Anwendung eines technischen Platinelektrolyten für die katalytisch aktive Nanopartikel- und Metallschichtabscheidung

Mathias Weiser

Prof. Dr. rer. nat. Jörg Feller

TU Dresden

Die elektrochemische Abscheidung ermöglicht die Beschichtung leitfähiger Substratmaterialien mit elektrokatalystisch aktivem Platin. Dies umfasst die Abscheidung von Nanopartikeln bis hin zu geschlossenen massiven Metallschichten. Die Untersuchung des technisch relevanten halogenidfreien Elektrolyten (K2[Pt(NO2)4], H2SO4) umfasste folgende Schwerpunkte: Erstens, die Charakterisierung mittels einer rotierenden Scheibenelektrode hinsichtlich Reaktionskinetik und Stofftransport, Zweitens, die Nanopartikelabscheidung mittels Pulsstromabscheidung auf planaren glatten Glaskohlenstoff und dreidimensionalen Elektroden auf Basis gerichteter mehrwandiger Kohlenstoffnanoröhren. Letzteres beinhaltet die Demonstration eines Prozessweges zur Abscheidung eines Platinpartikelgradienten und den Aufbau einer nanostrukturierten Membranelektrodeneinheit für die Anwendung in Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen. Der dritte Schwerpunkt untersucht entscheidende technische Kenndaten des Elektrolyten zur Abscheidung massiver geschlossener Metallschichten. Auf Basis der Ergebnisse werden relevante Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen abgeleitet.
Damit schließt diese Arbeit wesentliche Wissenslücken in vielen Punkten der technischen Platinbeschichtung und dehnt das Einsatzspektrum des angewandten Elektrolyten auf die Nanopartikelabscheidung und Elektrokatalyse aus.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2020
Beitrag zum Energiemanagement in kleinen und mittleren Wasserversorgungsunternehmen

M.Sc. Thomas Voltz

Prof. Dr.-Ing. Thomas Grischek

TU Dresden

Die öffentliche Trinkwasserversorgung in Deutschland verbraucht jährlich ca. 2,4 TWh elektrische Energie, ca. 0,5% des Bundesverbrauchs. Wasserversorgungsunternehmen (WVU) gehören jedoch zu den größten Energienutzern in vielen Gemeinden. Dabei ist von einer möglichen, dauerhaften Energieeffizienzsteigerung um 10 bis 20% auszugehen. Für den Erfolg der Energiewende soll dieses Potential ausgeschöpft werden, auch bei kleinen und mittleren WVU. Dazu sind bewährte sowie neu entwickelte Ansätze gefragt, wovon eine Auswahl im Rahmen der vorliegenden Dissertation erprobt und dargestellt wurde.

Die Einführung eines Energiemanagementsystems gemäß ISO 50001 beim WVU ZWA Hainichen wurde wissenschaftlich begleitet. Gegenstand war die Optimierung der Daten­gewinnung und -dokumentation und deren Nutzung in Fallbeispielen (z. B. Verringerung von Strombezugsspitzen, Steigerung der Energieeffizienz von Druckerhöhungsanlagen, Einsparung von Heizenergie), ergänzt durch Sonderuntersuchungen ausgewählter Anlagen. Durch diese und eigene Maßnahmen des WVU wurde eine langfristige Steigerung der Energieeffizienz um 13,8% im Trinkwasserbereich erreicht.

Im indischen Bundesstaat Uttarakhand wurde die Energieeffizienz von 43 Hochleistungspumpen untersucht. Diese lag zwischen 27 und 57%, bei einem Mittelwert von 50%. Die Pumpstation Jinsi wurde auf der Grundlage einer Datenanalyse und betriebstechnischer Aspekte als Demonstrationsstandort zur Energieeffizienzsteigerung durch den Austausch von 2 Pumpen gewählt. Die komplexe Auswertung der aufgenommenen Kennlinien, der Ursachen des Verschleißes und betriebstechnischen Randbedingungen führte zur Auswahl eines robusten, hocheffizienten Pumpenmodells der Firma Kirloskar mit erosionsbeständigen Laufrädern. Die Einsparung betrug 195.000 kWh/a (7,8%) bzw. 14,7 T€/a mit einer Amortisationszeit von ca. 5,2 a. Es wurden 4 grundsätzliche Maßnahmen zur langfristigen Verbesserung erkannt und priorisiert.

Für den energieeffizienteren Betrieb von Brunnengalerien mit Überkapazitäten wurde eine innovative Methodik entwickelt und als Software-Baustein implementiert. Diese basiert auf einer historisch-statistischen Auswertung von verfügbaren Prozessleitdaten. Die Energieeinsparung beruht auf der Nutzung energetischer Vorteile ausgewählter Brunnenkombinationen. Die beispiel-hafte Validierung erfolgte an Standorten der Fernwasserversorgung Sdier und des TAZV Eisen-hüttenstadt. Das ermittelte Einsparpotential liegt dort bei 7,8% bzw. 10,5% (8 T€/a bzw. 12 T€/a).

Die Analyse des DVGW-Leitfadens W 613 zur Energie(rück)gewinnung durch Trinkwasserkraft ergab offene Fragen zur Ermittlung der optimalen Turbinenparameter für Standorte mit Fallleitung­en und stromab angeordneten Behältern. Deshalb wurde eine Methodik entwickelt zur Optimierung der Mikroturbinenparameter Durchfluss und Fallhöhe und mit einer Wirtschaftlich­keitsbetrachtung gekoppelt. Der entwickelte Software-Baustein wurde an 9 Standorten bei 3 sächsischen WVU mit Überkapazitäten in den Zulauffallleitungen zu Trinkwasserbehältern getestet und verifiziert. Die prognostizierte Energieerzeugung reichte von 9.000 bis 180.000 kWh/a mit einem arithmetischen Mittelwert von 48.500 kWh/a. Gleichzeitig wurde diese Methode mit 3 alternativen Methoden aus den Regelwerken verglichen. Diese anderen Methoden ergaben im Durchschnitt zwischen 70% und 91% der Ergebnisse der neu entwickelten Methode. Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der potentiellen 9 Standorte ergab, dass an 4 Standorten eine Nachrüstung mit einer Mikroturbine zu empfehlen ist, bei geschätzten Amortisationzeiten zwischen 1,7 a und 6,9 a.



The public water supply in Germany annually uses about 2.4 TWh of electrical energy, approximately 0.5% of the total national energy use. Water supply utilities are nevertheless often among the largest energy users within municipalities. The possible long-term improvement in energy efficiency is estimated to be 10 to 20%. To aid the successful navigation of the transition to sustainable energy use, this potential should be fully exploited, including at small and medium-sized water utilites. This requires both proven and newly developed approaches, a selection of which are tested and presented in this dissertation.

The implementation of an energy management system according to ISO 50001 was scientifically supported at the water utility ZWA Hainichen. The primary activity was the optimization of data acquisition and documentation and its use in case studies (e.g. reduction of electricity demand spikes, improving the efficiency of booster stations, reducing energy use for space heating), complemented by targeted investigations of selected facilities. Through these and other measures, ZWA Hainichen was able to achieve a 13.8% long-term increase in the energy efficiency of their drinking water division.

In the Indian state of Uttarakhand, the energy efficiency of 43 high-head pumps was investigated. The results ranged from 27 to 57% with a mean value of 50%. The pump station Jinsi was chosen as a demonstration site for energy efficiency improvement based on the analysis of field data and operational aspects. The complex evaluation of the measured characteristic curves, the causes of mechanical wear and operational factors led to the selection of a robust, high-efficiency pump model from the company Kirloskar with abrasion-resistant impellers. The savings achieved was 195,000 kWh/a (7.8%) or 14,700 €/a with a payback period of 5.2 a. Four fundamental measures were recognized and prioritized for achieving long-term improvement.

For the energy-efficient operation of well galeries with surplus capacity, an innovative method was developed and implemented as a software module. This method is based on a historical and statistical evaluation of readily available process control data. The energy savings is achieved through the preferential operation of more energy-efficient well combinations. Validation was performed for sites of the long-range water supplier FW Sdier and the regional water utility TAZV Eisenhüttenstadt. The estimated energy savings is 7.8% and 10.5% (8 and 12 T€/a).

