Die Dissertationsschrift stellt eine Methodik und die Infrastruktur zur Entwicklung von dynamisch verteilbaren Anwendungen für heterogene Computersysteme vor. Diese Computersysteme besitzen vielfältige Rechenwerke, die Berechnungen in den Domänen Software und Hardware realisieren. Als erster Schritt wird ein übergreifendes und integriertes Vorgehen für den Anwendungsentwurf auf Basis eines abstrakten “Single-Source” Ansatzes entwickelt. Durch die Virtualisierung der Rechenwerke wird die preemptive Verteilung der Anwendungen auch über die Domänengrenzen möglich. Die Anwendungsentwicklung für diese Computersysteme bedarf einer durchgehend automatisierten Entwurfsunterstützung. In der Arbeit wird der dazu vorgeschlagene Ansatz formalisiert und eine neuartige Unterbrechungspunktsynthese entwickelt, die ein hinsichtlich Zeit und Fläche optimiertes, präemptives Verhalten für beliebige Anwendungsbeschreibungen generiert. Das Verfahren wird beispielhaft implementiert und mittels einer FPGA- Prototypenplattform mit Linux-basierter Laufzeitumgebung anhand dreier Fallbeispiele unterschiedlicher Komplexität validiert und evaluiert. / This thesis introduces a methodology and infrastructure for the development of dynamically distributable applications on heterogeneous computing systems. Such systems execute computations using resources from both the hardware and the software domain. An integrated approach based on an abstract single-source design entry is developed that allows preemptive partitioning through virtualization of computing resources across the boundaries of differing computational domains. Application design for heterogeneous computing systems is a complex task that demands aid by electronic design automation tools. This work provides a novel synthesis approach for breakpoints that generates preemptive behaviour for arbitrary applications. The breakpoint scheme is computed for a minimal additional resource utilization and given timing constraints. The approach is implemented on an FPGA prototyping platform driven by a Linux based runtime environment. Evaluation and validation of the approach have been carried out using three different application examples.

Univ., Diss.--Zürich, 2000. / Zählung im Band lautet irrtümlich auf "45".

Zweck - In dieser Bachelorarbeit werden die öffentlich nicht zugänglichen Technologieparameter von Passagierflugzeugen näherungsweise bestimmt. Das sind maximaler Auftriebsbeiwert bei Start und Landung, maximale Gleitzahl und spezifischer Kraftstoffverbrauch im Reiseflug. Folgende Flugzeuge werden paarweise untersucht und verglichen: A340-300 und IL-96-300, Boeing 727-200 Advanced und TU-154M, Fokker 100 und MD-82, A319-100 und An-72. --- Methodik - Die Berechnung erfolgt mit dem Excel-basierten Werkzeug "Passenger Jet Reverse Engineering" (PJRE). Grundlage der Berechnung ist die aus dem Flugzeugentwurf bekannte Dimensionierung mit dem Entwurfsdiagramm. Für die ausgewählten Passagierflugzeuge werden die erforderlichen Eingangsparameter recherchiert. Die zunächst unbekannten Technologieparameter werden dann mit PRJE sowohl ermittelt als auch verifiziert. --- Ergebnisse - Die Ergebnisse aus dem Reverse Engineering stimmen recht gut überein mit den Werten aus der Verifikation. Lediglich die Werte der maximalen Gleitzahl im Reiseflug sind berechnet aus der Verifikation oft deutlich höher als berechnet aus dem Reverse Engineering. Der spezifische Kraftstoffverbrauch im Reiseflug hat sich über die Jahrzehnte der Flugzeugentwicklung stark verringert. --- Bedeutung für die Praxis - Durch die Konkurrenzsituation der Flugzeughersteller können viele Flugzeugparameter nicht öffentlich zur Verfügung gestellt werden. Die Anwendung von PJRE zeigt, wie diese Parameter trotzdem näherungsweise ermittelt werden können. --- Soziale Bedeutung - Eine detaillierte Diskussion über Flugkosten, Ticketpreise und die Umweltverträglichkeit des Flugverkehrs setzt detaillierte Kenntnisse über die Flugzeuge voraus. Durch ein Reverse Engineering können Verbraucher diese Diskussion mit der Industrie auf Augenhöhe führen. --- Originalität / Wert - Nach der Entwicklung von PJRE wird die Methode hier zum ersten Mal angewandt.

