Partial differential equations describe a number of processes in the physical-technical environment. The equations of the elasticity theory, which can be used to describe the deformations of a sample under application of an outer load, may serve as an example. Among other things, such deformations appear at so-called indentation tests, which are used to determine mechanical properties of thin layers. Since most partial differential equations can not, or only with great difficulty, be solved in an analytical way, numeric attempts to obtain an approximate solution are common. For the solution of elliptical partial differential equations with boundary conditions, the finite element method (FEM) is widely used. A problematic aspect is the growing numeric effort when increasing the accuracy of the approximation. This issue intensifies at higher dimensions. Since the scope of this work is the three-dimensional case, we will investigate possibilities of dimension reduction. Two Fourier approaches, which allow a dimension diminution from three to two, are being examined. If combined with a cylindrical parametrization of the three-dimensional space, the solution can be calculated without loss of information. The application of these approaches is illustrated exemplarily by the modeling of an indentation test with a rotationally symmetric structur and loads without rotational symmetry. / Partielle Differentialgleichungen beschreiben im physikalisch-technischen Umfeld eine Reihe von Prozessen. Ein Beispiel hierfür sind die Gleichungen der Elastizitätstheorie, die genutzt werden können, um die Verformungen einer Probe unter Aufbringung einer äußeren Last zu beschreiben. Solche Verformungen treten unter anderem bei sogenannten Indenterversuchen auf, die eingesetzt werden, um mechanische Größen dünner Schichten zu ermitteln. Da die meisten partiellen Differentialgleichungen auf analytischem Wege nicht, oder nur sehr schwer zu lösen sind, existieren numerischen Ansätze, um eine Lösung auf approximativem Wege zu erzielen. Für die Lösung elliptischer partieller Differentialgleichungen mit Randbedingungen existiert das Verfahren der Finiten-Elemente-Methode (FEM). Ein problematischer Aspekt besteht im wachsenden numerischen Aufwand mit genauer werdender Approximation der Lösung. Mit dem Ansteigen der Dimension der beschriebenen Prozesse verschärft sich dieses Problem. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf dreidimensionalen Aufgabenstellungen. Daher ist es ihr Ziel, Möglichkeiten der Dimensionsreduktion zu untersuchen. Betrachtet werden zwei Fourieransätze, die bei einer Parametrisierung eines dreidimensionalen Gebietes mittels Zylinderkoordinaten eine Reduktion von drei auf zwei Freiheiten in der Berechnung der Lösung ermöglichen, ohne dass dabei Informationen verloren gehen. Die Anwendung dieser Ansätze soll beispielhaft durch die Modellierung eines Indenterversuches mit rotationssymmetrischer Anordnung und nichtrotationssymmetrischen Lasten veranschaulicht werden.

“History matching” (model calibration, parameter identification) is an established method for determination of representative reservoir properties such as permeability, porosity, relative permeability and fault transmissibility from a measured production history; however the uniqueness of selected model is always a challenge in a successful history matching. Up to now, the uniqueness of history matching results in practice can be assessed only after individual and technical experience and/or by repeating history matching with different reservoir models (different sets of parameters as the starting guess). The present study has been used the stochastical theory of Kullback & Leibler (K-L) and its further development by Akaike (AIC) for the first time to solve the uniqueness problem in reservoir engineering. In addition - based on the AIC principle and the principle of parsimony - a penalty term for OF has been empirically formulated regarding geoscientific and technical considerations. Finally a new formulation (Penalized Objective Function, POF) has been developed for model selection in reservoir history matching and has been tested successfully in a North German gas field. / „History Matching“ (Modell-Kalibrierung, Parameter Identifikation) ist eine bewährte Methode zur Bestimmung repräsentativer Reservoireigenschaften, wie Permeabilität, Porosität, relative Permeabilitätsfunktionen und Störungs-Transmissibilitäten aus einer gemessenen Produktionsgeschichte (history). Bis heute kann die Eindeutigkeit der identifizierten Parameter in der Praxis nicht konstruktiv nachgewiesen werden. Die Resultate eines History-Match können nur nach individueller Erfahrung und/oder durch vielmalige History-Match-Versuche mit verschiedenen Reservoirmodellen (verschiedenen Parametersätzen als Startposition) auf ihre Eindeutigkeit bewertet werden. Die vorliegende Studie hat die im Reservoir Engineering erstmals eingesetzte stochastische Theorie von Kullback & Leibler (K-L) und ihre Weiterentwicklung nach Akaike (AIC) als Basis für die Bewertung des Eindeutigkeitsproblems genutzt. Schließlich wurde das AIC-Prinzip als empirischer Strafterm aus geowissenschaftlichen und technischen Überlegungen formuliert. Der neu formulierte Strafterm (Penalized Objective Function, POF) wurde für das History Matching eines norddeutschen Erdgasfeldes erfolgreich getestet.