Analysis of the DVGW technical guidelines W 613 on energy recovery through drinking water hydropower revealed open questions regarding the determination of the optimal turbine parameters for sites with gravity pipelines and downstream storage tanks. In response, a method was developed for the optimization of the microturbine parameters flow rate and pressure drop, coupled with an economic assessment. The software module developed was tested and verified using 9 sites at 3 water utilities in the state of Saxony with surplus capacity in their inflow gravity pipelines. The projected energy generation ranged from 9,000 to 180,000 kWh/a, with an arithmetic mean of 48,500 kWh/a. This method was also compared to 3 alternative methods from technical guidelines. These other methods yielded on average 70 to 91% of the energy generation estimated using the newly developed method. Economic assessment of the potential 9 sites showed that 4 sites are suitable for retrofitting with a microturbine, with estimated payback periods between 1.7 and 6.9 a.


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2020
Untersuchungen zu γ-TiAl-Dünnschichten als Elektrodenmaterial für Hochtemperatur-Oberflächenwellen-Bauelemente

Eric Lattner

Prof. Dr.-Ing. Gudrun Lange

TU Dresden

Der Einsatz von Oberflächenwellenbauelementen (SAW-Bauelemente) bei Temperaturen oberhalb von 350 °C erfordert neue temperaturbeständige Materialsysteme. In der Dissertation wird die prinzipielle Eignung dünner γ-TiAl-Schichten für einen derartigen Einsatz herausgearbeitet und die Möglichkeit einer industriellen Fertigung aufgezeigt.

Es wird nachgewiesen, dass sich geeignete Schichten sehr gut in ausgelagerten Ti/Al-Multi­lagenschicht­stapeln bilden, während die gleichzeitige Abscheidung von Ti und Al (Co-Abscheidung) nicht zur gewünschten Phasenbildung führt. Das Materialkonzept wird durch AlN-Schichten ergänzt, die sowohl als Diffusionsbarriere zum Substrat fungieren als auch dem Korrosionsschutz dienen.


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2020
Unternehmerisches Denken und Handeln in der deutschen Hotellerie – Eine empirische Analyse aus der Individualperspektive der Hotelmanager

Jörg Männicke

Prof. Dr. rer. pol. Ronny Baierl

Technische Universität Dresden

In seiner Arbeit untersuchte Jörg Männicke, inwieweit Führungskräfte in der Lage sind, unternehmerisch zu denken und zu handeln. Anhand einer empirischen Studie ging er der Frage nach, welche individuellen unternehmerischen Denkweisen in welchem Umfang die Fähigkeit zum unternehmerischen Handeln unterstützen und stärken. Als Forschungsfeld diente ihm der stark ausdifferenzierte deutsche Hotelmarkt. Darin treffen vielfältige und teils widersprüchliche Marktdynamiken auf eine überwiegend klein- und mittelständisch geprägte Anbieterstruktur, deren Mitglieder gegenwärtig mit einer eher geringen Innovationsbereitschaft in Verbindung gebracht werden. Führungskräfte stehen hier also in einem besonderen Spannungsverhältnis.


Fakultät Wirtschaftswissenschaften Abgeschlossen 2020
Land-use effects on plant biodiversity and carbon cycling in seasonally dry tropical forests in north-eastern Brazil

Katharina Schulz

Prof. Dr. rer. nat. habil. Arne Cierjacks

Technische Universität Berlin

Tropical forests are generally known for their high biodiversity and importance as
carbon sink. However, while scientific research and nature conservation mainly
focused on tropical rainforests, seasonal dry tropical forests remained mostly
unnoticed. In those regions, anthropogenic disturbances, such as deforestation and overgrazing, are the most important threats. The present study focusses on two main topics: First, the effect of different land use options (preservation areas, pastures, irrigation agriculture) on the plant diversity, forest density, and populations structure is investigated. Second, above and belowground carbon stocks are quantified and analysed with respect to the land use. The study region is the Itaparica Reservoir located in the semiarid Caatinga region of northeastern Brazil.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2020
Untersuchungen zum Einfluss einer Umweltanreicherung und der Futterzusammensetzung auf die Leistung und das Auftreten von Federpicken bei Jung- und Legehennen in Bodenhaltung

M. Sc. Ruben Schreiter

Prof. Dr. med. vet. Markus Freick

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

In der Arbeit wurden in zwei Studien die Möglichkeiten der Reduktion von Federpicken durch zusätzliche Beschäftigungsmaterialien (BM) und einer speziellen Futterzusammensetzung sowie deren Einfluss auf die biologische Leistung bei Legehennen geprüft. Bei der ersten Untersuchung erhielten die Hennen über die gesamte Untersuchungsdauer, nur in Aufzucht bzw. Legeperiode oder gar keinen Zugang zu den BM. Eine Reduktion der Gefiederschäden durch Federpicken wurde insbesondere durch ein permanentes Angebot an BM realisiert. Die Prävalenz von Pickverletzungen der Haut in der Legeperiode war hingegen stark reduziert, wenn die Hennen mit BM aufgezogen wurden. Bezüglich der biologischen Leistungen war kein Einfluss auf die Legeleistung, den Tierverlusten und Futterverbrauch zu beobachten. Die zweite Studie konnte durch den Einsatz einer speziell zur Reduktion von Verhaltensstörungen konzipierten Futterration mit erhöhten Gehalten an Rohfaser, Methionin, Natrium und Magnesium bei reduzierter Energiedichte die Prävalenz von Gefiederschäden, Haut- und Zehenverletzungen im Vergleich zu einer Standardration erheblich reduzieren.



In this work, two studies investigated the effects of additional environmental enrichment materials (EM) and a specially designed diet on integument condition and biological performance in laying hens. In the first study, the hens were given access to EM during the entire study period, only during the rearing or laying period or no access at all. A reduction of plumage damage caused by feather pecking was achieved in particular by a permanent supply of EM. In contrast, the prevalence of skin pecking injuries during the laying period was significantly reduced when the hens were reared with EM. An effect of EM on laying performance, animal losses and feed intake was not observed. In the second study, the prevalence of plumage damage as well as skin and toe injuries was significantly reduced by a complete diet with increased crude fibre, methionine, sodium and magnesium contents and reduced energy density compared to a standard diet.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2020
Schwefelbedarf, -akkumulation und -düngung von Ackerbohne (Vicia faba L.), Schmalblättrige Lupine (Lupinus agustifolius L.) und Erbse (Pisum sativum L.) in Reinsaat sowie Erbse und Gerste (Hordeum vulgare L.) im Gemenge

Dr. rer. agr. Frank Pötzsch

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

HU Berlin

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss verschiedener Schwefel (S)-Düngemittel, der Leguminosenart und des Gemengebaus von Erbse (Pisum sativum L.) und Gerste (Hordeum vulgare L.) auf die Schwefelakkumulation sowie den Ertrag der Ackerbohne (Vicia faba L.), Schmalblättrige Lupine (Lupinus angustifolius L.) und Erbse zu erheben.

In den Jahren 2012 bis 2014 wurden Feldversuche auf zahlreichen Standorten durchgeführt, um die Wirkung von Kieserit (MgSO4), Gips (CaSO4), elementarem S und Bittersalz (MgSO4 × 7H2O) auf die Körnerleguminosen zu testen.

Die Düngung von Ackerbohne, Schmalblättriger Lupine und Erbse mit verschiedenen S-haltigen Düngemitteln führte unter den geprüften Feldbedingungen weder zu Ertragssteigerungen noch zu einer gesteigerten N-Akkumulation. Der S-Bedarf der drei Körnerlegunminosen wurde offenbar über natürliche Ressourcen gedeckt. Trotzdem zeigten sich Gips und Kieserit, teilweise auch Bittersalz als geeignete Düngemittel, um die S-Konzentration im Gewebe der Pflanzen zu erhöhen.

Die S-Akkumulation im Spross der Ackerbohne (5-17 kg S ha-1), Schmalblättrigen Lupine (5-15 kg S ha-1) und Erbse (2-13 kg S ha-1) war gering und wurde von den Pflanzen an deren Bedarf angepasst. Im Gegensatz zu Ackerbohne (SHI 0,65) und Erbse (SHI 0,63), die S vorwiegend im Korn akkumulierten, sammelte die Schmalblättrige Lupine einen Großteil des aufgenommenen S im Stroh (SHI 0,40) an.