Description Logics (DLs) belong to a successful family of knowledge representation formalisms with two key assets: formally well-defined semantics which allows to represent knowledge in an unambiguous way and automated reasoning which allows to infer implicit knowledge from the one given explicitly. This thesis investigates various reasoning techniques for tractable DLs in the EL family which have been implemented in the CEL system. It suggests that the use of the lightweight DLs, in which reasoning is tractable, is beneficial for ontology design and maintenance both in terms of expressivity and scalability. The claim is supported by a case study on the renown medical ontology SNOMED CT and extensive empirical evaluation on several large-scale biomedical ontologies.

Im Beitrag werden drei Methoden für den Entwurf und die Bemessung von Textilbetonverstärkungen vorgestellt. Für eine Vorbemessung wird die Variantenuntersuchung angewendet, z.B. für die Bestimmung der Anzahl an Textillagen. Für die Festlegung von Realisierungen mehrerer kontinuierlicher Entwurfsvariablen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Entwurfsziele und Entwurfsnebenbedingungen werden die Fuzzy-Optimierung und die direkte Lösung der Entwurfsaufgabe skizziert. Mit der Fuzzy-Optimierung werden Kompromisslösungen für die multikriterielle Entwurfsaufgabe ermittelt. Die direkte Lösung basiert auf der explorativen Datenanalyse von Punktmengen, die als Ergebnis einer unscharfen Tragwerksanalyse vorliegen, und liefert Bereiche – sog. Entwurfsteilräume – als Grundlage für die Auswahl des Entwurfs.

To accommodate the growing demand on higher speeds, low latencies and low energy consumption, the interconnections within and between data centers are supposed to be implemented as optical fiber and waveguide interconnects in future. Optical fiber interconnects provide several advantages over their electrical counterparts as they enable higher bandwidth densities and lower losses at high frequencies over distances longer than few centimeters. However, nowadays optical fiber interconnects are usually not very energy-efficient. The systems in optical networks are mostly optimized for running at their peak performance to transmit the information with the highest available error-free data rate. But the work load of a processor system and hence of an optical link is not constant and varies over time due to the demand of the running applications and users. Therefore, optical interconnects consume the same high power at all times even if lower performance is required. In this paper a new method for the tuning of optical interconnects for on-board and board-to-board optical communication is described. In this way the performance of the transceiver systems of the link is adapted to the present transmission workload and link requirements. If for example lower data rates are required, the bandwidth and therefore the power consumption of the systems can be reduced. This tuning is enabled by the integrated circuitry of the optical link. Different methods for such an adaptive tuning are described and several practical examples are reviewed. By using adaptive bandwidth reduction in the circuits, more than 50 % of the consumed power can be saved. These savings can result in tremendous reductions of the carbon footprint and of the operating costs produced by data centers.

