Supplying wireless sensors from ambient energy is nowadays highly demanded for a higher flexibility of use and low system maintenance costs. Vibration sources are thereby especially attractive due to their availability and the relatively high energy density they can provide. The aim of this work is to realize a hybrid energy converter for vibration sources having low amplitude and low frequency. The idea is to combine two diverse harvesters to realize a higher energy density and at the same time to improve the converter reliability. We focus on the design, modeling, and test of the hybrid vibration converter. For an appropriate converter design, the vibration profiles of several ambient vibration sources are characterized. The results show that the typical frequency and acceleration ranges are between 5 Hz to 60 Hz and 0.1 g to 1.5 g respectively. The proposed converter is based on the magnetoelectric (ME) and electromagnetic (EM) principles. These two principles can be easily combined within almost the same volume, because they generate energy form the same varying magnetic field coupled to the mechanical vibration of the source. Thereby, the energy density is improved as the ME converter is incorporated within the relatively large coil housing of the electromagnetic converter. The proposed converter is based on the use of a magnetic spring instead of the typically used mechanical springs, which applies the repulsive force to the seismic mass of the converter. The applied vibration is transmitted to the converter based on the magnetic spring principle instead of the conventional mechanical springs. Due to the nonlinearity of the magnetic spring, the converter is able to operate for a frequency bandwidth instead of resonant frequency which is the case while using a mechanical spring. Hence, this leads to realize a high converter efficiency even under random vibrations characterized by frequency bandwidth. As well, using magnetic spring principle enables to adjust the resonant frequency of the converter relative to the applied vibration source easily by just adjusting the moving magnet size. For the converter design, a parametric study is conducted using finite element analysis. Two main criteria are thereby taken into account, which are the compactness and the efficiency of the converter. Parameters affecting these two criteria are classified in mechanical, electromagnetic and magnetoelectric parameters. Results show that the combination of the EM and ME principles leads to an improvement of the energy output compared to a single EM or ME converter. The novel hybrid converter is realized and tested under harmonic and real vibration profiles. It comprises two main parts: A fixed part, where the coils and the ME transducer are fixed in order to ensure a good reliability of the converter by avoiding wire movements. A moving part, where the moving magnet of the magnetic spring and the magnetic circuit are placed. The presented converter is reliable and compact, which is able to harvest energy with a maximum output power density of 0.11 mW/cm³ within a frequency bandwidth of 12 Hz for a resonance frequency of 24 Hz under an applied harmonic vibration with an amplitude of 1 mm. / Die Versorgung von drahtlosen Sensoren aus der Umgebungsenergie ermöglicht heutzutage eine hohe Einsatzflexibilität und die Senkung des Systemwartungsaufwands. Schwingungsquellen sind aufgrund ihrer Verfügbarkeit und der damit erreichbaren Energiedichte besonders attraktiv. Ziel dieser Arbeit ist es, einen hybriden Energiewandler für Vibrationsquellen mit geringer Amplitude und niedriger Frequenz zu realisieren. Der Ansatz dabei ist, zwei verschiedene Wandler zu kombinieren, um eine höhere Energiedichte zu erreichen und die Zuverlässigkeit zu verbessern. Der Entwurf konzentriert sich auf die Modellierung und den Test des hybriden Vibrationswandlers. Für einen geeigneten Wandlerentwurf werden die Schwingungsprofileigenschaften mehrerer Umgebungsschwingungsquellen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die typische Frequenz zwischen 5 Hz und 60 Hz und der Beschleunigungsbereich zwischen 0,1 g und 1,5 g liegen. Der vorgeschlagene Wandler kombiniert das magnetoelektrischen (ME) Prinzip mit dem elektromagnetischen (EM) Prinzip. Diese beiden Prinzipien können innerhalb des fast gleichen Volumens leicht integriert werden, da sie Energie aus der Variation des gleichen Magnetfeldes, das mit der mechanischen Schwingung gekoppelt ist, erzeugen können. Dadurch wird die Energiedichte verbessert, da der ME-Wandler in das relativ große Spulengehäuse des elektromagnetischen Wandlers eingesetzt werden kann. Darüber hinaus basiert der vorgeschlagene Wandler auf der Verwendung von Magnetfedern, um die Repulsivkraft auf die seismische Masse zu realisieren. Aufgrund der Nichtlinearität der Magnetfeder, kann der Wandler in einem breiteren Frequenzbereich betrieben werden, anstatt nur bei der Resonanzfrequenz, wie es bei der Verwendung einer mechanischen Feder der Fall ist. Dies führt dazu, dass der Wandler auch bei zufälligen breitbandigen Schwingungsquellen effizient betrieben werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung des Magnetfederprinzips eine einfache Einstellung der Resonanzfrequenz des Wandlers in Bezug auf die Schwingungsquelle, durch Einstellen der Größe des beweglichen Magneten. Für den Wandlerentwurf wird eine Parameterstudie mit Hilfe der Finite-Elemente-Analyse durchgeführt. Zwei Hauptkriterien werden dabei berücksichtigt: Die Kompaktheit und die Energieeffizienz des Wandlers. Parameter die diese beiden Kriterien beeinflussen, können in mechanische, elektromagnetische und magnetoelektrische unterteilt werden. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Kombination der EM- und ME-Prinzipien zu einer Verbesserung der Energieausbeute im Vergleich zu einem einzelnen EM- oder ME-Wandler geführt hat. Der neuartige Hybrid-Wandler wurde realisiert und unter harmonischen und realen Schwingungsprofilen getestet. Der Wandler besteht aus zwei Hauptteilen: Ein festes Teil, an dem die Spulen und der ME-Wandler befestigt sind, um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten indem auf einen beweglichen Draht verzichtet wird, und ein bewegliches Teil, das sich aus einem beweglichen Magneten zusammensetzt. Der vorgestellte Wandler ist zuverlässig, kompakt und in der Lage, Energie mit einer maximalen Ausgangsleistungsdichte von 0,11 mW/cm 3 und einer Bandbreite von 12 Hz bei einer Resonanzfrequenz von 24 Hz unter einer angelegten harmonischen Schwingung mit einer Amplitude von 1 mm zu gewinnen.

