Die Vergrößerung des linken Vorhofes (LA) hat bei Katzen mit Herzerkrankungen eine prognostische Bedeutung und wird mit einem erhöhten Risiko der Entwicklung einer Links-herzinsuffizienz, von supraventrikulären Arrhythmien, von systemischer Thrombembolie und von plötzlichem Herztod in Verbindung gebracht. Bei Katzen mit idiopathischer (HCM) oder sekundärer linksventrikulärer (LV) Hypertrophie kommt es infolge einer LV diastolischen Dysfunktion zu Veränderungen von Größe und Funktion des LA. Ziel der prospektiven Studie war es, die Größe und Funktion des LA in einer Population gesunder Katzen und Katzen mit Kardiomyopathie elektrokardiographisch, radiologisch sowie echokardiographisch zu charakterisieren und die Tiergruppen sowie die diagnostischen Methoden miteinander zu vergleichen. Zur Untersuchung des LA wurden 59 Katzen berücksichtigt. Die Kontrollgruppe bestand aus 26 gesunden Katzen und die Gruppe der kranken Tiere aus 33 Katzen mit HCM oder einer sekundären LV-Hypertrophie. Davon waren 18 Katzen asymptomatisch und 15 hatten eine Linksherzinsuffizienz oder einen aortalen Thrombembolismus. Im EKG wurde die Dauer der P-Welle als diagnostisches Kriterium der LA-Größe untersucht. Bei der radiologischen Untersuchung wurde die Größe des LA in zwei orthogonalen Projektionsebenen subjektiv beurteilt. Außerdem wurde eine neue quantitative Messung des LA im latero-lateralen Strahlengang etabliert. Diese vergleicht die Größe des LA mit der Länge der Thorakalwirbel und wurde als vertebrale Vorhofgröße (LA-VHS) bezeichnet. Mit der transthorakalen zweidimensionalen (2D)- und M-Mode Echokardiographie konnte die Größe des LA durch unterschiedliche Messungen bestimmt werden. Im rechts-parasternalen Vierkammerblick wurden der maximale antero-posteriore Durchmesser des LA (LADs) gemessen und als echokardiographische Bezugsvariable („Gold Standard“) zur Charakterisierung der LA-Größe genutzt. Aus derselben Anschallung wurden die maximale apico-basale Länge des LA und die maximale Vorhoffläche ermittelt. In der rechts-parasternalen Darstellung des LV-Ausflusstraktes wurde unter Anwendung des M-Modes der LA dargestellt und das LA/Ao-Verhältnis berechnet. In der rechts-parasternalen kurzen Achse wurde der maximale Durchmesser des LA (LAmax) bestimmt und sowohl die so genannte „schwedische Methode“ als auch der M-Mode zur Bestimmung der Vorhofgröße und Berechnung der LA/Ao-Verhältnisse angewandt. Der LA wurde als vergrößert definiert, sobald LADs größer 1,60 cm war. Die Ergebnisse der weiteren echokardiographischen Messmethoden zur Charak-terisierung der LA-Größe wurden mit LADs verglichen und folgende Grenzwerte zur Diagnose einer Vergrößerung des LA für die einzelnen unterschiedlichen Messmethoden ermittelt: aus der rechts-parasternalen langen Achse die maximale LA-Länge 1,97 cm, die maximale LA-Fläche 2,80 cm2 und LA/Ao (M-Mode) 1,55, aus der rechts-parasternalen kurzen Achse LA/Ao (M-Mode) 1,54, LA/Ao („schwedische Methode“) 1,44 und LAmax 1,60 cm. Trotz ähnlicher Grenzwerte der LA/Ao-Verhältnisse konnte gezeigt werden, dass die Messwerte der unterschiedlichen Methoden untereinander abweichen und daher diagnostisch nicht austauschbar sind. Die Ergebnisse der elektrokardiographischen und radiologischen Messungen der LA-Größe wurden hinsichtlich ihrer diagnostischen Wertigkeit mit den echokardiographischen Unter-suchungen zur Diagnose einer LA-Vergrößerung verglichen. Das EKG (P-Welle) war wenig sensitiv aber spezifisch bei der Diagnosestellung einer LA-Vergrößerung. Die subjektive radiologische Beurteilung der LA-Größe hatte eine deutlich höhere diagnostische Treffsicherheit, wobei jedoch die Bestimmung der LA-VHS sowohl die größte Sensitivität als auch Spezifität zeigte. Zur Einschätzung der globalen Vorhoffunktion wurden die echokardiographischen Indices LA-Verkürzungsfraktion und LA-Flächenverkürzung herangezogen. Beide Variablen waren in der Gruppe der symptomatischen Katzen deutlich vermindert, verglichen mit der Kontrollgruppe und der Gruppe der