Im Jahr 2017 - 2018 wurden in Cottbus zwei solare Mehrfamilienhäuser (je 7 Wohneinheiten) gebaut und seit 2019 im bewohnten Zustand im Rahmen des Eversol-Projektes durch die TU Bergakademie Freiberg wissenschaftlich begleitet. Neben dem Energiekonzept (Solarthermie und Photovoltaik) war auch das Bewohnerverhalten aufgrund einer Pauschalmiete (Festpreis für Wohnen, Strom, Wärme und Kälte) von Interesse. Die im Detail untersuchten Gebäude in Cottbus erreichen die hohen planerischen solaren Deckungsgrade in der elektrischen Energieversorgung sehr gut (70 % - 77 %). Das Stromverbrauchsprofil ist vergleichbar mit Literaturwerten und weist keine Auffälligkeiten aufgrund von Pauschalmiete auf. Durch deutlichen Mehrverbrauch in der Wärmeversorgung wird der solare Wärmedeckungsgrad allerdings verfehlt (50 % - 55 %). Gründe sind hier neben einem hohen Komfortanspruch der Bewohner (hohe Raumtemperaturen) u. a. auch in einer fehlerhaften Thermostateinstellung und hohen Warmwasser-Vorlauftemperaturen zu sehen. Insgesamt weisen die Monitoringergebnisse jedoch nicht auf ein verschwenderisches Verhalten aufgrund der Pauschalmiete hin. Für zukünftige Projekte wird deutlich, dass sowohl elektrischer, als auch thermischer Speicher deutlich kleiner dimensioniert werden könnten, ohne einen großen Einfluss auf die Autarkie zu haben. Der Erfolg der Auskopplung von Strom- und Wärmeüberschüssen in das umliegende Quartier konnte nachgewiesen werden. Es besteht jedoch noch weiteres Potenzial durch eine intelligente Steuerung. Die in diesem Forschungsprojekt mit umgesetzte pauschalisierte Inklusivmiete / Pauschalmiete kann als ein wesentlicher zukünftiger Anreizfaktor für ein Umdenken im Neubau von gesetzlichen, energetischen Pflichtvorgaben hin zu ökologisch-wirtschaftlichen Lösungen, von denen Mieter wie Vermieter profitieren, angesehen werden. Die Kombination von Neubau mit Bestandsgebäuden zu einem Quartier, sowie die energetische Sanierung und Integration von regenerativen Energiequellen in Bestandsgebäude weisen ein immenses Potential in Deutschland auf und sollten zukünftig vermehrt hinsichtlich Energie und CO2-Einsparpotentialen mit einer Erarbeitung von neuen schnellen Umsetzungsstrategien untersucht werden.:Definitionen Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung und Projektablauf 2 Stand der Technik und Gesetze im Gebäude- und Quartiersbestand 2.1 Gesetzliche Vorgaben und Förderrichtlinien 2.1.1 Gebäudeenergiengesetz (GEG) 2.1.2 KfW-Förderungsrichtlinien Niedrigenergiehäuser 2.1.3 Solarpflicht 2.1.4 Gesetz zur Aufteilung der Kohlendioxidkosten (CO2KostAufG) 2.2 Gebäudebestand 2.3 Niedrigstenergiegebäude im Markt der MFH 2.3.1 Geometrische Kennzahlen und baulicher Wärmeschutz 2.3.2 Technische Ausstattung 2.3.3 Energetische Betrachtung 2.4 Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Heizwärmeverbrauch 2.5 Energetische Quartierskonzepte 2.5.1 Wärme im Quartier - 5GDHC 2.5.2 Strom im Quartier 2.5.3 Fazit und Hemmnisse von Quartierskonzepten für Wärme- und Stromeigenversorgung 2.6 Warmwasserbehandlung 2.6.1 Grundlagen solarer Nutzwassererwärmung im Mehrfamilienhaus 2.6.2 Warmwasserbereitstellung im Mehrfamilienhaus 3 Mietmodelle 3.1 Energielieferungen in Vermietungsmodellen 3.1.1 Beschreibung des Status Quo 3.1.2 Gesetzeskarte für Energiedienstleistungen 3.1.3 Mieterstrommodelle 3.1.4 Bestehende Pauschal- und Teilinklusivmieten 3.2 Neue Modelle der Pauschalmiete und Variationen 3.2.1 Varianten pauschaler Abrechnung 3.2.2 Wünschenswerte rechtliche Änderungen 3.3 Wirtschaftlichkeitsvergleich der Pauschalmiete 3.3.1 Ermittlung der Eingabewerte 3.3.2 Ergebnisse aus Vermietersicht 