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Technologie spielt im Sport schon immer eine große Rolle. Mit steigender Leistungsdichte im Spitzensport wird versucht mithilfe technischer Hilfsmittel dem Sportler die optimalen Umstände zu ermöglichen. Dazu gehört nicht nur Technik im Sportequiptment, sondern auch Sportuntersuchungen wie Leistungsdiagnostiken. Im Laufsport zählen dazu Ausdauer- und Krafttests. Bei Ausdauertests werden physiologische Parameter wie Laktat, Herzfrequenz oder Sauerstoffaufnahme gemessen. Zusätzlich wird die Lauftechnik für einen kurzen Zeitpunkt analysiert. Wie sich diese unter anhaltender Belastung verhält, wird nicht untersucht. Mit neuen Technologien im Bereich Bewegungsanalyse, können immer schneller größere Datensätze ausgewertet werden. Aus diesem Grund wird in dieser Studie die Lauftechnik über mehrere Zeitpunkte aufgezeichnet und nach Ermüdungserscheinungen untersucht.
Dazu wurde am Institut für angewandte Trainingswissenschaften (IAT) während einer komplexen Leistungsdiagnostik im März 2021 bei einem Laufbandstufentest (4x2000m oder 4x3000m) die Lauftechnik von 15 Elite- und Elitenachwuchsläufer:innen (m=8, w=7) mithilfe eines 3D-Bewegungsanalyse Systems nach Veränderungen in Winkelstellung und Bodenreaktionskraft untersucht. Als physiologische Vergleichsparameter wurde Herzfrequenz und Laktat aufgenommen.
Bei der Analyse der Daten wurden diese in der Gruppe betrachtet. Dabei haben sich schwach signifikante Veränderungen (p=0,047) der vertikalen Bodenreaktionskraft links am Ende der Stufe aufgezeigt. Weitere signifikante Unterschiede (p=0,020) sind im maximalen Kniehub links zu einem größerer Hüftwinkel am Ende sichtbar. Da sonst keine signifikanten Unterschiede zu sehen sind, lässt sich, bei dem hier durchgeführten Protokoll, nicht statistisch gesichert feststellen, ob auftretende Ermüdungserscheinungen die Lauftechnik beeinflussen und verändern. Um festzustellen, ob es geschlechts- oder protokollanhängige Effekte hinsichtlich einer ermüdungsbedingte Lauftechnikveränderung gibt, wurde auch dies statistisch untersucht.
Hier zeigten sich jeweils in einzelnen Parametern signifikante Unterschiede (Parameter TO\_knee\_left; p=0,026) in der Geschlechtsspezifik und in der protokollabhängigen Untersuchung (Parameter TSw\_hip\_left; p=0,04)
Für weitere Studien zur Untersuchung von Lauftechnikveränderung sollten umfangreichere physiologische Daten zur genaueren Betrachtung der Ermüdung verwendet werden. Grundsätzlich müsste das Protokoll auf eine maximale Ausbelastung (beispielsweise Dauerstufentest von 10-15km oder Ausbelastungs-/Abbruchtest) ausgelegt sein.
Grundlegend ist festzustellen, dass sich Simi-Shape als 3D-Bewegungsanalyse-Methode eignet, um spezifische Parameter in der Lauftechnik zu diagnostizieren, gerade hinsichtlich der Effizienz im Auswerteprozess.
