Um die Leistung eines Zerkleinerungsprozesses zu maximieren, kann die Effektivität eines Kegelbrecher-Designs schnell und präzise durch ROCKY DEM evaluiert werden. Tatsächlich brechen Partikel, wenn sie einer ausreichenden Stoßenergie ausgesetzt sind. Diese Energie ist die ausgeführte Arbeit des Systems, um ein Teilchen zu brechen. Weiterhin berücksichtigt das Potapov-Donaue-Bruchmodell die Bruchfestigkeit der Teilchen und M. M ist eine Materialkonstante, die mit der Fragmentgrößenverteilung zusammenhängt. Diese Parameter werden durch ein Kalibrierverfahren ausgewählt, das eine Reihe von Freien-Tropfen-Labortests beinhaltet. Die Anzahl der notwendigen Tests hängt von den probabilistischen Überlegungen zu den Ergebnissen. Sobald die Parameter erhalten sind, wird eine ROCKY-Diskrete-Element-Methode-Simulation eines Kegelbrechers durchgeführt. Zuerst werden die Teilchen über dem Brecher kumuliert. Danach dreht und kippt der Kegelbrecher, um die Partikel an den Innenwänden zu zerkleinern. Damit können wir zeigen, dass die Maximierung des Massenflusses für eine gegebene Teilchenverteilung erreicht wird.

Lineare hyperbolische partielle Differentialgleichungen in homogenen Medien, beispielsweise die Wellengleichung, die die Ausbreitung und die Streuung akustischer Wellen beschreibt, können im Zeitbereich mit Hilfe von Randintegralgleichungen formuliert werden. Im ersten Hauptteil dieser Arbeit stellen wir eine effiziente Möglichkeit vor, numerische Approximationen solcher Gleichungen zu implementieren, wenn das Huygens-Prinzip nicht gilt. Wir nutzen die Faltungsquadraturmethode für die Zeitdiskretisierung und eine Galerkin-Randelement-Methode für die Raumdiskretisierung. Mit der Faltungsquadraturmethode geht eine diskrete Faltung der Faltungsgewichte mit der Randdichte einher. Bei Gültigkeit des Huygens-Prinzips konvergieren die Gewichte exponentiell gegen null, sofern der Index hinreichend groß ist. Im gegenteiligen Fall, das heißt bei geraden Raumdimensionen oder wenn Dämpfungseffekte auftreten, kann kein Verschwinden der Gewichte beobachtet werden. Das führt zu Schwierigkeiten bei der effizienten numerischen Behandlung. Im ersten Hauptteil dieser Arbeit zeigen wir, dass die Kerne der Faltungsgewichte in gewisser Weise die Fundamentallösung im Zeitbereich approximieren und dass dies auch zutrifft, wenn beide bezüglich der räumlichen Variablen abgeleitet werden. Da die Fundamentallösung zudem für genügend große Zeiten, etwa nachdem die Wellenfront vorbeigezogen ist, glatt ist, schließen wir Gleiches auch in Bezug auf die Faltungsgewichte, die wir folglich mit hoher Genauigkeit und wenigen Interpolationspunkten interpolieren können. Darüber hinaus weisen wir darauf hin, dass zur weiteren Einsparung von Speicherkapazitäten, insbesondere bei Langzeitexperimenten, der von Schädle et al. entwickelte schnelle Faltungsalgorithmus eingesetzt werden kann. Wir diskutieren eine effiziente Implementierung des Problems und zeigen Ergebnisse eines numerischen Langzeitexperimentes. Im zweiten Hauptteil dieser Arbeit beschäftigen wir uns mit Transmissionsproblemen der Wellengleichung im Freiraum. Solche Probleme werden gewöhnlich derart behandelt, dass der Freiraum, wenn nötig durch Einführen eines künstlichen Randes, in ein unbeschränktes Außengebiet und ein beschränktes Innengebiet geteilt wird mit dem Ziel, eventuelle Inhomogenitäten oder Nichtlinearitäten des Materials vollständig im Innengebiet zu konzentrieren. Wir werden eine Lösungsstrategie vorstellen, die es erlaubt, die aus der Teilung resultierenden Teilprobleme so weit wie möglich unabhängig voneinander zu behandeln. Die Kopplung der Teilprobleme erfolgt über Transmissionsbedingungen, die auf dem ihnen gemeinsamen Rand vorgegeben sind. Wir diskutieren ein Kopplungsverfahren, das auf verschiedene Diskretisierungsschemata für das Innen- und das Außengebiet zurückgreift. Wir werden insbesondere ein explizites Verfahren im Innengebiet einsetzen, im Gegensatz zum Außengebiet, bei dem wir ein auf ein Mehrschrittverfahren beruhendes Faltungsquadraturverfahren nutzen. Die Kopplung erfolgt nach der Strategie von Johnson und Nédélec, bei der die direkte Randintegralmethode zum Einsatz kommt. Diese Strategie führt auf ein unsymmetrische System. Wir analysieren das diskrete Problem hinsichtlich Stabilität und Konvergenz und unterstreichen die Einsatzfähigkeit des Kopplungsalgorithmus mit der Durchführung numerischer Experimente.

