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Patients with focal ventricular tachycardia are at risk of hemodynamic failure and if no treatment is provided the mortality rate can exceed 30%. Therefore, medical professionals must be adequately trained in the management of these conditions. To achieve the best treatment, the origin of the abnormality should be known, as well as the course of the disease. This study provides an opportunity to visualize various focal ventricular tachycardias using the Offenburg heart rhythm model. Modeling and simulation of focal ventricular tachycardias in the Offenburg heart rhythm model was performed using CST (Computer Simulation Technology) software from Dessault Systèms. A bundle of nerve tissue in different regions in the left and right ventricle was defined as the focus in the already existing heart rhythm model. This ultimately served as the origin of the focal excitation sites. For the simulations, the heart rhythm model was divided into a mesh consisting of 5354516 tetrahedra, which is required to calculate the electric field lines. The simulations in the Offenburg heart rhythm model were able to successfully represent the progression of focal ventricular tachycardia in the heart using measured electrical field lines. The simulation results were realized as an animated sequence of images running in real time at a frame rate of 20 frames per second. By changing the frame rate, these simulations can additionally be produced at different speeds. The Offenburg heart rhythm model allows visualization of focal ventricular arrhythmias using computer simulations.
Jakob Nielsen, einer der bekanntesten Experten im Bereich der Benutzerfreundlichkeit, spricht der Usability im Web neben einer großen Bedeutung auch die Fähigkeit zu, aus Besuchern Kunden zu machen: „If a website is difficult to use, people leave.“[1] Im Umkehrschluss bedeutet das, wenn eine Webseite einfach zu bedienen ist, werden die Besuchenden länger auf ihr verweilen und im Idealfall die gewünschte Handlung ausführen. Eine Handlung, die einen Besucher zum Kunden qualifiziert, wird als Coversionshandlung bezeichnet. In den meisten Fällen geht es dabei um das Absenden eines Formulars. Innerhalb dieses Forschungsberichts wird aufgezeigt, wie die Methode Eyetracking in Kombination mit einer qualitativen Nachbefragung mit halb strukturiertem Fragebogen genutzt werden kann, um Probleme bei der Benutzerfreundlichkeit zu identifizieren.
When a new product is produced, it makes sense, to test the usability before its appearance on the market. Within such a test there are different methods which can be used. For example, the eyetracking method. This research report illustrates how the eyetracking method can be used in combination with a qualitative inquiry to identify problems of a product. The study was conducted in cooperation with the company K+UPrintwareGmbH in Ettenheim. The object of the study was the EcoCash recycling and selling machine. The main element of this study is the identification of problems in the user interface and the handling of the machine. Furthermore, solutions to solve the problems were included.
Entwicklung und Evaluierung eines adaptiv-prädiktiven Algorithmus für thermoaktive Bauteilsysteme
(2017)
Der Gebäudesektor ist einer der Hauptverbraucher von Energie und somit mitverantwortlich für einen wesentlichen Anteil an CO2-Emissionen. Heiz- und Kühlkonzepte, die erneuerbare Energiequellen nutzen können, gewinnen daher immer mehr an Bedeutung. Hierfür besonders geeignet sind Niedertemperatursysteme, wie beispielsweise Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS). Die große thermische Trägheit und die geringe Leistung dieser Systeme verhindern eine schnelle Reaktion auf Raumtemperaturänderungen. Bisherige Steuer- und Regelstrategien für TABS können nur sehr schlecht mit der thermischen Trägheit umgehen, da diese in der Regel keine Prädiktionen verwenden. Hinzu kommt eine aufwändige Parametrierung dieser TABS-Strategien, was in der Praxis zu Inbetriebnahmephasen von oft mehreren Jahren führt. Die Möglichkeit TABS als einen Kurzzeitenergiespeicher für das durch die wachsende Einspeisung aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen belastete Stromnetz nutzbar zu machen, spielt bei diesen Standard-TABS-Strategien bisher keine Rolle.
