No doubt: Mathematics has become a technology in its own right, maybe even a key technology. Technology may be defined as the application of science to the problems of commerce and industry. And science? Science maybe defined as developing, testing and improving models for the prediction of system behavior; the language used to describe these models is mathematics and mathematics provides methods to evaluate these models. Here we are! Why has mathematics become a technology only recently? Since it got a tool, a tool to evaluate complex, "near to reality" models: Computer! The model may be quite old - Navier-Stokes equations describe flow behavior rather well, but to solve these equations for realistic geometry and higher Reynolds numbers with sufficient precision is even for powerful parallel computing a real challenge. Make the models as simple as possible, as complex as necessary - and then evaluate them with the help of efficient and reliable algorithms: These are genuine mathematical tasks.

Inappropriate speed is the most common reason for road traffic accidents world wide. Thus, a necessity for speed management exists. The so-called SUNflower states Sweden, the United Kingdom and the Netherlands - each spending strong effort in traffic safety policies - have great success in reducing mean road speeds and speed variances through speed management. However, the effect is still insufficient for gaining real traffic safety. Thus, there is a discussion to make use of technical in-vehicle devices. One of these technologies called Intelligent Speed Adaptation (ISA) reduces vehicle speeds. This is done either by warning the driver that he is speeding, or activating the accelerator pedal with a counterforce, or reducing the gasoline supply to the motor. The three ways of reducing the speed are called version 1-3. The EC-project for research on speed adaptation policies on European roads (PROSPER) deals with strategic proposals for the implementation of the different ISA-versions. This thesis includes selected results of PROSPER. In this thesis two empiric surveys were done in order to give an overview about the basic conditions (e.g. social, economic, technical aspects) for an ISA implementation in Germany. On one hand, a stakeholder analysis and questionnaire using the Delphi-method has been accomplished in two rounds. On the other hand, a questionnaire with speed offenders has been accomplished, too, in two rounds. In addition, the author created an expert pool consisting of 23 experts representing the most important fields of science and practice in which ISA is involved. The author made phone or personal interviews with most of the experts. 12 experts also produced a detailed publication on their professional point of view towards ISA. The two surveys and the professional comments on ISA led to four possible implementation scenarios for ISA in Germany. However, due to a strong political opposition against ISA it is also thinkable that ISA is not implemented or the implementation process starts after 2015 (i.e. outside the aimed period of time). The scenarios are as follows: A) Implementation of version 1 by market forces with governmental subventions. B) Implementation of version 2 by market forces supported by traffic safety institutions and image-making processes. C) Implementation of a modified version 3 by law for speed offenders instead of cancellation of the driving licence. D) Implementation of various versions in Germany because of a broad implementation of ISA in the SUNflower states. X) Non-implementation of ISA leads to the necessity of alternative speed management measures. The author prefers scenario B because - ceteris paribus - it seems to be the most likely way to implement the technology. As soon as ISA reaches technical maturity, the implementation process has to be accomplished in three steps. 1) Marketing and image making 2) Margin introduction 3) Market penetration This implementation process for ISA by market forces could effect a percentage of at least 15% of all vehicles equipped with ISA before the year 2015.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde versucht verschiedene Aspekte der Wirkung von "nicht-dioxinartigen" PCBs in Hepatozyten in vitro aufzuklären und mit einer in vivo-Studie einen Beitrag zur Aufklärung der tumorpromovierenden Wirkung von zwei "nicht-dioxinartigen" PCB-Kongeneren zu leisten. Zur Untersuchung der Beeinflussung der intrazellulären Calcium-Homöostase wurden isolierte Membranfraktionen einer Rattenleber nach dem Einbau von spinmarkierten Fettsäuren mit zwei PCB-Kongeneren unterschiedlicher räumlicher Struktur behandelt und mit Hilfe der Elektronen Spin Resonanz vermessen. Weder das "dioxinartige" PCB 126 noch das "nicht-dioxinartige" PCB 153 zeigten einen direkte Störung der Membranintegrität. Die Bestimmung der intrazellulären Ca2+-Konzentration von Rattenhepatozyten in Primärkultur erfolgte mikrofluorimetrisch nach Beladung der Zellen mit einem Ca2+-sensitiven Farbstoff. Auch hier ergab sich keine Störung der Ca2+-Homöostase nach einer Behandlung mit PCB 153. Die Beeinflussung eines apoptotischen Signalweges, die Signaltransduktion über PI3K/PKB, wurde anhand der Phosphorylierung des proapoptotischen Proteins Bad in Rattenhepatozyten in Primärkultur überprüft. PCB 153 zeigte in niedrigen Konzentrationen eine Phosphorylierung von Bad an Serin 136. Der Gesamtproteinlevel war nach Behandlung mit PCB 153 in einigen Versuchen sehr stark reduziert. Diese Befunde stellen einen wichtigen Ansatzpunkt für eingehendere mechanistische Untersuchungen der tumorpromovierenden Wirkung dieser Substanzen dar, der im Rahmen dieser Arbeit nicht mehr verfolgt werden konnte. Mit einem Caspase-3-Assay konnte in vorliegender Arbeit ein biochemischer Apoptose-Nachweis in primären Hepatozyten etabliert werden. Die Topoisomerase-Inhibitoren Etoposid und Camptothecin zeigten sich zur Aktivierung der Caspase-3 als weniger gut geeignet. Der Einsatz von MNNG als apoptogenem Agens verlief erfolgreich, was durch fluoreszenzmikroskopische Detektion apoptotischer Zellkerne bestätigt werden konnte. Im weiteren Verlauf wurde die Beeinflussung der MNNG-induzierten Caspase-3-Aktivierung durch verschiedene Tumorpromotoren untersucht. Mit Phenobarbital und dem "nicht-dioxinartigen" PCB 153 konnte eine Hemmung der MNNG-induzierten Caspase-3-Aktivität gezeigt werden. Dieser Effekt wurde bei Behandlung mit TCDD und dem "dioxinartigen" PCB 126 jedoch nicht gesehen. Die Überprüfung dieser Ergebnisse in einem weiteren biochemischen Nachweis der Apoptose, der Freisetzung von Cytochrom c aus den Mitochondrien, konnte nicht mehr in ausreichendem Maße durchgeführt werden. In einer an weiblichen Wistar-Ratten durchgeführten Initiations-Promotions-Studie zeigte sich eine schwache tumorpromovierende Wirkung der beiden "nicht-dioxinartigen" PCB-Kongenere 28 und 101. Das promovierende Wachstum wurde anhand zweier charakteristischer Parameter für Präneoplasien der Leber, einer verringerten ATPase-Aktivität und einer erhöhten Expression der GSTP, nach vorangegangener Behandlung mit DEN untersucht. Es konnte für beide Kongenere eine signifikante Zunahme des ATPase-negativen Focusvolumens, nicht aber der Zahl der ATPase-negativen Foci gezeigt werden. GSTP-positive Foci zeigten kein signifikantes promovierendes Wachstum. Nach Behandlung mit PCB 28 war eine Zunahme des relativen Lebergewichts zu verzeichnen. Eine erhöhte DNA-Synthese in GSTP-positiven Zellen konnte nicht gezeigt werden. Eine Analyse der PCB-Gehalte im hepatischen Gewebe der Versuchstiere ergab eine 5-13-fach höhere Akkumulation von PCB 28, möglicherweise resultierend aus einer schnelleren Metabolisierung von PCB 101. Entstehende Metabolite wurden im Rahmen dieses Versuchs jedoch nicht analytisch erfasst. Es zeigte sich eine Induktion der PROD durch PCB 28 und 101, auch die EROD konnte durch beide Kongenere induziert werden, wobei die Induktion durch PCB 28 hier wesentlich höher lag. Da die Induktionshöhe der EROD jedoch sehr gering ist, können die Kongenere nicht als "mixed type inducer" angesehen werden.