Objectives: To investigate the prevalence and distribution of comorbidity and its association with perioperative complications in patients undergoing radical prostatectomy (RPE). Methods: In 431 unselected RPE patients, the American Society of Anesthesiologists Physical Status classification (ASA-PS), the New York Heart Association classification of cardiac insufficiency (NYHA), the classification of angina pectoris of the Canadian Cardiovascular Society (CCS), height, weight, the body mass index (BMI), and the number of concomitant diseases (NCD) were assessed and related to perioperative cardiovascular complications. Results: In RPE patients less than 70 years old, comorbidity rose nearly continuously with increasing age. However, after reaching an age of 70 years, the proportion of NYHA-0 patients increased (60–64 years, 86%; 65–69 years, 85%; ≥70 years, 87%). Furthermore, the severe comorbidities decreased in patients selected for RPE aged 70 or more years. There was a nonsignificant trend towards higher comorbidity in patients with perioperative cardiovascular complications. Conclusions: These data suggest that documentation of the distribution of ASA-PS, CCS, NYHA and of concomitant diseases might be helpful to characterize the general health status and the degree of selection of prostate cancer treatment populations especially in series with a high portion of patients aged 70 or more years. Concerning perioperative complications, the individual predictive value of comorbidity seems to be poor in the radical prostatectomy setting. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Partial differential equations describe a number of processes in the physical-technical environment. The equations of the elasticity theory, which can be used to describe the deformations of a sample under application of an outer load, may serve as an example. Among other things, such deformations appear at so-called indentation tests, which are used to determine mechanical properties of thin layers. Since most partial differential equations can not, or only with great difficulty, be solved in an analytical way, numeric attempts to obtain an approximate solution are common. For the solution of elliptical partial differential equations with boundary conditions, the finite element method (FEM) is widely used. A problematic aspect is the growing numeric effort when increasing the accuracy of the approximation. This issue intensifies at higher dimensions. Since the scope of this work is the three-dimensional case, we will investigate possibilities of dimension reduction. Two Fourier approaches, which allow a dimension diminution from three to two, are being examined. If combined with a cylindrical parametrization of the three-dimensional space, the solution can be calculated without loss of information. The application of these approaches is illustrated exemplarily by the modeling of an indentation test with a rotationally symmetric structur and loads without rotational symmetry. / Partielle Differentialgleichungen beschreiben im physikalisch-technischen Umfeld eine Reihe von Prozessen. Ein Beispiel hierfür sind die Gleichungen der Elastizitätstheorie, die genutzt werden können, um die Verformungen einer Probe unter Aufbringung einer äußeren Last zu beschreiben. Solche Verformungen treten unter anderem bei sogenannten Indenterversuchen auf, die eingesetzt werden, um mechanische Größen dünner Schichten zu ermitteln. Da die meisten partiellen Differentialgleichungen auf analytischem Wege nicht, oder nur sehr schwer zu lösen sind, existieren numerischen Ansätze, um eine Lösung auf approximativem Wege zu erzielen. Für die Lösung elliptischer partieller Differentialgleichungen mit Randbedingungen existiert das Verfahren der Finiten-Elemente-Methode (FEM). Ein problematischer Aspekt besteht im wachsenden numerischen Aufwand mit genauer werdender Approximation der Lösung. Mit dem Ansteigen der Dimension der beschriebenen Prozesse verschärft sich dieses Problem. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf dreidimensionalen Aufgabenstellungen. Daher ist es ihr Ziel, Möglichkeiten der Dimensionsreduktion zu untersuchen. Betrachtet werden zwei Fourieransätze, die bei einer Parametrisierung eines dreidimensionalen Gebietes mittels Zylinderkoordinaten eine Reduktion von drei auf zwei Freiheiten in der Berechnung der Lösung ermöglichen, ohne dass dabei Informationen verloren gehen. Die Anwendung dieser Ansätze soll beispielhaft durch die Modellierung eines Indenterversuches mit rotationssymmetrischer Anordnung und nichtrotationssymmetrischen Lasten veranschaulicht werden.

