Die vorliegende Arbeit enthält fünf Studien, die einen Beitrag zur Aufklärung der Determinanten individueller Differenzen beim konzentrierten Arbeiten leisten sollten. Im Unterschied zu bisherigen Arbeiten lag der Schwerpunkt hier nicht allein auf der Frage nach dem Zusammenhang handelsüblicher Konzentrationstests mit entsprechenden Zielkriterien (z. B. selbstberichtete Konzentration im Alltag) sondern auf Aufgabenvariablen, welche experimentell manipuliert wurden. Studie 1 untersuchte, ob sich für alternative Kennwerte der Leistung in Konzentrationstests ausreichende psychometrische Gütekriterien zeigen lassen. Von den untersuchten Kennwerten zeigte sich der Variationskoeffizient der Reaktionszeit (RTCV) als ausreichend retestreliabel und unabhängig von klassischen Kennwerten konzentrierten Arbeitens (Tempo und Fehlerneigung). RTCV erwies sich als Maß der Temposchwankung als brauchbarer Indikator für eine Leistungsdimension konzentrierten Arbeitens, die Informationen über die klassischen Konzentrationsfacetten hinaus liefert. In Studie 2 ging es um selbstberichtete Konzentration im Alltag, insbesondere um Zusammenhänge mit klassischen Persönlichkeitsmerkmalen. Der oft berichtete positive Zusammenhang zwischen Neurotizismus und selbstberichteter Fehlerneigung im Alltag konnte nicht nur repliziert werden, sondern auf der Ebene von Subfacetten differenziert werden. Neurotizismus war hauptsächlich mit einer speziellen Form kognitiver Fehlleistungen assoziiert, nämlich mit spontan auftretenden Intrusionen aus dem Langzeitgedächtnis, welche das Arbeitsgedächtnis zeitweilig präokkupieren und zu temporärer Leistungsminderung im Alltagsleben führen können. Die Studien 3 bis 5 hatten das Ziel, eine Reihe von experimentellen Aufgabenvariablen in Konzentrationstests hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Retestreliabilität und die Validität zu untersuchen. Es ging unter anderem um Zusammenhänge zwischen Aspekten der Leistung im Test und Aspekten der Persönlichkeit und Fehlerneigung im Alltag. Die experimentelle Anordnung erlaubte eine Prüfung der Annahme von M. W. Eysenck et al. (2007), dass hoher Neurotizismus mit einer Leistungsminderung in auf Wahlreaktionen basierenden Aufgabenformen einhergeht, welche mit zunehmender Itemschwierigkeit größer werden sollte. Diese Annahme wurde geprüft für den Fall eines großen Itemsets (Studie 3: viele Items sollten das Lernen von S-R Verbindungen verhindern, so dass der Einsatz von zusätzlichen Verarbeitungsressourcen auch tatsächlich zu mehr Fehlern führen sollte), für den Fall der Testverlängerung (Studie 4: andauernde Informationsverarbeitung sollte einen differentiellen Ermüdungseffekt evozieren) und auch für den Fall einer vergleichsweise erhöhten Belastung des Arbeitsgedächtnisses (Studie 5). Entgegen der Annahme von M. W. Eysenck et al. (2007) führte ein großes Itemset zu schnelleren Reaktionen im Konzentrationstest bei Personen mit hohem Neurotizismus; hingegen konsistent mit der Annahme von M. W. Eysenck et al. (2007) führte ein großes Itemset zu mehr Fehlern im Konzentrationstest bei Personen mit hohem Neurotizismus. Eine Testverlängerung führte nicht zu persönlichkeitsbezogenen Unterschieden in der Leistung. Eine Erhöhung der Itemschwierigkeit jedoch evozierte einen deutlichen Zusammenhang zwischen Neurotizismus und Reaktionszeitvariabilität. Wenn man hohe Reaktionszeitvariabilität ebenfalls als einen Marker für ineffizientes Arbeiten ansieht, dann kann das Modell von M. W. Eysenck et al. (2007) als partiell unterstützt angesehen werden. Außerdem stand die Frage nach der konvergenten Validität zwischen selbstberichteter Konzentration im Alltag und objektiv getesteter Konzentrationsleistung im Vordergrund. Da subjektive und objektive Konzentration das gleiche Konstrukt beanspruchen, jedoch oft keine entsprechenden Zusammenhänge gefunden wurden, stellte sich die Frage, welche experimentellen Aufgabenfaktoren für den Zusammenhang kritisch sind. Die Frage konnte zum Teil beantwortet werden, denn es zeigte sich konsistent über alle Studien hinweg ein moderater positiver Zusammenhang zwischen den Werten des Cognitve Failures Questionnaire (CFQ) und RTCV, nicht jedoch zwischen CFQ und den traditionellen Kennwerten Tempo und Fehlerneigung. Eine Erhöhung der Itemschwierigkeit im Konzentrationstest ließ diese Korrelationen besonders hervortreten (Studie 5). Dies hat Implikationen für die Frage, mit welchem Aufgabenmaterial das Konstrukt Konzentration am besten erfasst werden kann. Einige Autoren argumentieren für den Einsatz von komplexem Material (da die diagnostische Breite größer ist); andere Autoren jedoch argumentieren für besonders einfache Aufgabenformen (da komplexere Aufgabenformen nicht die reine Konzentration messen und die Korrelationen zu anderen Konstrukten wie Intelligenz immer größer werden). Die wiederholt gezeigten Zusammenhänge zwischen Reaktionszeitvariabilität und CFQ leisten entsprechend einen wichtigen Beitrag zur Konstruktvalidität von Konzentrationstests, da konventionelle Testverfahren bisher nur die traditionellen Kennwerte Tempo und Fehlerneigung verwendeten.

