This book addresses the turbulence-driven mean secondary motions in straight open duct flow with rectangular cross-section. Despite its weak intensity, the secondary flow influences the primary velocity distribution significantly. Coherent structure analysis showed that the secondary flow is the statistical footprint of quasi-streamwise vortices, and the unique mean flow pattern is a consequence of a vortex sorting mechanism that is only effective in the vicinity of free surface.

Das Verstehen menschlichen Verhaltens ist essenziell für intelligente technische Systeme in menschlichen Umgebungen. Diese Arbeit befasst sich mit der videobasierten Aktivitätsanalyse. Dazu werden zwei Methoden der Merkmalsextraktion untersucht: ein markerloses dreidimensionales Körpertracking mit einem evolutionären Algorithmus und ein modellfreies Tracking dynamischer Videomerkmale. Anschließend erfolgt eine Modellierung und Klassifikation von Aktivitäten auf Basis der gewonnenen Merkmale. Understanding human behavior is crucial for intelligent technical systems in human environments. In this work, methods for human activity recognition based on video data are developed. Two approaches of feature extraction are pursued: a method of markerless articulated pose estimation using an evolutionary algorithm and a model-free feature tracking method. The resulting motion representations are then used for modeling and classifying different activities.

Die Beeinflussung reibungsbehafteter Systeme mithilfe überlagerter Schwingungen ist seit vielen Jahren Gegenstand der Forschung. Infolge überlagerter Schwingungen können sich geglättete Reibkennlinien ergeben, so dass die ursprünglich nicht-glatten Eigenschaften trockener Reibung unterdrückt werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse der in der Literatur etablierten Modellierung ergänzt und im Hinblick auf nachgiebige Kontakte und experimentelle Ergebnisse erweitert. The impact of superimposed vibrations on systems with dry friction has been subject of many scientific studies. Using an appropriate vibrational excitation can suppress non-smooth properties and yield smooth friction characteristics. Within the present contribution, several aspects are added to established modelling results from literature. Concerning compliant contacts and experimental investigations, the corresponding results are extended significantly.

Für das automatisierte Fahren stellt die wirtschaftlich in ein Fahrzeug integrierbare Rechenleistung bei stetig wachsenden Anforderungen für etablierte Methoden der Trajektorienplanung eine große Hürde dar. Durch den konsequenten Einsatz der linear-quadratischen Optimierung werden besonders recheneffiziente Algorithmen zur Bewegungsplanung von Fahrzeugen hergeleitet. Deren praktische Leistungsfähigkeit wird im Realversuch für unterschiedliche Manöver und Dynamikbereiche demonstriert. In the context of automated driving, state of the art algorithms for trajectory planning require many computational resources that are expensive to integrate in commercial vehicles. Within this work highly computationally efficient algorithms for motion planning are derived using linear-quadratic optimization methods. A variety of real world driving maneuvers demonstrate the benefits of the derived algorithms.

Es wird ein ganzheitliches, modulbasiertes Framework für die Investitions- und Einsatzplanungsoptimierung dezentraler Energiesysteme entwickelt. Mittels stochastischem Programm und Regret-Minimierung werden risikobehaftete und nicht probabilistische Unsicherheiten berücksichtigt. Neu ist auch die parallele Berechnung auf High-Performance-Computing-Systemen einschließlich der eingesetzten automatischen Algorithmuskonfiguration des verwendeten Solvers zur Rechenzeitreduzierung. A comprehensive, module-based framework for decentralized energy systems is developed to optimize the investment and operation planning. Using a stochastic program and regret-minimization, risk-fraught and non-probabilistic uncertainties are taken into account. Also new is the parallel computation on high-performance computing systems, including the automatic algorithm configuration of the solver used to reduce computing time.

Mit einem dreistufigen Untersuchungskonzept, bestehend aus einer Online-Befragung, Probandenfahrten mit einem Versuchsfahrzeug und mehreren Fahrsimulationen, wird die Wahrnehmung sowie das Fahr- und Blickverhalten in Arbeitsstellen längerer Dauer auf Bundesautobahnen analysiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sind in einem Modellansatz zusammengeführt, der es ermöglicht, in Abhängigkeit von den eingesetzten Arbeitsstellenelementen die Position im Fahrstreifen abzuschätzen. A three-staged study consisting of an online poll, experiment test drives with an experimental vehicle, and several tests in a driving simulator help analyze perception as well as driving- and viewing-behavior in long lasting construction zones on federal autobahn. This gained knowledge is later adapted into a model approach. This helps determine the car position within the lane depending on the present elements within road construction zones.

Die Tragfähigkeit von axial beanspruchten Vollgewindeschrauben kann nach derzeitigem Stand der Technik zutreffend bestimmt werden. Hingegen weisen die Berechnungsmodelle für die axiale Steifigkeit große Unterschiede auf. In dieser Forschungsarbeit wurden unterschiedliche Prüfmethoden zur Ermittlung der axialen Steifigkeit erprobt und analysiert. Auf Grundlage der Versuchsergebnisse wurde schließlich eine Prüfmethode identifiziert und darauf beruhende Berechnungsmodelle entwickelt. The load-bearing capacity of axially loaded fully threaded screws can be determined correctly according to the acknowledged rules of technology. Whereas the currently available calculation models for the axial stiffness are clearly different from one another. In this research, different test methods for the determination of the axial stiffness were tested and analysed. Based on the test results, a test method was finally identified and calculation models were developed.

We worked on different magnetic molecules containing 3d and 4f magnetic centers. Their growth on metallic surfaces, topographies, spin states, magnetic properties and electron transport were locally investigated by using scanning tunneling microscopy (STM) at temperatures down to 30mK. The main achievement of this dissertation reveals the abrupt switching of crystal fields during formation of molecular contacts.

Diese Arbeit widmet sich der Entwicklung zweier neuer Methoden zur Bestimmung von Zustandsmengen für lineare parametervariante Systeme. Erzeugt werden diese Zustandsmengen in Form von Intervallvektoren durch Intervallbeobachter auf Basis von unbekannten, aber beschränkten Unsicherheiten der Ein-/ Ausgangsgrößen und der Parameter. In Kombination mit einem neuartigen Intervallmodell des Wechselrichters wird die Wirksamkeit der Methoden am Beispiel der Asynchronmaschine gezeigt. The topic of this publication is the design of two new set-based methods for the determination of the states of linear parameter-varying systems. These sets are computed by interval observers based on unknown but bounded inputs, outputs and parameters. The effectiveness of the methods is demonstrated by the state estimation of an induction motor that is achieved by combining the interval observers with a novel model of a voltage source inverter.

This work presents an approach for the architecture analysis of energy efficiency for static and self-adaptive software systems. It introduces a modeling language that captures consumption characteristics on an architectural level. The outlined analysis predicts the energy efficiency of systems described with this language. Lastly, this work introduces an approach for considering transient effects in design time architecture analyses.