Oscillations are present at many different levels of biological organization. The cell cycle that directs the division of individual cells, the regular depolarization of neurons in the sinu-atrial node which underlies the regular beating of the heart, the circadian rhythms that govern the daily activity cycles of virtually all organisms, and the clocks that make entire populations of fireflies flash on and off in unison feature as prominent examples of biological clocks. During development, biological clocks regulate the patterning of growing tissues, as is the case in vertebrate somitogenesis, and potentially also in vertebrate limb outgrowth and axial segmentation of invertebrate embryos. During vertebrate segmentation, the embryonic axis is subdivided along its anterior-posterior axis into epithelial spheres of cells called somites. This rhythmic process is thought to be driven by a multicellular oscillatory gene network, the so-called segmentation clock. Oscillations of hairy and enhancer of split gene products have been proposed to constitute the core clockwork in individual cells, and these oscillators are coupled to each other by Delta-Notch intercellular signaling. The interaction of the segmentation clock with a posteriorly-moving arrest wavefront then translates the temporal information encoded by the clock into a spatial pattern of segments. In the framework of this Clock and Wavefront model, segment length is determined by both clock period and arrest wavefront velocity. How the period of the segmentation clock is regulated is presently unknown, and understanding the mechanism of period setting might yield insight into the nature and function of the segmentation clock. In this study, two different but complementary approaches were pursued to investigate how period is regulated in the zebrafish segmentation clock. First, it has been reported that zebrafish mind bomb (mib) mutant embryos form somites more slowly than their wt siblings, suggesting that Mib might be implicated in period setting. Mib is an E3 ubiquitin ligase required for ubiquitination and endocytosis of the Notch ligand Delta, and Notch signaling is impaired in mutants with defective Mib. It has been suggested that the mechanistic basis for the requirement of Delta endocytosis in Notch signaling is a need for Delta to enter a particular endocytic compartment, potentially a recycling endosome, in a ubiquitin-dependent manner, where its signaling ability might be established or amplified by an as yet unknown posttranslational modification. In the present study, Delta trafficking through the endocytic pathway was analyzed in the PSM of wt and mib embryos through colocalization studies with endocytic markers. The rationale of this approach was that if Delta gained access to a particular endocytic compartment through Mib-dependent endocytosis, the presence of Delta in this compartment would be expected to be reduced in mutants with defective Mib, thereby revealing the compartment’s identity. However, no qualitative changes in colocalization with different endocytic markers could be detected in mib mutants, and the methods available did not allow for quantification of colocalization in wt or mutant backgrounds. However, Delta colocalized with 13 markers of recycling endosomes, consistent with the hypothesis that these are functionally important in Notch signaling. More refined techniques will be necessary for a quantitative analysis of normal as compared to impaired Delta trafficking. A genetic approach to period regulation proved to be successful for the Drosophila circadian clock, where the identification of period mutants advanced the understanding of the clock’s genetic circuitry. This motivated a screen for period mutants of the segmentation clock, which was carried out by measuring somitogenesis period, segment length and arrest wavefront velocity in a pool of candidate mutants. A subset of Delta-Notch mutants, and embryos treated with a small-molecule inhibitor that impairs Notch signaling, displayed correlated increases in somitogenesis period and segment length, while there was no detectable change in arrest wavefront velocity. Combined, these findings suggested that segmentation clock period is increased in experimental conditions with impaired Delta-Notch signaling. Using a theoretical description of the segmentation clock as an array of coupled phase oscillators, the delay in the coupling and the autonomous frequency of individual cells were estimated from the direction and magnitude of the period changes. The mutants presented here are the first candidates for segmentation clock period mutants in any vertebrate. The nature of the molecular lesions in these mutants, all of which affect genes implicated in intercellular Delta-Notch signaling, suggests that communication between oscillating PSM cells is a key factor responsible for setting the period of the segmentation clock.

