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Das Controlling hat seinen Platz in der Betriebswirtschaftslehre und damit als akademische Disziplin noch nicht gefunden, ja es ist nicht einmal allgemein geklärt, ob Controlling überhaupt eine wissenschaftliche Disziplin ist. Denn für die Anerkennung als wissenschaftliche Teildisziplin müsste es mit Kant gelingen, „das Unterscheidende, was sie mit keiner andern gemein hat, und was ihr also eigenthümlich ist“ genau zu bestimmen. Der Versuch einer derartigen „Bestimmung“ ist charakteristisch für die wissenschaftliche Beschäftigung mit „Controlling“ im deutschen Sprachraum.
Nach einem systematisierenden Überblick über bisherige Konzeptionalisierungsversuche und deren kritischer Würdigung wird aus der Erfolglosigkeit dieser Bemühungen in den letzten 50 Jahren der Schluss gezogen, dass der Versuch, „Controlling“ in Relation zur „klassischen“ Betriebswirtschaftslehre zu konzeptionalisieren, gescheitert ist. Will man nun den Versuch einer wissenschaftlichen Konzeptionalisierung nicht gänzlich aufgeben, so ist es möglicherweise sinnvoll, auf einen alternativen Referenzrahmen zurückzugreifen. Ein solcher Referenzrahmen stellt das Konzept der Privatwirtschaftslehre (PWL) dar. Dieses wird im Weiteren genutzt, um eine andere Fundierung des Controllings zu schaffen, um wiederum auf dieser Basis einen Controllingansatz zu formulieren, der die zuvor kritisierten Schwächen überwindet.
Das MINT-EC-Girls-Camp: Math-Talent-School richtet sich an mathematikbegeisterte Schülerinnen von MINT-EC-Schulen, die Einblicke in die Berufswelt von Mathematikerinnen und Mathematikern bekommen möchten. Die Veranstaltung veranschaulicht den Schülerinnen die steigende Relevanz angewandter mathematischer Forschungsgebiete, wie der Techno- und der Wirtschaftsmathematik. Sie soll dazu dienen, Schüler:innen die Bedeutung mathematischer Arbeitsweisen in der heutigen Berufswelt, insbesondere in Industrie und Wirtschaft, begreifbar zu machen. Die Talent-School wird organisiert von MINT-EC und dem Felix-Klein-Zentrum für Mathematik. Die fachwissenschaftliche Betreuung der Schülerinnen während dieser Talent-School wurde durch Mitarbeitende des Kompetenzzentrums für Mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule (KOMMS) der TU Kaiserslautern und des Fraunhofer ITWM umgesetzt. In diesem Report beschreiben wir die Projekte, die während der Talent-School im Oktober 2022 durchgeführt wurden.
Seit 1993 veranstaltet der Fachbereich Mathematik der TU Kaiserslautern jährlich die mathematischen Modellierungswochen. Die Veranstaltung erwuchs parallel zu der steigenden Relevanz angewandter mathematischer Forschungsgebiete, wie der Techno- und der Wirtschaftsmathematik. Sie soll dazu dienen, Schülerinnen und Schülern die Bedeutung mathematischer Arbeitsweisen in der heutigen Berufswelt, insbesondere in Industrie und Wirtschaft, begreifbar zu machen. Darüber hinaus bietet die Modellierungswoche den teilnehmenden Lehrkräften einen Einblick in die Projektarbeit mit offenen Fragestellungen im Rahmen der mathematischen Modellierung. In diesem Report beschreiben wir die Projekte, die während der Modellierungswoche im Dezember 2022 durchgeführt wurden.
Seit 1993 veranstaltet der Fachbereich Mathematik der TU Kaiserslautern jährlich die mathematischen Modellierungswochen. Die Veranstaltung erwuchs parallel zu der steigenden Relevanz angewandter mathematischer Forschungsgebiete, wie der Technomathematik und der Wirtschaftsmathematik. Sie soll dazu dienen, Schülerinnen und Schülern die Bedeutung mathematischer Arbeitsweisen in der heutigen Berufswelt, insbesondere in Industrie und Wirtschaft, begreifbar zu machen. Darüber hinaus bietet die Modellierungswoche den teilnehmenden Lehrkräften einen Einblick in die Projektarbeit mit offenen Fragestellungen im Rahmen der mathematischen Modellierung. In diesem Report beschreiben wir die Projekte, die während der Modellierungswoche im Dezember 2021 durchgeführt wurden. Der Themenschwerpunkt der Veranstaltung lautete "Wetter und Katastrophenschutz".
Regelkonzept für eine Niederspannungsnetzautomatisierung unter Verwendung des Merit-Order-Prinzips
(2022)
Durch die zunehmende Erzeugungsleistung auf Niederspannungsnetzebene (NS-Netzebene) durch Photovoltaikanlagen, sowie die Elektrifizierung des Wärme- und des Verkehrssektors sind Investitionen in die NS-Netze notwendig. Ein höherer Digitalisierungsgrad im NS-Netz birgt das Potential, die notwendigen Investitionen genauer zu identifizieren, und damit ggf. zu reduzieren oder zeitlich zu verschieben. Hierbei stellt die Markteinführung intelligenter Messsysteme, sog. Smart Meter, eine neue Möglichkeit dar, Messwerte aus dem NS-Netz zu erhalten und auf deren Grundlage die Stellgrößen verfügbarer Aktoren zu optimieren. Dazu stellt sich die Frage, wie Messdaten unterschiedlicher Messzyklen in einem Netzautomatisierungssystem genutzt werden können und wie sich das nicht-lineare ganzzahlige Optimierungsproblem der Stellgrößenoptimierung effizient lösen lässt. Diese Arbeit befasst sich mit der Lösung des Optimierungsproblems. Dazu kommt eine Stellgrößenoptimierung nach dem Merit-Order-Prinzip zur Anwendung.