Der Einfluss des Gemengeanbaus mit Gerste auf den S-Haushalt der Erbse war sehr gering. Die Erbse in Reinsaat nahm signifikant mehr S gemittelt über alle getesteten Düngemittel auf als das Gemenge aus Erbse und Gerste. Erbse und Gerste akkumulierten ähnlich hohe Mengen S im Spross pro Einheit Kornertrag. Um maximale Kornerträge sowie N- und S-Akkumulationen in einem substitutiv zusammengesetzten Gemenge aus Erbse und Gerste zu erzielen, wurde ein optimales Saatverhältnis von 42-88% keimfähiger Erbsensamen zu 12-58% keimfähigen Gerstensamen der jeweiligen Reinsaatstärke ermittelt.



the legume species and of intercropping of pea (Pisum sativum L.) and barley (Hordeum vulgare L.) on sulfur accumulation and yield of faba bean (Vicia faba L.), narrow leaf lupin (Lupinus angustifolius L.) and pea.

In the years 2012 to 2014 field trials have been conducted to test the effects of kieserite (MgSO4), gypsum (CaSO4), elemental S and epsom salt (MgSO4 × 7H2O) on grain legumes at several sites in Germany.

Under the given environmental conditions, fertilization of faba bean, narrow leaf lupin and pea with different S containing fertilizers did not increase yield and nitrogen (N) accumulation. The S demand of the three grain legumes was low and obviously covered by S sources from the soil as well as atmospheric S deposition. However, gypsum, kieserite and epsom salt generated noticeable increases in S concentration in parts of the plants.

S accumulation in shoots of faba bean (5-17 kg S ha-1), narrow leaf lupin (5-15 kg S ha-1) and pea (2-13 kg S ha-1) was comparatively low and has been adapted to the plants respective S demand. In contrast to faba bean (SHI 0,65) and pea (SHI 0,63), who accumulated S predominantly in seeds, narrow leaf lupin (SHI 0,40) accumulated the bulk of S in its straw.

The influence of barley on peas S concentration was very low. Pea in pure stands accumulated significantly more S than the total intercrop of pea and barley, whereas pea and barley accumulated similar amounts of S in its shoots per unit seed yield. To achieve the maximum seed yield and maximum N and S accumulation in substitutive mixtures of pea and barley, a relative seed frequency of 42%–88% pea seeds to 12%–58% barley seeds of their monocrop seeding rate has been calculated to be optimal.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2019
Untersuchungen zum Einsatz von Elektrokleinkehrmaschinen als Beitrag zur Dekarbonisierung des kommunalen Verkehrs. Können konventionelle Kleinkehrmaschinen (KKM) durch elektrische Äquivalente substituiert werden?

M. Sc. Rene Budich

Prof. Dr.-Ing. Manfred Hübner

TU Dresden

Die Substituierung konventionell angetriebener Kleinkehrmaschinen (KKM) durch elektrisch betriebene Äquivalente, kann zu einer Verbesserung der Luft- und Lebensqualität insbesondere in Ballungszentren führen. Dabei sind nicht nur die lokal CO2-neutrale Fortbewegung entscheidend, sondern auch Maßnahmen zur Geräuschminimierung.

Diese Arbeit stellt Lösungsansätze vor und wählt aus verschiedenen Konzepten eine Vorzugsvariante aus, die im Anschluss realisiert und untersucht wird. Dabei werden zunächst messtechnische Untersuchungen an ausgewählten KKM durchgeführt, die im Weitern dafür verwendet werden eine Konzeptauswahl zu treffen. Aus den gewonnen Datensätzen werden u. a. ein Analysetool zur routen- und situationsabhängigen Energieverbrauchsermittlung sowie eine Ganzfahrzeugsimulation erstellt. Das realisierte Labormusterfahrzeug wird zur Validierung der Ganzfahrzeugsimulation und als „Proof of Concept“ verwendet, um entsprechende Annahmen zur Verbrauchsreduzierung nachzuweisen.

Die vorliegende Dissertation liefert damit einen Beitrag zur Emissionsreduzierung und Dekarbonisierung, speziell in dicht besiedelten Großstädten. Kern der Arbeit ist die Untersuchung der Elektrifizierung von Kleinkehrmaschinen und der damit einhergehenden erwartbaren Emissionsminderung.

Dabei werden u. a.  folgende Forschungsfragen beantwortet:

  • Wie können Kleinkehrmaschinen (KKM) wissenschaftlich untersucht und miteinander verglichen werden?
  • Wie kann eine KKM verbessert/angepasst/optimiert werden, um Emissionen zu reduzieren und somit Schadstoffe für Mensch und Tier sowie Treibhausgase zu minimieren?
  • Können verbrennungskraftbetriebene Kleinkehrmaschinen (VK-KKM) durch elektrische Kleinkehrmaschinen (E-KKM) substituiert werden?

Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2019
Verfahren zur Rekonstruktion informationstechnologiegetriebener Veränderungsprozesse in Unternehmen mittels Aufbereitung heterogener Datenquellen

Dr.-Ing. Katrin Wieczorek

Prof. Dr. phil. et. rer. nat. habil. Rüdiger von der Weth

Technische Universität Chemnitz

Die Digitalisierung erfordert durch die Einführung von Technologien wie ERP-Systemen, Machine Learning oder VR/AR-Anwendungen Änderungen in den Aufbau- und Ablauforganisationen der Unternehmen. Die dazu durchgeführten Veränderungsprojekte sind komplex und in ihrem Erfolg schwer vorhersehbar. Diese Arbeit zeigt auf, dass für die Untersuchung solcher technologiegetriebener Veränderungsprozesse keine adäquaten Analysemethoden zur Rekonstruktion ihrer Verläufe zur Verfügung stehen und schlägt ein Verfahren vor, dass neben dem Identifizieren kritischer Faktoren zudem den gesamten Verlauf eines Veränderungsprojektes rekonstruieren kann und dabei ermöglicht sämtliche Interpretationsleistungen vollständig nachzuvollziehen. Das Verfahren ist prinzipiell für die Verarbeitung aller Arten von qualitativen Daten geeignet und kann auch quantitative Informationen integrieren. Die Entwicklung des Verfahrens wurde auf Basis von Längsschnittdaten (Interviews, Projektdokumente, Tagebucheinträge) zu einer ERP-Implementation in einem sächsischen KMU durchgeführt, die über einen Zeitraum von 36 Monaten gesammelt wurden. Das Rekonstruktionsverfahren wurde so aufgearbeitet, dass es in einem nächsten Schritt mittels Datenbank und Front-End teilautomatisiert werden kann. Die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens erstrecken sich von einem reinen Dokumentationsinstrument, über ein Mixed-Method-Analyseverfahren bis hin zur Simulationsanwendung.


Fakultät Wirtschaftswissenschaften Abgeschlossen 2019
Gewebecharakterisierung anhand multimodaler Magnetresonanztomographie-Daten mittels intelligenter Lernverfahren

Dr. Stefan Leger

Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Joachim Böhme

TU Dresden, Medizinische Fakultät

Radiomics risk modelling using machine learning algorithms for personalised radiation oncology


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2019
Untersuchungen zur Steuerung der Eisen- und Mangankonzentration bei der Infiltration und Exfiltration an Gewässern: Monitoring, Hydraulik, Bautechnik

Dr.-Ing. Sebastian Paufler

Prof. Dr.-Ing. Thomas Grischek

Technische Universität Dresden

Schwerpunkt der Arbeiten war die Verbesserung des Prozessverständnisses zur Freisetzung und Festlegung von Mangan bei der Uferfiltration und Unterirdischen Enteisenung/Entmanganung. Es wurden eine umfangreiche Datensammlung von weltweiten Uferfiltrationsstandorten erstellt und vielfältige Feld- und Laborversuche sowie hydrogeochemische Modellrechnungen zum Stofftransport bei der Uferfiltration und Untergrundwasserbehandlung durchgeführt. Die Ergebnisse zur Prognose der Manganfreisetzung bei der Uferfiltration sind sowohl für die DREWAG in Dresden als auch für Wasserversorgungsunternehmen in Ägypten und Russland von Nutzen. Die Arbeit ist ein Beispiel für eine enge Kooperation der HTW Dresden mit Unternehmen wie der DREWAG Netz GmbH und der ARCADIS Germany GmbH in der angewandten Forschung.