In dieser Arbeit wurde ein neuartiger Algorithmus für die Steuerung von TABS entwickelt, der hier durch die Abkürzung AMLR gekennzeichnet wird. Die AMLR nutzt Vorhersagen der Hauptstörgrößen einer TABS-Zone zur Berechnung eines innerhalb des nächsten Tages zuzuführenden Energiepaketes. Zu den Hauptstörgrößen zählen die tagesgemittelte Außentemperatur, die tagesgemittelte globale Einstrahlung sowie ein Belegungsplan jeder TABS-Zone. Die AMLR verwendet ein dynamisches und ein stationäres Widerstands-Kapazitäten(RC)-Modell mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung (PT1). Das stationäre TABS- und Raummodell wird für eine Adaptionsfähigkeit und das dynamische Modell für die zeitdiskrete Berechnung von Leistungen genutzt. Es wird gezeigt, dass die Genauigkeit eines Modells mit PT1-Glied für die Steuerung von TABS ausreichend ist. Durch die Adaptionfähigkeit kann sich der Algorithmus automatisiert an unterschiedliche Gebäude, Standorte und Nutzungsprofile anpassen. Auf die Erstellung eines Gebäudemodells inklusive dessen technischer Gebäudeausrüstung (TGA), der Wärmelasten sowie der Wettereinflüsse kann somit verzichtet werden. Weiterhin können mit der AMLR mittlere Soll-Raumtemperaturen pro TABS-Zone vorgegeben werden, was bei Standard-TABS-Strategien nicht möglich ist. Dem Autor stehen als Testumgebungen zur Evaluierung der AMLR die Triple-Klimakammer des Instituts für Energiesystemtechnik (INES) der Hochschule Offenburg sowie zwei reale Gebäude und deren Simulationsmodelle zur Verfügung. Bei den Gebäuden handelt es sich um das in Basel befindliche IWB CityCenter sowie das Seminargebäude der Hochschule Offenburg.
Mit Hilfe der Triple-Klimakammer werden die verwendeten RC-Modelle sowie das TRNSYS-Simulationsmodell der Kammer selbst validiert. Durch den direkten Vergleich der AMLR zu Standard-TABS-Strategien kann in Model-in-the-Loop (MiL) Simulationen, Laborversuchen und Pilotanlagen gezeigt werden, dass die AMLR insbesondere dann thermische Energie einsparen kann, wenn es bei der Standardstrategie zu Überhitzungen im Heizfall und Unterkühlungen im Kühlfall kommt. Des Weiteren zeigen sich Energieeinsparpotenziale durch die Möglichkeit der zonenspezifischen Beladung der TABS. Anhand von Messdaten einer Pilotanlage kann eine Reduktion des thermischen TABS-Energiebedarfs von über 41 % belegt werden. In allen Testumgebungen kann eine Einsparung an Hilfsenergie von bis zu 86 % für die TABS-Pumpen bei gleichzeitiger Verbesserung des thermischen Komforts nachgewiesen werden. Neben Energieeinsparungen sind durch den Einsatz der AMLR Investitionseinsparungen durch eine vereinfachte TABS-Hydraulik möglich, da keine konstanten Vorlauftemperaturen notwendig sind. Weiterhin kann gezeigt werden, dass die Leistung eines Zusatzkühlsystems durch den Einsatz der AMLR im Vergleich zur Standard-TABS-Strategie reduziert werden kann, ohne den thermischen Komfort zu beeinträchtigen. Anhand von Simulationsrechnungen wird das Potenzial von TABS für Lastverschiebemaßnahmen quantifiziert. Durch die Verwendung der AMLR mit dynamischen Strompreisen ist im gezeigten Beispiel eine Einsparung an monetären Kosten von 38 % möglich. Weiterhin konnten Anfragen zur Abschaltung der Beladung der TABS zum Ausgleich fluktuierender erneuerbarer Energieerzeuger durch die AMLR unter Einhaltung des thermischen Komforts durchgeführt werden.