Neben einem populistischen Demokratieverständnis bildet auch ein majoritärer Relativismus Teil der deutschen politischen Kultur. Dieser Aufsatz argumentiert und liefert Evidenz dafür, dass es sich um zwei unterschiedliche, aber zugleich teils miteinander verwandte Demokratieauffassungen handelt und dass es wichtig ist, beide auseinanderzuhalten. Wie der Populismus erwartet der majoritäre Relativismus die möglichst unmittelbare und getreue Verwirklichung der Interessen in der Bevölkerung, er hält dabei jedoch ausdrücklich nicht an der Idee eines wahren und einheitlichen Volkswillens fest. Während beide positiv mit der Unterstützung der rechtspopulistischen Partei Alternative für Deutschland (AfD) zusammenhängen, zeigt nur der Populismus einen negativen Zusammenhang mit optimierendem Problemlösen durch künstliche Intelligenz in der politischen Führung, der majoritäre Relativismus hingegen sogar einen positiven Zusammenhang. Bemerkenswert ist zudem, dass der majoritäre Relativismus Unterstützung für die AfD besser vorhersagt als ein populistisches Demokratieverständnis. Damit leistet der Aufsatz einen wichtigen Beitrag zur Debatte über Populismus als Bestandteil der politischen Kultur in Deutschland.
Es werden Ergebnisse aus einer Kontaktsimulation vorgestellt, welche die Oberflächenveränderung eines Axiallagers infolge von unerwünschtem elektrischem Stromdurchgang bei Mischreibung zeigen. Das hierzu entwickelte Modell berücksichtigt neben den Oberflächenrauheiten auch das nichtlineare Materialverhalten des Wälzlagerwerkstoffes. Im Gegensatz zu bekannten Modellierungsmethoden für ähnliche Problemstellungen, wird hier ein neuartiger Ansatz auf Basis einer gekoppelten Euler- Lagrange- Finite Element Simulation entwickelt. Das Modell liefert, mit experimentell geschädigten Oberflächen als Eingangsgröße, Erkenntnisse zum Traganteilsverhalten und weiterer mechanischer Kenngrößen infolge kombinierter mechanischer und elektrischer Belastungen.
Janus-Materialien sind anisotrope Nano- und Mikroarchitekturen, die zwei verschiedene Seiten mit unterschiedlichen oder entgegengesetzten physikochemischen Eigenschaften aufweisen. Parallel zur Entwicklung neuer Methoden zur Herstellung dieser Materialien wurden entscheidende Fortschritte in Bezug auf Anwendungen erzielt, z. B. in der Biologie, der Katalyse, der Pharmazie und neuerdings auch in der Batterietechnologie. Dieser Kurzaufsatz stellt die jüngsten und wichtigsten Erfolge bei der Anwendung aufgabenspezifisch funktionalisierter Janus-Nanomaterialien im Bereich der heterogenen Katalyse für unterschiedliche chemische Transformationen vor. Er umfasst Reduktionreaktionen, oxidative Entschwefelung und Farbstoffabbau, asymmetrische Katalyse, Biomassetransformationen, Kaskadenreaktionen, Oxidationsreaktionen, übergangsmetallkatalysierte Kreuzkupplungsreaktionen, elektro- und photokatalytische Reaktionen sowie Gasphasenreaktionen. Zum Abschluss folgt ein Ausblick auf mögliche zukünftige Anwendungen.
In diesem Text werden einige wichtige Grundlagen zusammengefasst, mit denen ein schneller Einstieg in das Arbeiten mit Arduino und Raspberry Pi möglich ist. Wir diskutieren nicht die Grundfunktionen der Geräte, weil es dafür zahlreiche Hilfestellungen im Internet gibt. Stattdessen konzentrieren wir uns vor allem auf die Steuerung von Sensoren und Aktoren und diskutieren einige Projektideen, die den MINT-interdisziplinären Projektunterricht bereichern können.
Daseinsvorsorge im Bereich des Schutzes der Trinkwasserressourcen beginnt mit der Pflege des Wasserdargebots. In Anbetracht der sich in tatsächlicher und rechtlicher Hinsicht ändernden Gegebenheiten beim Schutz von Trink-, Mineral- und Heilwasservorkommen (Klimawandel, “Wasserstress” infolge qualitativer und quantitativer Verschlechterungen bis hin zur Trinkwasserknappheit) stellt sich die Frage, wie den Gefahren der zunehmenden Verschlechterung dieser Ressourcen begegnet werden kann. Der nachfolgende Beitrag belegt die These, dass auch bei einer gut gemeinten von Beschleunigungs- und Deregulierungsbestrebungen getragenen landesgesetzlichen Änderung risikovorsorgender, rechtssystematischer Schutzkomponenten der abwägungsrelevante Belang nicht außer Acht bleiben darf, dass es dadurch zu einer systematischen Verschlechterung des rechtlichen und umweltplanerischen Kontroll- und Schutzsystems mit nachteiligen Folgewirkungen für diese Schutzgüter kommen kann. Insofern sollte der Stellenwert, welcher der objektiv-rechtliche Rechtsschutz bei der Erhaltung der besonderen “Naturschätze”, der Trink-, Mineral- und Heilwasservorkommen, einnimmt, nicht unterschätzt werden.