Die konventionelle Kälteerzeugung mit Kompressionskältemaschinen ist mit vielen Nachteilen verbunden: hohe elektrische Lastspitzen, Energieverbräuche, Umweltbelastungen, signifikante Kosten sowie ein umfangreicher Einsatz von ozonabbauenden Kältemitteln in den letzten Jahren. Eine wesentliche Verbesserung kann durch die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung erreicht werden. Durch die thermisch angetriebenen Kältemaschinen ist eine rationelle Nutzung der im Kühllastfall ausreichend vorhandenen Wärme möglich. Um die Kälteerzeugung weiter energetisch, wirtschaftlich und ökologisch zu verbessern, stellt der Einsatz von Kältespeichern eine aussichtsreiche Alternative dar. In diesem Projekt wird deshalb der Kältespeicher-Einsatz speziell für die Randbedingungen in Deutschland untersucht.

This paper presents three new coupling methods for interior penalty discontinuous Galerkin finite element methods and boundary element methods. The new methods allow one to use discontinuous basis functions on the interface between the subdomains represented by the finite element and boundary element methods. This feature is particularly important when discontinuous Galerkin finite element methods are used. Error and stability analysis is presented for some of the methods. Numerical examples suggest that all three methods exhibit very similar convergence properties, consistent with available theoretical results.

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Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Darmstadt.

Techn. Hochsch., Diss., 2004--Aachen.

Interessante Optionen in der dezentralen Energieversorgung ergeben sich mit dem Einsatz von erdgasbetriebenen Gas-Otto-Motor-, Mikrogasturbinen-, Stirlingmotor- und PEMFC-Modulen. In dem Zusammenhang ist zu beachten, dass die Nutzungsmöglichkeiten dieser KWK-Systeme auch durch die elektrischen und thermischen Bedarfswerte und -strukturen der zu versorgenden Objekte bestimmt werden. Der Schwerpunkt dieser Arbeit ist, neben einer experimentellen und theoretischen Untersuchung ausgewählter KWK-Module, die vergleichende Bewertung von KWK-Anwendungen in der Hausenergieversorgung. Am Beispiel der Energieversorgung von Modell-Siedlungen nach VDI 2067-7 wird der stationäre Betrieb der untersuchten KWK-Module im bi- und polyvalenten Einsatz nachgebildet und bilanziert. Zur Bewertung der KWK-Konzepte erfolgt ein Vergleich zu einer konventionellen Energieversorgungsstrategie mit getrennter Bereitstellung elektrischer und thermischer Energie. Als Indikatoren zur Beurteilung der dezentralen Energieversorgungsvarianten dienen definierte energetische, ökologische und ökonomische Faktoren. Im Rahmen von Simulationsanalysen wird die Bedeutung der Integrations- und Einsatzweise der KWK-Module untersucht. Ein Variantenvergleich der Energieversorgungsstrategien verdeutlicht, welche Einsatzmöglichkeiten der KWK-Module für die untersuchte Struktur der Hausenergieversorgung beim gegenwärtigen Stand der Technik zweckmäßig sind.

Höhere Drehzahlen, neue Anwendungen in elektrischen Fahrzeugen und der damit verbundene Leichtbau führen zu stärkeren Schwingungsphänomenen in elektrischen Drehfeldmaschinen. Besondere Bedeutung kommt dabei lateralen Rotorschwingungen zu, die sich akustisch bemerkbar machen und im Extremfall sogar zum Versagen des gesamten Systems führen können. In diesem Beitrag wird ein neuartiges Modell vorgestellt, welches rotordynamische Phänomene beliebiger Drehfeldmaschinen in transienten Fahrzuständen unter Berücksichtigung der vollen elektromagnetischen Kopplung abbilden kann. Im vorliegenden Beitrag wird eine FEM-Validierung des vorgeschlagenen Modells präsentiert. Danach wird ein Szenario vorgestellt, bei dem magnetisch angefachte Lateralschwingungen aufklingen. / Higher Speeds, new applications in electric vehicles and the need for lightweight structures lead to increasing occurrence of vibration phenomena in rotating field electrical machines. Lateral rotor oscillations take a particular role in this context, as they produce noise and may cause the entire system to fail in an extreme case. In this contribution, a novel modelling approach is presented, which allows for the fully coupled simulation of transient rotordynamics in all kinds of rotating field machines. This paper includes a FEM-validation of the proposed model. After that a scenario where self-excited lateral oscillations occur is presented.