asymptomatischen Katzen mit LV-Hypertrophie. Die Reservoirfunktion des LA wurde anhand der S-Welle und des S/D-Verhältnisses des Pulmonalvenenflusses beurteilt. In der Gruppe der symptomatischen Katzen mit LV-Hypertrophie lag das S/D-Verhältnis unter 1,0, was für eine gestörte Reservoirfunktion des LA sprach. Die Weiterleitungsfunktion des LA, charakterisiert durch die D-Welle des Pulmonalvenenflusses war in der Gruppe der symptomatischen Katzen im Gegensatz zu den beiden anderen Gruppen signifikant vermindert. Die Vorhofkontraktion („Booster-Funktion“) wurde anhand der transmitralen A-Welle und der AR-Welle des Pulmonalvenenflusses beurteilt. Hinsichtlich der AR-Welle lag kein Unterschied der Maximalgeschwindigkeit zwischen den drei Tiergruppen vor, jedoch war die Dauer der AR-Welle in der Gruppe der symptomatischen Katzen verlängert. Dieses wurde als Hinweis auf eine erhöhte Nachlast des LA (verminderte LV Dehnbarkeit) und/oder gestörte systolische Funktion des LA gewertet. Die Untersuchung der Blutflussgeschwindigkeit im linken Herzohr zeigte eine deutliche Abnahme in der Gruppe der symptomatischen Katzen und galt als hinweisend für eine gestörte Pumpfunktion und Blutstase. Es wurde ein Zusammenhang zwischen verminderter Blutflussgeschwindigkeit im linken Herzohr (< 0,23 m/s) und dem Risiko eines aortalen Thrombembolismus gefunden. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass eine LV-Hypertrophie bei Katzen zu einer Vergrößerung des LA, verminderter Funktion des LA und Blutstase in LA und im linken Herzohr führt. Somit bestätigt sich die Vermutung, dass der LA sowohl einen diagnostischen als auch prognostischen Wert bei der Untersuchung von Katzen mit HCM oder sekundärer LV-Hypertrophie hat. Die vorliegende Studie liefert einen Beitrag zur echokardiographischen Standarisierung der LA-Größe und LA-Funktion bei der Katze. Weitere Untersuchungen, insbesondere die invasive Validierung echokardiographischer Indices der Größe und Funktion des LA sind notwendig.

Die Vergrößerung des linken Vorhofes (LA) hat bei Katzen mit Herzerkrankungen eine prognostische Bedeutung und wird mit einem erhöhten Risiko der Entwicklung einer Links-herzinsuffizienz, von supraventrikulären Arrhythmien, von systemischer Thrombembolie und von plötzlichem Herztod in Verbindung gebracht. Bei Katzen mit idiopathischer (HCM) oder sekundärer linksventrikulärer (LV) Hypertrophie kommt es infolge einer LV diastolischen Dysfunktion zu Veränderungen von Größe und Funktion des LA. Ziel der prospektiven Studie war es, die Größe und Funktion des LA in einer Population gesunder Katzen und Katzen mit Kardiomyopathie elektrokardiographisch, radiologisch sowie echokardiographisch zu charakterisieren und die Tiergruppen sowie die diagnostischen Methoden miteinander zu vergleichen. Zur Untersuchung des LA wurden 59 Katzen berücksichtigt. Die Kontrollgruppe bestand aus 26 gesunden Katzen und die Gruppe der kranken Tiere aus 33 Katzen mit HCM oder einer sekundären LV-Hypertrophie. Davon waren 18 Katzen asymptomatisch und 15 hatten eine Linksherzinsuffizienz oder einen aortalen Thrombembolismus. Im EKG wurde die Dauer der P-Welle als diagnostisches Kriterium der LA-Größe untersucht. Bei der radiologischen Untersuchung wurde die Größe des LA in zwei orthogonalen Projektionsebenen subjektiv beurteilt. Außerdem wurde eine neue quantitative Messung des LA im latero-lateralen Strahlengang etabliert. Diese vergleicht die Größe des LA mit der Länge der Thorakalwirbel und wurde als vertebrale Vorhofgröße (LA-VHS) bezeichnet. Mit der transthorakalen zweidimensionalen (2D)- und M-Mode Echokardiographie konnte die Größe des LA durch unterschiedliche Messungen bestimmt werden. Im rechts-parasternalen Vierkammerblick wurden der maximale antero-posteriore Durchmesser des LA (LADs) gemessen und als echokardiographische Bezugsvariable („Gold Standard“) zur Charakterisierung der LA-Größe genutzt. Aus derselben Anschallung wurden die maximale apico-basale Länge des LA und die maximale