Im Rahmen dieses Beitrags werden Ergebnisse einer Untersuchung an feststoffgeschmierten Wälzlagern vorgestellt. Betrachtet werden dabei Lager, welche einen speziellen, modifizierten Käfig verwenden. Die Käfigtaschen des Käfigs dienen dabei, zusätzlich zu ihrer ursprünglichen Funktion, der Führung der Wälzkörper, als Schmierstoffdepot. Es werden zunächst Prüfaufbau und die Versuchsbedingungen erläutert und in diesem Zusammenhang wird gezeigt, dass der in diesem Beitrag verwendete Aufbau, verglichen mit dem Aufbau vorangegangener Arbeiten, eine deutlich reduzierte Streuung aufweist. Als eine nicht zu vernachlässigende Fehlerquelle bei der gravimetrischen Bestimmung des Käfigtaschenverschleißes wurde das hygroskopische Verhalten des Polymercompounds identifiziert. Einer Verfälschung dieser Messergebnisse durch die unkontrollierte Feuchtigkeitsaufnahme aus der Umgebung, muss durch einen zeitlich vorgelagerten Trocknungsprozess unter definierten Bedingungen vorgebeugt werden. Zudem wird gezeigt, dass die Käfigtaschen sowohl durch den Innenring des Lagers, als auch durch die Wälzkörper verschlissen werden. Hierbei wird eine Messmethode zur Ermittlung der, durch den Innenring verschlissenen, Materialmenge vorgestellt. Durch Oberflächenanalysen der Messingstruktur des Käfigs wird eine Reduzierung des Zinks nachgewiesen, sowie eine Änderung der Oberflächenstruktur festgestellt. Als Ursache wird ein Sublimieren des Zinks aufgrund der Versuchsbedingungen vermutet. Weiterhin wird gezeigt, dass die Prüftemperatur von 300 °C zu einem Schrumpfen der Lagerringe führt. Eine Vorwegnahme dieser Maßverringerung ist durch Temperierung bei 300 °C für 48 h möglich.
The plasma membrane harbors a specific set of transmembrane proteins which enable diverse cellular functions such as nutrient uptake, ion homeostasis and cellular signaling. The surface levels of these proteins need to be dynamically regulated to allow for plastic changes in cellular behaviour e. g. upon cell stress or during neuronal communication. Endocytosis is a powerful mechanism for quickly adapting the surface proteome via protein internalization. Here, I discuss how endocytosis contributes to brain function and counteracts cell stress.
A Strained Partnership: Krise und Resilienz in den transatlantischen Beziehungen 20 Jahre nach 9/11
(2021)
2021 lieferte aus transatlantischer Perspektive gleich mehrere Zäsuren. Im Januar wurde US-Präsident Donald Trump, dessen disruptive Politik diverse Konflikte mit Europa provozierte, durch Joseph R. Biden abgelöst. Im August endete in Afghanistan der längste Einsatz in der Geschichte der NATO mit einem chaotischen Abzug und der Machtübernahme der Taliban, fast 20 Jahre nach dem Beginn des Krieges. Und schließlich läuteten die Bundestagswahlen im September das Ende der Amtszeit Angela Merkels ein, die als Bundeskanzlerin in 16 Regierungsjahren auf vier US-Präsidenten traf. Diese Zäsuren bieten Anlass genug, eine Bilanz der transatlantischen Beziehungen seit 9/11 zu ziehen.
Die Möglichkeit einer Prämienanpassung in der deutschen PKV ist vom Wert des sogenannten auslösenden Faktors abhängig, der mittels einer linearen Extrapolation der Schadenquotienten der vergangenen drei Jahre berechnet wird. Seine frühzeitige, verlässliche Vorhersage ist aus Sicht des Risikomanagements von großer Bedeutung. Wir untersuchen deshalb vielfältige Vorhersageansätze, die von klassischen Zeitreihenansätzen und Regression über neuronale Netze bis hin zu hybriden Modellen reichen. Während bei den klassischen Methoden Regression mit ARIMA-Fehlern am besten abschneidet, zeigt ein neuronales Netz, das mit Zeitreihenvorhersage kombiniert oder auf desaisonalisierten und trendbereinigten Daten trainiert wurde, das insgesamt beste Verhalten.
Cellular membranes can serve as barriers between subcellular compartments, but they can also interact to form dynamically regulated membrane contact sites between a specific pair of organelles. Focussing on plants, this article discusses local redox environments and the current knowledge on membrane contact sites as examples for the dividing and connecting functions of membranes, respectively.