The building sector is one of the main consumers of energy. Therefore, heating and cooling concepts for renewable energy sources become increasingly important. For this purpose, low-temperature systems such as thermo-active building systems (TABS) are particularly suitable. This paper presents results of the use of a novel adaptive and predictive computation method, based on multiple linear regression (AMLR) for the control of TABS in a passive seminar building. Detailed comparisons are shown between the standard TABS and AMLR strategies over a period of nine months each. In addition to the reduction of thermal energy use by approx. 26% and a significant reduction of the TABS pump operation time, this paper focuses on investment savings in a passive seminar building through the use of the AMLR strategy. This includes the reduction of peak power of the chilled beams (auxiliary system) as well as a simplification of the TABS hydronic circuit and the saving of an external temperature sensor. The AMLR proves its practicality by learning from the historical building operation, by dealing with forecasting errors and it is easy to integrate into a building automation system.
In der Fakultät Medien und Informationswesen der Hochschule Offenburg wird in den Informatikfächern Software Engineering, Computernetze und Datenbanken ein hybrides Lernarrangement zum Erlernen der komplexen und oft abstrakten Inhalte eingesetzt. Derartige hybride Lernarrangements (Blended Learning) kombinieren die Vorteile unterschiedlicher didaktischer Methoden und Medien. Die Materialien erlauben den Lernenden, selbstbestimmt, im eigenen Lernrhythmus und über unterschiedliche Medien einen Zugang zu der Thematik zu finden.
Eine Gruppe von Studierenden, wissenschaftlichen Mitarbeitern und Professoren der Hochschule Offenburg entwickeln seit einigen Jahren autonome Helikopter. Erfahrungen durch praktische Tests und Einsätze ermöglichen eine stetige Optimierung dieser Fluggeräte, sodass sich wiederum viele unterschiedliche Aufgabengebiete für den Einsatz der autonomen Helikopter ergeben. In diesem Beitrag werden die bereits erfolgten praktischen Einsätze erläutert.
Das In-flight Entertainment (IFE) in Flugzeugen, also die mediale Unterhaltung der Passagiere mit Musik, Filmen oder Videospielen während des Flugs, wird für die Fluggesellschaften immer wichtiger. Somit steigen auch die Anforderungen an das IFE-System hinsichtlich Datenraten, Zuverlässigkeit und Flexibilität. Im Forschungsprojekt „Sprechende Sitzschiene“ an der Hochschule Offenburg wird ein neuartiges Kommunikationssystem für das In-flight Entertainment in Passagierflugzeugen entwickelt. Das Besondere und Innovative daran ist die Verwendung von Strukturelementen des Flugzeugs wie Sitzschienen als Übertragungsmedium.
Bauteile in Dampfturbinen, stationäre Gasturbinen und Fluggasturbinen sind hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Wenn die Turbinen gestartet werden, erwärmen sich die Bauteile im „heißen Bereich“ der Turbine auf über 1000 °C. Damit die Bauteile bei diesen Temperaturen nicht einfach dahinschmelzen, werden spezielle hochtemperaturfeste Legierungen verwendet, wie beispielsweise Nickelbasis-Superlegierungen. Die hohen Temperaturschwankungen die beim Starten und beim Abschalten der Turbine auftreten, machen aber auch diese Werkstoffe auf Dauer nicht mit. Beim Aufheizen dehnt sich das Material aus, beim Abkühlen zieht es sich wieder zusammen. Dieses Hin- und Her-Verformen führt dazu, dass der eingesetzte Werkstoff unter „Stress“ kommt und Spannungen im Werkstoff auftreten. Diese Spannungen können dazu führen, dass sich Risse im Material bilden, die unter der zyklischen Belastung (wiederholtes Starten und Abschalten) wachsen, bis das Bauteil kaputt ist. Der Fachmann spricht dabei von der thermo-mechanischen Ermüdung (Thermomechanical Fatigue, TMF) des Werkstoffs.
Home Automation, Smart Metering, reduction of energy consumption for climate preservation – those buzz words are flooding the daily press.The European Directive 2006/32/EC (Energy-Use Efficiency and Energy Services) commits its members to reduce their energy consumption about nine percent from 1996 to 2015, and supports smart metering and the need of new developments for encouraging energy efficiency and CO² reduction in households and commercial buildings. The European countries have started different projects to achieve this goal. Also outside Europe, smart metering gains interest, for energy savings and better distribution network control.
