Refine
Year of publication
Document Type
- Article (reviewed) (286)
- Conference Proceeding (286)
- Bachelor Thesis (131)
- Article (unreviewed) (97)
- Part of a Book (77)
- Contribution to a Periodical (74)
- Report (44)
- Master's Thesis (40)
- Patent (38)
- Book (35)
Conference Type
- Konferenzartikel (205)
- Konferenz-Abstract (47)
- Konferenz-Poster (16)
- Sonstiges (14)
- Konferenzband (7)
Language
- English (590)
- German (527)
- Other language (1)
Keywords
- Dünnschichtchromatographie (29)
- Biomechanik (23)
- Energieversorgung (15)
- Plastizität (14)
- Finite-Elemente-Methode (13)
- Adsorption (11)
- Materialermüdung (11)
- Simulation (11)
- TRIZ (11)
- Wärmepumpe (11)
Institute
- Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V) (1118) (remove)
Open Access
- Open Access (415)
- Closed Access (354)
- Closed (211)
- Bronze (88)
- Gold (34)
- Hybrid (32)
- Diamond (27)
- Grün (5)
Introduction The use of scaffolds in tissue engineering is becoming increasingly important as solutions need to be found for the problem of preserving human tissue, such as bone or cartilage. In this work, scaffolds were printed from the biomaterial known as polycaprolactone (PCL) on a 3D Bioplotter. Both the external and internal geometry were varied to investigate their influence on mechanical stability and biocompatibility. Materials and Methods: An Envisiontec 3D Bioplotter was used to fabricate the scaffolds. First, square scaffolds were printed with variations in the strand width and strand spacing. Then, the filling structure was varied: either lines, waves, and honeycombs were used. This was followed by variation in the outer shape, produced as either a square, hexagon, octagon, or circle. Finally, the internal and external geometry was varied. To improve interaction with the cells, the printed PCL scaffolds were coated with type-I collagen. MG-63 cells were then cultured on the scaffolds and various tests were performed to investigate the biocompatibility of the scaffolds. Results: With increasing strand thickness and strand spacing, the compressive strengths decreased from 86.18 + 2.34 MPa (200 µm) to 46.38 + 0.52 MPa (600 µm). The circle was the outer shape with the highest compressive strength of 76.07 + 1.49 MPa, compared to the octagon, which had the lowest value of 52.96 ± 0.98 MPa. Varying the external shape (toward roundness) geometry, as well as the filling configuration, resulted in the highest values of compressive strength for the round specimens with honeycomb filling, which had a value of 91.4 + 1.4 MPa. In the biocompatibility tests, the round specimens with honeycomb filling also showed the highest cell count per mm2, with 1591 ± 239 live cells/mm2 after 10 days and the highest value in cell proliferation, but with minimal cytotoxic effects (9.19 ± 2.47% after 3 days).
Lithium-ion batteries exhibit a dynamic voltage behaviour depending nonlinearly on current and state of charge. The modelling of lithium-ion batteries is therefore complicated and model parametrisation is often time demanding. Grey-box models combine physical and data-driven modelling to benefit from their respective advantages. Neural ordinary differential equations (NODEs) offer new possibilities for grey-box modelling. Differential equations given by physical laws and NODEs can be combined in a single modelling framework. Here we demonstrate the use of NODEs for grey-box modelling of lithium-ion batteries. A simple equivalent circuit model serves as a basis and represents the physical part of the model. The voltage drop over the resistor–capacitor circuit, including its dependency on current and state of charge, is implemented as a NODE. After training, the grey-box model shows good agreement with experimental full-cycle data and pulse tests on a lithium iron phosphate cell. We test the model against two dynamic load profiles: one consisting of half cycles and one dynamic load profile representing a home-storage system. The dynamic response of the battery is well captured by the model.
Lithium-ion batteries exhibit a well-known trade-off between energy and power, which is problematic for electric vehicles which require both high energy during discharge (high driving range) and high power during charge (fast-charge capability). We use two commercial lithium-ion cells (high-energy [HE] and high-power) to parameterize and validate physicochemical pseudo-two-dimensional models. In a systematic virtual design study, we vary electrode thicknesses, cell temperature, and the type of charging protocol. We are able to show that low anode potentials during charge, inducing lithium plating and cell aging, can be effectively avoided either by using high temperatures or by using a constant-current/constant-potential/constant-voltage charge protocol which includes a constant anode potential phase. We introduce and quantify a specific charging power as the ratio of discharged energy (at slow discharge) and required charging time (at a fast charge). This value is shown to exhibit a distinct optimum with respect to electrode thickness. At 35°C, the optimum was achieved using an HE electrode design, yielding 23.8 Wh/(min L) volumetric charging power at 15.2 min charging time (10% to 80% state of charge) and 517 Wh/L discharge energy density. By analyzing the various overpotential contributions, we were able to show that electrolyte transport losses are dominantly responsible for the insufficient charge and discharge performance of cells with very thick electrodes.
This mature textbook brings the fundamentals of fluid mechanics in a concise and mathematically understandable presentation. In the current edition, a section on dissipation and viscous potential flows has been added. Exercises with solutions help to apply the material correctly and promote understanding.
Jürgen Zierep passed away on July 29, 2021, at the age of 92. To him, science and education was not only a profession, but an affair of the heart. His impressive contributions in fluid mechanics comprise about 200 scientific publications in the fields of gas dynamics, similarity laws, flow instabilities, flows with energy transfer, and non-Newtonian fluids. In addition, he wrote eleven textbooks with great dedication. Those books by the “scientist who loves to teach” are nowadays available in different languages and regularly appear in new editions.