Die Bildung von Dampfphasen in Fernwärmesystemen während des instationären Übergangs vom Umlaufbetrieb in den Ruhezustand wird zugelassen, sofern adiabate Randbedingungen im Hochpunkt und thermisch gesteuertes Kondensationsverhalten der Dampfblase sichergestellt sind. Zur physikalischen Beschreibung wird ein Modell entwickelt, welches von einer zusammenhängenden Dampfblase im Hochpunkt ausgeht und das thermisch gesteuerte Rückbildungsverhalten während des Füll- bzw. Nachspeisevorganges abbildet. Die Rohrgeometrie im Hochpunkt sowie Wärmetransportvorgänge werden dabei berücksichtigt. Der Gesamtwärmeverlust aus dem Dampfraum setzt sich im Wesentlichen aus der Aufheizung der dampfbenetzten Rohrwand und der instationären Wärmeleitung in der angrenzenden Flüssigkeitsschicht zusammen. Mit Simulationsrechnungen werden das thermisch gesteuerte Blasenverhalten demonstriert und die Haupteinflussgrößen benannt. Die Verdichtung der Dampfmasse während des Füllvorgangs bewirkt einen Temperatur- und Druckanstieg in der Blase. Die Modellvalidierung erfolgt mit veröffentlichten Messdaten und anhand eines Versuches, welcher im Anlagenhochpunkt einer Fernwärmepumpstation durchgeführt wurde. Das Dampfvolumen im Versuch beträgt 30 m³. Die Temperatur-, Druck- und Füllstandsverläufe werden qualitativ und quantitativ wiedergegeben. Die Tolerierung der Dampfbildung erfordert die messtechnische Überwachung der Hochpunkte und eindeutige Handlungsanweisungen, wie im Störfall die Dampfblase zurückgebildet wird. / In district heating systems, the existence of vapour bubbles is tolerated during transition from regular heat supply to a non-operating state. The main requirements to ensure grid and plant safety are the adiabatic conditions within the pipe and the thermally controlled behaviour of the vapour bubble. For the description of the phenomenon, a model for the thermally controlled condensation phase of a concentrated vapour bubble is developed including the pipe geometry and heat losses. The total heat transfer consists of two main parts: the heating of the steel material wetted by the vapour and the unsteady heat conduction in the liquid water layer below the vapour. Test calculations demonstrate the behaviour of the vapour bubble, specifically the compression of the bubble contents and the accompanying increase in temperature and pressure. Furthermore, the main factors influencing the results are identified. Comparisons between simulation results and published measurement data show qualitatively and quantitatively good agreement. For the purpose of validation, own experiments with a large 30 m³ bubble were conducted in a pump station without any signs of condensation induced water hammer. The existence of vapour in district heating system requires measurements at the highest points within the grid in order to detect the vapour bubble and to monitor the condensation process safely. Furthermore, in case of pump failures or other incidents, operators need safety instructions on how to act to re-establish single phase flow before restarting heat supply.

