In dieser Dissertation wurde untersucht, inwieweit die Kombination von Mikrofluidik mit elektrophoretischer Formgebung zur additiven Herstellung von Keramikbauteilen genutzt werden kann. Mit Verfahren der Mikrofluidik sollten räumliche Strukturierung und Materialdifferenzierung erfolgen, während die elektrophoretische Abscheidung für die Ausbildung einer homogenen Mikrostruktur sorgt. Es wurde eine Versuchsanlage aufgebaut, die eine kontrollierte elektrophoretische Abscheidung von Keramikpartikeln, die durch eine Hohlelektrode zugeführt werden, auf porösen Membranen ermöglicht. Die Anlage bietet – im Unterschied zu bereits beschriebenen Verfahren – das Potenzial für eine hochgradige Parallelisierung und Multimaterialdruck. Schließlich wurden Finite-Elemente-Modelle zur Feldverteilung und zur Partikelbewegung entwickelt, mit denen die experimentellen Ergebnisse verglichen wurden. Bei den Versuchen traten viele in ihrem Ausmaß nicht erwartete Phänomene auf: elektrohydrodynamische Effekte und nichtelektrisch verursachte Strömungen des Lösungsmittels, die die Ausbeute und Reproduzierbarkeit sowie die Eigenschaften der abgeschiedenen Strukturen verschlechterten, was zusätzlichen Untersuchungen notwendig machte. In Ethanol wurden relevante Abscheideparameter systematisch variiert und die Struktur und das Gefüge der abgeschiedenen Al2O3-Partikel methodisch analysiert. Die Arbeit war Teil eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sachbeihilfe-Projekts (KU 1327/10-1 | RA 614/7-1).:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 7 2 Stand der Forschung 8 2.1 Stand der Forschung additive Fertigung keramischer Bauteile 8 2.1.1 Feedstockbasierte additive Fertigungsverfahren 9 2.1.2 Pulverbasierte additive Fertigungsverfahren: 10 2.1.3 Schlickerbasierte additive Fertigungsverfahren 11 2.2 Stand der Forschung elektrophoretische Abscheidung 12 2.3 Stand der Forschung Dielektrophorese 15 2.4 Stand der Forschung EHD-Effekt 16 3 Methodisches Vorgehen 19 3.1 Allgemeiner Aufbau 19 3.2 Elektroden 22 3.3 Lösungsmittel 24 3.4 Abscheidemembranen 25 3.5 Partikel und Suspensionen 27 3.6 Durchführung der Depositionsexperimente 30 3.7 Analyse der abgeschiedenen Strukturen 32 3.7.1 Konfokale 3D Laserscanningmikroskopie (CLSM) 32 3.7.2 Dynamische Differenzkalorimetrie und Thermogravimetrie (DSC/TGA) 33 3.7.3 Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Varianzanalyse 33 4 Computersimulationen 35 5 Experimentelle Ergebnisse 41 5.1 Untersuchung des EHD-Effekts 41 5.2 Abscheidung mit verschiedenen Lösungsmitteln und Partikeln 45 5.3 Abscheidung von PEI-Aluminiumoxidpartikeln in Ethanol 51 5.4 DSC-TGA einer bedruckten Membran 60 5.5 Varianzanalyse der Gefügehomogenität elektrophoretisch abgeschiedener Proben 63 6 Zusammenfassung und Ausblick 66 7 Quellenverzeichnis 69 8 Formelverzeichnis 78 9 Tabellenverzeichnis 78 10 Abbildungsverzeichnis 79 11 Anhang 83 / In this dissertation it was examined to what extent the combination of microfluidics with electrophoretic shaping can be used for the additive manufacturing of ceramic components. The spatial structuring and material differentiation should take place using microfluidic methods, while the electrophoretic deposition ensures the formation of a homogeneous microstructure. A test facility was set up that enables controlled electrophoretic deposition of ceramic particles, which are fed through a hollow electrode, onto porous membranes. In contrast to known processes, the system offers the potential for high-quality parallelization and multi-material printing. Finally, finite element models for field distribution and particle movement were developed, with which the experimental results were compared. During the experiments, many phenomena that were not expected occurred: electrohydrodynamic effects and non-electrically induced solvent flows, which reduced the yield and reproducibility as well as the properties of the deposited structures, that made additional studies necessary. We systematically varied relevant deposition parameters in the solvent ethanol and the microstructure of the deposited Al2O3 particles was methodically analyzed. The work was part of a research grant project funded by the German Research Foundation (KU 1327 / 10-1 | RA 614 / 7-1).:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 7 2 Stand der Forschung 8 2.1 Stand der Forschung additive Fertigung keramischer Bauteile 8 2.1.1 Feedstockbasierte additive Fertigungsverfahren 9 2.1.2 Pulverbasierte additive Fertigungsverfahren: 10 2.1.3 Schlickerbasierte additive Fertigungsverfahren 11 2.2 Stand der Forschung elektrophoretische Abscheidung 12 2.3 Stand der Forschung Dielektrophorese 15 2.4 Stand der Forschung EHD-Effekt 16 3 Methodisches Vorgehen 19 3.1 Allgemeiner Aufbau 19 3.2 Elektroden 22 3.3 Lösungsmittel 24 3.4 