Diese Arbeit beinhaltet die Synthese zweier cyclischer Amidat-Liganden und die Untersuchung des Koordinationsverhaltens dieser Makrocyclen. Dabei wurden die strukturellen, elektrochemischen und spektroskopischen Eigenschaften der entstandenen Komplexverbindungen untersucht. Um höhere Oxidationsstufen am Metallion besser zu stabilisieren als durch neutrale Liganden, wurden die Liganden H\(_2\)L-Me\(_2\)TAOC und HL-TAAP-\(^t\)Bu\(_2\) hergestellt. Es sind zwölfgliedrige makrocyclische Ringe mit vielen sp\(^2\)-hybridisierten Atomen, die eine sterische Rigidität bedingen. Gleichzeitig besitzen sie zwei trans-ständige, sp\(^3\)-hybridisierte Amin-Donoratome, die eine Faltung entlang der N\(_{Amin}\)-N\(_{Amin}\)-Achse ermöglichen. Die äquatorialen Stickstoffdonoratome werden durch deprotonierte Amid-Gruppen bzw. durch das Stickstoffatom eines Pyridinrings zur Verfügung gestellt. Für beide Liganden konnte eine zufriedenstellende Syntheseroute, mit passablen Ausbeuten etabliert werden. In der Kristallstruktur des Makrocyclus HL-TAAP-\(^t\)Bu\(_2\) wird eine Wanne-Wanne-Konformation beobachtet. Die für eine cis-oktaedrische Koordination an Metallionen benötigte Konformation wird bereits im metallfreien Zustand des Liganden wegen der intramolekularen Wasserstoffbrückenbindungen verwirklicht. Die freie Rotation um die C-C-Bindungen ist bei diesem Liganden nur leicht gehindert, da die diastereotopen H-Atome der Methylengruppen im \(^1\)H-NMR-Spektrum als breite Singuletts in Erscheinung treten. Die Makrocyclen konnten erfolgreich mit Nickel(II)-, Kupfer(II)- und Cobalt(II)-Ionen komplexiert und kristallisiert werden. Dabei wurden zufriedenstellende Ausbeuten erhalten. Ohne weiteren zweifach koordinierenden Coliganden bildet der Ligand H\(_2\)L-Me\(_2\)TAOC stets fünffach koordinierte Mono-chloro-Komplexe. Der Ligand HL-TAAP-\(^t\)Bu\(_2\) bildet sechsfach koordinierte Verbindungen. Durch die Verwendung von zweizähnigen Coliganden wurde für den Makrocyclus H\(_2\)L-Me\(_2\)TAOC eine sechsfache Koordination erzwungen. Wie alle sechsfach koordinierte Verbindungen in dieser Arbeit liegen sie in einer cis-oktaedrischen Koordinationsumgebung vor. Um Vergleichskomplexe zu erhalten, wurden auch mit den Diazapyridinophan-Liganden L-N\(_4\)Me\(_2\) und L-N\(_4\)\(^t\)Bu\(_2\) die entsprechenden Kupfer- und Nickelkomplexe mit den jeweiligen Coliganden synthetisiert. In den Kristallstrukturen sind die entsprechenden Verbindungen der Diazapyridinophan-Liganden generell stärker gefaltet als die der Amidat-Liganden. Durch die starken \( \sigma\)-Donoreigenschaften der Amidatgruppen werden im Allgemeinen kürzere äquatoriale Bindungen zu den Metallionen verursacht. Durch den Vergleich der Bindungslängen mit ähnlichen bekannten high- und low-spin-Cobalt(II)-Komplexen hat sich gezeigt, dass für die Länge der Co-N\(_{Amid}\)-Bindung im high-spin-Zustand Werte von 1,95 bis 1,97 Å gefunden werden. Für den low-spin-Zustand werden Werte zwischen 1,92 und 1,95 Å gefunden. Durch die elektrochemischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass beim überwiegenden Teil der Verbindungen das Potential der Oxidationen deutlich in der Reihenfolge der Makrocyclen H\(_2\)L-Me\(_2\)TAOC < HL-TAAP-\(^t\)Bu\(_2\) < L-N\(_4\)Me\(_2\) < L-N\(_4\)\(^t\)Bu\(_2\) ansteigt. Das belegt eindeutig die leichtere Oxidierbarkeit der Komplexe mit den negativ geladenen Liganden, die damit höhere Oxidationsstufen besser stabilisieren. Durch die Energie der ersten Anregung in den UV/Vis-Spektren der Nickel(II)-Komplexe ergibt sich die Ligandenfeldstärke der makrocyclischen Liganden etwa in der Reihenfolge H\(_2\)L-Me\(_2\)TAOC ≈ L-N\(_4\)Me\(_2\) > L-N\(_4\)\(^t\)Bu\(_2\) ≈ HL-TAAP-\(^t\)Bu\(_2\).