Editorial
(2021)
Der vorliegende Aufsatz untersucht, (1) inwieweit Unterschiede in der Ausgestaltung der Migrationspolitik auf substaatlicher Ebene in der Bundesrepublik Deutschland bestehen und (2) wodurch sich die Policy-Varianz zwischen den deutschen Ländern erklären lässt. Während bestehende Studien ähnlich gelagerte Fragen meist nur auf Basis eines spezifischen Indikators der Migrationspolitik untersucht haben – wie etwa der Ausgaben – schlagen wir ein mehrdimensionales Messkonzept vor, das sechs unterschiedliche Dimensionen der Migrationspolitik auf Länderebene unterscheidet: (1) die Art der Unterbringung, (2) die Art der Leistungserbringung, (3) die Gesundheitsversorgung, (4) die Aufnahmepraxis, (5) die Abschiebepraxis, sowie die (6) bundesstaatliche Positionierung am Beispiel der „sicheren Herkunftsländer“. Zur Analyse möglicher Pfade zur Erklärung der Unterschiede zwischen den Bundesländern nutzen wir eine fuzzy-set QCA-Analyse und greifen auf Parteipolitik, sozioökonomischen Kontext und die Einstellungen der Bevölkerung als Bedingungen zurück.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass in der Tat substanzielle Unterschiede zwischen den Bundesländern bestehen. Zudem finden wir, dass die parteipolitische Zusammensetzung der Regierung in unterschiedlichen Pfaden eine wichtige Bedingung für das Vorliegen restriktiver bzw. permissiver Migrationspolitik ist. In keinem einzigen kausalen Pfad der fsQCA-Analyse ist überhaupt eine Erklärung restriktiver bzw. permissiver Migrationspolitik ohne Berücksichtigung der Parteiideologie möglich – ein Ergebnis, das klar für die hohe Relevanz der parteipolitischen Zusammensetzung der Regierung spricht. Die Einstellungsmuster der Bevölkerung in dem jeweiligen Bundesland, die Migrationspolitik und die sozioökonomischen Bedingungen scheinen hingegen nur eine untergeordnete Rolle zu spielen.
Computational-Fluid-Dynamics (CFD)-Simulationen in Kombination mit Tropfenpopulationsbilanzen führen zu einem praxisgerechten Standard, um auf Basis verfügbarer Prozessdaten den Strömungsverlauf – und damit die Verweilzeitverteilung – in liegenden Abscheidern beliebiger Größe zu berechnen. Durch Implementierung des Tropfenverhaltens wird auch die Berechnung eines tropfenspezifischen Abscheider-Wirkungsgrades ermöglicht. Die Methodenentwicklung erfolgte mit baugleichen Anlagen an drei verschiedenen Standorten. Die darauf beruhenden CFD-Simulationen wurden erfolgreich mit experimentellen Daten der beteiligten Industriepartner validiert.
Es wird eine hochgradig diastereoselektive Eintopf-Synthese der 1,3-Diamino-2-Alkohol-Einheit mit drei fortlaufenden Stereozentren beschrieben. Bei dieser Methode werden 2-Oxyenamide als neue Bausteine für den raschen Aufbau des 1,3-Diamin-Gerüsts, mit einer zusätzlichen stereogenen Sauerstofffunktionalität in C2-Position, eingesetzt. Zusätzlich wird über eine stereoselektive Synthese der erforderlichen (Z)-Oxyenamide berichtet.
Die Konstruktion eines Schrittzählers mit einem Arduino-Mikrocontroller und einem Bewegungssensor ist ein spannendes Technikprojekt. Wir erläutern den Grundgedanken hinter der produktorientierten Modellierung und die vielfältigen Möglichkeiten, die Fragestellung zu bearbeiten. Darüberhinaus werden die technischen Details der verwendeten Hardware diskutiert, um einen schnellen Einstieg ins Thema zu ermöglichen.
Dort, wo in Prozessen und Anwendungen Flüssigkeiten unter hohem Druck in rotierende Systeme eingespeist werden, kommen Radialwellendichtringe an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Treten in den Dichtkontakten zusätzlich noch hohe Relativgeschwindigkeiten auf, eignen sich auch Gleitringdichtungen nicht mehr als dynamische Dichtung. Aufgrund ihrer sehr hohen thermischen Beständigkeit etablierten sich Rechteckdichtringe aus Hochleistungskunststoffen wie Polyimiden für diese Anwendungen. In ihrem Aufbau ähneln sie Kolbenringen, wie sie in Verbrennungskraftmaschinen und Kolbenmaschinen zum Einsatz kommen, weshalb im englischen Sprachgebrauch die Bezeichnung „piston ring“ verbreitet ist.
Als zentrale Größe für die Belastung des Rechteckdichtrings wird das Lastäquivalent aus dem Produkt von anliegendem Fluiddruck und der Relativgeschwindigkeit im Kontakt herangezogen (auch p · v-Wert). Der p · v-Wert wird als Systemkenngröße herangezogen, um die Eignung des Werkstoffs hinsichtlich ertragbarer Reibleistungen im Kontakt für die jeweilige Anwendung zu prüfen. Vorangegangene Arbeiten befassten sich vorwiegend mit der Leckagebildung, Reibungsreduzierung sowie der Bestimmung geeigneter Materialpaarungen für das Dichtsystem. Dabei wurden Einflüsse von Lageabweichungen auf die Funktionalität der Dichtringe nicht betrachtet. Mit Hilfe eines adaptierten Prüfstands am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik der Technische Universität Kaiserslautern, der zur Untersuchung von Radialwellendichtringen unter statischen und dynamischen Auslenkungen dient, soll das Verständnis über Rechteckdichtringe unter statischen und dynamischen Auslenkung erweitert werden.