Hersteller von Laufschuhen versprechen ihren Kunden Schuhe, die einen durch gezielte Energierückgabe der Mittelsohlen oder durch eine optimale Dämpfung bei der sportlichen Leistung unterstützen. Als aktueller Teststandard für das Materialreaktionsverhalten von Sportschuhen gilt der ASTM F1976. In diesem Test werden die Schuhe durch einen wiederholten Impulstest untersucht. Allerdings weder Rücksicht auf die zurückgelegte Distanz, noch auf variierende Körpergewichte genommen. In dieser Arbeit wird ein Messverfahren entwickelt, das Sportschuhe über eine simulierte Marathondistanz in Bezug auf die verarbeitete Energiemengen und das Verändern der Festigkeit analysiert. Es wurde ein Schuh der „Ghost“-Reihe der Firma „Brooks“ mit Hilfe einer elektro-dynamischen Prüfmaschine LMT10 der Firma Zwick/Röll zwei Mal im Bereich des Rückfußes mit zwei verschiedenen Lasten analysiert. Die Einstellungsparameter sind recherchierte Durchschnittswerte, die einen erwachsenen Europäer darstellen. Es hat sich herausgestellt, dass ein um 20% geringeres Körpergewicht eines Läufers nicht eine äquivalente geringere umgesetzte Energiemenge bedeutet. Im Vergleich zu der Messung des schwereren Läufers wurden lediglich 65% der Energiemenge umgesetzt. Darüber hinaus nimmt die Festigkeit der Mittelsohle bei der Messung mit 20% weniger Last kontinuierlich ab, wobei sie bei der Messung mit 100% im letzten Drittel der Messung wieder zunimmt. Als Gründe für dieses Verhalten wurden das nichtlineare Reaktionsverhalten von EVA-Schäumen und das anfängliche Verbessern der Gleitfähigkeit der Polymerketten festgestellt.
Ziel der Investitionsmaßnahme Enerlab 4.0 war die Bereitstellung einer umfangreichen in-operando und post-mortem Diagnostik für dezentrale Energieerzeuger und -Speicher, z. B. Batteriezellen und Photovoltaikzellen. Diese sind wichtige Komponenten für verschiedene Bereiche der Industrie 4.0 – von autonomen Sensoren über energieautarke Produktion bis hin zur Qualitätskontrolle. Zu diesem Zweck wurde die apparative Ausstattung der Hochschule Offenburg erweitert, und zwar sowohl für in-operando Diagnostik (elektrische Zyklierer, Impedanzspektrometer, Temperaturprüfschränke) als auch für post-mortem Diagnostik (Glovebox, Probenpräparationen für vorhandene Werkstoffanalytik und chemische Analytik). Be-reits vorhandene Geräte aus anderen laufenden oder abgeschlossenen Projekten wurden in die neue Infrastruktur integriert. Im Ergebnis entstand ein modernes und leistungsfähiges Batterie- und Photovoltaiklabor, welches in zahlreichen laufenden und neuen Vorhaben genutzt wird.
Alle Materie strebt nach maximaler Unordnung. Diese Erkenntnis wird durch die thermodynamische Funktion der Entropie beschrieben. Auch bei jeglicher Art menschlichen Handelns wird die Entropie immer erhöht. Wird in der Technik Materie in geordnete Formen gebracht (z. B. beim Herstellen von Pfandflaschen), findet in diesem Produkt eine Entropieerniedrigung statt. Gleichzeitig wird aber an anderer Stelle die Unordnung beträchtlich vergrößert. Diese Entropieerhöhung nennen wir Abfall. Jede Entropieerhöhung ist mit dem Verbrauch wertvoller Ressourcen verbunden. Durch eine optimale Recyclingtechnik kann einer Entropieerhöhung von Materie entgegengearbeitet werden. Aber nur Recyclingraten von über 90 % erlauben eine wirksame Streckung der Ressourcen.
Electrochemical pressure impedance spectroscopy (EPIS) has recently been developed as a potential diagnosis tool for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC). It is based on analyzing the frequency response of the cell voltage with respect to an excitation of the gas-phase pressure. We present here a combined modeling and experimental study of EPIS. A pseudo-twodimensional PEMFC model was parameterized to a 100 cm2 laboratory cell installed in its test bench, and used to reproduce steady-state cell polarization and electrochemical impedance spectra (EIS). Pressure impedance spectra were obtained both in experiment and simulation by applying a harmonic pressure excitation at the cathode outlet. The model shows good agreement with experimental data for current densities ⩽ 0.4 A cm−2. Here it allows a further simulative analysis of observed EPIS features, including the magnitude and shape of spectra. Key findings include a strong influence of the humidifier gas volume on EPIS and a substantial increase in oxygen partial pressure oscillations towards the channel outlet at the resonance frequency. At current densities ⩾ 0.8 A cm−2 the experimental EIS and EPIS data cannot be fully reproduced. This deviation might be associated with the formation and transport of liquid water, which is not included in the model.
Die Veränderung von biomechanischen Risikofaktoren für Laufverletzungen bei laufinduzierter Ermüdung
(2021)
In dieser Arbeit wird die Veränderung von biomechanischen Risikofaktoren für Laufverletzungen bei laufinduzierter Ermüdung thematisiert. Ziel dieser Arbeit ist es daher zum einen den Haupteffekt der Laufdistanz auf die abhängigen Variablen (Risikofaktoren) mittels einer Varianzanalyse zu untersuchen und zum anderen zu ermitteln ab wann im Detail es innerhalb der 10 km-Laufdistanz zu einer signifikanten Veränderung im Vergleich zum nicht ermüdeten Zustand kommt.