In traditional portfolio optimization under the threat of a crash the investment horizon or time to maturity is neglected. Developing the so-called crash hedging strategies (which are portfolio strategies which make an investor indifferent to the occurrence of an uncertain (down) jumps of the price of the risky asset) the time to maturity turns out to be essential. The crash hedging strategies are derived as solutions of non-linear differential equations which itself are consequences of an equilibrium strategy. Hereby the situation of changing market coefficients after a possible crash is considered for the case of logarithmic utility as well as for the case of general utility functions. A benefit-cost analysis of the crash hedging strategy is done as well as a comparison of the crash hedging strategy with the optimal portfolio strategies given in traditional crash models. Moreover, it will be shown that the crash hedging strategies optimize the worst-case bound for the expected utility from final wealth subject to some restrictions. Another application is to model crash hedging strategies in situations where both the number and the height of the crash are uncertain but bounded. Taking the additional information of the probability of a possible crash happening into account leads to the development of the q-quantile crash hedging strategy.

Porous media flow of polymers with Carreau law viscosities and their application to enhanced oil recovery (EOR) is considered. Applying the homogenization method leads to a nonlinear two-scale problem. In case of a small difference between the Carreau and the Newtonian case an asymptotic expansion based on the small deviation of the viscosity from the Newtonian case is introduced. For uni-directional pressure gradients, which is a reasonable assumption in applications like EOR, auxiliary problems to decouple the micro- from the macrovariables are derived. The microscopic flow field obtained by the proposed approach is compared to the solution of the two-scale problem. Finite element calculations for an isotropic and an anisotropic pore cell geometries are used to validate the accuracy and speed-up of the proposed approach. The order of accuracy has been studied by performing the simulations up to the third order expansion for the isotropic geometry.

Gradientenwerkstoffe sind Werkstoffe, deren Zusammensetzung und/oder Mikrostruktur sich in einer oder mehreren räumlichen Richtungen ändert. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, funktionelle Bauteile mit unterschiedlichen Materialeigenschaften auf verschiedenen Oberflächen oder Seiten speziell an einzelne Anwendungsfälle anzupassen. Bei der Herstellung der Gradientenwerkstoffe mit einer durchgängigen Matrix ergeben sich weitere besonderen Eigenschaften wie eine kontinuierliche Änderung der Materialeigenschaften. Solche Werkstoffe besitzen gegenüber beschichteten oder sandwichartig aufgebauten Materialien außerdem die Vorteile niedriger innerer Spannungen und sie neigen nicht zu Abplatzeffekten. Im Rahmen des Projekts konnte gezeigt werden, dass die Zentrifugation eine geeignete Methode zur Herstellung Epoxidharz-basierender Gradientenwerkstoffe ist. Bei einer entsprechenden Wahl der Zentrifugationsparameter wie Drehzahl, Dauer der Zentrifugation und Viskosität des Harzes ließen sich kontrolliert unterschiedlichste Füllstoffverteilungen einstellen. Diese umfassten Varianten von der homogenen Verteilung über eine kontinuierliche gradierte Änderung des Füllstoffgehalts bis hin zu einer vollständigen Separation der Probe in einen Reinharzbereich und einen maximal gefüllten Bereich. Es wurde ein Softwaretool entwickelt, das die Füllstoffverteilung in Abhängigkeit aller Zentrifugationsparameter berechnete. Dabei ergab sich eine gute Übereinstimmung der Experimente mit der Simulation. Durch die Zentrifugation ließen sich in den äußeren Probenbereichen wesentlich höhere Füllgrade erzielen, als dies durch reine Vakuummischtechnik möglich gewesen wäre. Bei einigen Füllstoffen und Füllstoffkombinationen zeigten die maximal gefüllten Zonen der Gradientenwerkstoffe eine deutlich höhere Verschleißfestigkeit als die maximal isotrop gefüllten Proben. Diese Verbesserung durch Gradierung ließ sich auch für trockengeschmierte, Graphit-gefüllte Werkstoffe zeigen. Die Verschleißraten der trockengeschmierten Gradientenwerkstoffe verringerten sich gegenüber den ungeschmierten Werkstoffen deutlich. Bei einer geeigneten Wahl der Füllstoffverteilung ließ sich sowohl eine Verbesserung der Verschleißfestigkeit auf der äußeren, verschleißbelasteten Zone der Materialien erzielen, als auch gleichzeitig eine höhere Schlagzähigkeit im Inneren der Probe. Die Verbesserung der Verschleißfestigkeit durch die Gradierung konnte auf eine Bauteilgeometrie übertragen werden. Gleitlager-Innenringe mit einer, durch Zentrifugation hoch gefüllten äußeren Zone, zeigten in Gleitverschleißexperimenten eine höhere Verschleißfestigkeit als vergleichbare isotrope Werkstoffe. Als weiter Demonstrator-Bauteile wurden Laufrollen mit der gleichen Geometrie wie kommerziell erhältliche Rollen hergestellt. Diese Rollen wurden mit einem kontinuierlichen Aramid Gradienten in der polymeren Zone um den Stahlkern gefertigt.