Statistische Daten über den Wärmepumpenmarkt, hier speziell den europäischen, sind schwer zu bekommen. Ausführliche länderbezogene Recherchen werden durch zwei Institutionen angeboten: BRG (International Strategic Market Research And Consultancy On Building Product And Related Markets) und BSRIA (Building Services Research and Information Association), beide in London ansässig. Beschaffung dieser Daten ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden. Frei zugänglich sind dagegen Berichte von EHPA (European Heat Pump Association, Brüssel), die teilweise andere Schwerpunkte setzen, anders strukturiert sind und nur acht europäische Länder behandeln. Infolgedessen wurden beim Vergleich von BRG- und EHPA-Daten enorme Diskrepanzen für vier von acht Ländern festgestellt. Das Ziel dieses Berichts ist es, Trends auf dem europäischen Wärmepumpenmarkt aufzuzeigen. Diese Analyse war notwendig, um anschließend Untersuchungen zum Thema Energieeffizienz der Luftwärmepumpen durchzuführen.
In the course of the last few years, our students are becoming increasingly unhappy. Sometimes they stop attending lectures and even seem not to know how to behave correctly. It feels like they are getting on strike. Consequently, drop-out rates are sky-rocketing. The lecturers/professors are not happy either, adopting an “I-don’t-care” attitude.
An interdisciplinary, international team set in to find out: (1) What are the students unhappy about? Why is it becoming so difficult for them to cope? (2) What does the “I-don’t-care” attitude of professors actually mean? What do they care or not care about? (3) How far do the views of the parties correlate? Could some kind of mutual understanding be achieved?
The findings indicate that, at least at our universities, there is rather a long way to go from “Engineering versus Pedagogy” to “Engineering Pedagogy”.
Wir präsentieren die weltweit erste Auswertung einer zweidimensional entwickelten HPTLC-Platte (2D-HPTLC) mit Hilfe eines Diodenarray Scanners. Das System erreicht eine räumliche Plattenauflösung von 250 µm. Es können Absorptions- und Fluoreszenzspektren im Wellenlängenbereich von 190 bis 1000 nm mit einer spektralen Auflösung von besser als 1 nm gemessen werden. Eine Trennzahl von 259 wurde erreicht. Damit zeigt die Methode bessere Trenneigenschaften als die meisten HPLC-Systeme. Der Nachteil der 2D-Auswertung ist der hohe Zeitbedarf von über 3 Stunden für eine Plattenmessung.
We present a video-densitometric quantification method for the pain killer known as diclofenac and ibuprofen. These non-steroidal anti-inflammatory drugs were separated on cyanopropyl bonded plates using CH2Cl2, methanol, cyclohexane (95+5+40, v/v) as mobile phase. The quantification is based on a bio-effective-linked analysis using vibrio fischeri bacteria. Within 10 minutes a CCD-camera registers the white light of the light-emitting bacteria. Diclofenac and ibuprofen effectively suppress the bacterial light emission which can be used for quantification within a linear range of 10 to 2000 ng. The detection limit for ibuprofen is 20 ng and the limit of quantification 26 ng per zone. Measurements were carried out using a 16-bit ST-1603ME CCD camera with 1.56 megapixels [from Santa Barbara Instrument Group, Inc., Santa Barbara, USA]. The range of linearity covers more than two magnitudes because the extended Kubelka-Munk expression is used for data transformation [1]. The separation method is inexpensive, fast and reliable. Ibuprofen is named after its chemical description: iso-butyl-propanoic phenolic acid. Both pain killers are world-widein use and both substances are stable in aqueous solution. Both substances are mainly excreted in the urine.