Das Verhalten von Rechteckdichtringen unter statischen und dynamischen Lageabweichungen wird von sich überlagernden Einflüssen bestimmt. Hierbei hängt die auftretende Leckage des Dichtsystems vorrangig von den Betriebsgrößen wie Fluiddruck und den statischen Lageabweichungen ab. Dynamische Verlagerungen innerhalb des Dichtsystem beeinflussen das Leckageverhalten negativ, wobei kein Zusammenhang zwischen Leckage und Betrag oder Frequenz der Auslenkung herrscht. Die Querschnittsfläche des Dichtrings sowie die Geometrie der Nut führen so divergierenden Betriebsverhalten, wobei die druckabhängige Leckagebildung von anderen Verhaltensmustern überlagert werden kann.
Die politikwissenschaftliche Literatur zum deutschen Föderalismus ist überaus vielfältig. Neben Analysen der institutionellen Arrangements, ihrer Veränderungen sowie der Dynamiken des deutschen Verbundföderalismus, finden sich auch zahlreiche Untersuchungen zu einzelnen Politikfeldern, die sowohl die Interaktionen zwischen Bund und Ländern als auch die Varianz zwischen den Policies der Länder samt ihrer Bestimmungsfaktoren untersuchen. Darüber hinaus haben sich in den vergangenen Jahrzehnten eigene Forschungszweige zu Parteien im Bundesstaat und zur Parlamentsforschung auf Länderebene etabliert. Trotz dieser großen Forschungsaktivität sind jedoch einige zentrale Fragen der Politikwissenschaft zum Zusammenspiel zwischen Wählern, Parteien, Parlamenten und Regierungen sowie deren Wirkung auf politischen Outputs und Outcomes weiterhin unbeantwortet. Dies ist, so das Argument dieses Beitrags, insbesondere der fehlenden Zusammenführung einzelner Literaturstränge und der noch unzureichenden empirischen Datenbasis geschuldet. Mittels einer Systematisierung des gegenwärtigen Literaturstands entwirft der Aufsatz ein Forschungsprogramm, das auf eine umfassende Analyse des politischen Willensbildungs- und Entscheidungsfindungsprozesses in den deutschen Bundesländern abstellt und Fragen der Responsivität und Rückkopplung systematisch in den Blick nimmt.
Editorial
(2020)
Editorial
(2020)
The digitization of extraction columns requires a profound knowledge of the present hydrodynamics/mass transport interaction as well as appropriate measurement techniques for the detection of relevant input and target values. In this article, the different techniques for droplet size distribution as well as concentration determination are presented and new methods for online evaluation are discussed. In combination with the simulation of droplet size, holdup and solute concentration distribution, an online-capable process tool for controlling and optimizing extraction columns will be obtained.
Erstmalig wurde Synchrotron-basierte nukleare inelastische Streuung (NIS) unter Nutzung des Mößbauer-Isotops 161Dy für die Untersuchung der vibronischen Eigenschaften eines DyIII-basierten Einzelmolekülmagneten, [Dy(Cy3PO)2(H2O)5]Br3⋅2 (Cy3PO)⋅2 H2O⋅2 EtOH, eingesetzt. Die experimentelle partielle Phononen-Zustandsdichte, die alle Schwingungen mit einer Auslenkung des DyIII-Ions enthält, wurde mit Hilfe von auf Dichtefunktionaltheorie (DFT) basierenden Simulationen reproduziert, was die Zuordnung aller intramolekularen Schwingungsmoden des Moleküls ermöglicht. Diese Studie zeigt, dass 161Dy-NIS als eine experimentelle Methode ein hohes Potential besitzt, um zur Klärung der Rolle von Phononen in Einzelmolekülmagneten beizutragen.
Im Gegensatz zum Übertragungsnetz, dessen Struktur hinreichend genau bekannt ist, sind passende Netzmodelle
für Mittelspannungsnetze (MS-Netze) wegen der hohen Anzahlen der MS-Netze und Verteilnetzbetreiber (VNB)
nur schwer abzubilden. Des Weiteren ist eine detaillierte Darstellung realer MS-Netze in wissenschaftlichen Publikationen
aus datenschutzrechtlichen Gründen meist nicht erwünscht. In dieser Arbeit werden MS-Netzmodelle
sowie ihre Entwicklung im Detail erklärt. Damit stehen erstmals für die Öffentlichkeit nachvollziehbare MS-Netzmodelle
für den deutschsprachigen Raum zur Verfügung. Sie können als Benchmark für wissenschaftliche Untersuchungen
sowie zur Methodenentwicklung verwendet werden.
Wir zeigen an einigen Beispielen, wie man numerische Simulationen in Tabellenkalkulationsprogrammen (hier speziell in Excel) erzeugen kann. Diese können beispielsweise im Kontext von mathematischer Modellierung verwendet werden.