Gegenstand der Arbeit ist die Untersuchung der Anwendbarkeit stochastisch-deterministischer Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der Ozonkonzentrationen in Sachsen. Zu diesem Zweck werden die Messwerte des sächsischen Landesmessnetzes von 1995 bis 1999 einer eingehenden statistischen Analyse (deskriptive Analyse, geostatistische Analyse, Zeitreihenanalyse) unterzogen. Bei diesen Analysen werden Repräsentativitätsunterschiede der einzelnen Stationen (städtisch/ländlich) deutlich, die bei Verwendung aller Daten zu einem sehr hohen Nuggeteffekt führen. Um ein realistischeres Bild des Nuggeteffektes zu erhalten, wurde die jeweils am stärksten verkehrsbeeinflusste Station in derselben Stadt aus der Variogrammberechnung ausgeschlossen. Durch die Forschungsarbeit wird gezeigt, dass die Ozonwerte auch nach der Eliminierung räumlicher und zeitlicher Trends eine ausreichende räumliche Autokorrelation besitzen. Schließlich werden geostatistische und zeitreihenanalytische Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der sächsischen Ozondaten entwickelt und ihre Genauigkeit überprüft.

Im Niedertemperaturplasma einer Stickstoff-Hochfrequenzgasentladung werden mit Hilfe der plasmadiagnostischen Methoden LIF und OES räumliche Konzentrationsprofile der N2-Triplett-Zustände A, B und C in verschiedenen Schwingungsniveaus studiert. Dabei wird die Druckabhängigkeit im Bereich 30 bis 100 Pa und die Abhängigkeit von der Brennspannung bis 250 V untersucht. Die deutlich unterschiedlichen räumlichen Verteilungen der verschiedenen Spezies werden mit Hilfe einer Modellierung beschrieben, die sowohl Elektronenstoßanregung in der Plasmarandschicht als auch Diffusion, Stoßabregung, Kaskadenprozesse sowie Deaktivierung durch Wandstöße berücksichtigt. Dabei zeigt sich, daß vor allem Wandstöße für die räumliche Verteilung der langlebigen Spezies A(v=0,1) von zentraler Bedeutung sind. Die kurzlebigen C und B finden sich hingegen hauptsächlich in der Plasmarandschicht. Durch die Kombination der LIF mit Rayleighstreulichtexperimenten werden absolute Teilchendichten der drei Triplett-Zustände bestimmt.

Univ., Diss--Bonn, 2008.

Univ., Diss.--Regensburg, 2006.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2009

Universiẗat, Diss., 2004--Heidelberg.

Gegenstand der Arbeit ist die Untersuchung der Anwendbarkeit stochastisch-deterministischer Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der Ozonkonzentrationen in Sachsen. Zu diesem Zweck werden die Messwerte des sächsischen Landesmessnetzes von 1995 bis 1999 einer eingehenden statistischen Analyse (deskriptive Analyse, geostatistische Analyse, Zeitreihenanalyse) unterzogen. Bei diesen Analysen werden Repräsentativitätsunterschiede der einzelnen Stationen (städtisch/ländlich) deutlich, die bei Verwendung aller Daten zu einem sehr hohen Nuggeteffekt führen. Um ein realistischeres Bild des Nuggeteffektes zu erhalten, wurde die jeweils am stärksten verkehrsbeeinflusste Station in derselben Stadt aus der Variogrammberechnung ausgeschlossen. Durch die Forschungsarbeit wird gezeigt, dass die Ozonwerte auch nach der Eliminierung räumlicher und zeitlicher Trends eine ausreichende räumliche Autokorrelation besitzen. Schließlich werden geostatistische und zeitreihenanalytische Modelle für die räumliche und zeitliche Vorhersage der sächsischen Ozondaten entwickelt und ihre Genauigkeit überprüft.