3.3.3 Ergebnisse aus Mietersicht 3.4 Mögliche Einsatzbereiche von Pauschalmieten 3.4.1 Variation des Gebäudestandards und der Anlagennutzungsdauer 3.4.2 Variation der Fördermittel und der CO2-Steuer 3.4.3 Variation Energiepreis 3.4.4 Variation der Anzahl der Wohneinheiten 3.5 Vergleich der gemessenen Daten in Bezug auf die betrachteten Mietmodell 3.6 Vernetzung im Quartier 3.7 Fazit 4 Simulationsgestützte Analysen 4.1 Matlab/Simulink Modell von Gebäude und Quartier 4.2 Potentiale wärmeseitige Quartiersvernetzung 4.3 Potentiale stromseitige Quartiersvernetzung 4.4 Standortvergleich 4.5 Ökobilanzierung 4.6 Anlagendimensionierungen 5 Monitoring 5.1 Kenndaten und Gebäudekonzept 5.2 Installierte Messtechnik 5.3 Messwerterfassung 5.4 Wetterdaten 5.5 Speicherverluste 5.6 Kennzahlen 6 Energetische Bewertungen 6.1 Fehleranalyse und Vorschläge zur Systemoptimierung 6.1.1 Akku- und Wechselrichterausfall 6.1.2 Eigenzirkulation im ST-Kreislauf 6.1.3 Hydraulischer Abgleich der Teilfelder ST 6.1.4 Nahwärmeauskopplung 6.1.5 Thermostateinstellung und Umstellungen des Heiz- und Kühlmodus 6.1.6 Einspeisung ST-Ertrag in Speicher 6.1.7 Zirkulationsverluste und Auslegung Frischwasserstation 6.1.8 Klimatisierung Technikräume 6.2 Elektrische Energiebilanz - Gebäude und Einzelkomponenten 6.2.1 Allgemeine Energiebilanzen - Strom 6.2.2 PV-Anlagen 6.2.3 Haushaltsstromverbrauch 6.2.4 Hilfsstromverbrauch 6.2.5 Akkuspeicher 6.2.6 Quartiersvernetzung 6.3 Wärmebilanz - Gebäude und Einzelwohnungen 6.3.1 Allgemeine Energiebilanzen - Wärme 6.3.2 Einfluss Mieter und Thermostateinstellung auf Raumtemperatur und Heizwärmebedarf 6.3.3 Einfluss der Globalstrahlung auf den Heizwärmeverbrauch 6.3.4 Solarthermieanlage 6.3.5 Vergleich Solarthermie- und PV-Anlage 6.3.6 Gasbrennwerttherme und Warmwasserbereitung 6.3.7 Betrachtungen des Wärmespeichers 6.3.8 Gebäude- und Wohnraumkühlung und -heizung 6.3.9 Quartiersvernetzung 6.4 Soziologische Befragungen 6.4.1 Bewertung der Wohnungen 6.4.2 Bewertung des Energiekonzepts 6.4.3 All-Inclusive-Miete 6.4.4 Einstellung zur Mobilität 6.4.5 Selbsteinschätzung des Energieverbrauchsverhalten 6.4.6 Geräteausstattung 6.4.7 Fazit 7 Fazit und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang / As part of the Eversol project, two solar apartment blocks (7 units each) were built in 2017 - 2018 and were monitored since 2019 in an inhabited state as part of the Eversol project monitored scientifically by the TU Bergakademie Freiberg. Due to a flat-rate rent (fixed price for living, electricity, heating and cooling), the energy concept (solar thermal and photovoltaics) and the occupants' behaviour were of main interest. The high planned solar coverage rates for the electricity supply (70 % - 77 %) are very well achieved in the buildings analysed in detail in Cottbus. The electricity consumption profile is comparable with literature values and shows no anomalies due to flat-rate rent. However, the solar heat coverage is not achieved due to the significantly higher consumption in the heat supply (50 % - 55 %). In addition to the high comfort requirements of the occupants (high room temperatures), this is e. g. also due to incorrect thermostat settings and high hot water temperatures. On the whole, however, the monitoring results do not indicate any wasteful behaviour as a result of the flat-rate rent. For future projects, it is clear that both the electrical and thermal storage tanks could be significantly smaller without having a major impact on self-sufficiency. The success of exporting surplus electricity and heat to the surrounding neighbourhood has been proven, but there is