Die Beispiele umfassen ein Modell zur Ausbreitung von Krankheiten, die Flugkurve eines Fußballs unter Berücksichtigung von Luftreibung, eine Monte-Carlo-Simulation zur experimentellen Bestimmung von pi, eine Monte-Carlo-Simulation eines gemischten Kartenstapels und die Modellierung von Benzinpreisen mit einem Preistrend und Rauschen
Die MINT-EC-Girls-Camp: Math-Talent-School ist eine vom Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) initiierte Veranstaltung, die regelmäßig als Kooperation zwischen dem Felix-Klein-Zentrum für Mathematik und dem Verein mathematisch-naturwissenschaftlicher Excellence-Center an Schulen e.V. (Verein MINT-EC) durchgeführt wird. Die methodisch-didaktische Konzeption der Math-Talent-Schools erfolgt durch das Kompetenzzentrum für Mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule (KOMMS), einer wissenschaftlichen Einrichtung des Fachbereichs Mathematik der Technischen Universität Kaiserslautern. Die inhaltlich-organisatorische Ausführung übernimmt das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in enger Abstimmung und Kooperation von Wissenschaftlern der Technischen Universität und des Fraunhofer ITWM. Die MINT-EC-Girls-Camp: Math-Talent-School hat zum Ziel, Mathematik-interessierten Schülerinnen einen Einblick in die Arbeitswelt von Mathematikerinnen und Mathematikern zu geben. In diesem Artikel stellen wir die Math-Talent-School vor. Hierfür werden die fachlichen und fachdidaktischen Hintergründe der Projekte beleuchtet, der Ablauf der Veranstaltung erläutert und ein Fazit gezogen.
Dieser Beitrag beschreibt eine Lernumgebung für Schülerinnen und Schüler der Unter- und Mittelstufe mit einem Schwerpunkt im Fach Mathematik. Das Thema dieser Lernumgebung ist die Simulation von Entfluchtungsprozessen im Rahmen von Gebäudeevakuierungen. Dabei wird das Konzept eines zellulären Automaten vermittelt, ohne dabei Programmierkenntnisse vorauszusetzen oder anzuwenden. Anhand dieses speziellen Simulationswerkzeugs des zellulären Automaten werden Eigenschaften, Kenngrößen sowie Vor- und Nachteile von Simulationen im Allgemeinen thematisiert. Dazu gehören unter anderem die experimentelle Datengewinnung, die Festlegung von Modellparametern, die Diskretisierung des zeitlichen und räumlichen Betrachtungshorizonts sowie die zwangsläufig auftretenden (Diskretisierungs-)Fehler, die algorithmischen Abläufe einer Simulation in Form elementarer Handlungsanweisungen, die Speicherung und Visualisierung von Daten aus einer Simulation sowie die Interpretation und kritische Diskussion von Simulationsergebnissen. Die vorgestellte Lernumgebung ermöglicht etliche Variationen zu weiteren Aspekten des Themas „Evakuierungssimulation“ und bietet dadurch auch vielfältige Differenzierungsmöglichkeiten.
In order to discuss the kinds of reasoning a visualization supports and the conclusions that can be drawn within the analysiscontext, a theoretical framework is needed that enables a formal treatment of the reasoning process. Such a model needs toencompass three stages of the visualization pipeline: encoding, decoding and interpretation. The encoding details how dataare transformed into a visualization and what can be seen in the visualization. The decoding explains how humans constructgraphical contexts inside the depicted visualization and how they interpret them assigning meaning to displayed structuresaccording to a formal reasoning strategy. In the presented model, we adapt and combine theories for the different steps intoa unified formal framework such that the analysis process is modelled as an assignment of meaning to displayed structuresaccording to a formal reasoning strategy. Additionally, we propose the ConceptGraph, a combined graph-based representationof the finite-state transducers resulting from the three stages, that can be used to formalize and understand the reasoning process.We apply the new model to several visualization types and investigate reasoning strategies for various tasks.
Ein Bioraffineriekonzept für (Bier-)Treber wird vorgeschlagen, bei dem im Gegensatz zu bestehenden Konzepten wasserlösliche Komponenten durch Pressen abgetrennt und als Grundlage für eine Milchsäurefermentation mit Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis verwendet werden. Die verbleibenden strukturellen Kohlenhydrate des Treberrückstandes werden durch hydrothermale und enzymatische Vorbehandlung in fermentierbare Zucker überführt. Es entstehen deutlich weniger Nebenprodukte, die das Wachstum von Mikroorganismen inhibieren können, als bei der Nutzung von nicht abgepresstem Treber.
Während des Forschungsprozesses zur Erstellung einer wissenschaftlichen Arbeit müssen zahlreiche Entscheidungen getroffen und auch gerechtfertigt werden. Dies gilt nicht nur für konzeptionelle Arbeiten, sondern insbesondere auch für empirisch ausgerichtete Arbeiten. In diesem Zusammenhang leistet der vorliegende Leitfaden einen Beitrag zur konzeptionellen sowie anwendungsbezogenen empirischen Grundlagenforschung im Controlling unter besonderer Berücksichtigung der Vorgehensweise am Lehrstuhl für Unternehmensrechnung und Controlling. Das zentrale
Ziel des Leitfadens liegt dabei in dem Aufzeigen eines Überblicks über die Grundlagen der empirischen Forschung im Controlling. Hierzu wird in einem ersten Schritt die wissenschaftstheoretische Relevanz der fundierten empirischen Forschung im Kontext realwissenschaftlicher Untersuchungen aufgezeigt und diese mit dem Forschungskonzept des Lehrstuhls verknüpft. Hieran anschließend werden einige empirische Forschungsdesigns vorgestellt, wobei insbesondere die Methodik der Vignetten-studie näher erörtert wird. Abschließend befasst sich der folgende Beitrag mit der konzeptionell fundierten Durchführung einer empirischen Studie anhand des 6-Phasen-Modells nach Reiß und Sarris (2012).