Novel image processing techniques have been in development for decades, but most of these techniques are barely used in real world applications. This results in a gap between image processing research and real-world applications; this thesis aims to close this gap. In an initial study, the quantification, propagation, and communication of uncertainty were determined to be key features in gaining acceptance for new image processing techniques in applications. This thesis presents a holistic approach based on a novel image processing pipeline, capable of quantifying, propagating, and communicating image uncertainty. This work provides an improved image data transformation paradigm, extending image data using a flexible, high-dimensional uncertainty model. Based on this, a completely redesigned image processing pipeline is presented. In this pipeline, each step respects and preserves the underlying image uncertainty, allowing image uncertainty quantification, image pre-processing, image segmentation, and geometry extraction. This is communicated by utilizing meaningful visualization methodologies throughout each computational step. The presented methods are examined qualitatively by comparing to the Stateof- the-Art, in addition to user evaluation in different domains. To show the applicability of the presented approach to real world scenarios, this thesis demonstrates domain-specific problems and the successful implementation of the presented techniques in these domains.

Ultrahochfester Beton (UHB oder aus dem Englischen Ultra High Performance Concrete, kurz UHPC) weist eine Druckfestigkeit im Bereich von 150 bis 250 MPa auf. Eine gesteigerte Zugfestigkeit und ein duktiles Verhalten werden durch die Zugabe von Mikrostahlfasern erzielt (Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete, UHPFRC). Der Fasergehalt ist in der Regel höher als bei normalfestem Faserbeton, sodass aufgrund der Fasern ein „Strain-hardening“ Verhalten erreicht werden kann: in einem Biegezugversuch kann die Last nach der Erstrissbildung weiter gesteigert werden bis zur Ausbildung mehrerer feiner Risse. Da der Beitrag der Fasern zum Zugtragverhalten des UHPFRC ein wesentlicher ist, müssen die Bauteile im gerissenen Zustand bemessen werden. Während der statische und dynamische Widerstand bereits umfangreich untersucht wurde, liegen nur wenige Untersuchungen bezüglich das Dauerstandzugverhaltens von gerissenem ultrahochfestem Beton vor. Untersuchungen an normalfestem faserverstärktem Beton haben gezeigt, dass die zeitabhängigen Zugverformungen im gerissenen Zustand größer sind als die in ungerissenem Material. Um die zu erwartenden Verformungen abschätzen zu können und um das Kriechverhalten des Materials bis zum Versagen zu analysieren, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein umfangreiches Versuchsprogramm durchgeführt. Über 60 uniaxiale Zug- und Biegezugprobekörper wurden unter Dauerlast über einen Zeitraum von bis zu 15 Monaten beansprucht. Davon wurden 22 Probekörper nach vier Monaten hinsichtlich ihrer Resttragfähigkeit getestet. Die restlichen Probekörper befinden sich für Langzeit-Messungen weiterhin in den Dauerlastprüfständen. Es wurden dabei verschiedene Parameter untersucht: u.a. das Belastungsniveau, Art und Umfang der Nachbehandlung des Betons, das Betonalter zu Beginn der Belastung, der Fasergehalt und die Faserschlankheit. Das Schwinden der unbelasteten Probekörper sowie das Druckkriechen belasteter Probekörper wurden an der verwendeten Mischung gemessen. Der UHPFRC wies im Allgemeinen ein sehr stabiles Verhalten auf und es zeigte sich keine unkontrollierte Zunahme der Verformungen infolge eines Faserauszugs. Lediglich bei einem Probekörper kam es bei einer Last von 79% der aufgebrachten Last am Ende der Vorbelastung zum Versagen. Der Autor sieht dabei eine ungünstige Faserausrichtung als mögliche Ursache des frühzeitigen Versagens des Probekörpers an, was auf einen bedeutenden Einfluss dieses Parameters auf die Tragfähigkeit schließen lässt. Hinsichtlich der Bemessung von gerissenen UHPFRC-Bauteilen unter Dauerlast wurde ein Vorschlag für die Bemessung der Dauerstandfestigkeit ausgearbeitet. Darüber hinaus wurden Faserauszugversuche durchgeführt und das Verbund-Schlupfverhalten der verwendeten Fasern ermittelt. Einige Probekörper wurden nach uniaxialen Zugversuchen per Computertomographie gescannt, um den Zusammenhang der Fasern im Versagensquerschnitt zur Zugfestigkeit der Probekörper zu untersuchen. Die untersuchten Probekörper wiesen unterschiedliche Zugfestigkeiten auf. Diese konnten durch die verschiedenen Faseranzahlen im Versagensquerschnitt gut abgebildet werden.