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2019
Entrepreneurial Determinants among Deaf and Hard-of-Hearing Individuals: Understanding Contextualized Intention Formation

Dr. Michael Jasniak

Prof. Dr. rer. pol. Ronny Baierl

Leuphana Universität Lüneburg

What drives social entrepreneurial appraisal among hearing-impaired individuals?

Opening the black box: How social interaction contributes to entrepreneurial
intentions among Deaf and hard-of-hearing individuals

Impact of perceived resistance on entrepreneurial attitude among Deaf and hard-ofhearing
individuals


Fakultät Wirtschaftswissenschaften Abgeschlossen 2018
Untersuchungen zur Früherkennung von Klauenerkrankungen mittels nichtinvasiver technischer Verfahren

Dr. Ulrike Heyde

Prof. Dr. agr. Steffi Geidel

Martin-Luther Universität Halle - Wittenberg

Gegenstand der Arbeit war die Entwicklung eines technologischen Verfahrens zur Früherkennung von Erkrankungen an den Klauen von Milchkühen. Ulrike Heyde folgte der Hypothese, dass Erkrankungen der Klauen mit einer Erhöhung der Durchblutung und somit einer Erwärmung der betroffenen Körperregion einhergehen. Mithilfe von Infrarot-Thermographie, Bilderkennungssoftware und Referenzierung der Aufnahmen führte die Agrarwissenschaftlerin Untersuchungen in zwei Praxisbetrieben durch. Dank der Messdaten ist es möglich, Krankheiten zu identifizieren, bevor deren Symptome für den Tierhalter sichtbar werden. Durch eine frühzeitige Erkennung und die zeitnahe zusätzliche Klauenpflege oder Behandlung der Tiere können mit der von Heyde entwickelten Methode Krankheitsverläufe verkürzt oder vermieden werden.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2018
Simulation von GaN-Leistungstransistoren

Dr.-Ing. Martin Weigel

Prof. Dr.-Ing. habil. Roland Stenzel

TU Dresden

Gegenstand seiner Arbeit war die vergleichende Simulation sowie der Entwurf von verschiedenen Leistungshalbleiterbauelementen auf Basis des Materials Galliumnitrid. Derartige Bauelemente eignen sich insbesondere für Anwendungen bei hohen Strömen und Spannungen bei gleichzeitig geringeren Verlusten. Anwendungsgebiete ergeben sich beispielsweise bei der Elektroenergieübertragung oder in der Elektromobilität.


Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2018
Farm-level risk analysis of German apple production

Dr. Maren Röhrig

Prof. Dr. agr. habil. Wolfgang Lentz

Leibniz Universität Hannover, ZBG

Äpfel sind hinsichtlich der einheimischen Produktion und auch des Konsums das bedeutendste Obst in Deutschland. Die Apfelproduktion ist risikoreich, da Wettereinflüsse und volatile Preise zu Verlusten führen. Die Produktionsdauer ist auf 20 Jahre ausgerichtet und erfordert eine vorausschauende Planung unter Berücksichtigung von Risiken. Hagel und Frost sind die primären Wettergefahren, die zu Qualitäts- und Ernteeinbußen führen. Insbesondere im Süden steigt das Interesse an geeigneten Frostschutzversicherungen, welche derzeit nur in den Nachbarländern angeboten werden. Zudem resultieren Marktrisiken aus volatilen Preisen und müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Für die deutsche Apfelproduktion gibt es derzeit keine Studien zur Entwicklung einer ganzheitlichen Anbaustrategie, die den Einfluss von Risiken berücksichtigen.

Die Dissertation liefert neue Erkenntnisse zur Risikoeinstellung- und Risikowahrnehmung von Apfelproduzenten in Deutschland. Basierend auf den Daten von 134 Apfelproduzenten, erhoben  in den beiden Hauptproduktionsregionen „Altes Land“ und „Bodensee“, wurde ein nutzungseffizientes Planungsmodell entwickelt und normative Analysen durchgeführt. Das Modell zeigt, welche Sorten und Risikomanagementinstrumente die effizientesten Kombinationen darstellen und den höchsten Nutzen aus Sicht rationaler,  risikoscheuer Anbauer erzielen.

Die Ergebnisse zeigen, dass Apfelproduzenten in Deutschland weniger risikoscheu sind als erwartet. Die stochastische Dominanzanalyse auf ein Hektar Fläche verdeutlicht, dass eine Frostschutzberegnung in Kombination mit einer subventionierten Hagelversicherung die effizienteste Strategie im Norden ist und Hagelschutznetze das zu favorisierende Risikomanagement-Instrument im Süden repräsentiert. Die Ergebnisse des gesamtbetrieblichen Modells bestätigen diese Erkenntnisse und zeigen, dass der Grad der Risikoaversion nur einen geringen Einfluss auf das Portfolio der optimalen Anbaustrategien hat. Im Norden kann der Anbau ohne Frostschutzbewässerung zu hohen Ertragsverlusten führen. Verluste, die im Süden durch das Fehlen von Hagelschutznetzen entstehen, können durch Versicherungszahlungen und Subventionen nicht ausgeglichen werden.

Schlagwörter: Risikoeinstellung, Risikowahrnehmung, Risikoverhalten, Nutzeneffiziente Programmierung, Apfelproduktion



In Germany, apples are the most relevant fruit with respect to both, domestic production and consumption. Weather events and volatile prices make commercial apple production a risky business. Since apple production with an orchard lifetime of around 20 years is a long-term investment, future-oriented risk management is a prerequisite for economic success. In Germany, quality and yield are at risk from adverse weather events such as late frosts and hail. Especially in the south there is an increasing demand for appropriate frost insurance solutions, which were previously only available in neighboring countries. Besides weather-dependent risks, the effects of market risks, i.e. fluctuating sales prices, have to be considered when developing strategies. There are currently no studies on the development of an integrated cultivation strategy for German apple production that take the influence of risks into account.

This thesis provides new insights into the risk attitudes and risk perceptions of apple growers – the two determinants of risk behavior. Based on data collected from 134 apple growers in the two main production regions in Germany, a normative analysis is carried out by developing a utility-efficient decision model that indicates how apple growers should protect themselves against risks from a rational point of view. The model reveals which apple varieties and risk management instruments provide the most efficient combinations in apple production for a rational but risk-averse decision maker.

The results of the risk attitude analysis show that apple growers in Germany are less risk averse than anticipated. The stochastic dominance analysis is carried out on one hectare level and shows that frost irrigation and subsidized hail insurance are the most efficient instruments in the North, but the common practice of using hail nets remains the most favorable risk management strategy in the South. The results of the whole farm model are in line with these findings and show that the degree of risk aversion has only a minor influence on the portfolio of optimal cultivation strategies. In detail, apple production without frost irrigation may lead to high yield losses in northern Germany and subsidies do not compensate for the monetary loss that can occur in the South due to the lack of hail protection nets.

Keywords: risk attitude, risk perception, risk behavior, utility efficient programming, apple production


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2018
Infering cellular mechanisms of tumor development from tissue-scale data: A Markov chain approach

Dr. rer. nat. Thomas Buder

Prof. Dr. Anja Voß-Böhme

Technische Universität Dresden

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Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2018
Ein Beitrag zur funkgestützten Indoor-Positionierung auf der Basis von Leckwellenleitern in Fahrgastzellen

Dr.-Ing. Julia Engelbrecht

Prof. Dr.-Ing. Ralf Collmann

TU Dresden

Mit Hilfe der Lokalisierung von Passagieren in Fahrgastzellen des ÖPNV ist es möglich, an den Kunden angepasste Tarife zu verwenden, wie bspw. fahrtbezogene Abrechnungen beim günstigsten Tarif. Im Gegenzug können Verkehrsbetreiber ihre Fahrpläne auf Grundlage von aktuellen Fahrgaststromdaten anpassen. Eine Realisierung der Positionierung von Passagieren in einer Fahrgastzelle stellt die Funkortung dar. Die Qualität der Positionierung kann allerdings durch Mehrwegeausbreitung und Funkabschattungen im Fahrzeug reduziert werden. Ein Grund dafür ist die nicht gegebene Sichtverbindung (engl. Line of Sight, LoS) zwischen den fest im Fahrzeug verbauten Funknoten und den mobilen Endgeräten der Passagiere. Mit Leckwellenleitern (engl. Leaky Coaxial Cable, LCX), speziellen Koaxialantennen, besteht an jedem Punkt der Fahrgastzelle LoS zwischen den festen und den mobilen Knoten. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit der Einsatz von LCX zur Positionierung in Fahrgastzellen untersucht.