further potential through intelligent control. The all-inclusive rent / flat-rate rent implemented in this research project can be seen as a significant future motivator for a rethinking in new buildings from legislative, mandatory energy requirements to ecological and economical solutions that benefit both tenants and landlords. Combining new buildings with existing buildings to form a quarter, as well as energy-efficient renovation and integration of renewable energy into existing buildings, has great potential in Germany and should be explored further to develope new rapid realisation strategies for the future building sector.:Definitionen Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung und Projektablauf 2 Stand der Technik und Gesetze im Gebäude- und Quartiersbestand 2.1 Gesetzliche Vorgaben und Förderrichtlinien 2.1.1 Gebäudeenergiengesetz (GEG) 2.1.2 KfW-Förderungsrichtlinien Niedrigenergiehäuser 2.1.3 Solarpflicht 2.1.4 Gesetz zur Aufteilung der Kohlendioxidkosten (CO2KostAufG) 2.2 Gebäudebestand 2.3 Niedrigstenergiegebäude im Markt der MFH 2.3.1 Geometrische Kennzahlen und baulicher Wärmeschutz 2.3.2 Technische Ausstattung 2.3.3 Energetische Betrachtung 2.4 Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Heizwärmeverbrauch 2.5 Energetische Quartierskonzepte 2.5.1 Wärme im Quartier - 5GDHC 2.5.2 Strom im Quartier 2.5.3 Fazit und Hemmnisse von Quartierskonzepten für Wärme- und Stromeigenversorgung 2.6 Warmwasserbehandlung 2.6.1 Grundlagen solarer Nutzwassererwärmung im Mehrfamilienhaus 2.6.2 Warmwasserbereitstellung im Mehrfamilienhaus 3 Mietmodelle 3.1 Energielieferungen in Vermietungsmodellen 3.1.1 Beschreibung des Status Quo 3.1.2 Gesetzeskarte für Energiedienstleistungen 3.1.3 Mieterstrommodelle 3.1.4 Bestehende Pauschal- und Teilinklusivmieten 3.2 Neue Modelle der Pauschalmiete und Variationen 3.2.1 Varianten pauschaler Abrechnung 3.2.2 Wünschenswerte rechtliche Änderungen 3.3 Wirtschaftlichkeitsvergleich der Pauschalmiete 3.3.1 Ermittlung der Eingabewerte 3.3.2 Ergebnisse aus Vermietersicht 3.3.3 Ergebnisse aus Mietersicht 3.4 Mögliche Einsatzbereiche von Pauschalmieten 3.4.1 Variation des Gebäudestandards und der Anlagennutzungsdauer 3.4.2 Variation der Fördermittel und der CO2-Steuer 3.4.3 Variation Energiepreis 3.4.4 Variation der Anzahl der Wohneinheiten 3.5 Vergleich der gemessenen Daten in Bezug auf die betrachteten Mietmodell 3.6 Vernetzung im Quartier 3.7 Fazit 4 Simulationsgestützte Analysen 4.1 Matlab/Simulink Modell von Gebäude und Quartier 4.2 Potentiale wärmeseitige Quartiersvernetzung 4.3 Potentiale stromseitige Quartiersvernetzung 4.4 Standortvergleich 4.5 Ökobilanzierung 4.6 Anlagendimensionierungen 5 Monitoring 5.1 Kenndaten und Gebäudekonzept 5.2 Installierte Messtechnik 5.3 Messwerterfassung 5.4 Wetterdaten 5.5 Speicherverluste 5.6 Kennzahlen 6 Energetische Bewertungen 6.1 Fehleranalyse und Vorschläge zur Systemoptimierung 6.1.1 Akku- und Wechselrichterausfall 6.1.2 Eigenzirkulation im ST-Kreislauf 6.1.3 Hydraulischer Abgleich der Teilfelder ST 6.1.4 Nahwärmeauskopplung 6.1.5 Thermostateinstellung und Umstellungen des Heiz- und Kühlmodus 6.1.6 Einspeisung ST-Ertrag in Speicher 6.1.7 Zirkulationsverluste und Auslegung Frischwasserstation 6.1.8 Klimatisierung Technikräume 6.2 Elektrische Energiebilanz - Gebäude und Einzelkomponenten 6.2.1 Allgemeine Energiebilanzen - Strom 6.2.2 PV-Anlagen 6.2.3 Haushaltsstromverbrauch 6.2.4 Hilfsstromverbrauch 6.2.5 Akkuspeicher 6.2.6 Quartiersvernetzung 6.3 Wärmebilanz - Gebäude und Einzelwohnungen 6.3.1 Allgemeine Energiebilanzen - Wärme 6.3.2 Einfluss Mieter und Thermostateinstellung auf Raumtemperatur