The hypoxia inducible factor-1 (HIF-1), a heterodimer composed of HIF-1alpha and HIF-1beta, is activated in response to low oxygen tension and serves as the master regulator for cells to adapt to hypoxia. HIF-1 is usually considered to be regulated via degradation of its a-subunit. Recent findings, however, point to the existence of alternative mechanisms of HIF-1 regulation which appear to be important for down-regulating HIF-1 under prolonged and severe oxygen depletion. The aims of my Ph.D. thesis, therefore, were to further elucidate mechanisms involved in such down-regulation of HIF-1. The first part of the thesis addresses the impact of the severity and duration of oxygen depletion on HIF-1alpha protein accumulation and HIF-1 transcriptional activity. A special focus was put on the influence of the transcription factor p53 on HIF-1. I found that p53 only accumulates under prolonged anoxia (but not hypoxia), thus limiting its influence on HIF-1 to severe hypoxic conditions. At low expression levels, p53 inhibits HIF-1 transactivity. I attributed this effect to a competition between p53 and HIF-1alpha for binding to the transcriptional co-factor p300, since p300 overexpression reverses this inhibition. This assumption is corroborated by competitive binding of IVTT-generated p53 and HIF-1alpha to the CH1-domain of p300 in vitro. High p53 expression, on the other hand, affects HIF-1alpha protein negatively, i.e., p53 provokes pVHL-independent degradation of HIF-1alpha. Therefore, I conclude that low p53 expression attenuates HIF-1 transactivation by competing for p300, while high p53 expression negatively affects HIF-1alpha protein, thereby eliminating HIF-1 transactivity. Thus, once p53 becomes activated under prolonged anoxia, it contributes to terminating HIF-1 responses. In the second part of my study, I intended to further characterize the effects induced by prolonged periods of low oxygen, i.e., hypoxia, as compared to anoxia, with respect to alterations in HIF-1alpha mRNA. Prolonged anoxia, but not hypoxia, showed pronounced effects on HIF-1alpha mRNA. Long-term anoxia induced destabilization of HIF-1alpha mRNA, which manifests itself in a dramatic reduction of the half-life. The mechanistic background points to natural anti-sense HIF-1alpha mRNA, which is induced in a HIF-1-dependent manner, and additional factors, which most likely influence HIF-1alpha mRNA indirectly via anti-sense HIF-1alpha mRNA mediated trans-effects. In summary, the data provide new information concerning the impact of p53 on HIF-1, which might be of importance for the decision between pro- and anti-apoptotic mechanisms depending upon the severity and duration of hypoxia. Furthermore, the results of this project give further insights into a novel mechanism of HIF-1 regulation, namely mRNA down-regulation under prolonged anoxic incubations. These mechanisms appear to be activated only in response to prolonged anoxia, but not to hypoxia. These considerations regarding HIF-1 regulation should be taken into account when prolonged incubations to hypoxic or anoxic conditions are analyzed at the level of HIF-1 stability regulation.

Streptococcus pneumoniae ist ein human-pathogenes Bakterium, das den Nasopharnyx gesunder Menschen besiedeln kann. Das Bakterium kann sich lokal ausbreiten und zu schweren invasiven Erkrankungen führen, wie der Pneumonie, der Meningitis und der Sepsis. Zahlreiche, vor allem oberflächenlokalisierte Proteine ermöglichen die Kolonisierung und Invasion der Pneumokokken. Von Zysk et al. (2000) wurden über ein Genbankscreening neue Proteine von S. pneumoniae gefunden. Eines davon ist die Serinprotease PrtA, die 2001 von Bethe näher untersucht wurde. PrtA ist eine in der Zellwand der Pneumokokken verankerte Protease, die als Prä-Pro-Protein synthetisiert wird. Im Mausmodell zeigte sich die Virulenz der Protease. Aufgrund der immunogenen Eigenschaften wird PrtA als potentieller Vakzine-Kandidat beschrieben. In der vorliegenden Arbeit sollte die Serinprotease PrtA nativ aufgereinigt und Untersuchungen zur biologischen Funktion durchgeführt werden. Über eine durch ortsspezifische Mutagenese hergestellte Mutante konnte die Protease nativ aus dem Kulturüberstand als ein HisTag-Fusionsprotein aufgereinigt werden. Neben den zwei angenommenen Hauptformen von PrtA mit Molekulargewichten von 240 kDa und 215 kDa konnten weitere Formen des PrtA durch Westernblot-Analysen identifiziert werden. Mehrere PrtA-Fragmente sowie die Identifizierung mehrerer Proteinspots bei einer zweidimensionalen Auftrennung des aufgereinigten PrtA, legen den Schluss nahe, dass es sich bei der Protease um ein instabiles Protein handelt. Diese Autoprozessierung zeigte sich als konzentrationsabhängig. Die genauen Prozessierungsstellen konnten noch nicht geklärt werden. Die Expression der Protease unterliegt einer Regulation. Sowohl auf transkriptionaler wie auf translationaler Ebene zeigte sich eine Beeinflussung der Expression von PrtA durch atmosphärische Bedingungen, sowie durch Glukose. Eine Beteiligung von PrtA am Abbau der in der Arbeit erwähnten Substrate konnte mit den verwendeten Methoden nicht gezeigt werden. Bindungsversuche von Pneumokokken an Bestandteile der extrazellulären Matrix, wie Fibronektin, Kollagen I, III und IV, ließen keine Beteiligung des PrtA an der Bindung an die jeweiligen Proteine erkennen. Einen Hinweis auf die Modifikation eines bakterieneigenen Proteins durch PrtA, ergaben zweidimensionale Untersuchungen des Protein-Expressionsprofils. Das modifizierte Protein konnte bislang noch nicht analysiert werden. Die Identifizierung dieses Proteins würde neue Einblicke in den Aufgabenbereich der Protease liefern.

Mit Hilfe von Trifluormethansulfonsäure gelang die chemische Deglykosylierung von natürlichem Gelonin. Durch die Charakterisierung mit Hilfe von SDS-PAGE, wurden Hinweise auf das Vorliegen der Aminosäurensequenz von Nolan et al. gefunden. Durch Auswertung massenspektrometrischer Daten wurde ein mögliches Glykosylierungsmuster vorgeschlagen. Die Expression von rekombinantem Gelonin in E.coli und anschließende Isolierung mit Hilfe der Nickel-Affinitätschromatographie führte zu einem Produkt, das trotz fehlender Glykosylierung um den Faktor 2 toxischer war als natürliches Gelonin und vergleichbare immunologische Eigenschaften aufwies. Durch molekularbiologische Arbeiten wurde der Expressionsvektor für ein AChR-Fragment (a-Untereinheit, AS 4-181) um die DNA-Information für die Aminosäuren 182-208 erweitert. Eine Expression führte zur Bildung eines nativen Produktes, während die native Isolierung des verkürzten Fragmentes nicht erfolgreich war. Ein rekombinant hergestelltes Fusionsprotein aus Gelonin und einem AChR-Fragment (a-Untereinheit, AS 4-181) konnte in hoher Ausbeute und Reinheit mit Hilfe von Nickel-Affinitätschromatographie isoliert werden. Da eine denaturierende Aufarbeitung notwendig war, wurde eine geeignete Renaturierungsmethode entwickelt. Trotz Optimierung fielen allerdings noch bis zu 80% des Fusionsproteins als falsch-gefaltete, unlösliche Proteinaggregate aus. Durch Einführung einer „Recyclingmethode“ konnte der Proteinverlust deutlich minimiert werden. Beide Domänen zeigten sich nativ gefaltet. Allerdings war das Gelonin-Fragment um den Faktor 11 untoxischer als rekombinantes Gelonin alleine. Das Fusionsprotein wurde in einem Tiermodell der Myasthenia gravis auf seine potentiellen antigenspezifischen immunsuppressiven Eigenschaften gestestet. Nach der Induktion der Erkrankung in Ratten durch Gabe von komplettem AChR, wurde die Erkrankung durch repetitive Nervenstimulation untersucht. Eine Methode die auch bei humaner Myasthenie angewendet wird. Nach der Gabe des Fusionsproteins verschwanden die myasthenen Symptome in der Ratte innerhalb einer Woche. Damit zeigte das Fusionsprotein einen therapeutischen Effekt. Langzeitstudien wurden allerdings nicht durchgeführt.