Vorhoffläche ermittelt. In der rechts-parasternalen Darstellung des LV-Ausflusstraktes wurde unter Anwendung des M-Modes der LA dargestellt und das LA/Ao-Verhältnis berechnet. In der rechts-parasternalen kurzen Achse wurde der maximale Durchmesser des LA (LAmax) bestimmt und sowohl die so genannte „schwedische Methode“ als auch der M-Mode zur Bestimmung der Vorhofgröße und Berechnung der LA/Ao-Verhältnisse angewandt. Der LA wurde als vergrößert definiert, sobald LADs größer 1,60 cm war. Die Ergebnisse der weiteren echokardiographischen Messmethoden zur Charak-terisierung der LA-Größe wurden mit LADs verglichen und folgende Grenzwerte zur Diagnose einer Vergrößerung des LA für die einzelnen unterschiedlichen Messmethoden ermittelt: aus der rechts-parasternalen langen Achse die maximale LA-Länge 1,97 cm, die maximale LA-Fläche 2,80 cm2 und LA/Ao (M-Mode) 1,55, aus der rechts-parasternalen kurzen Achse LA/Ao (M-Mode) 1,54, LA/Ao („schwedische Methode“) 1,44 und LAmax 1,60 cm. Trotz ähnlicher Grenzwerte der LA/Ao-Verhältnisse konnte gezeigt werden, dass die Messwerte der unterschiedlichen Methoden untereinander abweichen und daher diagnostisch nicht austauschbar sind. Die Ergebnisse der elektrokardiographischen und radiologischen Messungen der LA-Größe wurden hinsichtlich ihrer diagnostischen Wertigkeit mit den echokardiographischen Unter-suchungen zur Diagnose einer LA-Vergrößerung verglichen. Das EKG (P-Welle) war wenig sensitiv aber spezifisch bei der Diagnosestellung einer LA-Vergrößerung. Die subjektive radiologische Beurteilung der LA-Größe hatte eine deutlich höhere diagnostische Treffsicherheit, wobei jedoch die Bestimmung der LA-VHS sowohl die größte Sensitivität als auch Spezifität zeigte. Zur Einschätzung der globalen Vorhoffunktion wurden die echokardiographischen Indices LA-Verkürzungsfraktion und LA-Flächenverkürzung herangezogen. Beide Variablen waren in der Gruppe der symptomatischen Katzen deutlich vermindert, verglichen mit der Kontrollgruppe und der Gruppe der asymptomatischen Katzen mit LV-Hypertrophie. Die Reservoirfunktion des LA wurde anhand der S-Welle und des S/D-Verhältnisses des Pulmonalvenenflusses beurteilt. In der Gruppe der symptomatischen Katzen mit LV-Hypertrophie lag das S/D-Verhältnis unter 1,0, was für eine gestörte Reservoirfunktion des LA sprach. Die Weiterleitungsfunktion des LA, charakterisiert durch die D-Welle des Pulmonalvenenflusses war in der Gruppe der symptomatischen Katzen im Gegensatz zu den beiden anderen Gruppen signifikant vermindert. Die Vorhofkontraktion („Booster-Funktion“) wurde anhand der transmitralen A-Welle und der AR-Welle des Pulmonalvenenflusses beurteilt. Hinsichtlich der AR-Welle lag kein Unterschied der Maximalgeschwindigkeit zwischen den drei Tiergruppen vor, jedoch war die Dauer der AR-Welle in der Gruppe der symptomatischen Katzen verlängert. Dieses wurde als Hinweis auf eine erhöhte Nachlast des LA (verminderte LV Dehnbarkeit) und/oder gestörte systolische Funktion des LA gewertet. Die Untersuchung der Blutflussgeschwindigkeit im linken Herzohr zeigte eine deutliche Abnahme in der Gruppe der symptomatischen Katzen und galt als hinweisend für eine gestörte Pumpfunktion und Blutstase. Es wurde ein Zusammenhang zwischen verminderter Blutflussgeschwindigkeit im linken Herzohr (< 0,23 m/s) und dem Risiko eines aortalen Thrombembolismus gefunden. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass eine LV-Hypertrophie bei Katzen zu einer Vergrößerung des LA, verminderter Funktion des LA und Blutstase in LA und im linken Herzohr führt. Somit bestätigt sich die Vermutung, dass der LA sowohl einen diagnostischen als auch prognostischen Wert bei der Untersuchung von Katzen mit HCM oder sekundärer LV-Hypertrophie hat. Die vorliegende Studie liefert einen Beitrag zur echokardiographischen Standarisierung der LA-Größe und LA-Funktion bei der Katze. Weitere Untersuchungen, insbesondere die invasive Validierung echokardiographischer Indices der Größe und Funktion des LA sind notwendig.