Diese Arbeit stellt eine Übersicht an Messverfahren einer komplexen biomechani-schen Bewegungsanalyse, die für eine „Return to Sport“-Entscheidung nach der operativen Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes genutzt werden, dar. Zu Beginn wurde die Datenbank PubMed nach auswertbaren Studien durchsucht. Danach erfolgte an Hand zuvor festgelegter Ein- und Ausschlusskriterien die Identifizierung von 64 Studien, welche der Thematik dieser Arbeit entsprechen. Die Extraktion der Informationen erfolgte in drei Blöcken. Zum einen wurden die biografischen Daten der Probandengruppe verglichen, um einen Überblick der am häufigsten an einer Ruptur des vorderen Kreuzbandes betroffen Personengruppe und deren Eigenschaften zu erhalten. Zum anderen wurden die angewendeten Messysteme für die Durchführung der komplexen biomechanischen Bewegungsanalyse aufgelistet und beschrieben. Dabei wurde in die drei Untergruppen Kinematik, Kinetik und EMG differenziert. Abschließend wurde der Testzeitpunkt im Bezug zum Return to Sport aus den einzelnen Studien entnommen und dargestellt. Durch die Auswertung der extrahierten Daten waren die folgenden Tendenzen sichtbar. Über die Hälfte der Studien wiesen eine Probandengruppe, die sowohl aus Frauen, als auch aus Männern besteht, auf. Auffällig ist außerdem, dass das Alter der Teilnehmer in Studien mit einem sehr großen Probandenumfang zwischen 23 und 27 Jahren mit einem BMI von 23 bis 27 kg/m² lag, was auf den Trainingszustand und eine damit verbundene erhöhte Belastung des vorderen Kreuzbandes besonders in diesem Alter hinweisen könnte. Die Analyse der kinematischen Auffälligkeiten im Rahmen einer komplexen biomechanischen Bewegungsanalyse erfolgte in den meisten Fällen mittels eines Motion Captur Systems. Während die Analyse der kinetischen Veränderung überwiegend mittels Druckmessplatten durchgeführt wurde. In beiden Bereichen fiel die Verwendung von alternativen Messmethoden auf. Selten wurden dynamische EMG-Messungen zur Betrachtung der Muskelaktivitäten angewendet. In der Darstellung der Testzeitpunkte wurde die Terminologie-Problematik des Begriffs „Return to Sport“ deutlich. Überraschend war der geringe Anteil an Studien, die eine komplexe biomechanische Bewegungsanalyse zur Feststellung, ob der Sportler für den Return to Sport bereit ist, verwendeten. Dies könnte auf die schwere Realisierbarkeit für eine Anwendung in der Praxis hinweisen.
Mithilfe von Single Page Application Frameworks wie Angular oder React werden heutzutage intuitive und performante Webapplikationen entwickelt. Der Trend hin zu mehr Anzeigelogik im Client ermöglicht dem Endnutzer ein flüssigeres Erlebnis und damit eine bessere User-Experience. Zugleich stellt es den Softwareentwickler aber vor zusätzliche Herausforderungen in Bezug auf Performance. Neben der Reaktionszeit der angesteuerten Schnittstelle spielt zunehmend auch die Verarbeitung und Organisation im Webclient eine größere Rolle. Performance-Messung und -Optimierung im Web-Bereich ist ein breites Feld, in dem es bereits viele ausgereifte Tools und Kennzahlen gibt, die einem Web-Entwickler dabei helfen, eine klassische Website oder Webapplikation zu optimieren. Im Rahmen dieser Arbeit sollen für den Bereich der Single Page Applications am Beispiel von konkreten Kunden-Applikationen im betreuenden Unternehmen Tools und Methoden zur Messung sowie mögliche Optimierungen erörtert werden. Ziel ist es, einen allgemeinen Kompass bzw. Leitfaden an Performance-Maßnahmen zu erhalten, welche es einem Web-Entwickler ermöglichen, fortlaufend in Projekten die nötigen Kennzahlen und Methoden zur Hand zu haben, um so strukturiert Flaschenhälse frühzeitig erkennen und vermeiden zu können.
Active participation of industrial enterprises in electricity markets - a generic modeling approach
(2021)
Industrial enterprises represent a significant portion of electricity consumers with the potential of providing demand-side energy flexibility from their production processes and on-site energy assets. Methods are needed for the active and profitable participation of such enterprises in the electricity markets especially with variable prices, where the energy flexibility available in their manufacturing, utility and energy systems can be assessed and quantified. This paper presents a generic model library equipped with optimal control for energy flexibility purposes. The components in the model library represent the different technical units of an industrial enterprise on material, media, and energy flow levels with their process constraints. The paper also presents a case study simulation of a steel-powder manufacturing plant using the model library. Its energy flexibility was assessed when the plant procured its electrical energy at fixed and variable electricity prices. In the simulated case study, flexibility use at dynamic prices resulted in a 6% cost reduction compared to a fixed-price scenario, with battery storage and the manufacturing system making the largest contributions to flexibility.