M+I = Mediologie + Interdisziplinarität – Skizzen angewandter und anwendbarer Medienwissenschaft
(2011)
Im Handlungsfeld Medien + Informationswesen (M+I) der Hochschule Offenburg steht die didaktische Produktion in der Lehre und für professionelle Tätigkeiten im Zentrum. In Laboren, Studios, Projekten, Abschluss- und Forschungsarbeiten werden mediale Lösungen für die Praxis erarbeitet und auch neue Formate entworfen. Die Fachwissenschaften umgeben solche Workflows als paralleles Bezugssystem. Darin ist die Zusammenarbeit zwischen Gestaltungslehrern und Informatikern, von Medientechnik und Medienmanagement ein gut entwickelter Prozess für Medien in der Bildung (oder „Bildung im Neuen Medium“) [1]. Die Herstellung selbst aber ist nicht immer primär theoriegeleitet, sondern mehr konzentriert auf Ideen, Akteure, Werkzeuge, Abläufe und Strukturen. Lehr-Lern-Konzepte, theoretische Reflexion und forschendes Lernen treffen so zwar zusammen und an Übergängen wachsen theoriefähige Gestalten, noch ohne sich intermedial zu vollenden [2]. Aus dem Blickwinkel der Ilmenauer Angewandten Medienwissenschaft lässt sich ein Workflowkonzept übertragen zwischen praktischem Handeln und wissenschaftlichen Einzelfächern. Auch durch Mediologie, eine schlanke „Medientheorie der Kulturwissenschaften“ gerät solches Übertragen und Vermitteln bewusster von der technologischen und materialen Basis der Medien her in die Diskussion. Als Mediation verbindet sie Inhalt, Organisation und Ästhetik, so der technikversierte Medienphilosoph Frank Hartmann [3].
Praxisorientierung und angewandte Wissenschaften sind an unseren Hochschulen erprobte Denkweisen, traditionsreich gewachsen aus Technik und Wirtschaft. Mit der interdisziplinären Medienfakultät M+I kommt der gestalterische Blick dazu auf Grafik, Bewegtbild, Sound, Multimedia und Interaktivität. Im Master-Studium ergänzen sich intermediales Gestalten und Reflexion mit audiovisueller Komposition als Performance. Solche experimentell-künstlerischen Projekte verbinden sich durch Hochschul- und Mediendidaktik mit forschendem Lernen, als integrierende Methode, die noch wachsen soll. Ein wichtiger Impuls dafür könnte Practice-Based Research sein. Das ist eine Forschung in Kunst und Gestaltung, aber auch in Medizin und Sozialwissenschaft, die sich in den letzten drei Jahrzehnten im Angelsächsischen von Nordamerika über England bis nach Australasia intenstiv entwickelt hat.
Eine Feldforschung in der Art, dass Entscheidungsträger und Bewerber ohne ihre Kenntnis beobachtet und die Beobachtungsergebnisse ausgewertet wurden, existiert nicht. Hier gibt es neben praktischen Schwierigkeiten auch rechtliche und moralisch-ethische Forschungsgrenzen. Ethische Bedenken bestehen ebenso gegen eine experimentell unterschiedliche Behandlung realer Bewerber. Auch eine begleitende Feldforschung zu realen Auswahlverfahren in der Praxis, zum Beispiel durch den intensiven Einbezug von Forschern, durch offensichtliche Tonbandaufnahmen oder Videoaufnahmen von Live- Gesprächen oder durch die stumme oder teilnehmende Beobachtung der Akteure durch Forscher kommt, außer bei Campusinterviews, nicht oft vor.
Die biologische Verwertung von cellulose-/ hemicellulose- und lignocellulosereichen organischen Substraten zur Erzeugung von Energieträgern gewinnt zunehmend an Bedeutung. Im Gegensatz zu Biokraftstoffen der ersten Generation, bei denen nur ein kleiner Teil des pflanzlichen Materials eingesetzt worden ist (Öl, Zucker, Stärke), wird bei Biokraftstoffen der zweiten Generation fast die vollständige Pflanze einschließlich der schwer zugänglichen Cellulose verwendet. In Biogasanlagen führt diese Zielstellung jedoch häufig zu Problemen. Lignocellulose-reiches Material ist für viele Mikroorganismen schwer oder gar nicht abbaubar. Um die schwer abbaubaren Pflanzenteile wie Cellulose, Hemicellulose oder Lignin den Mikroorganismen in einer Biogasanlage besser zugänglich zu machen, können Biogassubstrate vorbehandelt werden.