A magnetic functionalization of microcrystalline MOF particles was realized using magnetic iron oxide particles. Such magnetic MOFs can be separated using a static magnetic field after use in catalytic processes and heated by an external alternating magnetic field to trigger desorption of encaged drug molecules. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

In dieser retrospektiven klinischen Studie wurden die Akten von 89 Patientinnen mit Ullrich-Turner-Syndrom ausgewertet, die zwischen 1974 und 2004 in der Universitätsklinik und Poliklinik für Kinder und Jugendliche in Leipzig behandelt worden sind. Berücksichtigt wurde die Verteilung der Karyotypen im Patientenkollektiv sowie das Auftreten von assoziierten Begleiterkrankungen. Das Alter bei Diagnosestellung, die Größe bei Diagnosestellung und die Gründe für die Verdachtsdiagnose Ullrich-Turner-Syndrom wurden analysiert. Darüber hinaus untersuchte der Autor die durchgeführten Maßnahmen zur Pubertätsinduktion im Hinblick auf ihren Beginn und Erfolg sowie deren Einfluss auf die Wachstumraten. Gut 50% der Patientinnen besaßen den Karyotyp 45,X, die anderen Karyotypen setzten sich aus Mosaiken zusammen. Assoziierte Begleiterkrankungen waren im Patientenkollektiv unterrepräsentiert. Das durchschnittliche Alter bei Diagnosestellung betrug 8,21 Jahre, es fiel während des Beobachtungszeitraumes signifikant ab. Der durchschnittliche Größen-SDS zum Zeitpunkt der Diagnosestellung betrug -2,86. Es wurde, verglichen mit den Empfehlungen der Leitlinien, eine verspätete Diagnosestellung konstatiert. Die Pubertätsinduktion begann mit durchschnittlich 13,93 Jahren mit einer signifikanten Reduktion im Verlauf. Die Dauer vom Beginn der Pubertätsinduktion bis zum Eintreten der Menarche betrug 2,51 Jahre, die Dauer vom Tannerstadium B2 zum Stadium B5 betrug gut 27 Monate. Eine Menarche wurde bei nur 65% der Patientinnen sicher beobachtet. Die Ergebnisse wurden kritisch überprüft und in den Kontext anderer Studien eingeordnet. Aus den Ergebnissen wurde gefolgert, dass das Ullrich-Turner-Syndrom, trotz einer positiven Entwicklung in den letzten Jahren, noch immer zu spät diagnostiziert wurde. Die Pubertätsinduktion verlief trotz der verzögerten Diagnosestellung hinsichtlich der Entwicklung der Tannerstadien erfolgreich. Demgegenüber blieb die Induktion der Menarche nur mäßig erfolgreich. Eine Beeinflussung der Wachstumraten durch die Östrogentherapie wurde nicht beobachtet.