Abscheidemembranen 25 3.5 Partikel und Suspensionen 27 3.6 Durchführung der Depositionsexperimente 30 3.7 Analyse der abgeschiedenen Strukturen 32 3.7.1 Konfokale 3D Laserscanningmikroskopie (CLSM) 32 3.7.2 Dynamische Differenzkalorimetrie und Thermogravimetrie (DSC/TGA) 33 3.7.3 Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Varianzanalyse 33 4 Computersimulationen 35 5 Experimentelle Ergebnisse 41 5.1 Untersuchung des EHD-Effekts 41 5.2 Abscheidung mit verschiedenen Lösungsmitteln und Partikeln 45 5.3 Abscheidung von PEI-Aluminiumoxidpartikeln in Ethanol 51 5.4 DSC-TGA einer bedruckten Membran 60 5.5 Varianzanalyse der Gefügehomogenität elektrophoretisch abgeschiedener Proben 63 6 Zusammenfassung und Ausblick 66 7 Quellenverzeichnis 69 8 Formelverzeichnis 78 9 Tabellenverzeichnis 78 10 Abbildungsverzeichnis 79 11 Anhang 83

The variety of middle-class speakers in St. John’s conforms to some degree to mainland Canadian-English pronunciation norms, but in complex and distinctive ways (Clarke, 1985, 1991, 2010; D’Arcy, 2005; Hollett, 2006). One as yet unresolved question is whether speakers of this variety participate in the Canadian Shift (cf. Clarke, 2012; Chambers, 2012), a chain shift of the lax front vowels that has been confirmed for many different regions of Canada (e.g. Roeder and Gardner, 2013, for Thunder Bay and Toronto, Sadlier-Brown and Tamminga, 2008, for Halifax and Vancouver). While acoustic phonetic analyses of St. John’s English are rare, some claims have been made that urban St. John’s speakers do not participate in the shift, based on two or six speakers (Labov, Ash & Boberg, 2006; Boberg 2010). Other researchers with larger data sets suggest that younger St. John’s speakers participate in mainland Canadians innovations to different degrees than mainlanders (e.g. Hollett, 2006). The Canadian Shift has not been uniformly defined, but agreement exists that with the low-back merger in place, BATH/TRAP retracts and consequently DRESS lowers. Clarke et al. (1995), unlike Labov et al. (2006), assert that KIT is subsequently lowered. Boberg (2005, 2010), however, emphasizes retraction of KIT and DRESS and suggests unrelated parallel shifts instead. In this PhD thesis, I demonstrate the presence of the Canadian Shift in St. John’s, NL, conforming to Clarke et al.’s (1995) original proposal. In my stratified randomly-sampled data (approx. 10,000 vowels, 34 interviewees, stratified as to age, gender, socioeconomic status, and “local-ness”), results from Euclidean distance measures, correlation coefficients, and linear, as well as logistic, mixed-effects regression show that (1) young St. John’s speakers clearly participate in the shift; and that (2) age has the strongest and a linear effect. Continuous modeling of age yields even more significant results for participation in a classic chain shift (6% decrease in lowering per added year). My findings also confirm that the change seems to have entered the system via formal styles (cf. Clarke, 1991, 2010, for TRAP in St. John’s). Traditionally, the linguistic homogeneity on a phonetic level of the Canadian middle class has been explained by Canada’s settlement and migration patterns of the North American Loyalists from Ontario to the west (cf. Chambers, 2009). Newfoundland’s settlement is distinct, in that the British and the Irish were the only two relevant sources. If settlement were the only crucial reason for a shared pronunciation of Canada’s middle class from Vancouver to St. John’s, the Canadian Shift should be absent in the latter region. I suggest three reasons for middle-class St. John’s’ participation in the Canadian Shift: 1) Newfoundland’s 300-year-old rural-urban divide as a result of its isolation, through which British/Irish features are attributed to rural und lower social class speakers; 2) the development of the oil industry since the 1990’s, through which social networks changed according to the perception of social distance/closeness; and 3) the importance of the linguistic marketplace, which is high in St. John’s due to 1) and 2).:List of Tables viii List of Figures x 0 Prologue – Variationist Sociolinguistics 1 1 Introduction 27 2 English-speaking Canada and its Vowel Shifts 31 3 Newfoundland and its Englishes 77 4 Data and Methodology 107 5 Analysis and Discussion 243 6 Conclusion 363 Bibliography 375 Appendices 409 A Interview Questionnaire 409 B Normality Tests per Speaker and Age Group 423 C Vowel Plot of Median Formant Values 433 D Results for the Assumptions of T-tests 435 E Results from Decision Trees and Optimal Binning 439 F Results from Regression Analyses 449 G Résumé 457 H Deutsche Zusammenfassung der Dissertation 461 I Eidestattliche Erklärung zur Eigenständigkeit 469