und Heizwärmebedarf 6.3.3 Einfluss der Globalstrahlung auf den Heizwärmeverbrauch 6.3.4 Solarthermieanlage 6.3.5 Vergleich Solarthermie- und PV-Anlage 6.3.6 Gasbrennwerttherme und Warmwasserbereitung 6.3.7 Betrachtungen des Wärmespeichers 6.3.8 Gebäude- und Wohnraumkühlung und -heizung 6.3.9 Quartiersvernetzung 6.4 Soziologische Befragungen 6.4.1 Bewertung der Wohnungen 6.4.2 Bewertung des Energiekonzepts 6.4.3 All-Inclusive-Miete 6.4.4 Einstellung zur Mobilität 6.4.5 Selbsteinschätzung des Energieverbrauchsverhalten 6.4.6 Geräteausstattung 6.4.7 Fazit 7 Fazit und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang

Gegenstand dieser Arbeit sind die Möbelherstellung auf dem Gebiet des (Groß-) Herzogtums Mecklenburg-Schwerin und die vom (Groß-) Herzog Friedrich Franz I. in Auftrag gegebenen Neuausstattungen von Appartements in der Zeit vom Ende des 18. bis ins erste Viertel des 19. Jahrhunderts. Sie wurden für zwei Generationen Erbprinzen anlässlich ihrer Hochzeiten vorgenommen. Zum einen wird nach der Qualität der im Land hergestellten Tischlerwaren und nach den stilistischen Impulsen sowie ökonomischen Bedingungen ihres Entwerfens und Anfertigens gefragt. Zum anderen gilt es nachzuvollziehen und zu begründen, wie sich der (Groß-) Herzog bei den Neuausstattungen gegenüber den Tischlern seines Landes verhielt und wie diese Projekte von den bei Hof tätigen Architekten organisiert wurden. Die vorliegende Arbeit in zwei Teile gegliedert: Im ersten Teil werden zunächst die Bedingungen der Tischlerausbildung und Möbelherstellung in den Städten Mecklenburgs und den Städten im westlichen Teil der damaligen preußischen Provinz Pommern (heute Vorpommern) erarbeitet und durch Vergleich mit politisch oder wirtschaftlich verbundenen Regionen bewertet. Man gewinnt ein zwar nicht lückenloses, aber detailreiches Bild von der Situation der Mecklenburger Tischlerämter. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit werden die höfischen Raumausstattungen sowie die bei ihrer Planung und Ausführung vom Herzogshaus beschrittenen Wege erläutert. Dabei wird ein Wandel in der Repräsentations- und Wohnkultur des Mecklenburger Hofes deutlich. Die (Groß-) Herzöge zwischen circa 1790 und 1840 erteilten keine großen Aufträge, um das (Tischler-) Gewerbe zu fördern, obwohl fortlaufende kriegerische Auseinandersetzungen im 18. verheerende Auswirkungen auf die Bevölkerung hatten. In der Konsequenz entwickelte sich hierzulande keine eigenständige Möbelkunst. Großherzog Friedrich Franz I. nutzte die dynastischen Verbindungen und die Kontakte seiner Architekten zu den großstädtischen Märkten für seine Projekte. / This dissertation deals with the topics of cabinet making in the former (Grand) Dukedom Mecklenburg-Schwerin and the projects for new interior decoration of the appartments for two generations of hereditary princes. The new interiors were ordered by the (Grand) Duke Frederic Franz I. of Mecklenburg-Schwerin between 1799 and 1822 due to the upcoming marriages of the princes. For answering the questions in both the fields I consider on the one hand the quality of the produced furnitures circa 1790 and 1850. On the other hand I investigate whether the (Grand) Duke engaged the cabinetmakers of his own land for his projects or not. The question also is how interior planning and bulding were organized by the architects of the court. To address this it is necessary to study the historical documents. My text is divided into two parts. In part one, I investigate the conditions of the practical and theoretical education of the carpenters in Mecklenburg and the towns of the Western part of the