индикаторов, характеризующих критический тепловой поток (англ. CHF). Комплекс расчетов выполнен для различных интенсификаторов теплоотдачи, размещенных на дистанционирующих решетках TBC. Расчеты производились с помощью программного обеспечения STAR-CD, позволяющего моделировать трехмерные гидродинамические системы. Полученные новые данные о локальном распределении пузырьков в ячейках с вихревым течением дали важную информацию для идентификации критического теплового потока. Усовершенствование модели теплоотдачи на поверхности тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ) позволило более реалистично описать резкое повышение температуры на поверхности ТВЭЛа при достижении критических условий. Полученные результаты численного моделирования для радиальных распределений пузырьков при нормальных условиях работы PWR и также для определения критического теплового потока показали хорошее совпадение с известными экспериментальными данными. Представленные в диссертации результаты показывают возможности применения двухфазовых CFD-расчётов для разработки и термогидравлической оптимизации дистанционирующих решеток с целью улучшения теплообмена и характеристик критического теплового потока в двухконтурном ядерном реакторе типа PWR.

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Single-phase CFD calculations are already widely applied in nuclear industry for the thermal-hydraulic design optimization of fuel assemblies (FA). In contrast, two-phase CFD-applications are still in the state of development. The work presented in this thesis shows contributions towards the detailed two-phase modeling of boiling flows under swirl conditions in sub-channel geometries of pressurized water reactors (PWR) FAs, including a realistic description of the critical heat flux (CHF)-phenomena and identification of two-phase indicators characterizing CHF-phenomena. The numerical simulations were conducted with a 3-D CFD code (STAR CD) for various types of swirl generating components in FA. New insights regarding local void distribution in sub-channels under swirl conditions were obtained, which are relevant for CHF (“bubble pockets”). Furthermore, an enhanced wall partitioning model provides a more realistic description of the steep increase of the rod temperature due to CHF. Presented validation studies showed good agreement with the available experiments under PWR conditions for the radial void distributions at non-CHF conditions as well as for the CHF prediction. The results performed in this thesis show the incentives and chances of two-phase CFD applications for the development of thermal-hydraulically optimized PWR spacer grids with regard to heat transfer and improvement to the CHF behaviour. / Einphasige CFD Analysen stellen für typische thermohydraulische Fragestellungen aus dem Kernkraftwerksbereich bereits jetzt ein wichtiges Werkzeug für die Brennelement (BE)¬Auslegung dar. Die zweiphasige CFD-Modellierung befindet sich dagegen in der Entwicklungsphase. Die in dieser Dissertation präsentierten Arbeiten zeigen Fortschritte für die detaillierte zweiphasige Modellierung drallbehafteter Strömungen im Unterkanal eines BEs des Druckwasserreaktors (DWR) einschließlich der realistischen Beschreibung des kritischen Wärmestroms (CHF) sowie die Bestimmung zweiphasiger Indikatoren, welche das Auftreten von CHF-Phänomen beschreiben. Verschiedene drallerzeugende Komponenten im BE wurden mit dem 3-D CFD-Code STAR-CD modelliert. Es wurden neue Erkenntnisse zur lokalen Blasenverteilung in Unterkanälen unter Drallbedingungen gewonnen, die für CHF relevant sind (“bubble pockets”). Durch eine Modifikation des Wärmeübergangsmodells (heat partitioning model) wird der starke Anstieg der Stabtemperatur infolge CHF realistischer beschrieben. Die durchgeführten Validierungen zeigen eine gute Übereinstimmung mit verfügbaren Experimenten unter DWR-Bedingungen für die radialen Blasenverteilungen und für die Bestimmung von CHF. Die vorliegenden Ergebnisse dieser Dissertation verdeutlichen den Nutzen und die Möglichkeiten von zweiphasigen CFD-Anwendungen für die Entwicklung und die thermohydraulische Optimierung von DWR-Abstandshaltern bezüglich des Wärmeübergangs und der Verbesserung des CHF-Verhaltens. / Модели однофазовой среды в вычислительной гидродинамике (англ. CFD) являются уже сейчас важным инструментом для решения типичных термогидравлических задач в ядерной энергетике, например, при конструировании тепловыделяющих сборок (ТВС). Двухфазовое моделирование, в сравнении с однофазовым, находится на сегодняшний момент в стадии развития. Данная диссертация связана с совершенствованием двухфазовой модели в направлении улучшения детализации вихревого течения внутри ячейки ТВС в условиях работы двухконтурного ядерного реактора (тип PWR). Также в работе показана возможность более реалистичного описания феномена кризиса теплоотдачи и определения двухфазовых индикаторов, характеризующих критический тепловой поток (англ. CHF). Комплекс расчетов выполнен для различных интенсификаторов теплоотдачи, размещенных на дистанционирующих решетках TBC. Расчеты производились с помощью программного обеспечения STAR-CD, позволяющего моделировать трехмерные гидродинамические системы. Полученные новые данные о локальном распределении пузырьков в ячейках с вихревым течением дали важную информацию для идентификации критического теплового потока. Усовершенствование модели теплоотдачи на поверхности тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ) позволило более реалистично описать резкое повышение температуры на поверхности ТВЭЛа при достижении критических условий. Полученные результаты численного моделирования для радиальных распределений пузырьков при нормальных условиях работы PWR и также для определения критического теплового потока показали хорошее совпадение с известными экспериментальными данными. Представленные в диссертации результаты показывают возможности применения двухфазовых CFD-расчётов для разработки и термогидравлической оптимизации дистанционирующих решеток с целью улучшения теплообмена и характеристик критического теплового потока в двухконтурном ядерном реакторе типа PWR.

End-stage conditions such as chronic heart failure (CHF) and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) have shown some of the most dramatic increases in mortality in the developed world over the past 40 years. Both are therefore leading causes of morbidity and mortality worldwide and should be considered as a major economic and social burden that is both substantial and increasing. In these conditions, exercise therapy should play an integral part in maintaining the patient’s maximal level of independence and functioning, as well as slowing or possibly even stopping the progression of the condition. In this context the main objectives of these doctoral theses are: a. Proving the safety of different exercise modalities. b. Identifying the most effective exercise interventions in regards to clinical parameters. c. Proving the feasibility of outpatient rehabilitation programmes for these high risk populations. This work, therefore, combines three studies looking into the effects of non-pharmaceutical interventions – predominantly different exercise regimes in the two major conditions in the mortality statistics of CHF and COPD - both with a very poor prognosis. In conclusion it can be said that the results and experience of all three studies demonstrate the safe feasibility of different outpatient exercise interventions and suggest specific positive adaptations in patients with heart failure and COPD which also led to a lower hospitalisation rate. There are clear hints that the therapy spectrum could be supplemented significantly by specific training interventions. The financial implications for any health care system are also highly relevant.