Verkündungsblatt der TU Kaiserslautern Nr. 1/15.01.2019

Die Versorgungsaufgaben für Niederspannungsnetze werden sich in den kommenden Jahrzehnten durch die weitere Verbreitung von Photovoltaikanlagen, Wärmepumpenheizungen und Elektroautomobilen gegenüber denen des Jahres 2018 voraussichtlich stark ändern. In der Praxis verbreitete Planungsgrundsätze für den Neubau von Niederspannungsnetzen sind veraltet, denn sie stammen vielfach in ihren Grundzügen aus Zeiten, in denen die neuen Lasten und Einspeisungen nicht erwartet und dementsprechend nicht berücksichtigt wurden. Der Bedarf für neue Planungsgrundsätze fällt zeitlich mit der Verfügbarkeit regelbarer Ortsnetztransformatoren (rONT) zusammen, die zur Verbesserung der Spannungsverhältnisse im Netz eingesetzt werden können. Die hier entwickelten neuen Planungsgrundsätze erfordern für ländliche und vorstädtische Versorgungsaufgaben (nicht jedoch für städtische Versorgungsaufgaben) den rONT-Einsatz, um die hohen erwarteten Leistungen des Jahres 2040 zu geringen Kosten beherrschen zu können. Eine geeignete rONT-Standardregelkennlinie wird angegeben. In allen Fällen werden abschnittsweise parallelverlegte Kabel mit dem Querschnitt 240 mm² empfohlen.