former Prussian province Pomerania. Today it is part of the German federal state Mecklenburg-Vorpommern. I discuss all the still existing furniture and drawings of cabinetmaker’s work for which the regions or cities where they were made are verifiable. In the end it is possible to draw a picture of the possible capability of the carpenters in the (Grand) Dukedom of Mecklenburg-Schwerin. In addition to this I compare the results to the situations in other regions which were connected by trade and the exchange of the knowledge by the craftmen. In the second part of this dissertation, the planning and organization during realisation of the court interiors will be introduced and explained. In the end it is possible to see a change in the culture of representation and court life. The (Grand) Dukes didn’t support the cabinetmaker’s trade by special orders in between 1799 and 1850. As a consequence in this country the art of furniture making could not prosper. Frederic Franz I. relied on dynastic relations and the contact of his architects to the international markets in Hamburg and Berlin.

Auf dem Gebiet der drahtlosen Kommunikation und insbesondere auf den tieferen Netzwerkschichten sind gewaltige Fortschritte zu verzeichnen. Innovative Konzepte und Technologien auf der physikalischen Schicht (PHY) gehen dabei zeitnah in zelluläre Netze ein. Drahtlose Maschennetzwerke (WMNs) können mit diesem Innovationstempo nicht mithalten. Die Mehrnutzer-Kommunikation ist ein Grundpfeiler vieler angewandter PHY Technologien, die sich in WMNs nur ungenügend auf die etablierte Schichtenarchitektur abbilden lässt. Insbesondere ist das Problem des Scheduling in WMNs inhärent komplex. Erstaunlicherweise ist der Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung (CSMA) in WMNs asymptotisch optimal obwohl das Verfahren eine geringe Durchführungskomplexität aufweist. Daher stellt sich die Frage, in welcher Weise das dem CSMA zugrunde liegende Konzept des konkurrierenden Wettbewerbs (engl. Contention) für die Integration innovativer PHY Technologien verwendet werden kann. Opportunistische Kommunikation ist eine Technik, die die inhärenten Besonderheiten des drahtlosen Kanals ausnutzt. In der vorliegenden Dissertation werden CSMA-basierte Protokolle für die opportunistische Kommunikation in WMNs entwickelt und evaluiert. Es werden dabei opportunistisches Routing (OR) im zustandslosen Kanal und opportunistisches Scheduling (OS) im zustandsbehafteten Kanal betrachtet. Ziel ist es, den Durchsatz von elastischen Paketflüssen gerecht zu maximieren. Es werden Modelle für Überlastkontrolle, Routing und konkurrenzbasierte opportunistische Kommunikation vorgestellt. Am Beispiel von IEEE 802.11 wird illustriert, wie der schichtübergreifende Entwurf in einem Netzwerksimulator prototypisch implementiert werden kann. Auf Grundlage der Evaluationsresultate kann der Schluss gezogen werden, dass die opportunistische Kommunikation konkurrenzbasiert realisierbar ist. Darüber hinaus steigern die vorgestellten Protokolle den Durchsatz im Vergleich zu etablierten Lösungen wie etwa DCF, DSR, ExOR, RBAR und ETT. / In the field of wireless communication, a tremendous progress can be observed especially at the lower layers. Innovative physical layer (PHY) concepts and technologies can be rapidly assimilated in cellular networks. Wireless mesh networks (WMNs), on the other hand, cannot keep up with the speed of innovation at the PHY due to their flat and decentralized architecture. Many innovative PHY technologies rely on multi-user communication, so that the established abstraction of the network stack does not work well