Durch die stetige Zunahme von dezentralen Erzeugungsanlagen, den anstehenden Smart-Meter Rollout sowie die zu erwartende Elektrifizierung des Verkehrssektors (E-Mobilität) steht die Netzplanung und Netzbetriebsführung von Niederspannungsnetzen (NS-Netzen) in Deutschland vor großen Herausforderungen. In den letzten Jahren wurden daher viele Studien, Forschungs- und Demonstrationsprojekte zu den oben genannten Themen durchge-führt und die Ergebnisse sowie die entwickelten Methoden publiziert. Jedoch lassen sich die publizierten Methoden meist nicht nachbilden bzw. validieren, da die Untersuchungsmodelle oder die angesetzten Szenarien für Dritte nicht nachvollziehbar sind. Es fehlen einheitliche Netzmodelle, die die deutschen NS-Netze abbilden und für Ver-gleichsuntersuchungen herangezogen werden können, ähnlich dem Beispiel der nordamerikanischen Verteilnetzmodelle des IEEE.
Im Gegensatz zum Übertragungsnetz, dessen Struktur hinreichend genau bekannt ist, sind passende Netzmodelle für NS-Netze wegen der hohen Anzahlen der NS-Netze und Verteilnetzbetreiber (VNB) nur schwer abzubilden. Des Weiteren ist eine detaillierte Darstellung realer NS-Netze in wissenschaftlichen Publikationen aus daten-schutzrechtlichen Gründen meist nicht erwünscht. Für Untersuchungen im Rahmen eines Forschungsprojekts wurden darum möglichst charakteristische synthetische NS-Netzmodelle erstellt, die sich an gängigen deutschen Siedlungsstrukturen und üblichen Netzplanungsgrundsätzen orientieren. In dieser Arbeit werden diese NS-Netzmodelle sowie ihre Entwicklung im Detail erklärt. Damit stehen erstmals für die Öffentlichkeit nachvollziehbare NS-Netzmodelle für den deutschsprachigen Raum zur Verfügung. Sie können als Benchmark für wissenschaftliche Untersuchungen sowie zur Methodenentwicklung verwendet werden.
Betrachtet man sowohl die klassische betriebs-wirtschaftliche Literatur als auch die Literatur der Controlling-Forschung, so ist ersichtlich, dass jeweils eine Anspruchskongruenz der Eigenkapitalgeber unterstellt wird, welche zu einem einheitlichen Diskontsatz führt, wie dies insbesondere auch im Shareholder Value-Ansatz deutlich wird. Grundlage dieses Postulates ist die neoklassische Theorie, welche unter restriktiven Prämissen die Einmütigkeit der Shareholder hinsichtlich des Formalziels „Shareholder Value“-Maximierung modelltheoretisch abzuleiten vermag. Hierbei werden jedoch ein vollkommener Kapitalmarkt sowie eine Entscheidungssituation unter Sicherheit vorausgesetzt. Beide Prämissen sind auf realen Märkten nicht gegeben. Trotz dieser fehlenden modelltheoretisch strengen Einmütigkeit können jedoch Unternehmen, wie auch empirisch zu sehen ist, offensichtlich durchaus (in gewissen Grenzen) divergierende Shareholderansprüche inkorporieren, welches mit den traditionellen Modellen nicht plausibel abzubilden ist.
Die Frage, wie dies dennoch konzeptionell begründet werden könnte, konstituiert die Ausgangsgrundlage dieses Forschungsbeitrags. Hierbei werden zuerst die standardökonomischen Ansätze zur Klärung der Einmütigkeitsfrage kritisch reflektiert, bevor mit dem Konzept der bounded rationality nach Simon und Gigerenzer eine verhaltenswissenschaftliche Gegenposition eingenommen wird. Diese kann, wie gezeigt wird, als konzeptionelle Grundlage dienen, um die empirisch evidente, hinreichende Einmütigkeit unter den Eigenkapitalgebern eines Unternehmens zu erklären. Hierbei stellt sich jedoch für das Management die zentrale Frage, wie hoch die erwarteten Renditeansprüche der Shareholder legitimer Weise ausfallen dürfen. Diese Frage gewinnt an zusätzlicher Relevanz, wenn man davon ausgeht, dass die Eigenkapitalrenditen im Bezug zum zusätzlichen Risiko, welches die Eigenkapitalgeber tragen, überproportional hoch ausfallen. Das Controlling kann in diesem Kontext einen bedeutenden Beitrag zur Führungsunterstützung des Managements – und damit zu einem dauerhaften Erfolg des Unternehmens – leisten.