Compared to our current knowledge of neuronal excitation, little is known about the development and maturation of inhibitory circuits. Recent studies show that inhibitory circuits develop and mature in a similar way like excitatory circuit. One such similarity is the development through excitation, irrespective of its inhibitory nature. Here in this current study, I used the inhibitory projection between the medial nucleus of the trapezoid body (MNTB) and the lateral superior olive (LSO) as a model system to unravel some aspects of the development of inhibitory synapses. In LSO neurons of the rat auditory brainstem, glycine receptor-mediated responses change from depolarizing to hyperpolarizing during the first two postnatal weeks (Kandler and Friauf 1995, J. Neurosci. 15:6890-6904). The depolarizing effect of glycine is due to a high intracellular chloride concentration ([Cl-]i), which induces a reversal potential of glycine (EGly) more positive than the resting membrane potential (Vrest). In older LSO neurons, the hyperpolarizing effect is due to a low [Cl-]i (Ehrlich et al., 1999, J. Physiol. 520:121-137). Aim of the present study was to elucidate the molecular mechanism behind Clhomeostasis in LSO neurons which determines polarity of glycine response. To do so, the role and developmental expression of Cl-cotransporters, such as NKCC1 and KCC2 were investigated. Molecular biological and gramicidin perforated patchclamp experiments revealed, the role of KCC2 as an outward Cl-cotransporter in mature LSO neurons (Balakrishnan et al., 2003, J Neurosci. 23:4134-4145). But, NKCC1 does not appear to be involved in accumulating chloride in immature LSO neurons. Further experiments, indicated the role of GABA and glycine transporters (GAT1 and GLYT2) in accumulating Cl- in immature LSO neurons. Finally, the experiments with hypothyroid animals suggest the possible role of thyroid hormone in the maturation of inhibitory synapse. Altogether, this thesis addressed the molecular mechanism underlying the Cl- regulation in LSO neurons and deciphered it to some extent.

Das moderne Wohngebäude zeichnet sich durch einen niedrigen Heizwärmebedarf aus. Mit Zunahme der Sensitivität des Wohngebäudes bezüglich der Solarstrahlung aufgrund neuartiger Systeme wie transparenter Wärmedämmung, Phasenwechselmaterialien oder großer Fensterflächen, erweitert sich der herkömmliche Regelungsansatz zur Einhaltung des behaglichen Raumklimas. Das thermische Gebäudeverhalten definiert sich weitaus komplexer. Es kommen neben der notwendigen Heizung weitere Aktoren (Sonnenschutzeinrichtung, Lüftung) ins Spiel. Die Zunahme der realisierbaren, solaren Erträge bewirken im Winter fossile Energieeinsparungen. Im Sommer sind jedoch ohne geeignete Maßnahmen Überhitzungen die Folge. Mit Hilfe moderner und vernetzter Regelungstechnik können Wirtschaftlichkeit des Systems und Komfort optimiert werden. Hierzu wurden bewährte Simulationswerkzeuge erweitert. Moderne Komponenten wie Phasenwechselmaterialien, transparente Wärmedämmung und Verschattungssysteme auf Basis einer schaltenden Schicht im Glasverbund erfahren eine Modellbildung. Umfangreiche Validierungen zu den Teilmodellen und zum Gesamtmodell zeigen, dass eine realitätsnahe Abbildung erreicht wird. Grundlage dieser Validierungssequenzen waren Feldtestmessungen an bewohnten Gebäuden, sowie Ergebnisse von Systemtestständen. Die Aussagesicherheit des gesamten Gebäudemodells wurde durch eine sogenannte "Cross-Validation" mit anderen etablierten Simulationsprogrammen hergestellt. Mit der Schaffung der realitätsnahen Abbildung eines solaroptimierten Wohngebäudes, welches an eine heizungsunterstützende, solarthermische Anlage gekoppelt ist, wurde die Grundlage zur Entwicklung einer prädiktiven Wärmeflussregelung in Wohngebäuden mit erweitertem thermischen Verhalten gelegt. Eine Untersuchung zum dynamischen Verhalten auf periodische Anregung von Einflussgrößen, zeigt die dominanten Zeitkonstanten des Gebäudesystems auf. Einfallende Solarstrahlung durch Fenster wirkt sich am schnellsten auf die empfundene Raumtemperatur aus. Dies hat Auswirkung auf die prädiktive Regelung. Während im Winter die Solarstrahlung zur Heizungsunterstützung herangezogen werden soll, gilt es, im Sommer die Bewohner vor Überhitzung zu schützen. Damit die Regelung in der Heizperiode an sonnigen Tagen nicht unnötig vorheizt (d. h. frühzeitig abgeschalten wird, da der zukünftige Heizbedarf von der Sonne gedeckt werden kann) und damit Überhitzungen(vor allem im Sommer) vermieden werden können, wurde für das untersuchte Gebäudemodell ein Prognosehorizont für den Prädiktor bestimmt. Mit dem modellbasierten Regelungskonzept wurde ein übergreifendes Wärmemanagementsystem entwickelt, welches mit der Information einer lokalen Wettervorhersage den thermischen Zustand des Gebäudes vorhersagt. Aufgrund des im Regler implementierten, reduzierten Modells, berücksichtigt die Prädiktion die besonderen Eigenschaften der eingesetzten Fassadenkomponenten. Umfangreiche, simulationsgestützte Untersuchungen bewerten das Regelungskonzept. Als Referenzsystem dient ein Gebäude mit herkömmlichem Regelungskonzept.

Es ist nicht das Ziel von Lysios, genau die eine, exakt auf die Unternehmensbedürfnisse zuge-schnittene, "optimale" BSC-Software am Ende des Auswahlprozesses zu präsentieren. Viel-mehr soll mit der Hilfe von Lysios eine Vorauswahl getroffen werden, welche die Suche auf die für die jeweiligen Unternehmen in Frage kommenden Produkte einschränkt und ihnen einen Überblick über deren Funktionalität verschafft. Eine anschließende eingehende Detailanalyse dieser Produkte kann und darf jedoch nicht ausbleiben. Die Vorstrukturierung der Auswahlkriterien, die umfangreiche Erhebung der Daten und deren Integration in ein Scoring-Modell mit Ausschlusskriterien, können dem Entscheider sehr viel Zeit ersparen und helfen ihm, sich auf die wesentlichen Punkte zu konzentrieren. Um die Weiterentwicklung von Lysios auch zukünftig voranzutreiben, erhoffen sich die Autoren eine rege Diskussion mit Softwareherstellern und anderen Fachleuten. So sollten beispielsweise die Bewertungskriterien stetig erweitert und auf ihre Tauglichkeit hin überprüft werden. Sicherlich lassen sich neben den hier aufgezeigten Bewertungskriterien noch weitere heranziehen, die sich als Auswahlkriterium für eine geeignete BSC-Software als zweckmäßig erweisen. Die Software Lysios wird im Zusammenhang mit der Studie "Balanced Scorecard Software-Lösungen" des Business Application Research Center Ende April 2004 veröffentlicht.