Bisher wurden kommerziell verfügbare LCX nur für die Funkversorgung eingesetzt, daher war es notwendig Leckwellenleiter speziell für den Einsatz zur Positionierung zu entwickeln. Dieser Entwicklungsprozess wurde in einem Vorgehensmodell charakterisiert, mit dessen Hilfe zwei LCX-Prototypen für ein pegelbasiertes Ortungsverfahren erstellt wurden. Als Werkzeug diente die elektromagnetische Feldberechnung, um sowohl Leckwellenleiterstrukturen als auch deren Einsatz in einer Fahrgastzelle simulativ zu betrachten. Da beide LCX-Modelle vorher festgelegte Vorgaben erfüllten, wurden sie bei einem Kabelhersteller gefertigt. Eine messtechnische Validierung in einer vordefinierten Fahrgastzellenumgebung zeigte die Übertragbarkeit der Simulationsergebnisse. Der Einsatz der Prototypen zur Indoor-Positionierung wurde sowohl in Modell- als auch in realen Fahrzeugumgebungen, wie der AutoTram (R) Extra Grand des Fraunhofer IVI, untersucht. Eine statistische Auswertung der erhobenen Messdaten sowie die Vorstellung eines entwickelten zonenselektiven Positionierungsansatzes zeigte, dass mit LCX-Prototyp 2 die besten Ergebnisse erzielt werden konnten.


Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2018
Beitrag zur Variablenselektion und Mustererkennung bei zeitveränderlichen Transmissionsspektren

Dr.-Ing. Doreen Göhler

Prof. Dr.-Ing. Gudrun Flach

TU Dresden

In ihrer Forschungsarbeit untersuchte Frau Dr. Göhler u.a. die Auswahl geeigneter Merkmale zur automatischen, nichtinvasiven In-ovo-Bestimmung des Geschlechtes von Hühnerembryonen im Produktionsprozess.


Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2018
Einfluss elektromagnetischer Strahlung auf Wachstums- und Stoffwechselprozesse bei Mikroalgen der Klasse Chlorophyceae

Dr. agr. Claudia Scharff

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

MLU Halle-Witenberg

Abstract: folgt


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2018
Personendetektion und Gesichtsanalyse für die Mensch-Maschine-Interaktion

Dr.-Ing. Peter Poschmann

Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Joachim Böhme

TU Bergakademie Freiberg

Ein Serviceroboter, der bereits schon in Museen getestet wurde, soll auf Knopfdruck (per Touch Display) einfache Fragen von Besuchern beantworten. Damit die Interaktion zwischen Mensch und Roboter dabei so natürlich wie möglich erfolgt, braucht der Museumsroboter TESARO den direkten Blickkontakt mit den Museumsbesuchern. Möglich macht dies die neue Software von Peter Poschmann. Dabei erkennt der Roboter mit Hilfe spezieller Sensoren die Köpfe der Besucher und wendet diesen seine Augen zu. „Meine Software-Version kann auch Personen erkennen, die sich zur Seite drehen, z.B. zu einem Ausstellungsstück“, erklärt Poschmann den Vorteil seiner Neuentwicklung. 


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2018
Der Einfluss der kommunalen Landschaftsplanung auf Qualität und Struktur der Landschaft sowie den Landschaftswandel

Dr. Christian Stein

Prof. Dr. rer. nat. habil. Ulrich Walz

TU Dresden

Im Rahmen der kommunalen Landschaftsplanung werden die Erfordernisse und Maßnahmen zur Realisierung der Ziele des Naturschutzes und der Landschaftspflege für die vorbereitende Bauleitplanung dargestellt. Diese trägt damit zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen des Menschen und zu einer nachhaltigen gemeindlichen Entwicklung entscheidend bei (vgl. VON HAAREN 2004: 57; WEILAND & WOHLLEBER-FELLER 2007: 160).
An die Landschaftsplanung werden eine Vielzahl von Anforderungen und Erwartungen gestellt. Aktuell gilt dies besonders im Zusammenhang mit den Bemühungen um eine Reduzierung der Flächeninanspruchnahme im Rahmen des „30-ha-Ziels 2020“ (BRUNS et al. 2005: 21), bei der Umsetzung der „Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt“ (BFN 2010), bei der Umsetzung von Anpassungsstrategien an die Folgen des Klimawandels (HEILAND et al. 2011; JESSEL 2008) und bei der Steuerung der Energiewende mit zunehmenden Biomasseanbau für energetische Zwecke (BFN 2010: 28) sowie der Steuerung von Windenergie- und Photovoltaikanlagen (REINKE & KÜHNAU 2017; SCHMIDT 2017). Gleichzeitig ist der örtliche Landschaftsplan politisch nicht unumstritten (vgl. MARSCHALL 2007: 247) was sich auch in unterschiedlichen gesetzlichen Rahmenbedingungen der Bundesländer niederschlägt.
Untersuchungen zur Wirksamkeit der Landschaftsplanung spielen in der wissenschaftlichen und politischen Debatte um die örtliche Landschaftsplanung in Deutschland bereits seit Längerem eine Rolle. Es liegen konzeptionelle Studien vor, beispielsweise dazu wie Erfolgskontrollen zu organisieren und durchzuführen sind (KIEMSTEDT et al. 1999; MÖNNECKE 2000), sowie verschiedene empirische Studien zur bundesweiten räumlichen Steuerungswirkung der Landschaftsplanung in der Flächennutzungsplanung von GRUEHN & KENNEWEG (1998) sowie von GRUEHN (1998; 2012). Weitere Studien befassten sich mit dem Einfluss auf Fachplanungen (GRUEHN 2001; GRUEHN & KENNEWEG 2002; REINKE 2002b). Sie alle zeigen auf, dass die örtliche Landschaftsplanung zu einer stärkeren Durchsetzung von Zielen des Naturschutzes und der Landschaftspflege in der Bauleitplanung, aber auch in anderen Fachplanungen beiträgt. Untersuchungen zur Landschaftsrahmenplanung liegen von HERBERG (2003) vor.
Aufbauend auf diesen Studien, die zunächst vor allem die Steuerungswirkung der Landschaftsplanung bezogen auf andere Planungen in den Fokus nahmen, gibt es auch Untersuchungen, die die direkte Umsetzung von Maßnahmen in der Landschaft anhand von Stichproben teilweise vor Ort kontrollierten (WENDE et al. 2009; WENDE et al. 2005;WENDE et al. 2012) und mögliche Gründe aufzeigten, welche Faktoren die Umsetzung von Maßnahmen beeinflussen. Damit wurde die Effektivität der kommunalen Landschaftsplanung anhand von Stichproben konkret untersucht. Dieses Vorgehen ist jedoch aufgrund des immensen Arbeitsaufwandes auf kleinere Stichproben beschränkt und trotz dieser Anstrengungen sind daraus noch kaum repräsentative Aussagen zur Wirksamkeit des Landschaftsplans ableitbar (HEILAND 2010).
Die Frage, ob die kommunale Landschaftsplanung die Landschaft einer Kommune in ihrer Qualität und Struktur beeinflusst, bleibt daher bislang weitgehend unbeantwortet. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher mit Hilfe von geotopographischen Daten herausgefunden werden, ob und wie die kommunale Landschaftsplanung den Landschaftswandel im Sinne einer ökologisch nachhaltigen Entwicklung positiv beeinflusst. Wirkt sich die Umsetzung der kommunalen Landschaftsplanung tatsächlich auf die „Landschaftsentwicklung“ in Deutschland aus? In welchem Maße wird die Landschaftsplanung räumlich wirksam und spiegelt sich in Landschaftsqualitäten und -strukturen wider? Diese Fragen sind im Grunde auch ein Versuch, die Steuerungswirkung der örtlichen Landschaftsplanung mit Hilfe empirischer Daten zu evaluieren. Es ist längst an der Zeit zu erforschen, welchen Einfluss der Landschaftsplan auf die Landschaftsentwicklung tatsächlich hat und wie sich dieser widerspiegelt.
Anhand einer deutschlandweiten repräsentativen Stichprobe von 600 Gemeinden wird geprüft, ob das Aufstellen, Integrieren bzw. In-Kraft-Treten eines Landschaftsplans Auswirkungen auf den Landschaftszustand und damit auf den Landschaftswandel innerhalb der Kommune hat. Allein die Frage, wie es um den derzeitigen Stand der örtlichen Landschaftsplanung steht, ist es Wert zu klären, da hierfür keine aktuellen deutschlandweiten Daten vorliegen. Erste Ergebnisse dazu wurden bereits vorveröffentlicht (vgl. STEIN et al. 2014).
Im direkten Zusammenhang dazu schließt sich außerdem die Frage an, welche weiteren Triebkräfte, außer dem Vorhandensein bzw. der Qualität der kommunalen Landschaftsplanung, einen messbaren Einfluss auf den Landschaftswandel haben. Nur im Vergleich zu diesen weiteren Einflussfaktoren kann die Wirkung der Landschaftsplanung umfassender beurteilt werden.
Diese Untersuchung liefert damit auch einen wertvollen Beitrag für eine internationale Debatte um Planevaluationen (z. B. TALEN 1996; 1997). Nach wie vor besteht nämlich weltweit relativ große Unkenntnis über die tatsächlichen Wirkungen räumlicher Planung. BRODY &HIGHFIELD schreiben noch im Jahr 2005: „The lack of empirical studies measuring the efficacy of plans and degree of local plan implementation subsequent to adoption represents one of the greatest gaps in planning research.“ Gerade im Kontext der internationalen Entwicklung neuer Landscape-Policy-Tools im Sinne der Europäischen Landschaftskonvention besteht ein erheblicher internationaler Bedarf nach Antworten auf die Frage, ob die kommunale Landschaftsplanung den Landschaftswandel positiv, im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung beeinflusst und welche Faktoren dafür ausschlaggebend sind (vgl. CONRAD et al. 2011).