Objectives: To investigate the prevalence and distribution of comorbidity and its association with perioperative complications in patients undergoing radical prostatectomy (RPE). Methods: In 431 unselected RPE patients, the American Society of Anesthesiologists Physical Status classification (ASA-PS), the New York Heart Association classification of cardiac insufficiency (NYHA), the classification of angina pectoris of the Canadian Cardiovascular Society (CCS), height, weight, the body mass index (BMI), and the number of concomitant diseases (NCD) were assessed and related to perioperative cardiovascular complications. Results: In RPE patients less than 70 years old, comorbidity rose nearly continuously with increasing age. However, after reaching an age of 70 years, the proportion of NYHA-0 patients increased (60–64 years, 86%; 65–69 years, 85%; ≥70 years, 87%). Furthermore, the severe comorbidities decreased in patients selected for RPE aged 70 or more years. There was a nonsignificant trend towards higher comorbidity in patients with perioperative cardiovascular complications. Conclusions: These data suggest that documentation of the distribution of ASA-PS, CCS, NYHA and of concomitant diseases might be helpful to characterize the general health status and the degree of selection of prostate cancer treatment populations especially in series with a high portion of patients aged 70 or more years. Concerning perioperative complications, the individual predictive value of comorbidity seems to be poor in the radical prostatectomy setting. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

“History matching” (model calibration, parameter identification) is an established method for determination of representative reservoir properties such as permeability, porosity, relative permeability and fault transmissibility from a measured production history; however the uniqueness of selected model is always a challenge in a successful history matching. Up to now, the uniqueness of history matching results in practice can be assessed only after individual and technical experience and/or by repeating history matching with different reservoir models (different sets of parameters as the starting guess). The present study has been used the stochastical theory of Kullback & Leibler (K-L) and its further development by Akaike (AIC) for the first time to solve the uniqueness problem in reservoir engineering. In addition - based on the AIC principle and the principle of parsimony - a penalty term for OF has been empirically formulated regarding geoscientific and technical considerations. Finally a new formulation (Penalized Objective Function, POF) has been developed for model selection in reservoir history matching and has been tested successfully in a North German gas field. / „History Matching“ (Modell-Kalibrierung, Parameter Identifikation) ist eine bewährte Methode zur Bestimmung repräsentativer Reservoireigenschaften, wie Permeabilität, Porosität, relative Permeabilitätsfunktionen und Störungs-Transmissibilitäten aus einer gemessenen Produktionsgeschichte (history). Bis heute kann die Eindeutigkeit der identifizierten Parameter in der Praxis nicht konstruktiv nachgewiesen werden. Die Resultate eines History-Match können nur nach individueller Erfahrung und/oder durch vielmalige History-Match-Versuche mit verschiedenen Reservoirmodellen (verschiedenen Parametersätzen als Startposition) auf ihre Eindeutigkeit bewertet werden. Die vorliegende Studie hat die im Reservoir Engineering erstmals eingesetzte stochastische Theorie von Kullback & Leibler (K-L) und ihre Weiterentwicklung nach Akaike (AIC) als Basis für die Bewertung des Eindeutigkeitsproblems genutzt. Schließlich wurde das AIC-Prinzip als empirischer Strafterm aus geowissenschaftlichen und technischen Überlegungen formuliert. Der neu formulierte Strafterm (Penalized Objective Function, POF) wurde für das History Matching eines norddeutschen Erdgasfeldes erfolgreich getestet.

Selecting patients for clinical trials is very labor-intensive. Our goal is to develop an automated system that can support doctors in this task. This paper describes a major step towards such a system: the automatic translation of clinical trial eligibility criteria from natural language into formal, logic-based queries. First, we develop a semantic annotation process that can capture many types of clinical trial criteria. Then, we map the annotated criteria to the formal query language. We have built a prototype system based on state-of-the-art NLP tools such as Word2Vec, Stanford NLP tools, and the MetaMap Tagger, and have evaluated the quality of the produced queries on a number of criteria from clinicaltrials.gov. Finally, we discuss some criteria that were hard to translate, and give suggestions for how to formulate eligibility criteria to make them easier to translate automatically.

Betondecken sind materialintensive Biegetragwerke, wenn sie, wie derzeit üblich, eben und aus einer Betonsorte hergestellt werden. Die Materialien sind dadurch nur an wenigen Stellen maximal und effizient ausgenutzt. Die vorliegende Dissertation greift ein daraus resultierendes Optimierungspotential auf. Eine verbesserte Ausnutzung der Baustoffe Beton und Stahl gelingt durch einen dreischichtigen Querschnittsaufbau. Dabei nehmen die beiden äußeren Betonschichten mit der eingebrachten Stahlbewehrung vor allem die Beanspruchungen aus Biegung und die Kernschicht aus Schub auf. Als Kernschichtmaterial kommen dabei Leichtbetone zur Anwendung. Der Fokus liegt auf der Untersuchung von schlaff bewehrten, einachsig gespannten, einfeldrigen Flachdecken des gewöhnlichen Wohnungs- und Bürobaus. In der Arbeit wird ein Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand und die bereits vorliegenden Forschungsarbeiten zu geschichteten, sandwichartigen Betondecken gegeben. Sie geht auf die Eigenschaften von Beton, Stahl und Stahlbeton und ausführlich auf den Verbund zwischen Betonschichten ein, der die Tragfähigkeit geschichteter Betondecken besonders beeinflusst. Anschließend werden verschiedene Bauteilzustände erläutert und die Versagensarten, die bei geschichteten Elementen auftreten können, vorgestellt. Dazu gehören maßgeblich das Biegezug- und Biegedruckversagen sowie das Biegeschub- und Fugenversagen. Es werden sowohl Formeln zur Berechnung von Durchbiegungen im Gebrauchszustand als auch von Bruchlasten in Abhängigkeit der Versagensart bereitgestellt. Auch sind Rechenansätze zur Beurteilung des Bauteilzustandes infolge des unterschiedlichen Schwindens der Betone aufgeführt.