Effective medium theories (EMT) are powerful tools to calculate sample averaged thermoelectric material properties of composite materials. However, averaging over the heterogeneous spatial distribution of the phases can lead to incorrect estimates of the thermoelectric transport properties and the figure of merit ZT in compositions close to the percolation threshold. This is particularly true when the phases’ electronic properties are rather distinct leading to pronounced percolation effects. The authors propose an alternative model to calculate the thermoelectric properties of multi‐phased materials that are based on an expanded nodal analysis of random resistor networks (RRN). This method conserves the information about the morphology of the individual phases, allowing the study of the current paths through the phases and the influence of heterogeneous charge transport and cluster formation on the effective material properties of the composite. The authors show that in composites with strongly differing phases close to the percolation threshold the thermoelectric properties and the ZT value are always dominated exclusively by one phase or the other and never by an average of both. For these compositions, the individual samples display properties vastly different from EMT predictions and can be exploited for an increased thermoelectric performance.
The increasing number of prosumers and the accompanying greater use of decentralised energy resources (DERs) bring new opportunities and challenges for the traditional electricity systems and the electricity markets. Microgrids, virtual power plants (VPPs), peer-to-peer (P2P) trading and federated power plants (FPPs) propose different schemes for prosumer coordination and have the potential of becoming the new paradigm of electricity market and power system operation. This paper proposes a P2P trading scheme for energy communities that negotiates power flows between participating prosumers with insufficient renewable power supply and prosumers with surplus supply in such a way that the community welfare is maximized while avoiding critical grid conditions. For this purpose, the proposed scheme is based on an Optimal Power Flow (OPF) problem with a Multi-Bilateral Economic Dispatch (MBED) formulation as an objective function. The solution is realized in a fully decentralized manner on the basis of the Relaxed Consensus + Innovations (RCI) algorithm. Network security is ensured by a tariff-based system organized by a network agent that makes use of product differentiation capabilities of the RCI algorithm. It is found that the proposed mechanism accurately finds and prevents hazardous network operations, such as over-voltage in grid buses, while successfully providing economic value to prosumers’ renewable generation within the scope of a P2P, free market.
Pure orbital blowout fractures occur within the confines of the internal orbital wall. Restoration of orbital form and volume is paramount to prevent functional and esthetic impairment. The anatomical peculiarity of the orbit has encouraged surgeons to develop implants with customized features to restore its architecture. This has resulted in worldwide clinical demand for patient-specific implants (PSIs) designed to fit precisely in the patient’s unique anatomy. Material extrusion or Fused filament fabrication (FFF) three-dimensional (3D) printing technology has enabled the fabrication of implant-grade polymers such as Polyetheretherketone (PEEK), paving the way for a more sophisticated generation of biomaterials. This study evaluates the FFF 3D printed PEEK orbital mesh customized implants with a metric considering the relevant design, biomechanical, and morphological parameters. The performance of the implants is studied as a function of varying thicknesses and porous design constructs through a finite element (FE) based computational model and a decision matrix based statistical approach. The maximum stress values achieved in our results predict the high durability of the implants, and the maximum deformation values were under one-tenth of a millimeter (mm) domain in all the implant profile configurations. The circular patterned implant (0.9 mm) had the best performance score. The study demonstrates that compounding multi-design computational analysis with 3D printing can be beneficial for the optimal restoration of the orbital floor.
Spätestens nach den erfolgreichen Wahlkämpfen 2008 und 2012 in den USA des zweimaligen US-Präsidenten Barack Obama, ist Social Media als Schlüsselmedium für die politische Kommunikation angekommen. Nach der Wahl von Donald Trump als 45. Präsidenten der Vereinigten Staaten ist zudem deutlich geworden: Social Media erreicht in der Politik eine nie dagewesene Dimension und hat insbesondere im Wahlkampf eine sehr wichtige Bedeutung. Im vorliegenden Arbeitspapier sollen die folgenden Aspekte näher beleuchtet werden: Welche Auswirkungen haben Social Media auf die Politik und wie können sie in der politischen Kommunikation eingesetzt werden? Wie können mit Social Media Wähler gewonnen werden? Welche Möglichkeiten bieten Social Media für die Bürger, um sich in der politisch zu beteiligen? Welche Risiken können durch Social Media in der Politik entstehen?