The simulation of physical phenomena involving the dynamic behavior of fluids and gases has numerous applications in various fields of science and engineering. Of particular interest is the material transport behavior, the tendency of a flow field to displace parts of the medium. Therefore, many visualization techniques rely on particle trajectories. Lagrangian Flow Field Representation. In typical Eulerian settings, trajectories are computed from the simulation output using numerical integration schemes. Accuracy concerns arise because, due to limitations of storage space and bandwidth, often only a fraction of the computed simulation time steps are available. Prior work has shown empirically that a Lagrangian, trajectory-based representation can improve accuracy [Agr+14]. Determining the parameters of such a representation in advance is difficult; a relationship between the temporal and spatial resolution and the accuracy of resulting trajectories needs to be established. We provide an error measure for upper bounds of the error of individual trajectories. We show how areas at risk for high errors can be identified, thereby making it possible to prioritize areas in time and space to allocate scarce storage resources. Comparative Visual Analysis of Flow Field Ensembles. Independent of the representation, errors of the simulation itself are often caused by inaccurate initial conditions, limitations of the chosen simulation model, and numerical errors. To gain a better understanding of the possible outcomes, multiple simulation runs can be calculated, resulting in sets of simulation output referred to as ensembles. Of particular interest when studying the material transport behavior of ensembles is the identification of areas where the simulation runs agree or disagree. We introduce and evaluate an interactive method that enables application scientists to reliably identify and examine regions of agreement and disagreement, while taking into account the local transport behavior within individual simulation runs. Particle-Based Representation and Visualization of Uncertain Flow Data Sets. Unlike simulation ensembles, where uncertainty of the solution appears in the form of different simulation runs, moment-based Eulerian multi-phase fluid simulations are probabilistic in nature. These simulations, used in process engineering to simulate the behavior of bubbles in liquid media, are aimed toward reducing the need for real-world experiments. The locations of individual bubbles are not modeled explicitly, but stochastically through the properties of locally defined bubble populations. Comparisons between simulation results and physical experiments are difficult. We describe and analyze an approach that generates representative sets of bubbles for moment-based simulation data. Using our approach, application scientists can directly, visually compare simulation results and physical experiments.

Die literaturbasierte Theoriearbeit beschäftigt sich mit der Digitalisierung im Kontext zur Gesellschaft, zur Pflege und insbesondere zur beruflichen Pflegeausbildung. Die vorliegende Arbeit widmet sich folgender Forschungsfragen: Wie wird die Digitalisierung die Pflegelandschaft und damit auch die Ausbildung verändern? Welche Konsequenzen ergeben sich daraus für die Schulentwicklung von beruflichen Pflegeschulen? Und welche besonderen Anforderungen bzw. Kompetenzen müssen Pflegepädagoginnen und -pädagogen erfüllen, um für die Digitalisierung vorbereitet zu sein? Anhand des Schulentwicklungsmodells von Schulz-Zander wird die digitale Transformation von Pflegeschulen mit Schwerpunkt auf die Personalentwicklung der Lehrpersonen dargestellt.

Integrationskurslehrkräfte stehen im Bemühen der Bundesrepublik Deutschland um die gesellschaftliche Integration von Neuzugewanderten an „vorderster Front“. Sie erleben Integrationskurse als Orte der interkulturellen Begegnung und müssen gleichzeitig die besonderen Bedingungen des Lernens Erwachsener berücksichtigen. Die Arbeit untersucht mithilfe von Experteninterviews die Frage, welche Herausforderungen für die Lehrkräfte damit verbunden sind und wie sie diesen begegnen. Der Fokus liegt dabei auf dem Umgang mit weiblichen Teilnehmenden. Diese sind zum Zeitpunkt der Untersuchung überwiegend Geflüchtete aus dem arabischen Raum. Im ersten Hauptteil wird sich zunächst mit dem Kulturbegriff und dem Phänomen der Interkulturalität auseinandergesetzt. Konzepte zur interkulturellen Kompetenz werden vorgestellt. Ferner wird beschrieben, wie interkulturelles Lernen in der Erwachsenenbildung erfolgen kann. Die Curricula der Integrationskurse messen den Themen Interkulturalität und Wertevermittlung eine herausragende Bedeutung zu. Die Arbeit zeigt auf, dass an die Qualifikation der Lehrkräfte auf diesem Gebiet jedoch keinerlei verpflichtende Anforderungen gestellt werden. Der zweite Hauptteil der Arbeit umfasst die empirische Untersuchung: eine leitfadengestützte Befragung von acht Integrationskurslehrkräften. Die Auswertung der Interviews erfolgte kategorienbasiert mithilfe der inhaltlich strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse nach Kuckartz unter Verwendung von MAX-QDA-Software. Die Befragung zeigt, dass Integrationskurslehrkräften eine außerordentlich hohe interkulturelle Kompetenz abverlangt wird. Einerseits begegnen ihnen im Kurs lernfreudige Frauen, die an Bildung interessiert sind und eine Berufstätigkeit anstreben. Diese Frauen können ihren Bedürfnissen oft nicht in dem gewünschten Maße nachkommen. Gründe sind Mehrfachbelastungen durch Familienaufgaben, Rollenzuschreibungen durch das Familienumfeld aber auch das Fehlen einer wirkungsvollen Unterstützung der deutschen Behörden. Andererseits treffen die Lehrkräfte auf Teilnehmerinnen, die kein Interesse an Bildung und Beruf zeigen und kaum Lernfortschritte machen. Auf die beschriebene Heterogenität sind die Lehrkräfte weder kulturell noch didaktisch-methodisch vorbereitet. Sie meistern die interkulturellen Herausforderungen aufgrund ihrer biographischen Erfahrungen und mithilfe kollegialer Unterstützung. Allerdings wird deutlich, dass eine (selbst-)reflexive Haltung zu interkulturellen Themen, Wissen über die Herkunftskultur der Teilnehmerinnen sowie Kenntnisse zur Methodik der Wertevermittlung nur selten erworben wurden.