A magnetic functionalization of microcrystalline MOF particles was realized using magnetic iron oxide particles. Such magnetic MOFs can be separated using a static magnetic field after use in catalytic processes and heated by an external alternating magnetic field to trigger desorption of encaged drug molecules. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Single molecule studies using nanopores have gained attention due to the ability to sense single molecules in aqueous solution without the need to label them. In this study, short DNA molecules and proteins were detected with glass nanopores, whose sensitivity was enhanced by electron reshaping which decreased the nanopore diameter and created geometries with a reduced sensing length. Further, proteins having molecular weights (MW) ranging from 12 kDa to 480 kDa were detected, which showed that their corresponding current peak amplitude changes according to their MW. In the case of the 12 kDa ComEA protein, its DNA-binding properties to an 800 bp long DNA molecule was investigated. Moreover, the influence of the pH on the charge of the protein was demonstrated by showing a change in the translocation direction. This work emphasizes the wide spectrum of detectable molecules using nanopores from glass nanocapillaries, which stand out because of their inexpensive, lithography-free, and rapid manufacturing process

This thesis presents the investigation of an Euler-Lagrange framework for modeling bubble coalescence in dispersed bubbly flows. The interaction between bubbles may be caused by several mechanisms. Among them, the random motion due to turbulent fluctuations is normally of major significance. One focus of this work is to apply a bubble dispersion model for modeling turbulence-induced coalescence, occurring in a certain percentage of collision events. Large bubbles appear due to coalescence, and their disturbance to the liquid phase is not negligible in most circumstances. However, the point-mass Euler-Lagrange method requires the bubble or particle size to be much smaller than the cell size when the interphase coupling is considered. Otherwise, numerical instabilities may arise. Therefore, interpolation methods between the Euler and the Lagrange phase for finite-size bubbles that are bigger than or of the same size as numerical cells are studied. The Euler-Lagrange method describes the continuous phase on the Euler grid, and the dispersed phase is treated as Lagrange points in the simulation. Bubble motion is governed by an ordinary differential equation for the linear momentum considering different forces. The turbulent dispersion of the dispersed phase is reconstructed with the continuous random walk (CRW) model. Bubble-bubble collisions and coalescence are accounted for deterministically. The time-consuming search for potential collision partners in dense bubbly flows is accelerated by the sweep and prune algorithm, which can be utilized in arbitrary mesh types and sizes. If the interphase coupling is considered in the simulations, the spatially distributed coupling method is used for the Lagrange-to-Euler coupling. For the Euler-to-Lagrange coupling, a new approach is proposed. To evaluate the dispersion and coalescence models, one-way coupled simulations of bubbly pipe flows at low Eötvös numbers are conducted. Validation against the experiments demonstrates that the one-way coupled EL-CRW dispersion model can well reproduce the bubble distribution in a typical dense bubbly pipe flow. Good agreement of the bubble size distribution at the pipe outlet between the simulation and the experiment is obtained. Two-way coupled simulations are performed to validate the interpolation methods. A combination of coupling approaches is employed in a square bubble column reactor to examine the general validity for a large-scale bubbly flow. Combining the proposed interpolation scheme with the dispersion and bubble interaction models, the coalescence and breakage in bubbly flows are studied in a turbulent pipe flow. The predicted bubble size distribution shows a good match to the measurement. The results are independent of the mesh resolution in the studied range from point-mass simulations to finite-size situations.:Nomenclature 1 Introduction 1.1 Motivation and background for the thesis 1.2 Outline 2 Equations for modeling bubbly flows 