In intensity-modulated radiotherapy (IMRT) planning the oncologist faces the challenging task of finding a treatment plan that he considers to be an ideal compromise of the inherently contradictive goals of delivering a sufficiently high dose to the target while widely sparing critical structures. The search for this a priori unknown compromise typically requires the computation of several plans, i.e. the solution of several optimization problems. This accumulates to a high computational expense due to the large scale of these problems - a consequence of the discrete problem formulation. This paper presents the adaptive clustering method as a new algorithmic concept to overcome these difficulties. The computations are performed on an individually adapted structure of voxel clusters rather than on the original voxels leading to a decisively reduced computational complexity as numerical examples on real clinical data demonstrate. In contrast to many other similar concepts, the typical trade-off between a reduction in computational complexity and a loss in exactness can be avoided: the adaptive clustering method produces the optimum of the original problem. This flexible method can be applied to both single- and multi-criteria optimization methods based on most of the convex evaluation functions used in practice

Iterative solution of large scale systems arising after discretization and linearization of the unsteady non-Newtonian Navier–Stokes equations is studied. cross WLF model is used to account for the non-Newtonian behavior of the fluid. Finite volume method is used to discretize the governing system of PDEs. Viscosity is treated explicitely (e.g., it is taken from the previous time step), while other terms are treated implicitly. Different preconditioners (block–diagonal, block–triangular, relaxed incomplete LU factorization, etc.) are used in conjunction with advanced iterative methods, namely, BiCGStab, CGS, GMRES. The action of the preconditioner in fact requires inverting different blocks. For this purpose, in addition to preconditioned BiCGStab, CGS, GMRES, we use also algebraic multigrid method (AMG). The performance of the iterative solvers is studied with respect to the number of unknowns, characteristic velocity in the basic flow, time step, deviation from Newtonian behavior, etc. Results from numerical experiments are presented and discussed.

In this paper, we discuss approaches related to the explicit modeling of human beings in software development processes. While in most older simulation models of software development processes, esp. those of the system dynamics type, humans are only represented as a labor pool, more recent models of the discrete-event simulation type require representations of individual humans. In that case, particularities regarding the person become more relevant. These individual effects are either considered as stochastic variations of productivity, or an explanation is sought based on individual characteristics, such as skills for instance. In this paper, we explore such possibilities by recurring to some basic results in psychology, sociology, and labor science. Various specific models for representing human effects in software process simulation are discussed.

In soil mechanics assumption of only vertical subsidence is often invoked and this leads to the one-dimensional model of poroelasticity. The classical model of linear poroelasticity is obtained by Biot [1], detailed derivation can be found e.g., in [2]. This model is applicable also to modelling certain processes in geomechanics, hydrogeology, petroleum engineering (see, e.g., [3, 8], in biomechanics (e.g., [9, 10]), in filtration (e.g., filter cake formation, see [15, 16, 17]), in paper manufacturing (e.g., [11, 12]), in printing (e.g., [13]), etc. Finite element and finite difference methods were applied by many authors for numerical solution of the Biot system of PDEs, see e.g. [3, 4, 5] and references therein. However, as it is wellknown, the standard FEM and FDM methods are subject to numerical instabilities at the first time steps. To avoid this, discretization on staggered grid was suggested in [4, 5]. A single layer deformable porous medium was considered there. This paper can be viewed as extension of [4, 5] to the case of multilayered deformable porous media. A finite volume discretization to the interface problem for the classical one-dimensional Biot model of consolidation process is applied here. Following assumptions are supposed to be valid: each of the porous layers is composed of incompressible solid matrix, it is homogeneous and isotropic. Furthermore, one of two following assumptions is valid: porous medium is not completely saturated and fluid is incompressible or porous medium is completely saturated and fluid is slightly compressible. The reminder of the paper is organised as follows. Next section presents the mathematical model. Third section is devoted to the dicsretization of the continuous problem. Fourth section contains the results from the numerical experiments.

In this paper we generalize the classical shortest path problem in two ways. We consider two objective functions and time-dependent data. The resulting problem, called the time-dependent bicriteria shortest path problem (TdBiSP), has several interesting practical applications, but has not gained much attention in the literature.