Die Akustik liefert einen interessanten Hintergrund, interdisziplinären und fächerverbindenen Unterricht zwischen Mathematik, Physik und Musik durchzuführen. SchülerInnen können hierbei beispielsweise experimentell tätig sein, indem sie Audioaufnahmen selbst erzeugen und sich mit Computersoftware Frequenzspektren erzeugen lassen. Genauso können die Schüler auch Frequenzspektren vorgeben und daraus Klänge erzeugen. Dies kann beispielsweise dazu dienen, den Begriff der Obertöne im Musikunterricht physikalisch oder mathematisch greifbar zu machen oder in der Harmonielehre Frequenzverhältnisse von Intervallen und Dreiklängen näher zu untersuchen.
Der Computer ist hier ein sehr nützliches Hilfsmittel, da der mathematische Hintergrund dieser Aufgabe -- das Wechseln zwischen Audioaufnahme und ihrem Frequenzbild -- sich in der Fourier-Analysis findet, die für SchülerInnen äußerst anspruchsvoll ist. Indem man jedoch die Fouriertransformation als numerisches Hilfsmittel einführt, das nicht im Detail verstanden werden muss, lässt sich an anderer Stelle interessante Mathematik betreiben und die Zusammenhänge zwischen Akustik und Musik können spielerisch erfahren werden.
Im folgenden Beitrag wird eine Herangehensweise geschildert, wie wir sie bereits bei der Felix-Klein-Modellierungswoche umgesetzt haben: Die SchülerInnen haben den Auftrag erhalten, einen Synthesizer zu entwickeln, mit dem verschiedene Musikinstrumente nachgeahmt werden können. Als Hilfsmittel haben sie eine kurze Einführung in die Eigenschaften der Fouriertransformation erhalten, sowie Audioaufnahmen verschiedener Instrumente.
Der vorliegende Artikel befasst sich mit der Realisierung eines einfachen Motion Capturing Verfahrens in MATLAB als Vorschlag für eine Umsetzung in der Schule. Die zugrunde liegende Mathematik kann ab der Mittelstufe leicht vermittelt werden. Je nach technischer Ausstattung können mit einfachen Mitteln farbige Marker in Videos oder Webcam-Streams verfolgt werden. Notwendige Konzepte und Algorithmen werden im Artikel beleuchtet.
Medieneinsatz in der Hochschullehre. Akademische Lehr-Lernkonzepte zwischen Zumutung und Zu-Mutung.
(2017)
Das vorliegende systematische Review nimmt – ausgehend vom BMBF-geförderten Verbundforschungsprojekt „You(r) Study“ – Forschungsarbeiten zur Rolle digitaler Medien zur Gestaltung von Lehr-Lernarrangements durch Dozierende in den Blick. Ausgehend von konzeptionellen Beiträgen und empirischen Studien werden neben den Lehr-Lernzielen und den Funktionen, die Lehrende digitalen Medien beimessen auch die Rolle von digitalen Medien in verschiedenen Lehrformaten und Disziplinen in den Blick genommen. Aus diesem Vorgehen ergibt sich ein erstes Bild über die Ziele und Perspektiven der Gestaltung von Lehr-Lernarrangements mit und in Medien in der Hochschullehre.
Es ist eine Alltagsbeobachtung für welche sich zahlreiche empirische Belege finden, dass ge-sundheitsbewusste Verhaltensweisen wie etwa das regelmäßige Betreiben von Sport oder der Konsum von als gesund geltenden Lebensmitteln in bestimmten Kreisen der Bevölkerung zu-nehmen. Parallel ist ein weiterer Trend zu beobachten: die Zunahme umweltbewusster Verhal-tensweisen. Gerade im Bereich des Konsums gehen solche gesundheits- und umweltbewusste Verhaltensweisen häufig miteinander einher. Wer sich gesundheitsbewusst ernähren möchte, greift in aller Regel auf umweltbewusste Produkte zurück. Die Vermutung liegt nahe, dass ge-sundheits- und umweltbewussten Verhaltensweisen bestimmten gemeinsamen Einstellungen, Überzeugungen und Werten zugrunde liegen. Als ein solches Wertecluster kann auf theoreti-scher Ebene eine postmaterialistische Werteorientierung identifiziert werden. Gesundheits- und Umweltbewusstsein würden demnach in wechselseitiger Beziehung zueinander stehen und durch eine postmaterialistische Werteorientierung determiniert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eben diesen Zusammenhang mittels Strukturgleichungsmodellierung empirisch zu überprüfen. Dies geschieht anhand von Daten des Sozio-Ökonomischen Panels aus dem Jahr 2006 (n=661). Während sich ein positiver und durchaus starker Zusammenhang zwischen Ge-sundheits- und Umweltbewusstsein findet und auch das Umweltbewusstsein positiv von einer postmaterialistischen Werteorientierung abhängig ist, zeigt sich für das Gesundheitsbewusst-sein kein signifikanter, bzw. in verschiedenen Modellvariationen sogar eine negative Abhän-gigkeit von einer postmaterialistischen Werteorientierung. Aufgrund dieser Ergebnisse wird vorgeschlagen, das Gesundheitsbewusstsein als mehrdimensionales Konstrukt zu betrachten. Differenziert wird in ein lebensstilbedingtes Gesundheitsbewusstsein, über welches z.B. Hobby- und Leistungssportler verfügen, und ein defensives Gesundheitsbewusstsein, wie es z.B. bei chronisch Kranken Personen wie Diabetikern zu finden ist. Jedoch sind weitere Ana-lysen nötig, um diese Theorie zu testen.