Die Kühlung thermisch hoch belasteter Bauteile wird häufig mit Kühlverfahren realisiert, die auf dem Prinzip des Massetransports durch die Bauteilwand beruhen. Neben der Film- und Transpirationskühlung gehört die Effusionskühlung zu diesen Verfahren und basiert auf einer Reihe oder einem Raster von Bohrungen. Dieser Ansatz ermöglicht sowohl den Abtransport von Wärme aus dem Bauteil als auch die Ausbildung eines schützenden Kühlmittelfilms auf der Bauteiloberfläche. Viele Autoren beschäftigten sich in ihren Arbeiten mit den Auswirkungen der Filmkühlung auf den Wärmeübergang an der Bauteilwand und definierten einen Filmkühlwirkungsgrad, der die Effektivität der Kühlung widerspiegelt. Auch die Freistrahlen aus Effusionskühlbohrungen wurden mit diesen Mitteln untersucht und eine Vielzahl unterschiedlicher Einflussgrößen auf den Filmkühlwirkungsgrad identifiziert. Dazu gehören insbesondere geometrische Bedingungen, wie z.B. der Bohrungswinkel, das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Bohrung und die Austrittsgeometrie der Bohrungen. In späteren Beiträgen analysierten verschiedene Autoren die Einflüsse der Turbulenz sowie der Stoffwerte von Kühlmittel und Hauptströmung. Dabei kamen meist Luft und seltener Kohlendioxid oder Stickstoff als Kühlmittel zum Einsatz. In den letzten Jahren wurde das Verhalten des Kühlmittelstrahls vor allem numerisch untersucht. Dabei beschränkte sich das Berechnungsgebiet oftmals auf das direkte Umfeld der Effusionskühlbohrung und die Identifikation und Beschreibung auftretender Wirbelstrukturen. Der Bereich weiter stromab der Bohrung blieb oft unberücksichtigt. Die vorliegende Arbeit verfolgt den Ansatz, den Kühlmittelstrahl in der Hauptströmung zu beobachten. Das wird durch die Verwendung von Helium und Argon als Kühlmittel möglich, denn diese Gase können in der Luftströmung detektiert werden. Durch eine in zwei Richtungen bewegliche Kombisonde wird Gas aus der Grenzschicht abgesaugt und die Konzentration des Kühlmittels bestimmt. Die so an diskreten Punkten stromab der Effusionskühlbohrung erhaltenen Konzentrations- und Geschwindigkeitsprofile ermöglichen die Verfolgung des Kühlmittelstrahls und dessen Wechselwirkungen mit der Hauptströmung. Für eine vergleichende Analyse der gemessenen Profile entstand ein empirisches Verfahren zur Systematisierung der gesamten Messdaten. Die Definition einer mittleren Kühlmittelkonzentration innerhalb einer zweckmäßig festgelegten Höhe über der Wand und eines normierten Einblasparameters, der das Verhältnis der molaren Massen von Kühlmittel und Hauptströmung berücksichtigt, sind der Kern des empirischen Verfahrens. Für Vergleiche mit der Literatur erfolgte die Berechnung eines Filmkühlwirkungsgrads auf Basis der Massebilanz in der Grenzschicht und der mittleren Kühlmittelkonzentration. Während der Datenauswertung zeigte sich, dass der Bohrungswinkel einen geringen Einfluss auf die mittlere Kühlmittelkonzentration hat und so ein Bohrungswinkel von 30° ein guter Kompromiss zwischen Herstellungsaufwand und Kühlwirkung ist. Kühlmedien mit geringer molarer Masse und hoher spezifischer Wärmekapazität sollten bevorzugt werden, da deren Kühlwirkung hoch, der Einfluss auf die Grenzschicht aber gering ist. / The cooling of thermally heavily loaded components is commonly performed by injecting a mass flow through the component’s wall into the hot flow, which is called Film cooling. The main goal is to form a coolant film to reduce the hot side heat transfer and to absorb thermal energy in order to protect the component’s wall. There are different techniques available called film cooling, transpiration cooling and effusion cooling. By applying transpiration cooling, the cooling fluid is injected through a porous material into the hot gas flow. Unfortunately, these porous materials do not have the physical strength required to work within gas turbines. If the injection is done with a row or a pattern of holes so the cooling film is renewed at certain positions, the cooling technique is called effusion cooling. Film cooling means the injection of fluid through a slot without renewing the film. Many authors analyze the effect of the film or effusion cooling on the wall temperature, the heat transfer coefficient or the cooling effectiveness. Many influencing factors were identified, such as the length to diameter relation, the hole’s alignment, fluid properties as well as turbulence and vortices. Recent works use numerical simulations to investigate the turbulent flow and vortex development in the near field of the injection hole. Due to the complexity of the simulation, the effects far downstream area were not covered by these simulations. This work investigates the behavior of the cooling jet within the boundary layer above the wall. Therefore a foreign gas (Helium, Argon) was injected as coolant into a cross flow and a pitot probe was used to get gas samples out of the boundary layer and the coolant gas fraction was measured. The measured concentration was empirically systematized by comparative data analysis. Therefore, a mean concentration within a certain height above the wall was calculated. Also a normed blowing rate was used to include the molar masses of coolant and cross flow. With this mean concentration a cooling effectiveness is calculated based on a balance model and compared to the results in the literature. As a result of the data evaluation, the hole’s angle was found to have a minor influence on the mean coolant concentration. An angle of about 30° is a good compromise between production effort and cooling efficiency. Also coolant fluids with a low molar mass and high specific heat capacity should be preferred because of their low impact on the boundary layer.