2.1 Governing equations of the continuous phase 2.2 Governing equations of the dispersed phase 2.3 Modifications to the bubble force equations 2.3.1 One-way coupled simulations with RANS modeling 2.3.2 Two-way coupled simulations 2.4 Generation of fluctuations 2.4.1 Different approaches to dispersion modeling 2.4.2 Normalized continuous random walk model 2.4.3 Employing the mean velocity field to determine forces 3 Bubble collision, coalescence and breakup 3.1 Previous studies and requirement of the interaction modeling 3.2 Detection of collisions with the sweep and prune algorithm 3.3 Coalescence modeling 3.3.1 Condition of bubble coalescence 3.3.2 Model of Kamp et al. [2001] 3.3.3 Model of Hoppe and Breuer [2018] 3.3.4 Model of Schwarz et al. [2013] 3.3.5 Comparison of coalescence models 3.4 Breakup modeling 3.4.1 Turbulence induced breakups 3.4.2 Post-breakup treatment 4 Interpolation techniques for two-way coupled simulations 4.1 Lagrange-to-Euler coupling 4.1.1 Introduction to the spatially distributed coupling 4.1.2 Intersection plane method 4.1.3 Subcell method 4.1.4 Random points method 4.2 Euler-to-Lagrange coupling 4.2.1 Approaches for computing the undisturbed velocity 4.2.2 Coarser grid method 4.2.3 Averaging the fluid velocity in front of the bubble 4.2.4 Velocity from upstream disk 4.2.5 Gradient of the undisturbed liquid velocity 5 One-way coupled simulation of bubble dispersion and resulting interaction 5.1 Implementation and verification of the continuous random walk model 5.2 Bubble dispersion in turbulent channel flows 5.3 Bubble dispersion and interaction in turbulent pipe flows 5.3.1 Overview of studied cases 5.3.2 Results of the bubble dispersion 5.3.3 Results of the bubble coalescence 6 Two-way coupled simulation of finite-size bubbles 6.1 Flow solver and algorithm 6.2 Assessing the Lagrange-to-Euler coupling methods 6.2.1 Previous studies 6.2.2 Simulation setups for a single bubble in quiescent liquid 6.2.3 Results and discussion 6.3 Assessing the Euler-to-Lagrange coupling methods 6.3.1 Simulation of two bubbles rising inline 6.3.2 Simulation of a bubble rising in linear shear flows 6.4 Large-eddy simulation for a square bubble column 6.5 Bubble coalescence in a turbulent pipe flow 7 Conclusions and outlook Appendices A.1 Equations of turbulence models A.2 Numerical implementation of the full CRW drift term A.3 Results of bubble coalescence modeling for case B to case E A.4 Search algorithm of the upstream disk method Bibliography / Diese Arbeit stellt die Untersuchung eines Euler-Lagrange-Rahmens zur Modellierung der Blasenkoaleszenz in dispergierten Blasenströmungen vor. Die Interaktion zwischen Blasen kann durch mehrere Mechanismen verursacht werden. Unter ihnen sind die zufälligen Bewegungen aufgrund von turbulenten Fluktuationen von großer Bedeutung. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Anwendung eines Blasendispersionsmodells zur Modellierung der turbulenzinduzierten Koaleszenz, die in einem bestimmten Prozentsatz der Kollisionsereignisse auftritt. Große Blasen entstehen durch Koaleszenz und ihre Störung der flüssigen Phase ist in den meisten Fällen nicht zu vernachlässigen. Die Punkt-Masse-Euler-Lagrange-Methode erfordert jedoch, dass die Blasengröße viel kleiner als die Zellgröße ist, wenn die Interphasenkopplung berücksichtigt wird. Andernfalls kann es zu numerischen Instabilitäten kommen. Daher werden Interpolationsmethoden zwischen den zwei Phasen untersucht. Die kontinuierliche Phase wird auf dem Euler-Gitter beschrieben und die dispergierte Phase wird als Punkte behandelt. Die Blasenbewegung wird durch eine gewöhnliche Differentialgleichung unter Berücksichtigung verschiedener Kräfte bestimmt. Die turbulente Dispersion der Blasen wird mit dem CRW-Modell (continuous random walk) rekonstruiert. Blasen-Blasen-Kollisionen werden deterministisch berücksichtigt. Die Suche nach potentiellen Kollisionspartnern wird durch den Sweep- und Prune-Algorithmus beschleunigt, der in beliebigen Gittertypen und -größen eingesetzt werden kann. Wird die Interphasenkopplung berücksichtigt, so wird für die Lagrange-zu-Euler-Kopplung die spatially distributed coupling verwendet. Für die Euler-zu-Lagrange-Kopplung wird ein neuer Ansatz vorgeschlagen. Um die Dispersions- und Koaleszenzmodelle zu bewerten, werden Einweg-gekoppelte Simulationen von blasenbeladenen