Im industriellen Zeitalter stand zunächst die Funktionstüchtigkeit der Massenprodukte im Vordergrund. Insbesondere mit Einführung und Verbreitung der Rechnerunterstützten Konstruktion ist dieser Aspekt weitgehend beherrschbar geworden. Die Funktionstüchtigkeit wird zudem sowohl durch nationale Gesetze gefordert, als auch durch die in den meisten Fällen vorhandene globale Konkurrenzsituation. Als Folge nimmt die Bedeutung des "Designs" von Konsumgütern aller Art zu, seien es Kaffeemaschinen, Staubsauger oder Automobile. Insbesondere die Entwicklung von Programmen zur rechnerinternen Modellierung von Freiformflächen hat zu diesem Trendwechsel einen Beitrag geliefert. Mit der Aufwertung der Produktform hat auch die Bedeutung der "Entwicklungsschleifen" im Bereich Design zugenommen. Das heißt, nach der rechnerinternen Modellierung und einiger optischer Begutachtungen am Bildschirm wird ein realer Prototyp hergestellt, um die Serienreife des Designs zu beurteilen. Diese wird nur in wenigen Fällen auf Anhieb erreicht, eine Überarbeitung der Flächen ist meistens notwendig. Diese Entwicklungsschleifen sind sowohl zeit- als auch kostenaufwendig. Um die Beurteilung rechnerinterner Freiformflächen zu verbessern, wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein Gerät entwickelt und getestet, das dem Designer die Möglichkeit eröffnen soll, an seinem CAS-/CAD-Arbeitsplatz die rechnerinternen Flächen nicht nur optisch, sondern auch haptisch und damit präziser beurteilen zu können. Das entwickelte Gerät, "Haptische Hand" genannt, präsentiert mit Hilfe einer in jeder Richtung neigbaren "Taumelscheibe" die Tangentenebene eines beliebigen Punktes der rechnerinternen Flächen. Wenn nun der Designer eine zusammenhängende Folge von Ebenenwerten auf die Taumelscheibe überträgt, so soll er dadurch die Gestalt der Fläche wahrnehmen und erkennen. Es ist außerdem möglich die Taumelscheibe anzuheben, die damit über insgesamt drei von Servomotoren angesteuerte Freiheitsgrade verfügt. Ziel dieses einfachen Konzeptes ist, das Gerät mit einer Standard-Computermaus in einem Gehäuse zu integrieren, um ein preiswertes, marktfähiges Produkt zu erreichen. Um die Behauptung der Wahrnehmbarkeit zu prüfen, wurden zwei Versuchsreichen durchgeführt. In einer ersten Versuchsreihe wurden fünf Flächen nach dem Flächenschema von Koenderink mit einem CAD-System modelliert und in vielen Variationen von mehreren Dutzend Versuchspersonen im wesentlichen haptisch wahrgenommen. Es ergab sich, dass die modellierten Flächen mit einer durchschnittlichen Erkennungsrate von 80% in einer durchschnittlichen Erkennungszeit von 25 sec erkannt werden konnten. In einer zweiten Versuchsreihe in Anlehnung an die VDA-Empfehlung 4955 wurden Unstetigkeiten, Tangentenunstetigkeiten und Krümmungsunstetigkeiten untersucht. Ergebnis war, dass die Versuchspersonen mehrheitlich dann Unstetigkeiten bei Flächenübergängen haptisch wahrnehmen können, wenn diese mehr als 0,1 mm beträgt. Bei tangentialer Unstetigkeit ist ein Mindestwert von 1,2° die Voraussetzung für eine haptische Wahrnehmung durch die Mehrheit der Testpersonen. Die Untersuchung von Flächen mit variablen Krümmungsverläufen zeigte, dass die Mehrheit der Versuchspersonen die Flächenquerschnitte und damit die Krümmungswerte korrekt erkannte. Die Ergebnisse der ersten Versuchsreihe zeigen im Vergleich zu anderen Untersuchungen mit einem anderen, kommerziell verfügbaren Gerät, dass die Eigenentwicklung ähnliche Leistungsmerkmale bei der haptischen Präsentation rechnerinterner Freiformflächen besitzt, zusätzlich aber den Vorteil einer einfachereren und damit preiswerteren Konstruktion aufweist. Aus der zweiten Versuchsreihe hingegen ergibt sich die Verpflichtung zur weiteren Erforschung der bemerkenswerten Unterschiede zwischen der haptischen Wahrnehmbarkeit bei rechnerinternen und bei realen Flächenübergängen. Die Eigenentwicklung ist zum Patent angemeldet und die Anmeldungsschrift offengelegt, um eine Vermarktung zu sichern. Zum Abschluß der Arbeit wird eine Reihe von Verbesserungs- und Ergänzungspotentialen aufgezeigt, die auch der Behebung der genannten Differenzen der Wahrnehmbarkeit zwischen rechnerinternen und realen Flächen dienen sollen. Die durchgeführten Versuche haben ergeben, dass es möglich ist, rechnerinterne Freiformflächen durch eine Folge rechnerextern dargestellter Tangentenebenen haptisch wahrnehmbar zu machen. Mit dem entwickelten Gerät kann also ein Designer an seinem CAS-/CAD-Arbeitsplatz die modellierten Flächen in Echtzeit haptisch wahrnehmen und präziser beurteilen als es durch reine Ansicht der Flächen auf dem Monitor möglich ist. Als Folge einer solchen Erweiterung der Benutzungsschnittstelle von CAS-/CAD-Systemen wird die Notwendigkeit, reale Prototypen zur Beurteilung der rechnerinternen Modelle herstellen zu müssen, abnehmen. Auf diese Weise kann mit geringem Einsatz, verglichen mit kommerziell verfügbaren Geräten, zur notwendigen Senkung der Entwicklungszeiten und Entwicklungskosten beim Styling/Design von Massenprodukten beigetragen werden.

The mathematical formulation of many physical problems results in the task of inverting a compact operator. The only known sensible solution technique is regularization which poses a severe problem in itself. Classically one dealt with deterministic noise models and required both the knowledge of smoothness of the solution function and the overall error behavior. We will show that we can guarantee an asymptotically optimal regularization for a physically motivated noise model under no assumptions for the smoothness and rather weak assumptions on the noise behavior which can mostly obtained out of two input data sets. An application to the determination of the gravitational field out of satellite data will be shown.

Im Ausland zu studieren erfordert hohe Anpassungsleistungen kultureller, sozialer und psychischer Art. Viele Untersuchungsbefunde zeigen, dass soziale Unterstützung diesen Anpassungsprozess erleichtern und die Bewältigung psychischer Belastungen mindern kann. In der vorliegenden Studie wurden 96 ausländische und 171 inländische Studierende der Technischen Universität Kaiserslautern danach befragt, welche Art sozialer Unterstützung sie sich wünschen und inwieweit sie die erfahrene Unterstützung als angemessen erachten. Dazu wurden den Teilnehmern in einem Fragebogen drei potentiell belastende Studiensituationen geschildert: der Studienbeginn, Vorbereitung auf Prüfungen und das Erwägen eines Studienfachwechsels oder Studienortwechsels. Für jede dieser drei Situationen beurteilten die Befragten anhand standardisierter Aussagen, (a) welches Bewältigungsverhalten sie in dieser Situation anstrebten, (b) von welchen Personen bzw. Rollenträgern soziale Unterstützung hierfür gewünscht werde und (c) danach, welcher Art diese Unterstützung sein sollte. Die Ergebnisse zeigen, dass die ausländischen Studierenden diese Situationen sehr zielgerichtet und problemorientiert angehen. Sie bevorzugten sach- und studienfachbezogene Unterstützung gegenüber Unterstützung die auf die emotionale Bewältigung kritischer Situationen abzielt oft in stärkerem Maße als inländische Studierende. Dabei wünschen sich die ausländischen Befragten mehr Unterstützung durch Professoren, Assistenten und Fachschaftsangehörige als Hilfe von Freunden, Partnern oder Verwandten. Da ausländischen Studierenden soziale Unterstützung auch durch das Akademischen Auslandsamt zuteil wird, wurde auch erfragt, welche Dienstleistungsangebote des Auslandsamtes den Befragten bekannt sind bzw. welche sie schon einmal in Anspruch genommen haben. Die Ergebnisse erweitern die Grundlage für Entscheidungen über künftige Maßnahmen des Akademischen Auslandsamtes, diese Entscheidungen selbst sind jedoch nicht Bestandteil dieses Untersuchungsberichts.