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2017
Softwaresystem zur Planungsunterstützung im Straßenbrückenbau

Dr.-Ing. Michael Dimmer

Prof. Dr.-Ing. Holger Flederer

TU Dresden

Die Dissertation befasst sich mit der Entwicklung eines Softwaresystems, welches Handlungs­empfehlungen und Hilfestellungen bei der Erstellung optimaler Bauwerksentwürfe erstellt.

Einführend wird auf vergleichbare, vorhandene Softwaresysteme sowie die Grundlagen der Datenverarbeitung eingegangen. Darüber hinaus werden die Thematik der Künstlichen Intelligenz und deren Implementierung in planungsunterstützende Softwarealgorithmen erörtert.

Ein Schwerpunkt des Softwaresystems ist das strukturierte Anlegen einer aussagekräftigen Wissensbasis im Brückenbau. Wesentlich sind dabei Kostenkennwerte, auf deren Grundlage Life-Cycle-Cost-Analysen und Kostenprognosen erstellt werden. Verschiedene Softwarefeatures werden entwickelt, um für die verschiedenen Leistungsphasen im Brückenbau Expertenwissen bereitzustellen. Ein Tool dient der Unterstützung von Kostenprognose zur Finanzplanung in frühen Planungsphasen. Weiterhin kann durch Fallbasiertes Schließen die vorhandene Datenbank hinsichtlich Schlüsselfaktoren, wie z.B. Baustoffverbrauch, Dauerhaftigkeit oder Life-Cycle-Costs gewichtet ausgewertet werden. Ein weiteres Modul ermöglicht Routenplanungen für Schwerlast- und Großraumtransporte.



With the design proposal, the essential basis for qualitative high-quality bridges is laid, which are safe, fit for purpose and efficient during the manufacturing and usage, as well as being reversible and recyclable. Derived from multiple requirements technical solutions result into far-reaching consequences, which the planning engineer has to consider within a limited time. The presented expert system supports engineers actively during the setup of optimal designs, by giving advice regarding life-cycle costs, durability and sustainability.


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2017
Impact of cell migration plasticity on tumor growth and invasion: cellular automaton modelling, simulation and analysis

Dr. rer. nat. Katrin Talkenberger

Prof. Dr. Anja Voß-Böhme

Technische Universität Dresden

At any stage of tumor growth and invasion, cells are confronted with specific conditions of their mivroenvironment. Tumor cells possess the remarkable ability to adopt their phenotype to changing environmental conditions, a feature called phenotypic plasticity. The main objective of the thesis is to investigate the impact of cell migration plasticity on tumor growth and invasion by means of mathematical modeling, simulation and analysis. 


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2017
IGBT-basierte Schaltmodule für Anwendungen in der Impulstechnik

Dr.-Ing. Andreas Kluge

Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Göhler

TU Dresden

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines schnellen Schaltmoduls für Laseranwendungen (Stickstofflaser).


Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2017
Gaskavitation in kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten

Dr. Fabian Wolf

Prof. Dr.-Ing. habil. Winfried Heller

TU Dresden

In seiner Arbeit mit dem Titel „Gaskavitation in kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten“ untersuchte Dr. Wolf u.a. das Phänomen des Stoffüberganges  der gelösten Gase in Hydraulik- und Einspritzsystemen. Primäres Ziel der Arbeit war, die Gaskavitation bei bekanntem Gasgehalt und unterschiedlichen Sättigungsgraden grundlegend ohne Einfluss des Bewegungszustandes in einem quasi-ruhenden Kohlenwasserstoffgemisch zu untersuchen. Dr. Fabian Wolf hat mit seiner Dissertation einen wesentlichen Beitrag zum Stoffübergang in kohlenstoffhaltigen Flüssigkeiten geleistet.


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2017
Konturbezogene Temperierung von Druckgussformen - Ein Beitrag zur Prozessoptimierung

Dr.-Ing. Ronald Miksche

Prof. Dr.-Ing. Christian Otto

TU Bergakademie Freiberg

Im Rahmen der Dissertation erfolgte die Untersuchung der konturbezogenen Temperierung für zwei verschiedene Druckgießformen. Die Neuauslegung der Temperierung wurde unter Beachtung des aktuellen Erkenntnisstandes auf dem Gebiet Druckguss durchgeführt. Anschließend erfolgte die theoretische Fundierung der gesamten Vorgehensweise zur Neuauslegung. Infolge der neuen Temperierung verändert sich die Beanspruchung der Formeinsätze. Die technische Umsetzung wurde zum einen durch das generative Fertigungsverfahren Laserstrahlschmelzen und mittels konventioneller Fertigungsverfahren durch rückseitiges Ausfräsen der Werkzeugeinsätze und Einschweißen von passenden Kernen realisiert. Im Rahmen von Gießversuchen erfolgte die Erprobung der konturbezogenen Temperierung für beide Referenzobjekte. Ausgehend von der erzielten Erhöhung der Kühlraten und den Auswirkungen auf die Gussteileigenschaften konnte abgeleitet werden, inwieweit die größere Dynamik der Temperierung zur Erhöhung der Produktivität des Prozesses und Verbesserung der Qualität der Druckgussteile beiträgt.