Aus CdTe- und Edelmetallnanopartikeln werden 3-dimensionale Netzwerkstrukturen aufgebaut, welche durch einen überkritischen Trocknungsprozess zu hochporösen, weitverzweigten Halbleiter-Metall-Nanokompositen, sogenannten Aerogelen, umgewandelt werden. Zunächst werden Thiol-stabilisierte CdTe- und Edelmetallnanopartikel im wässrigen Milieu hergestellt und deren Morphologie und optischen Eigenschaften umfangreich mittels UV-Vis-Spektroskopie, Fluoreszenzspektroskopie und -lebensdauermessung, ICP-OES, TEM, STEM-EDX und AFM charakterisiert. Als Metallkomponente kamen Gold-, Palladium- sowie bimetallisch gemischte Gold-Palladium-Nanopartikel zum Einsatz. Die Gelierung der Nanopartikellösungen erfolgt durch Vermischen der Kolloide und anschließender kontrollierter Destabilisierung mithilfe einer Xe-Dampflampe oder der Zugabe von Wasserstoffperoxid. Neben einer mechanistischen Beschreibung der Gelbildungsmethoden wurden die resultierenden Hydrogele und die aus der überkritischen Trocknung erhaltenen Aerogele bezüglich Zusammensetzung, Morphologie und optischen Eigenschaften mithilfe von TEM und REM jeweils gekoppelt mit EDX-Analyse, Stickstoff-Porosimetrie, diffuser Reflexionsspektroskopie, Fluoreszenzspektroskopie und Fluoreszenzlebensdauermessungen untersucht. Weiterhin wird die UV-Vis-Spektroskopie als Methode zur Konzentrationsbestimmung von Gold in Lösungen kolloidaler Gold-Nanopartikel validiert. Dabei wird die Absorption der Kolloide bei einer Wellenlänge von 400 nm als Maß verwendet. Die NP-Lösungen werden anhand der Parameter Partikelgröße, Oberflächenfunktionalität und der Oxidationsstufe des enthaltenen Goldes variiert. / 3-dimensional network structures are formed combining CdTe and noble metal nanoparticles. A supercritical drying process allows production of highly porous and widely branched semiconductor-metal nanohybrids, so-called aerogels. Primarily, thiol-capped CdTe and noble metal nanoparticles are synthesized in aqueous media and their morphology and optical properties are studied extensively using UV-Vis and fluorescence spectroscopy, time-resolved fluorescence spectroscopy, ICP-OES, TEM, STEM-EDX and AFM. The metal entity involves gold and palladium nanoparticles as well as bimetallic mixed Au/Pd nanoparticles. After mixing of the different colloids gelation is induced by a controlled destabilization process using a Xenon lamp irradiation or the addition of hydrogen peroxide. Gelation techniques are described mechanistically. Resulting hydrogels and aerogels which are obtained by supercritical drying approach are characterized concerning composition, morphology and optical properties using TEM and SEM each coupled with EDX, nitrogen porosimetry, diffuse reflection spectroscopy, fluorescence spectroscopy and time-resolved fluorescence spectroscopy. Moreover, the UV-Vis spectroscopy is validated as a method to determine the gold concentration in gold nanoparticle solutions using the colloids absorbance at 400 nm as a measure. Gold nanoparticle solutions are varied concerning the parameters particle size, surface functionality and oxidation state of contained gold.