Im Zentrum der Arbeit steht die Sicherung und Stärkung des Selbstbestimmungsrechts von Menschen mit Behinderung in Gesundheitsfragen. Dieses politisch und gesellschaftlich eingeforderte Recht soll in Einrichtungen der Behindertenhilfe durch Professionalisierung der Fachkräfte umgesetzt werden. Hier soll die vorliegende Masterarbeit ansetzen und die Lücke dieser Nachfrage schließen. Sie ist eine theoretische Ausarbeitung eines Kurskonzepts mit Blended Learning, das sich an Fachkräfte richtet und die Schulung zur Nutzung einer Handreichung zur ethischen Reflexion zum Ziel hat. Die Umsetzung des erarbeiteten Kurskonzepts und damit die Implementierung der Handreichung in die Institution ist Aufgabe der betrieblichen Weiterbildung. Dies soll in einem Theorie-Praxis-Transfer aufgezeigt werden. Die zentrale Frage lautet demnach: Wie kann die in der Diakonie Stetten entwickelte Handreichung zur Sicherung und Stärkung des Selbstbestimmungsrechts von Menschen mit Behinderung unter Berücksichtigung des aktuellen Forschungsstandes mit Blended Learning implementiert werden?

In Vergabeverfahren muss nicht zwingend das billigste Angebot den Zuschlag erhalten. Die Wirtschaftlichkeit bestimmt sich vielmehr nach dem besten Preis-Leistungs-Verhältnis. Und hier kann neben dem Preis oder den Kosten die Leistungsstärke (Qualität, Innovation, Nachhaltigkeit, etc.) der Angebote eine wesentliche Rolle als zulässiges Zuschlagskriterium spielen. Die Arbeit betrachtet neben der Begrifflichkeit des wirtschaftlichsten Angebots die Zulässigkeit, Angemessenheit und die Anwendbarkeit des Zuschlagskriteriums Nachhaltigkeit (umweltbezogene Aspekte, soziale Aspekte) zur Bestimmung des wirtschaftlichsten Angebots. Dabei werden die Anforderungen an die Transparenz und einen wirksamen Wettbewerb untersucht. Neben der Angemessenheit des Zuschlagskriteriums Nachhaltigkeit und dem Bestimmungsrecht des Auftraggebers wird auch die Messbarkeit und Bewertbarkeit sowie die Bewertungsspielräume der Auftraggeber und die mögliche Verletzung von Bieterrechten betrachtet. Außerdem wird die Frage untersucht, ob und wie Nachhaltigkeit als Zuschlagskriterium mit den Handlungsprinzipien von Wirtschaftlichkeit und Sparsamkeit des Haushaltsrechts vereinbar sind.