Der Pendelsensor “Crop-Meter” misst indirekt die oberirdische Biomasse von Getreide, um Stickstoffdünger (N) teilflächenspezifisch auf heterogenen Ackerflächen auszubringen. In On-Farm-Versuchen wurde eine variable N-Düngung mit „Crop-Meter“ gegenüber der praxisüblichen, einheitlichen N-Düngung in Wintergetreide getestet. Im Gegensatz zur klassischen Anlage von Parzellenversuchen war eine Bestandsheterogenität zum Sensoreinsatz im Getreide ausdrücklich gefordert. Prüfmerkmal war der Kornertrag. Auf Grund der georeferenzierten Ertragskartierung lagen die somit pseudo-wiederholten Daten vermutlich räumlich autokorreliert vor. Daher wurden zwei Ansätze zur statistischen Analyse gewählt. Im ersten Ansatz wurden die Ertragsdaten auf Basis der Biomasse post-stratifiziert, um die Biomassevariabilität einzugrenzen. In jedem Stratum wurden Autokorrelationsmodelle für die Residuen (räumliche Modelle) mit der Annahme nicht korrelierter Residuen (Nullmodell) verglichen. Stets wurden räumliche Modelle als beste statistische Modelle ausgewählt. Im Gegensatz zu den Nullmodellen waren die Ertragsdifferenzen räumlicher Modelle sehr häufig nicht signifikant. Dieses Ergebnis wurde auch durch verschiedene Stratifikationen und N-Einsparungen nicht verändert. Im zweiten Ansatz wurde jeweils der gesamte Ertragsdatensatz eines Versuchs zusätzlich zu den räumlichen Modellen mit Kovariablen (Trendmodelle) modelliert. Für jeden Versuch wurden individuell verschiedene Kombinationen aus Trend- und räumlichen Modellen selektiert. Die meisten Mittelwertdifferenzen waren trotz N-Reduktion in den variablen Varianten nicht signifikant (7…24 kg N ha-1). Diese Ansätze bilden eine Grundlage zur Ableitung fundierter Auswertungsmethoden von On-Farm-Versuchen mit georeferenzierten Daten. / A pendulum sensor (Crop-Meter) measures cereal aboveground biomass in order to apply nitrogen (N) fertilizers site-specifically on heterogeneous agricultural fields. In on-farm trials, common N application practice (constant) was compared to site-specific (variable) N application with the sensor to assess grain yields as response. Unlike the classic design of small-plot trials, cereal crop heterogeneity was explicitly desired to use the Crop-Meter. Simultaneously, spatial yield data provided pseudo-replications and possible autocorrelation. Therefore, two approaches were selected for statistical analysis. In the first approach, yield data were post-stratified on the basis of biomass measures to confine total biomass variability. For each stratum, spatial co-variance structures were assumed for residuals (spatial models) opposed to the assumption of non-correlated residuals (null model). Spatial models were selected as best statistical models. Very often, yield differences were not significant when selecting spatial models in contrast to null models. However, this was not due to different stratifications and stratum-dependent N savings. In the second approach, trend models were fitted for total yield datasets with covariates in addition to spatial models. For each on-farm trial, distinct combinations of trend and spatial models were selected. Most mean differences were not significant despite site-specific N reduction (7…24 kg N ha-1). These approaches provide basics to derive profound methods for analysis of on-farm trials with spatial data.