In contrast to a conventional fuel cell the electrons in a microbial fuel cell (MFC) originate from the metabolic conversion of organic substrates by special bacteria instead of using molecular hydrogen. Recent research in our group has shown that the maximum electrical power density in a MFC correlates with the biomass concentration in batch MFC experiments. In continuous MFC systems additionally the dilution rate D could have an effect on the specific power density. Therefore two steady state conditions are adjusted and the resulting specific power densities, and the biomass and substrate concentrations were measured. These results were implemented in a mathematical description of the continuous MFC-process and the visualization of the model is presented.
Die spektroskopische Beobachtung von postmortalen Hautveränderungen und insbesondere von Totenflecken ermöglicht potenziell eine genauere Bestimmung des Todeszeitpunkts oder der Todesursache (z. B. im Fall von CO-Vergiftungen). Für die grundlegende Charakterisierung dieser Veränderungen sind Langzeitbeobachtungen von Stunden oder gar Tagen wünschenswert.
Auxiliary power units (APUs) are used in mobile applications to supply electrical power in the range of 3 to 10 kW. The state of the art generators are driven by a diesel engine at constant speed. They have a low efficiency (high fuel consumption) as they operate mostly in partial load conditions. A higher efficiency for partial loads is feasible by adjusting the speed of the diesel engine to its optimum efficiency. A frequency converter provides a constant electric frequency at variable speed of the generator. The resulting higher investments for such a variable speed generator (VSG) need a proof of economics, which is demonstrated by this investigation.
Angepasste Hybridantriebe in mobilen Arbeitsmaschinen (off-highway Anwendungen) versprechen wegen der typischerweise auftretenden Lastzyklen mit ausgeprägten, häufigen und schnellen Laständerungen folgende Vorteile: geringerer Kraftstoffverbrauch, Einsatz eines Dieselmotors kleinerer Leistung, dadurch Erfüllung strikter werdender Emissionsvorschriften (TIER 4, EURO 5) ohne oder mit reduzierter Abgasnachbehandlung, Lärmreduktion, weitere Einsparpotenziale durch Elektrifizierung der Fahrzeugfunktionen möglich (Erhöhung des Hybridisierungsgrads), höhere Produktivität durch höhere Antriebsdynamik.
Die optimale Zusammensetzung und Aktivität der Mikroorganismengemeinschaft ist für den stabilen und effizienten Betrieb einer Biogasanlage essentiell. Moderne kultivierungsunabhängige Nachweismethoden können erstmals die Basis für eine rationale mikroorganismenfokussierte Verfahrensoptimierung liefern. Als erster Schritt für den Aufbau eines aussagekräftigen Monitoringsystems für die Biogasmikrobiologie wurde ein nucleinsäurebasiertes Verfahren (TaqMan Real-time PCR) zum Nachweis der methanbildenden Mikroorganismen (Archaeen) sowie von vier Untergruppen etabliert und auf Proben aus zwei unterschiedlich betriebenen Biogasanlagen in Neuried und Oberried angewandt. Bei der Anlage in Oberried in der Nähe von Freiburg, betrieben von örtlichen Landwirten (Substrat: Gülle, Grassilage, Maissilage, Mist, Anlage mit Güllevorgrube, Fermenter und Gärrestlager) konnten insgesamt höhere absolute Konzentrationen an Archaeen nachgewiesen werden als in der Anlage in Neuried in der Nähe von Offenburg, betrieben durch die Fa. badenova AG & Co. KG, Freiburg (thermophil betrieben, Substrat: Maissilage, Anlage mit Hauptfermenter, Nachfermenter und Gärrestlager). Auch hinsichtlich der vier untersuchten Untergruppen zeigten sich deutliche Unterschiede, die auf die unterschiedlichen an der Methanbildung beteiligten Abläufe hinweisen.