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2017
Erweiterung der Prozessgrenzen des Halbhohlstanznietens durch den Einsatz geteilter Matrizenwerkzeuge

Dr.-Ing. Mathias Jäckel

Prof. Dr.-Ing. Lutz Lachmann

TU Chemnitz

Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2017
Untersuchungen zu Gasphasentransporten in quasibinären Systemen von Bi2Se3 mit Bi2Te3, Sb2Se3, MeSe und FeSe zur Erzeugung von Nanokristallen

Christian Nowka

Prof. Dr. rer. nat. Jörg Feller

TU Dresden

In Topologischen Isolatoren (TI) werden metallische Zustände an der Oberfläche beobachtet, während die entsprechenden Volumenzustände eine Bandlücke aufweisen. Der Volumenbei­trag zur Leitfähigkeit von TI-Materialien macht eine Synthese von Nanokristallen bzw. eine Dotierung nötig. Der Fokus der Untersuchungen dieser Arbeit liegt dabei auf der Erzeu­gung von Nanokristallen der TI-Materialien Bi2Te3- und Bi2Te2Se sowie dotierter Bi2Se3- Nanokristallen.
Die Synthese der Nanokristalle erfolgte durch den Gasphasentransport im geschlossenen System über den Mechanismus einer Zersetzungssublimation bzw. unter dem Einsatz eines Transportmittels. Für eine erfolgreiche Erzeugung der Nanokristalle sind im Vorfeld thermo­dynamische Modellierungen des Gasphasentransports sowie Versuche zum chemischen Trans­port für die quasibinären Systeme Bi2Se3-Bi2Te3, Bi2Se3-Sb2Se3 und Bi2Se3-FeSe sowie für das ternäre System Mn-Bi-Se durchgeführt worden.
Durch Versuche zum chemischen Transport konnten die Aussagen der Modellierung bestä­tigt und im Weiteren der Dotandengehalt in den abgeschiedenen Kristallen sowie der Ein­lagerungsmechanismus durch Ergebnisse aus XRD- und ICP-OES-Untersuchungen beschrie­ben werden. Die Synthese bzw. Dotierung der Nanokristalle wurde hauptsächlich durch die Transportrate und den Dampfdruck des Dotanden bestimmt.
In den Systemen Bi2Se3-Bi2Te3 und Bi2Se3-Sb2Seist ein Gasphasentransport über ei­ne Zersetzungssublimation durchführbar und resultierte in einer erfolgreichen Darstellung von Bi2Te3- und Bi2Te2Se-Nanokristallen sowie von dotierten (SbxBi1-x)2Se3-Nanokristallen. Entgegen dessen erfolgte der Gasphasentransport in den Systemen Bi2Se3-FeSe und Mn-Bi­Se unter Verwendung eines Transportmittels. Hierbei verringerten die gesteigerten Transpor­traten das Wachtum von Nanokristallen. Im Weiteren gelang es dotierte (Fe,Mn)xBi2-xSe3- Volumenkristalle sowie MnBi2Se4-Einkristalle darzustellen und mittels XRD, ICP-OES, ma­gnetischer Messungen sowie elektrischem Transport zu charakterisieren.



Topological Insulators (TI) exhibit a band gap in the bulk but have gapless edge states or metallic states on their surface. The natural doping in TI-material Bi2Se3 due to the presence of Se-vacancies leads to a contribution of the bulk carrier density to the conductivity which makes synthesis of nanocrystals and doping necessary. This thesis belongs to the synthesis of nanocrystals of TI materials Bi2Te3- and Bi2Te2Se and doped Bi2Se3 nanocrystals.
The synthesis of nanocrystals were performed by closed space vapor transport namely as a decomposition sublimation and chemical transport, respectively. Additionally, thermodyna­mic modelling and chemical vapor transport experiments were carried out for the quasibinary systems Bi2Se3-Bi2Te3, Bi2Se3-Sb2Se3 and Bi2Se3-FeSe and for the ternary systern Mn-Bi-Se, respectively.
Results of the therrnodynarnic modelling, the content of the dopant in deposited cry­stals and intercalation mechanism were described by chernical vapor transport experiments and characterization of deposited crystals by XRD and ICP-OES. Synthesis and doping of nanocrystals were mainly determined by the mass flow rate and the vapor pressurc of thc dopants.
The closed space vapor transport can be carried out as a decomposition sublirnation in the Bi2Se3-Bi2Te3- and Bi2Se3-Sb2Se3 system and led to Bi2Te3- and Bi2Te2Se nanocrystals and doped (SbxBi1-x)2Se3 nanocrystals. In contrast, closed space vapor transport in the system Bi2Se3-FeSe and Mn-Bi-Se was only possible by using a transport agent. Here increased mass flow rates were observed which led to a decreasing nanocrystal growth. Subsequently, (Fe,Mn)xBi2-xSe3 bulk crystals and MnBi2Se4 single crystals were successful synthesized by chemical transport and characterized by XR.D, ICP-OES, magnetic rneasurements and electrical transport.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Auslegungsgrenzen, Grübchen- und Zahnfußtragfähigkeit asymmetrischer Stirnradverzahnungen

Dr.-Ing. David Krüger

Prof. Dr.-Ing. Iris Römhild

TU Chemnitz

Ziel der Promotion war es, das übertragbare Moment von Zahnradgetrieben mit asymmetrischen Verzahnungen zu erhöhen, um durch Verringerung der Flanken­pressung die Leistung zu steigern und gleichzeitig Ressourcen zu sparen. Der Tragfähigkeitsgewinn durch asymmetrische Verzahnungen wird durch die Zahnfuß­tragfähigkeit dieser Sonderprofile begrenzt. Da die gegenwärtig bekannten Berech­nungsverfahren hierfür nicht gelten, entwickelte Krüger ein Programm mit dem die Zahn­fußspannungen und Sicherheiten gegen Zahnfußbruch asymmetrischer Ver­zah­nungen berechnet werden können. Anwendbar sind diese Verzahnungen bei Getrie­ben mit einer Vorzugslastrichtung sowie bei Planetengetrieben, wie sie z.B. in Wind­kraftanlagen eingesetzt werden.


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2016
Untersuchungen zur N-Rhizodeposition von Leguminosen mittels stabiler N-Isotope – Einfluss von Genotyp und Umwelt auf N-Rhizodeposition von Leguminosen

Dr. Anke Landgraf

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

Technische Universität Bergakademie Freiberg

Im Rahmen der Untersuchungen wurde die N-Rhizodeposition verschiedener Futter- und Körnerleguminosen mittels Split-Root-Technik und kontinuierlicher 15N-Anreicherung quantifiziert. Anteilig an der gesamtpflanzlichen N-Menge unterschieden sich die durch Rhizodeposition abgegebenen N-Mengen zwischen den geprüften Leguminosenarten weder im Gewächshaus noch im Feld signifikant voneinander, so dass der Einflussfaktor Pflanzenart und –sorte auf die Höhe der spezifischen N-Rhizodeposition als eher gering einzuschätzen ist. Der Einfluss der Umwelt (Gewächshaus versus Freiland) auf die untersuchten Kenngrößen der Trockenmassen und N-Akkumulationen sowie der N-Rhizodeposition fiel hingegen sehr viel deutlicher aus. Die Untersuchungen zeigten zudem positive Zusammenhänge zwischen den N-Rhizodepositionsmengen und den Trockenmasseerträgen bzw. akkumulierten N-Mengen der Leguminosen.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Research on hydroponic cultivation of some medicinal and aromatic plant species and the influence of the technology on the bioactive substance

Dr. Radu Mircea Giurgiu

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

Universität für Agrarwissenschaften und Veterinärmedizin Klausenburg, Rumänien

In 2050, werden ungefähr 9 Milliarde Menschen auf diesem Planet leben. Das bedeutet eine groß Herausforderung für die Menschheit um mehr Nahrungsmittel zu produzieren mit weniger Ressourcen. Wir erreichen das nur wenn wir alternative denken. Der traditionelle Weg von Produzieren der Nahrungsmittel ist nicht Nachhaltig. Unsere Gesundheit wird beeinflusst durch Mangel an Essen. Heutzutage, 80% der Bevölkerung verlasst sich auf natürliche Heilmittel. Heilpflanzen sind komplexen Organismen und das Prozess von akkumulieren der bioaktiven Substanzen ist noch nicht ganz gekannt.

Die Forschung konzentriert sich auf das wachsen von Heilpflanzen in geschützte Umgebung mit Hydrokultur. So kann man sehen wie verschiedene Stressfaktoren die Bioaktiven Substanzen beeinflussen. Das erste Teil von der Forschung ist ein Vergleich von Hydrokultur und Traditionelle Agrikultur mit Erde. Wachstum Parameters und Wachstum Zeit von drei Unterschiedliche Heilpflanzen wird studiert. Verschiedene Hydroponische und Aeroponische Systeme können vergleicht werden mit Boden-Anbau. Die Ergebnisse zeigen das nicht alle Pflanzen besser wachsen mit Hydrokultur, trotzdem wachsen manche besser und schneller in Hydroponische Systeme. Das bedeutet dass, Hydrokultur ein Nachhaltige Möglichkeit ist, das ganze Jahr und ohne Pestiziden und mit weniger Verbrauch von Energie und Wasser.

