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Stereo Camera Setup for 360° Digital Image Correlation to Reveal Smart Structures of Hakea Fruits
(2024)
About forty years after its first application, digital image correlation (DIC) has become an established method for measuring surface displacements and deformations of objects under stress. To date, DIC has been used in a variety of in vitro and in vivo studies to biomechanically characterise biological samples in order to reveal biomimetic principles. However, when surfaces of samples strongly deform or twist, they cannot be thoroughly traced. To overcome this challenge, different DIC setups have been developed to provide additional sensor perspectives and, thus, capture larger parts of an object’s surface. Herein, we discuss current solutions for this multi-perspective DIC, and we present our own approach to a 360 DIC system based on a single stereo-camera setup. Using this setup, we are able to characterise the desiccation-driven opening mechanism of two woody Hakea fruits over their entire surfaces. Both the breaking mechanism and the actuation of the two valves in predominantly dead plant material are models for smart materials. Based on these results, an evaluation of the setup for 360 DIC regarding its use in deducing biomimetic principles is given. Furthermore, we propose a way to improve and apply the method for future measurements.
Aufgrund der Energiewende und den steigenden Anforderungen an die technische Gebäudeausrüstung gewinnt der Betrieb von Wärmepumpen in Gebäuden immer mehr an Bedeutung. Inzwischen existiert eine Vielzahl an Wärmepumpen-Systemen, die unterschiedliche Vor- und Nachteile sowie Einsatzmöglichkeiten aufweisen. Sofern die Installation einer Wärmepumpe für den Wohngebäudesektor in Betracht gezogen wird, muss eruiert werden, welches System sowohl ökologisch als auch ökonomisch für das Bauvorhaben am sinnvollsten ist. Hierfür wurde eine Bewertungstool entwickelt, das den Einsatz der unterschiedlichen Wärmepumpensysteme bewertet und auch Nutzern mit wenig Expertise eine Entscheidungshilfe ermöglicht. Für eine möglichst ganzheitliche Betrachtung können verschiedene Szenarien mit Hilfe des Bewertungstools überprüft werden. Hierzu können Indikatoren wie Standortdaten, Gebäudedaten, Parameter für die Trinkwassererwärmung, die Systemtemperaturen der Heizung und die Betriebsweise der Wärmepumpe im Tool variiert werden. Die Ergebnisse des Bewertungstools zeigen, wie die unterschiedlichen Nutzungsanforderungen sich auf die Jahresarbeitszahl und den Energiebedarf auswirken. Zusätzlich werden Investitions- und Verbrauchskosten für die unterschiedlichen Szenarien abgeschätzt und berechnet. Bei der ökologischen Bewertung wird der Fokus der Betrachtung auf den TEWI-Wert gelegt, um den Einfluss von verschiedener Kältemittel im Lebenszyklus der Wärmepumpe zu berücksichtigen.
An automated pipeline for comprehensive calculation of intermolecular interaction energies based on molecular force-fields using the Tinker molecular modelling package is presented. Starting with non-optimized chemically intuitive monomer structures, the pipeline allows the approximation of global minimum energy monomers and dimers, configuration sampling for various monomer-monomer distances, estimation of coordination numbers by molecular dynamics simulations, and the evaluation of differential pair interaction energies. The latter are used to derive Flory-Huggins parameters and isotropic particle-particle repulsions for Dissipative Particle Dynamics (DPD). The computational results for force fields MM3, MMFF94, OPLSAA and AMOEBA09 are analyzed with Density Functional Theory (DFT) calculations and DPD simulations for a mixture of the non-ionic polyoxyethylene alkyl ether surfactant C10E4 with water to demonstrate the usefulness of the approach.
Einleitung und Fragestellung:
Abusive Supervision wird mit willentlicher Leistungszurückhaltung, verringerter Motivation, erhöhtem Stresserleben, psychosomatischen Beschwerden und Burnout bei Mitarbeitenden assoziiert. Angesichts der hohen Prävalenz destruktiver Führung bleibt bislang die Frage offen, welche
protektiven Ressourcen die genannten Zusammenhänge abpuffern.