Die vorliegende Arbeit gliedert sich in die drei Themenschwerpunkte FICTION-Technik (Fluorescence-Immunophenotyping and Interphase Cytogenetic as a Tool for Investigation of Neoplasms), SKY-Technik (Spectral Karyotyping) und Kultivierungsverfahren. Mittels der FICTION-Technik konnte gezeigt werden, dass die Trisomie 12 bei 53 untersuchten B-CLL-Patienten mit etwa 11% deutlich seltener auftrat, als in der Literatur beschrieben. Es scheint eine Assoziation zwischen dem Auftreten einer Trisomie 12 und einer atypischen B-CLL vorzuliegen, da drei der sechs Fälle mit Trisomie 12 eine atypische B-CLL Variante darstellten. Bei einem Fall konnte der Trisomie 12 tragende Klon über 13 Monate beobachtet werden und zeigte in diesem Zeitraum keine signifikante Veränderung. Der Klon blieb weitestgehend stabil. Eine aus Vorversuchen von Doris Herrmann vermutete Existenz einer Monosomie 12 bei B-CLL-Patienten (persönliche Miteilung) hat sich nicht bestätigt. Bei allen untersuchten Proben lagen die Zellen mit Monosomie 12 unter dem ermittelten cut off level von 10,2% für die Hybridisierung. Als zweiter Schwerpunkt wurde die Einsatzfähigkeit der SKY-Technik in der Tumorzytogenetik durch die Analyse von 20 Tumorfällen ausgetestet. Unter den 20 untersuchten tumorzytogenetischen Fällen konnte bei 12 der durch G-Bänderung erhobene Befund verbessert und erweitert werden. Bei drei Fällen wurden neue, in der G-Bandenanalyse nicht gefundene Aberrationen identifiziert und in fünf Fällen bestätigte sich der G-Bandenbefund. Die SKY-Technik erwies sich als wertvolle Methode zur weiteren Charakterisierung von komplex aberranten Karyotypen oder zur Identifikation von Markerchromosomen, wobei nicht alle Aberrationen aufklärt werden konnten. Unter den 20 untersuchten Fällen wurde bei zwei myeloischen Erkrankungen neben einer Monosomie 7 die Translokation t(3;21)(q26;q22) gefunden. Möglicherweise kommt diese häufiger als bisher beschrieben in myeloischen Erkrankungen vor, weil sie durch die G-Bandenanalyse nicht sicher erkannt wird. Vorzugsweise scheint sie neben einer Monosomie 7 aufzutreten. In dem Schwerpunkt, der sich mit der Kultivierung von neoplastischen B-Zellen beschäftigte, konnte ein neues Kultivierungsverfahren für B-Zellen entwickelt werden. Eine Kultivierung mit MP-6 Zellen konditioniertem ISCOVE-Medium und dem Phorbolester TPA zeigte in 15 von 20 Proben einen synergistischen Effekt auf die Proliferationssteigerung (um das 1,5-21 fache) gegenüber dem TPA-Standardansatz in RPMI-Medium. Durch eine Metaphasenanalyse von fünf Fällen mit numerischen Mosaikbefunden konnte gezeigt werden, dass das Verhältnis zwischen aberranten und normalen Klonen bei beiden Kultivierungsarten etwa gleich blieb. Eine Lebend-Tot-Bestimmung vor und nach der Kultivierung zeigte, dass nach 72-stündiger Kultivierung in den Kulturen mit dem höchsten Mitoseindex die durchschnittlich Lebendzellzahl am geringsten (ca. 70%) war.

Im Informationszeitalter haben die Menschen überall und jederzeit Zugang zu einer kontinuierlich ansteigenden Fülle von Informationen. Hierzu trägt vor allem die explosionsartig wachsende globale Vernetzung der Welt, insbesondere das Internet, maßgeblich bei. Die Transformation der verfügbaren Informationen in Wissen sowie die effiziente Nutzung dieses Wissens stellen dabei entscheidende Faktoren für den Erfolg eines Unternehmens oder eines Einzelnen dar. Es stellt sich also die Frage: Leben wir im Informationszeitalter? Diese Frage erinnert an die von Immanuel Kant in [65] gestellte Frage "Leben wir jetzt in einem aufgeklärten Zeitalter?" und dessen Antwort "Nein, aber wohl in einem Zeitalter der Aufklärung.". Entsprechend lässt sich auch die Frage "Leben wir in einem informierten Zeitalter?" mit "Nein, aber wohl in einem Zeitalter der Information" beantworten (vergleiche [14]). Das Problem, dass sich die überwältigende Fülle an Information ohne geeignete Hilfsmittel vom Menschen nicht oder nur schwer beherrschen lässt, hat im Laufe des letzten Jahrzehnts maßgeblich zur Entwicklung des äußerst dynamischen Forschungs- und Anwendungsgebietes der Visualisierung als Teilgebiet der Computergrafik beigetragen. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, dass der Mensch wesentlich besser mit visuellen Eindrücken als mit abstrakten Zahlen oder Fakten umgehen kann. Die Erkennung von Mustern in Daten (z. B. Gruppierungen und Häufungen) wird durch die Visualisierung stark vereinfacht und lässt vielmals Zusammenhänge zwischen Daten überhaupt erst greifbar werden. Unter computergestützter Visualisierung versteht man die in der Regel interaktive grafische Umsetzung von Daten. Handelt es sich dabei um physikalische Daten (z. B. entstanden durch Messvorgänge), so spricht man von Scientific Visualization. Handelt es sich eher um abstrakte bzw. nicht-physikalische Daten, so ordnet man die entsprechenden Verfahren der Information Visualization zu. Beide Teilgebiete der Visualisierung verfolgen jedoch das gemeinsame Ziel, Informationen dem Menschen sichtbar und verständlich zu machen und verwenden hierzu geeignete visuelle Paradigmen, häufig verbunden mit entsprechenden Interaktionsmöglichkeiten. Die vorliegende wissenschaftliche Arbeit ist in den Bereich der angewandten Computergrafik, speziell der interaktiven Visualisierung, einzuordnen. Die primären Ziele lagen dabei in der Übertragung des Begriffes kontextsensitiv auf den Bereich der Visualisierung zur Sicherstellung effizienter und kontextsensitiver Visualisierungsapplikationen sowie die Anwendung in aktuellen praktischen Aufgabenstellungen. Die Umsetzung einer kontextsensitiven Visualisierung gelingt im Rahmen dieser Arbeit durch die zukunftsweisende Kopplung von Visualisierungspipeline und Agententechnologie. Basierend auf der Identifikation zentraler Szenarien der kontextsensitiven Visualisierung wird eine agentenbasierte Visualisierungskontrolle durch intelligente Überwachung und Regelung der Visualisierungspipeline vorgestellt. Nach einer Zusammenfassung der relevanten Grundlagen aus den Gebieten der Visualisierung und der Agententechnologie folgen eine theoretische Klassifizierung und ein Überblick über existierende Systeme und Anwendungen aus beiden Bereichen. Anschließend wird das im Rahmen dieser Arbeit erarbeitete Paradigma der kontextsensitiven Visualisierung vorgestellt und die praktische, komponentenbasierte Umsetzung erläutert. Einen nicht unerheblichen Anteil der Arbeit machen drei innovative, auf der kontextsensitiven Visualisierung basierende Visualisierungsapplikationen aus, welche die Möglichkeiten und die Funktionsfähigkeit der entwickelten Architektur aufzeigen. Die Entwicklung einer plattformunabhängigen interaktiven Visualisierung beschäftigt sich insbesondere mit dem Auffinden der aktuell maximal möglichen Performance durch Abwägung der gegenläufigen Hauptparameter Qualität und Interaktivität und behandelt damit vor allem den System- und Interaktionskontext. Der Gedanke der plattformunabhängigen interaktiven Visualisierung wird anschließend auf mobile Informationssysteme ausgeweitet. Hier ist neben den Performanceaspekten vor allem die Art des Ausgabemediums, d. h. der Darstellungskontext, ein entscheidender Faktor. Die dritte Anwendung stellt eine agentenbasierte Applikation für die Bekleidungsindustrie in Form eines interaktiven Individual-Katalogs dar und behandelt insbesondere den Daten- und den Benutzerkontext. Eine kurze Zusammenfassung sowie ein Ausblick auf geplante zukünftige Entwicklungen runden letztlich die Betrachtungen ab.