This thesis is concerned with the irreversibility of certain information processing operations. The two main results of this thesis concern the recording and erasure of information on a physical memory and the measurement, or acquisition of information by a physical device. These operations are shown to be irreversible, and their degree of irreversibility is related to the amount of information processed.

We characterize the structure of the domain of a pure jump-type Dirichlet form which is given by a Beurling–Deny formula. In particular, we obtain su cient conditions in terms of the jumping kernel guaranteeing that the test functions are a core for the Dirichlet form and that the form is a Silverstein extension. As an application we show that for recurrent Dirichlet forms the extended Dirichlet space can be interpreted in a natural way as a homogeneous Dirichlet space. For reflected Dirichlet spaces this leads to a simple purely analytic proof that the active reflected Dirichlet space (in the sense of Chen, Fukushima and Kuwae) coincides with the extended active reflected Dirichlet space. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

In der Diplomarbeit wird die Weiterentwicklung eines Prototyps zur Nachrichtenklassifikation sowie die Integration in das bestehende Web-orientierte Informationssystem (WEBIS) beschrieben. Mit der entstandenen Software vorgenommene Klassifikationen werden vorgestellt und mit bisherigen Erkenntnissen verglichen.

Cet essai se veut une analyse critique du Principe responsabilité de Hans Jonas. Le but de notre recherche consiste à expliquer la notion jonassienne de responsabilité afin d'en saisir les forces et les limites. Après avoir exposé le contexte particulier au sein duquel se dessine la problématique éthique contemporaine eu égard aux technosciences, et montré que les modèles antérieurs tant éthiques que politiques s'avèrent inaptes à combler le vide éthique devant lequel nous place !'agir contemporain, l'analyse du fondement métaphysicoontologique de la théorie éthique jonassienne - élément central, à notre avis, de l'ouvrage de Jonas - dévoile la fragilité des hypothèses sur lesquelles s'érige cette théorie Finalement, l'explicitation de la notion de responsabilité identifie le champ du politique comme le lieu privilégié de la responsabilité collective comprise comme une responsabilité, non seulement à l'égard de ce qui fut fait, mais pour ce qui sera et devra être fait.

Viele Probleme der Kombinatorik, Zahlentheorie, Wahrscheinlichkeitstheorie, Zuverlässigkeitstheorie und Statistik lassen sich durch Anwendung einer einheitlichen Methode lösen, die als Prinzip der Inklusion-Exklusion bekannt ist. Das Prinzip der Inklusion-Exklusion drückt die Indikatorfunktion einer Vereinigung endlich vieler Ereignisse als alternierende Summe der Indikatorfunktionen ihrer Durchschnitte aus. Die vorliegende Schrift befasst sich mit verbesserten Inklusions-Exklusions-Identitäten und verbesserten Bonferroni-Ungleichungen, die voraussetzen, dass die Ereignisfamilie gewissen strukturellen Anforderungen genügt. Solche wohl-strukturierten Ereignisfamilien finden sich u.a. in der schließenden Statistik, der kombinatorischen Zuverlässigkeitstheorie und der chromatischen Graphentheorie. / Many problems in combinatorics, number theory, probability theory , reliability theory and statistics can be solved by applying a unifying method, which is known as the principle of inclusion-exclusion. The principle of inclusion-exclusion expresses the indicator function of a union of finitely many events as an alternating sum of indicator functions of their intersections. This thesis deals with improved inclusion-exclusion identities and improved Bonferroni inequalities that require the family of events to satisfy some structural restrictions. Examples of such well-structured families arise in problems of statistical inference, combinatorial reliability theory and chromatic graph theory.

no abstract

This thesis is concerned with the irreversibility of certain information processing operations. The two main results of this thesis concern the recording and erasure of information on a physical memory and the measurement, or acquisition of information by a physical device. These operations are shown to be irreversible, and their degree of irreversibility is related to the amount of information processed.

We characterize the structure of the domain of a pure jump-type Dirichlet form which is given by a Beurling–Deny formula. In particular, we obtain su cient conditions in terms of the jumping kernel guaranteeing that the test functions are a core for the Dirichlet form and that the form is a Silverstein extension. As an application we show that for recurrent Dirichlet forms the extended Dirichlet space can be interpreted in a natural way as a homogeneous Dirichlet space. For reflected Dirichlet spaces this leads to a simple purely analytic proof that the active reflected Dirichlet space (in the sense of Chen, Fukushima and Kuwae) coincides with the extended active reflected Dirichlet space. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

A new transmission is being designed for a next generation of large, offshore wind turbines, based on floating cup pumps and motors. The machines have a fixed displacement of around five liter per revolution. The objective of this study is to design, manufacture and test the pistons and cups of these machines. To this end, a new test bench has been designed and build, to measure the leakage and friction of the pistons up to a pressure level of 350 bar. Several sets of pistons and cups have been tested against a reference set which was proven to have very little friction at rated and peak operating conditions. The leakage between the pistons and cups was measured at different piston positions at stationary conditions. The friction between the piston and the cup has been measured continuously. From the tests it can be concluded that the friction force is below 0,01% of the piston force. The leakage losses are less than 0,5% of the total effective flow output.