Theoretischer Hintergrund:
Abusive Supervision bezieht sich auf das Ausmaß der feindseligen verbalen und nonverbalen Verhaltensweisen einer Führungskraft. Basierend auf dem Anforderungs- Ressourcen- Modell gehen wir davon aus, dass sich personale Ressourcen, die Mitarbeitende in der arbeitsfreien Zeit aufbauen, positiv auf den negativen Effekt zwischen destruktiver Führung und Mitarbeitergesundheit auswirken. Wir fokussieren hier die generalisierte Selbstwirksamkeitserwartung, die sich im Sinne der sozialkognitiven Theorie und zahlreichen empirischen Befunden als gesundheitsrelevante Ressource im
Umgang mit domänenübergreifenden Belastungen herausgestellt hat. Diese sollte durch Bewältigungserfahrung in der arbeitsfreien Zeit gefördert werden. Bewältigungserfahrung in der Freizeit bedeutet die Gelegenheit des Erlebens von Kompetenz und Fachwissen.
Methode:
Die Moderatoranalyse wurde im Rahmen einer Querschnittsbefragung einer anfallenden Stichprobe mit N = 305 Personen getestet. Die Variablen wurden mit der Abusive Supervision Scale (Tepper, 2000), dem REQ (Sonnentag & Fritz, 2007), und der Subskala emotionale Erschöpfung des MBI (Büssing & Perrar, 1992) gemessen.
Ergebnisse:
In dieser Studie zeigen „Mastery Experiences“ einen hypothesenkonformen Puffereffekt, nicht jedoch die anderen Erholungsstrategien, die auch mit getestet wurden. Es zeigt sich also die Tendenz, dass sich Mitarbeitende durch das Erlernen neuer Kompetenzen und den Aufbau von Selbstwirksamkeit vor den gesundheitsschädlichen Auswirkungen destruktiver Führung schützen können. Das
Korrelationsmuster deutet aber vrmtl. auch problematische Aspekte dieser Erholungsstrategie an.
Diskussion:
Limitierend muss erwähnt werden, dass wir die vermutete vermittelnde Variable Selbstwirksamkeit nicht explizit gemessen haben, und dass zukünftige Untersuchungen den Effekt in Form einer mediierten Moderation replizieren müssen.
n-type silicon modules
(2023)
The photovoltaic industry is facing an exponential growth in the recent years fostered by a dramatic decrease in installation prices. This cost reduction is achieved by means of several mechanisms. First, because of the optimization of the design and installation process of current PV projects, and second, by the optimization, in terms of performance, in the manufacturing techniques and material combinations within the modules, which also has an impact on both, the installation process, and the levelized cost of electricity (LCOE).
One popular trend is to increase the power delivered by photovoltaic modules, either by using larger wafer sizes or by combining more cells within the module unit. This solution means a significant increase in the size of these devices, but it implies an optimization in the design of photovoltaic plants. This results in an installation cost reduction which turns into a decrease in the LCOE.
However, this solution does not represent a breakthrough in addressing the real challenge of the technology which affects the module requirements. The innovation efforts must be focused on improving the modules capability to produce energy without enlarging the harvesting area. This challenge can be faced by approaching some of the module characteristics which are summarized in this chapter.
This paper reveals various approaches undertaken over more than two decades of teaching undergraduate programming classes at different Higher Education Institutions, in order to improve student activation and participation in class and consequently teaching and learning effectiveness.
While new technologies and the ubiquity of smartphones and internet access has brought new tools to the classroom and opened new didactic approaches, lessons learned from this personal long-term study show that neither technology itself nor any single new and often hyped didactic approach ensured sustained improvement of student activation. Rather it needs an integrated yet open approach towards a participative learning space supported but not created by new tools, technology and innovative teaching methods.
This paper presents a pragmatic approach for stepwise introduction of peer assessment elements in undergraduate programming classes, discusses some lessons learned so far and directions for further work. Students are invited to challenge their peers with their own programming exercises to be submitted through Moodle and evaluated by other students according to a predefined rubric and supervised by teaching assistants. Preliminary results show an increased activation and motivation of students leading to a better performance in the final programming exams.
Nachhaltigkeit von intelligenten Gebäuden - Ein Blick auf die Gesetzgebungen und Praxismöglichkeiten
(2023)
Gebäude sind durch ihre Herstellung und den Betrieb für einen erheblichen Teil der CO2-Emissionen in Europa verantwortlich. Die EU und Deutschland wollen durch milliardenschwere Maßnahmenpakete diese Emissionen bis zum Jahr 2045 (Deutschland) bzw. 2050 (EU) auf null reduzieren. Neben der Gebäudehülle als maßgeblicher Faktor für die Wärmebilanz zum Heizen und Kühlen spielt die Gebäudeautomation eine wichtige Rolle. Wie Gebäude intelligenter und smarter werden und wie sich das auf die Energieeffizienz auswirkt, soll im Folgenden betrachtet werden.