for WMNs. The scheduling problem in WMNs is inherent complex. Surprisingly, carrier sense multiple access (CSMA) in WMNs is asymptotically utility-optimal even though it has a low computational complexity and does not involve message exchange. Hence, the question arises whether CSMA and the underlying concept of contention allows for the assimilation of advanced PHY technologies into WMNs. In this thesis, we design and evaluate contention protocols based on CSMA for opportunistic communication in WMNs. Opportunistic communication is a technique that relies on multi-user diversity in order to exploit the inherent characteristics of the wireless channel. In particular, we consider opportunistic routing (OR) and opportunistic scheduling (OS) in memoryless and slow fading channels, respectively. We present models for congestion control, routing and contention-based opportunistic communication in WMNs in order to maximize both throughput and fairness of elastic unicast traffic flows. At the instance of IEEE 802.11, we illustrate how the cross-layer algorithms can be implemented within a network simulator prototype. Our evaluation results lead to the conclusion that contention-based opportunistic communication is feasible. Furthermore, the proposed protocols increase both throughput and fairness in comparison to state-of-the-art approaches like DCF, DSR, ExOR, RBAR and ETT.

Air-borne ultrasonic transducers are optimised to achieve a maximal sound pressure in a frequency range around 100 kHz. Moreover, the radiation of a high acoustic power is desired, which requires a large transducer area. Within this dissertation the ultrasonic transducers are, therefore, optimised to operate in the resonance mode. Using this operating point the maximal force is fed into the transducer while it is charged with the lowest loss possible. Many applications of air-borne ultrasound need a sufficient bandwidth in addition to a high sound pressure, that s why the swinging mass of the transducer has to be minimised. For these reasons, air-borne capacitive and piezoelectric film transducers take centre stage of these examinations. New network models of the stripe membrane and the pre-stressed stripe plate are derived to optimise these ultrasonic transducers. Besides its mechanical tension and its bending stiffness, the new network model of the pre-stressed and pressure loaded stripe plate takes also the stiffness caused by the shape of the plate into account. The examined transducers achive a maximal piston velocity around 1 m/s. / Ultraschallwandler für Anwendungen in Luft werden zur Bereitstellung eines maximalen Schalldrucks im Frequenzbereich um 100 kHz optimiert. Sie sollen außerdem die Abstrahlung einer großen Schallleistung zulassen, was eine große Wandlerfläche voraussetzt. Deshalb werden in dieser Arbeit die Ultraschallsender für den Resonanzbetrieb optimiert, wo man die maximale Krafteinspeisung bei minimalen Verlusten einstellt. Viele Anwendungen von Ultraschall in Luft benötigen neben einem hohen Schalldruckpegel auch eine ausreichende Bandbreite, wozu die schwingende Masse der Wandler zu minimieren ist. Deshalb stehen kapazitive und piezoelektrische Folienwandler im Resonanzbetrieb im Vordergrund der Untersuchungen. Zur Optimierung dieser Ultraschallsender werden die Netzwerkmodelle der Streifenmembran und der gespannten Streifenplatte abgeleitet. Neben der mechanischen Spannung und der Biegesteifigkeit berücksichtigt das Netzwerkmodell der gespannten und statisch druckbelasteten Streifenplatte die Formversteifung. Die untersuchten Wandler erreichen eine maximale Kolbenschnelle um 1 m/s.