Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Vorhersage des elastischen Verhaltens von kurzfaserverstärkten Werkstoffen duch Mean-Field-Homogenizierungsmethoden, die experimentell ermittelte und künstlich Mikrostrukturinformationen in diskreter und gemittelter Form berücksichtigen. Die Vorhersagen werden mit Experimenten und mit voxelbasierten Vollfeldlösungen verglichen. Es wird untersucht, ob für solche Vorhersagen der Orientierungstensor zweiter Stufe die Mikrostruktur ausreichend beschreibt. This work is focused on the prediction of elastic behavior of short-fiber reinforced composites by mean-field homogenization methods, which account for experimentally determined and artificially constructed microstructure data in discrete and averaged form. The predictions are compared with experimental measurements and a full-field voxel-based approach. It is investigated, whether the second-order orientation tensor delivers a sufficient microstructure description for such predictions.

Für viele wissensintensive Technologiezweige zeigen Studien ein Doppel-Boom-Muster der Forschungsaktivitäten. Nach einem erstmaligen Anstieg brechen diese vorübergehend ein und nehmen erst nach einer gewissen Dauer erneut zu. In der Literatur wird als Ursache dieses Musters eine Ernüchterung der Akteure vermutet, die Wertschöpfungspotenziale nicht zeitnah erschließen können. Die vorliegende Arbeit diskutiert stattdessen, ob eine Querschnittstechnologie ihren techno-ökonomischen Vorläufer ablöst. In a majority of knowledge-intensive technologies, empirical studies show characteristic double boom patterns of research activities. After an initial increase of efforts, research activities drop, only to rise again after a certain period. As a reason for this interim weakening the literature presumes a temporary disillusionment among economic actors. The present work questions this assumption. Instead, it is argued that a general purpose technology is replacing its techno-economic predecessor.

With the advent of high performance computing, the application areas of the phase-field method, traditionally used to numerically model the phase transformation in metals and alloys, have now spanned into geoscience. A systematic investigation of the two distinct scientific problems in consideration suggest a strong influence of interfacial energy on the natural and induced pattern formation in diffusion-controlled regime.

In this study we develop a flexible modeling toolbox for decentralized electricity systems with an agent-based simulation approach at its core. Two RES-E generation models for wind and PV each with a high temporal and spatial resolution are presented and approaches to model specific aspects of the demand side in detail are introduced. The implementation of an AC load flow algorithm is described and the concept of a market-based congestion management mechanism is outlined.

Es werden Betriebsstrategien für hybride Antriebssysteme mobiler Arbeitsmaschinen entwickelt, bei welchen mehrere Aktuatoren mit einem Speicher in Wechselwirkung stehen. Grundlage dieser Betriebsstrategien ist die Bewertung der Effizienz von Steuerentscheidungen durch Projektion der Leistungsflüsse des Speichers auf den Verbrennungsmotor. In experimentellen Untersuchungen am Beispiel eines Teleskopladers wird eine real erzielbare Kraftstoffeinsparung von bis zu 10% nachgewiesen. Energy management strategies are developed for hybrid drive systems in which multiple actuators are interacting with an accumulator. The strategies are derived using a universal approach for efficiency assessment of control decisions. Therefore the accumulator’s power flow is weighted by its impact onto the internal combustion engine. Experimental studies with a telescopic handler show up to 10% of measured fuel savings.

In den letzten Jahren hat eine immer stärker werdende Technisierung des alltäglichen Lebens stattgefunden. Humanoide Roboter wie auch andere autonome Systeme gewinnen immer mehr an Bedeutung. Für diese ist es essentiell, die aktuelle Umgebung im benötigten Detailgrad wahrzunehmen. Im Rahmen der Arbeit wird deshalb die interessengetriebene audiovisuelle Exploration eingeführt, welche u.a. auf der multimodalen Salienz und wissensbasierten Neugier basiert, und einen wichtigen Beitrag leistet. An ever-increasing integration of technology in our daily life took place over the last years. Humanoid robots like other autonomous systems are becoming increasingly relevant. For these systems it is essential to perceive their current environment at the required level of detail. Therefore, this publication introduces the interest-driven audiovisual scene exploration based on multimodal saliency, knowledge-driven curiosity and other aspects, which achieve an important scientific contribution.

Although computer networks are inherently parallel systems, the parallel execution of network simulations on interconnected processors frequently yields only limited benefits. In this thesis, methods are proposed to estimate and understand the parallelization potential of network simulations. Further, mechanisms and architectures for exploiting the massively parallel processing resources of modern graphics cards to accelerate network simulations are proposed and evaluated.

This research contribution presents the Reactive Disaster and supply chain Risk decision Support System ReDRiSS which supports decision-makers of logistical disaster management in the immediate aftermath of a supply chain disturbance. ReDRiSS suggests a methodology which combines approaches from scenario techniques, operations research and decision theory. Two case studies are provided which focus on decision situations of humanitarian logistics and of business continuity management.

This book is a collection of proceedings of the talks given at the 2015 annual joint workshop of Fraunhofer IOSB and the Vision and Fusion Laboratory (IES) by the doctoral students of both institutions. The topics of individual contributions range from computer vision, optical metrology, and world modelling to data fusion and human-machine interaction.

Brücken sind ein wichtiger Teil der Verkehrsinfrastruktur und ihre Funktionsfähigkeit ist Grundvoraussetzung für Mobilität und Transporte. Ganzheitliche Analysen müssen Aspekte wie die ökonomische und ökologische Leistungsfähigkeit im gesamten Lebenszyklus sowie Wechselwirkungen zwischen Bauwerk und Verkehr in Form von baustelleninduzierten externen Effekten in die Entscheidungsfindung miteinbeziehen. Eine solche Berechnungs- und Integrationsmethodik wird in dieser Arbeit für Brücken entwickelt. Bridges are an important part of our traffic infrastructure and their functional capability is a basic requirement for mobility and transport. Holistic analyses have to incorporate aspects like the economic and ecologic performance within the complete life-cycle as well as interdependencies between the structure and traffic by calculating site-induced external effect as basis for a decision making process. These calculation and integration methods for bridges are provided by this thesis.