Rohrströmungen bei niedriger Eötvös-Zahl durchgeführt. Die Validierung zeigt, dass das einseitig gekoppelte EL-CRW-Dispersionsmodell die Blasenverteilung in einer typischen dichten, blasenbeladenen Rohrströmung gut reproduzieren kann. Es wird eine gute Übereinstimmung der Blasengrößenverteilung am Rohrauslass zwischen der Simulation und dem Experiment erzielt. Zur Validierung der Interpolationsmethoden werden Zweiweg-gekoppelte Simulationen durchgeführt. Eine Kombination von Kopplungsansätzen wird in einem Blasensäulenreaktor eingesetzt, um die allgemeine Gültigkeit zu untersuchen. Durch Kombination des vorgeschlagenen Interpolationsschemas mit den Dispersions- und Blasenwechselwirkungsmodellen werden die Koaleszenz und der Zerfall in einer turbulenten blasenbeladenen Rohrströmung untersucht. Die berechnete Blasengrößenverteilung zeigt eine gute Übereinstimmung mit der Messung und erweist sich als unabhängig von der Netzauflösung im untersuchten Bereich von PunktMasse-Simulationen bis zu Situationen mit Blasen endlicher Größe.:Nomenclature 1 Introduction 1.1 Motivation and background for the thesis 1.2 Outline 2 Equations for modeling bubbly flows 2.1 Governing equations of the continuous phase 2.2 Governing equations of the dispersed phase 2.3 Modifications to the bubble force equations 2.3.1 One-way coupled simulations with RANS modeling 2.3.2 Two-way coupled simulations 2.4 Generation of fluctuations 2.4.1 Different approaches to dispersion modeling 2.4.2 Normalized continuous random walk model 2.4.3 Employing the mean velocity field to determine forces 3 Bubble collision, coalescence and breakup 3.1 Previous studies and requirement of the interaction modeling 3.2 Detection of collisions with the sweep and prune algorithm 3.3 Coalescence modeling 3.3.1 Condition of bubble coalescence 3.3.2 Model of Kamp et al. [2001] 3.3.3 Model of Hoppe and Breuer [2018] 3.3.4 Model of Schwarz et al. [2013] 3.3.5 Comparison of coalescence models 3.4 Breakup modeling 3.4.1 Turbulence induced breakups 3.4.2 Post-breakup treatment 4 Interpolation techniques for two-way coupled simulations 4.1 Lagrange-to-Euler coupling 4.1.1 Introduction to the spatially distributed coupling 4.1.2 Intersection plane method 4.1.3 Subcell method 4.1.4 Random points method 4.2 Euler-to-Lagrange coupling 4.2.1 Approaches for computing the undisturbed velocity 4.2.2 Coarser grid method 4.2.3 Averaging the fluid velocity in front of the bubble 4.2.4 Velocity from upstream disk 4.2.5 Gradient of the undisturbed liquid velocity 5 One-way coupled simulation of bubble dispersion and resulting interaction 5.1 Implementation and verification of the continuous random walk model 5.2 Bubble dispersion in turbulent channel flows 5.3 Bubble dispersion and interaction in turbulent pipe flows 5.3.1 Overview of studied cases 5.3.2 Results of the bubble dispersion 5.3.3 Results of the bubble coalescence 6 Two-way coupled simulation of finite-size bubbles 6.1 Flow solver and algorithm 6.2 Assessing the Lagrange-to-Euler coupling methods 6.2.1 Previous studies 6.2.2 Simulation setups for a single bubble in quiescent liquid 6.2.3 Results and discussion 6.3 Assessing the Euler-to-Lagrange coupling methods 6.3.1 Simulation of two bubbles rising inline 6.3.2 Simulation of a bubble rising in linear shear flows 6.4 Large-eddy simulation for a square bubble column 6.5 Bubble coalescence in a turbulent pipe flow 7 Conclusions and outlook Appendices A.1 Equations of turbulence models A.2 Numerical implementation of the full CRW drift term A.3 Results of bubble coalescence modeling for case B to case E A.4 Search algorithm of the upstream disk method Bibliography

In dieser retrospektiven klinischen Studie wurden die Akten von 89 Patientinnen mit Ullrich-Turner-Syndrom ausgewertet, die zwischen 1974 und 2004 in der Universitätsklinik und Poliklinik für Kinder und Jugendliche in Leipzig behandelt worden sind. Berücksichtigt wurde die Verteilung der Karyotypen im Patientenkollektiv sowie das Auftreten von assoziierten Begleiterkrankungen. Das Alter bei Diagnosestellung, die Größe bei Diagnosestellung und die Gründe für die Verdachtsdiagnose Ullrich-Turner-Syndrom wurden analysiert. Darüber hinaus untersuchte der Autor die durchgeführten Maßnahmen zur Pubertätsinduktion im Hinblick auf ihren Beginn und Erfolg sowie deren Einfluss auf die Wachstumraten. Gut 