The thesis is dedicated to the approximation of high-dimensional functions from scattered data nodes. Many methods in this area lack the property of interpretability in the context of explainable artificial intelligence. The idea is to address this shortcoming by proposing a new method that is intrinsically designed around interpretability. The multivariate analysis of variance (ANOVA) decomposition is the main tool to achieve this purpose. We study the connection between the ANOVA decomposition and orthonormal bases to obtain a powerful basis representation. Moreover, we focus on functions that are mostly explained by low-order interactions to circumvent the curse of dimensionality in its exponential form. Through the connection with grouped index sets, we can propose a least-squares approximation idea via iterative LSQR. Here, the proposed grouped transformations provide fast algorithms for multiplication with the appearing matrices. Through global sensitivity indices we are then able to analyze the approximation which can be used in improving it further. The method is also well-suited for the approximation of real data sets where the sparsity-of-effects principle ensures a low-dimensional structure. We demonstrate the applicability of the method in multiple numerical experiments with real and synthetic data.:1 Introduction 2 The Classical ANOVA Decomposition 3 Fast Multiplication with Grouped Transformations 4 High-Dimensional Explainable ANOVA Approximation 5 Numerical Experiments with Synthetic Data 6 Numerical Experiments with Real Data 7 Conclusion Bibliography / Die Arbeit widmet sich der Approximation von hoch-dimensionalen Funktionen aus verstreuten Datenpunkten. In diesem Bereich leiden vielen Methoden darunter, dass sie nicht interpretierbar sind, was insbesondere im Kontext von Explainable Artificial Intelligence von großer Wichtigkeit ist. Um dieses Problem zu adressieren, schlagen wir eine neue Methode vor, die um das Konzept von Interpretierbarkeit entwickelt ist. Unser wichtigstes Werkzeug dazu ist die Analysis of Variance (ANOVA) Zerlegung. Wir betrachten insbesondere die Verbindung der ANOVA Zerlegung zu orthonormalen Basen und erhalten eine wichtige Reihendarstellung. Zusätzlich fokussieren wir uns auf Funktionen, die hauptsächlich durch niedrig-dimensionale Variableninteraktionen erklärt werden. Dies hilft uns, den Fluch der Dimensionen in seiner exponentiellen Form zu überwinden. Über die Verbindung zu Grouped Index Sets schlagen wir dann eine kleinste Quadrate Approximation mit dem iterativen LSQR Algorithmus vor. Dabei liefern die vorgeschlagenen Grouped Transformations eine schnelle Multiplikation mit den entsprechenden Matrizen. Unter Zuhilfenahme von globalen Sensitvitätsindizes können wir die Approximation analysieren und weiter verbessern. Die Methode ist zudem gut dafür geeignet, reale Datensätze zu approximieren, wobei das sparsity-of-effects Prinzip sicherstellt, dass wir mit niedrigdimensionalen Strukturen arbeiten. Wir demonstrieren die Anwendbarkeit der Methode in verschiedenen numerischen Experimenten mit realen und synthetischen Daten.:1 Introduction 2 The Classical ANOVA Decomposition 3 Fast Multiplication with Grouped Transformations 4 High-Dimensional Explainable ANOVA Approximation 5 Numerical Experiments with Synthetic Data 6 Numerical Experiments with Real Data 7 Conclusion Bibliography

Diese Arbeit legt eine diachrone korpuslinguistische Untersuchung der Kasusvariation in sog. Nominativobjekt-Konstruktion in der Geschichte der russischen Sprache. Bei der Nominativobjekt-Markierung handelt es sich um eines der in der Geschichte der russischen Sprache erscheinenden syntaktischen Merkmale, das auch in mehreren ostslawischen und ostbaltischen Dialekten sowie den westfinnischen Sprachen zu finden ist. Diese Art von Konstruktion lässt sich in der frühen russischen Schriftsprache bis zum 12. Jahrhundert nachweisen und wurde allgemein, wenn auch nicht durchgehend, in der russischen Kanzleisprache des 16. und 17. Jahrhunderts verwendet, wonach sie aus der Schriftsprache verschwand und z.T. nur noch in heutigen nordrussischen Dialekten mundartlich wurde. Ziel der Analyse ist es das Auftreten des Nominativs im Vergleich zum ebenfalls auftretenden und (aus der Perspektive des heutigen Standradrussischen) erwartbaren Akkusativ anhand von korpuslinguistische Studie zu beschreiben und zu erklären. Die Arbeit liefert eine multifaktorielle diachronische Analyse von sprachlichen und außersprachlichen Faktoren (wie Dialekt- oder Registervariation), die diese Kasusvariation auslösen, um die Strategien der Kasuswahl und mögliche Mikroverschiebungen zu rekonstruieren. Ein zentrales Ergebnis der Studie ist, dass bereits in den ältesten Dokumenten beide Konstruktionen mit einem Nominativ und einem Akkusativ zu finden sind, die auch noch nicht als völlig austauschbare Varianten in der Sprache existierten. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die Kasuswahl im Altrussischen nicht rein syntaktisch geregelt wurde, wie es im Mittelrussischen oft der Fall war. Einige oben genannte Fakten erlauben es zwei ursprünglich voneinander unabhängige Konstruktionen anzunehmen, die jedoch unterschiedliche Initialkonstruktionen hatten und deswegen die Überlappungsfälle ermöglichten. / This work presents a diachronic study on case variation in so called “nominative object constructions” attested in Old and Middle Russian, and in some modern North Russian dialects. The origin of those type of constructions in Russian and the syntactic status of the argument in nominative has been widely discussed and different explanations have been suggested in various historical and typological works on this phenomenon. In this study, I account for the differences in the paralleled use of nominative and accusative object constructions. This interchangeability is often explained as complementary use (distribution) of two variants of one construction or as a simply stylistic variation, but in fact, this is the expression of two independent competing rules (in means of “competing grammar approach”). The goal of this study is to present the results of a first extensive quantitative corpus-based analysis on theoretical considerations about development and micro-changes in these types of constructions with special focus on the different factors determining the case choice. It will be shown in this study that constructional change at the morphological level does not happen in complete isolation from developments at other levels. In addition, each constructional change can have repercussions on other constructions. In the case of nominative object construction and the case variation with accusative, a variety of linguistic and non-linguisitic factors can be assumed to interact. Hence, the diachronic change of different constructional variants can also be interpreted as a case of functional re-organization in that non-canonical object marking constructions.

Purpose In ophthalmology, data from both eyes of a person are frequently included in the statistical evaluation. This violates the requirement of data independence for classical statistical tests (e.g. t-Test or analysis of variance (ANOVA)) because it is correlated data. Linear mixed models (LMM) were used as a possibility to include the data of both eyes in the statistical evaluation. Methods The LMM is available for a variety of statistical software such as SPSS or R. The application was applied to a retrospective longitudinal analysis of an accelerated corneal cross-linking (ACXL (9*10)) treatment in progressive keratoconus (KC) with a follow-up period of 36 months. Forty eyes of 20 patients were included, whereas sequential bilateral CXL treatment was performed within 12 months. LMM and ANOVA for repeated measurements were used for statistical evaluation of topographical and tomographical data measured by Pentacam (Oculus, Wetzlar, Germany). Results Both eyes were classified into a worse and better eye concerning corneal topography. Visual acuity, keratometric values and minimal corneal thickness were statistically significant between them at baseline (p < 0.05). A significant correlation between worse and better eye was shown (p < 0.05). Therefore, analyzing the data at each follow-up visit using ANOVA partially led to an overestimation of the statistical effect that could be avoided by using LMM. After 36 months, ACXL has significantly improved BCVA and flattened the cornea. Conclusion The evaluation of data of both eyes without considering their correlation using classical statistical tests leads to an overestimation of the statistical effect, which can be avoided by using the LMM.

The fundamental research work about the superconducting magnetic bearing (SMB) twisting system provides huge potential to eliminate the most important limitation of productivity, that is, the friction in the ring traveler system of the existing ring spinning process. As a continuity of the research work, the functionality of the SMB spinning has been carried out with different angular spindle speeds, yarn counts, and materials in order to determine the influence of the SMB technology. The current paper presents a comparative investigation of the yarn properties, such as yarn tenacity, yarn elongation, yarn evenness, microscopic views, etc., between conventional and SMB ring spun yarn. The intensive analysis confirms that the SMB system enables one to produce satisfactory yarn quality similar to that of conventional ring spun yarn up to 15,000 rpm. The influence of conventional and SMB spinning processes on yarn properties has been further analyzed statistically using an analysis of variance.