A general framework for the thermodynamics of open systems is developed in the spatial and the material setting. Special emphasis is placed on the balance of mass which is enhanced by additional source and flux terms. Different solution strategies within the finite element technique are derived and compared. A number of numerical examples illustrates the features of the proposed approach.

Bei den "traditionellen" Reduktionsmittelaufbereitungssystemen, die die Abgaswärme zur Zersetzung des Harnstoffs ausnutzen, wird der Harnstoff entweder in Form einer wässrigen Lösung oder in Pulverform direkt vor dem SCR-Katalysator in das Abgassystem eingebracht. Der zudosierte Harnstoff wird im Abgas in zwei Reaktionsschritten (Thermolyse, Hydrolyse) thermisch zersetzt, wobei die Abgastemperatur einen entscheidenden Einfluss auf die Harnstoffzersetzungskinetik besitzt. Bei der Thermolyse entstehen aus dem Harnstoff die Produkte Ammoniak und Isocyansäure, wobei die Isocyansäure mit Wasser bei der Hydrolyse zu Ammoniak und Kohlendioxid reagiert. Wie Versuchsergebnisse demonstrieren, kann die Gesamtperformance von SCR-Katalysatorsystemen verbessert werden, wenn statt Harnstoff gasförmiges Ammoniak in das Abgassystem eingebracht wird, da so der komplette Harnstoffzersetzungsmechanismus entfällt. Dem in dieser Arbeit untersuchten Verfahren zur thermischen Trockenharnstoffzersetzung lag deshalb die Überlegung zu Grunde, den Harnstoffzersetzungsprozess vom Abgassystem zu entkoppeln und in einem externen elektrisch beheizten Reaktor zu realisieren. Ein solches System besitzt den entscheidenden Vorteil, dass die Zersetzungstemperatur und die Verweilzeit für die Reaktion so eingestellt werden können, dass unabhängig vom aktuellen Motorbetriebspunkt immer eine optimale Harnstoffzersetzung gewährleistet wird. Aus den Bruttoumsatzgleichungen für die beiden Reaktionen geht hervor, dass ohne eine Zufuhr von Wasser in den Reaktor nur die Thermolyse ablaufen kann, d.h. es entsteht ein Gemisch aus Ammoniak und Isocyansäure. Aus diesem Grund wird Wasser, das aus dem Verbrennungsprozess des Motors stammt, mit Hilfe eines Abgasteilstroms in den Reaktor eingeleitet. Eine Abschätzung zeigt, dass zu diesem Zweck ein Teilstrom in der Größenordnung von 1 % erforderlich ist. Da die Geschwindigkeit der Hydrolysereaktion in der Gasphase sehr gering ist, wurde der elektrisch beheizten Thermolysezone ein Hydrolysekatalysator nachgeschaltet. Die selektive Reaktion der Isocyansäure zu den Produktstoffen Ammoniak und Kohlendioxid ist für die Funktion des Harnstoffaufbereitungssystems von entscheidender Bedeutung, da ansonsten aus der sehr reaktiven Isocyansäure Polymerisationsprodukte gebildet werden, die zu festen Ablagerungen im System führen. Darüber hinaus hat sich im Rahmen des Entwicklungsprozesses gezeigt, dass die Thermolysezone so gestaltet sein muss, dass der Harnstoff in keinem Fall mit unbeheizten Flächen in Berührung kommen kann. Auf der Grundlage der Ergebnisse von thermogravimetrischen Versuchen wurde eine Heizflächentemperatur von 400 °C gewählt. Bei diesem System entstehen dann idealerweise ausschließlich die Produkte Ammoniak und Kohlendioxid, die mit Hilfe des Abgasteilstroms, der unter anderem auch als Trägergasstrom fungiert, in das Abgassystem eingeleitet werden. Von daher ist es mit einem System vergleichbar, bei dem gasförmiges Ammoniak dosiert wird. Der Harnstoff wird dem Reaktor in Form von Pellets in einem Größenspektrum von 1,8-2 mm zugeführt. Die Dosierung der Pellets erfolgt mit Hilfe eines Zellenraddosierers. Der Transport vom Dosierer zum Reaktor wird mittels Förderluft durch eine Leitung realisiert. Trockener Harnstoff bietet bezüglich der Masse und des Volumens Vorteile gegenüber der wässrigen Harnstofflösung. Darüber hinaus ist eine uneingeschränkte Wintertauglichkeit gewährleistet. Die Betriebsbereitschaft des Reaktors, die durch eine Heizflächentemperatur von 400 °C und eine Temperatur vor dem Hydrolysekatalysator oberhalb von 200 °C gekennzeichnet ist, wird nach 60-80 s erzielt. Im MVEG-Test liegt die mittlere gemessene Heizleistung im Bereich von 180 W. Anhand einer NOx-Umsatz- und NH3-Bilanz konnte gezeigt werden, dass der Harnstoff im Reaktor in die gewünschten Produkte NH3 und CO2 überführt wird. Mit dem Gesamtsystem werden sowohl bei kleinen als auch bei großen Dosiermengen gute Konvertierungsergebnisse erzielt. Unter optimalen Randbedingungen sind im Bereich der NH3-Schlupfgrenze NOx-Umsätze >95 % realisierbar. Insbesondere bei niedrigen Abgastemperaturen werden die Vorteile gegenüber der "klassischen" Flüssigdosierung deutlich. Die Betriebssicherheit des Gesamtsystems konnte durch einen 100 h-Dauertest nachgewiesen werden. Das Gesamtsystem wurde an einem Versuchsfahrzeug (Audi A8) appliziert. Im Rahmen des bisherigen Testprogramms konnte die Systemfunktion nachgewiesen werden. Der EURO IV Grenzwert wird erreicht. Zur Aktivitätssteigerung müssen vor allem die Abgastemperatur angehoben und der NO2-Verlauf im Zyklus optimiert werden. Zusätzlich muss die Dosierstrategie so optimiert werden, dass am Umsatz und Schlupfrisiko orientiert immer ein optimaler NH3-Füllstand im Katalysator vorliegt.

Superselection rules induced by the interaction with a mass zero Boson field are investigated for a class of exactly soluble Hamiltonian models. The calculations apply as well to discrete as to continuous superselection rules. The initial state (reference state) of the Boson field is either a normal state or a KMS state. The superselection sectors emerge if and only if the Boson field is infrared divergent, i. e. the bare photon number diverges and the ground state of the Boson field disappears in the continuum. The time scale of the decoherence depends on the strength of the infrared contributions of the interaction and on properties of the initial state of the Boson system. These results are first derived for a Hamiltonian with conservation laws. But in the most general case the Hamiltonian includes an additional scattering potential, and the only conserved quantity is the energy of the total system. The superselection sectors remain stable against the perturbation by the scattering processes.