50% der Patientinnen besaßen den Karyotyp 45,X, die anderen Karyotypen setzten sich aus Mosaiken zusammen. Assoziierte Begleiterkrankungen waren im Patientenkollektiv unterrepräsentiert. Das durchschnittliche Alter bei Diagnosestellung betrug 8,21 Jahre, es fiel während des Beobachtungszeitraumes signifikant ab. Der durchschnittliche Größen-SDS zum Zeitpunkt der Diagnosestellung betrug -2,86. Es wurde, verglichen mit den Empfehlungen der Leitlinien, eine verspätete Diagnosestellung konstatiert. Die Pubertätsinduktion begann mit durchschnittlich 13,93 Jahren mit einer signifikanten Reduktion im Verlauf. Die Dauer vom Beginn der Pubertätsinduktion bis zum Eintreten der Menarche betrug 2,51 Jahre, die Dauer vom Tannerstadium B2 zum Stadium B5 betrug gut 27 Monate. Eine Menarche wurde bei nur 65% der Patientinnen sicher beobachtet. Die Ergebnisse wurden kritisch überprüft und in den Kontext anderer Studien eingeordnet. Aus den Ergebnissen wurde gefolgert, dass das Ullrich-Turner-Syndrom, trotz einer positiven Entwicklung in den letzten Jahren, noch immer zu spät diagnostiziert wurde. Die Pubertätsinduktion verlief trotz der verzögerten Diagnosestellung hinsichtlich der Entwicklung der Tannerstadien erfolgreich. Demgegenüber blieb die Induktion der Menarche nur mäßig erfolgreich. Eine Beeinflussung der Wachstumraten durch die Östrogentherapie wurde nicht beobachtet.

Intravital microscopy (IVM) is a well-established imaging technique for real-time monitoring of microscale lung tissue dynamics. Although accepted as a gold standard in respiratory research, its characteristic image features are scarcely understood, especially when trying to determine the actual position of alveolar walls. To allow correct interpretation of these images with respect to the true geometry of the lung parenchyma, we analyzed IVM data of alveoli in a mouse model in comparison with simultaneously acquired optical coherence tomography images. Several IVM characteristics, such as double ring structures or disappearing alveoli in regions of liquid filling, could be identified and related to the position of alveoli relative to each other. Utilizing a ray tracing approach based on an idealized geometry of the mouse lung parenchyma, two major reflection processes could be attributed to the IVM image formation: partial reflection and total internal reflection between adjacent alveoli. Considering the origin of the reflexes, a model was developed to determine the true position of alveolar walls within IVM images. These results allow thorough understanding of IVM data and may serve as a basis for the correction of alveolar sizes for more accurate quantitative analysis within future studies of lung tissue dynamics.

Der Zweck dieser Arbeit ist es, die Beziehung zwischen die Größe des Landes und das Wachstum auf internationaler Ebene und vergleichsweise in der Wirtschafts-und Währungsunion zu untersuchen und erarbeiten ihre Folgen für das Verhalten der wachstumsorientierte Finanzpolitik. Um ein globales Verständnis des Zusammenhangs zwischen Größe des Landes und das Wachstum in der EWU weiter verfolgen wir einen interdisziplinären Ansatz, einschließlich der makroökonomischen Modellierung (DSGE), Ökonometrie und Analyse der politischen Ökonomie. Die Kombination dieser Untersuchungen schließen wir, dass die Größe des Landes einen Einfluss auf die wirtschaftlichen Strukturen der Nationen, die Auswirkungen ihrer Politik und damit auf ihre Wachstumsdynamik hat. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Bedeutung der Größe des Landes und ihre Folgen für die WWU wieder. / The purpose of this dissertation is to investigate the relationship between country size and growth at the international level and comparatively in the Economic and Monetary Union, and to draw up its consequences for the conduct of growth-orientated fiscal policies. To further a global understanding of the link between country size and growth in the EMU, we follow an interdisciplinary approach, including macro-economic modelling (DSGE), econometrics and political economy analysis. Combining these analyses, we conclude that country size has an incidence on the economic structures of nations, the effects of their policies and therefore on their pace of growth. For this reason there is a need to reinstate the importance of country size and its consequences for the EMU.