Die Heilpflanzen sind stark beeinflusst bei abiotisch und biotische Stressfaktoren. Deswegen ist Feld-Anbau nicht Nachhaltig und gibt es Ergebnisse mit höhe Variabilität von bioaktiven Substanzen in die Pflanzen. Feld-Ernte hat negative Auswirkungen auf die Biodiversität. Das Wachsen der Pflanzen in geschützte Umgebung kann eine Lösung sein für die Beschaffung von Qualitätsprodukten. Diese Technologie kann, zusammen mit Hydroponische Systeme, benutzt werden für Untersuchungen wie spezifische Stressinduktoren die Bioaktive Substanzen von Pflanzen beeinflussen.

Daher sind die Behandlungen in unterschiedliche Licht Regimes (LED, HPS), Nährstoffen, Bewässerung Strategie und so weiter isoliert und die Auswirkungen von Qualität der Pflanzen beachtet. Diese Technologie benötigt mehr Präzision also anderen Parameter so wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, gelöster Sauerstoff, pH und Elektrisch Leitfähigkeit der Lösung sind überwacht und untersucht. Das Ziel der Forschung ist die Ergebnisse zu Benutzen dass, man Nachhaltige Protokolle von Anbau der Heilpflanzen in gezüchtet Umgebung und Hydrokultur machen kann. So kann man das ganze Jahr bessere Heilpflanzenqualität geben und Energie und Wasser sparen.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Employee and Consumer Related Aspects of Socially Sustainable Organizational and Business Development of Horticultural Enterprises in Germany

Dr. Stephan Meyerding

Prof. Dr. agr. habil. Wolfgang Lentz

Leibniz Universität Hannover, Naurtwissenschaftliche Fakultät, Prof. Dr. Stützel

Employee and Consumer Related Aspects of Socially Sustainable Organizational and Business Development of Horticultural Enterprises in Germany


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Beitrag alternativer Bewirtschaftungsverfahren im ökologischen Landbau zum Boden- und Gewässerschutz

Dr. Jette Stieber

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

Technische Universität Bergakademie Freiberg

Die im ökologischen Pflanzenbau oftmals durchgeführte Grundbodenbearbeitung mit dem Pflug wird genutzt, um Unkräuter und Krankheitserreger möglichst wirksam zu regulieren, zusätzlich soll die Mineralisierung von Stickstoff im Boden angeregt werden. Eine intensive Bodenbearbeitung mit dem Pflug birgt jedoch ein erhöhtes Risiko der Bodenerosion durch Wind sowie Wasser, zudem wird die Bildung von Bodenverdichtungen im Wurzelbereich der angebauten Kulturpflanze gefördert. Der Einsatz des Pfluges führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch bei den einge-setzten Zugfahrzeugen, zusätzlich steigt der Arbeitszeitbedarf. Der vorliegende Versuch im ökologischen Landbau beschäftige sich mit den Effekten einer reduzierten Bodenbearbeitung mit dem Grubber und Direktsaat im Vergleich zu einer wendenden Bearbeitung mit Pflug auf Ertragsbildung, Unkrautwachstum und Stickstoffflüsse im Fruchtfolgeglied Erbse und Winterweizen.

Hierzu erfolgte die Anlage eines Feldversuches am Standort Pinkowitz bei Dresden (Parabraunerde aus Löss, 55 Bodenpunkte) in einer 2- (Erbse) bzw. 3-faktoriellen (Weizen) Spaltanlage in den Jahren 2009 und 2010. Die Körnererbse wurde am 19.04.09 bzw. 08.04.10 nach einer Grundbodenbearbeitung mit dem Pflug bzw. Grubber oder in Direktsaat eingesät. Eine Woche später erfolgte die Einsaat einer Untersaat mit Erdklee zur Gründüngung in der Hälfte der Parzellen. Am 26.10.09 bzw. 23.10.10 wurde Winterweizen analog zu den Saatsystemen zur Körnererbse (Pflug/Grubber/Direktsaat), jedoch im 90 Grad Winkel versetzt zur Einsaat der Erbse, eingesät. In einem Teilversuch wurde mittels 15N-Isotopenanreicherung von Erdklee-sprossmasse die Verfügbarkeit des Stickstoffes aus der Sprossmasse des Erdklees im Winterweizen quantifiziert. Ziel der Versuche war es die Effekte des Anbaus von Erbsen und Weizen bei konservierender Bodenbearbeitung im ökologischen Pflanzenbau im Vergleich zu einer intensiven Bodenbearbeitung zu identifizieren und daraus Strategien für einen verstärkten Einsatz von reduzierter Bodenbearbeitung und Direktsaat abzuleiten.

Es erfolgte die Erhebung der Sprosstrockenmasse von Erbse, Erdklee und Unkraut zu BBCH 20, 65 und 89, sowie vor der Saat des Weizens. Die Sprossmasse des Weizens und des Unkrautes erfolgte zu den BBCH-Stadien 39, 59 und 89 des Weizens. Zusätzlich wurden in beiden Kulturen zur Druschreife eine Beerntung per Hand und ein Kernparzellendrusch durchgeführt. Zeitnah zur Entnahme von Pflanzenproben fand eine Entnahme von Bodenproben zur Bestimmung des
Nmin-Vorrates im Boden statt. Zudem erfolgten Erhebungen zur Bodentemperatur, der Lagerungsdichte des Bodens im Saathorizont und der Bodenfeuchte. Aus den gewonnenen Daten konnten mehrere Indizes und Kennzahlen zur Ertragsbildung und Stickstoffversorgung der angebauten Kulturpflanzen errechnet werden.

Die Ertragsleistung der Körnererbse war nach einer reduzierten Bodenbearbeitung leicht, jedoch nicht signifikant vermindert. Auch eine Einsaat der Erbse in Direktsaat hatte lediglich in einem Versuchsjahr eine signifikante Minderung des Kornertrages zu Folge. Die Keimung des Erbsensaatgutes war nach Einsaat in Direktsaat beeinträchtigt und die Erbse konnte diesen verminderten Feldaufgang nicht kompensieren. Die verringerte Fähigkeit der Erbse zur Kompensation geringer Feldaufgänge wurde durch eine hohe Unkrautsprossmasse, einen geringen Stickstoffversorgungsindex der Erbse zur Blüte sowie einer hohen Lagerungsdichte des Bodens außerhalb des Säschlitzes verursacht. Um auch unter Direktsaat-bedingungen höhere Kornerträge zu erzielen müssen die genauen Ursachen für den geringen Feldaufgang ermittelt werden, da sich im vorliegenden lediglich Anhaltspunkte wie eine ungenaue Saatgutablege und ein verstärktes Auftreten von Pflanzenkrankheiten dafür ergeben haben. Die Folgekultur Winterweizen war nach einer Saat in Direktsaat im Vergleich zu Pflug und Grubber in der Ertragsbildung massiv beeinträchtigt. Wurde die Vorfrucht Erbse in Direktsaat gesät, zeigte sich ein leicht negativer Effekt auf den Kornertrag des Weizens unabhängig davon, ob die Folgefrucht Weizen nach einer Bodenbearbeitung mit Pflug und Grubber oder in Direktsaat gesät wurde. Eine einmalige Anwendung von Direktsaat bei Erbse war im vorliegenden Versuch auch unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus gut möglich, die Ertragsrückgang betrug 13,3 % in 2009 bzw. 26,2 % in 2010. Die Untersaat Erdklee reduzierte das Wachstum des Unkrautes in allen Varianten der Bodenbearbeitung und konkurrenzierte die Deckfrucht lediglich schwach, so dass in 2009 eine Minderung des Kornertrages um 1,1 dt ha-1 in 2010 um 4,6 dt ha-1 verzeichnet wurde. Die Beurteilung der Umsetzungsprozesse des Stickstoffes aus der Erdkleesprossmasse mittels 15N-Spurenanreicherung von Winterweizen über das Aufbringen von angereichertem Erdkleesprossmaterial war in jeder Variante der Bodenbearbeitung sicher möglich. Die Aufnahme von Stickstoff aus der Erdklee-sprossmasse durch den Winterweizen ging mit Rücknahme der Bodenbearbeitungs-intensität zurück, so stammten zur Abreife des Weizens nach einer Pflugsaat 13,0 % des Stickstoffes im Spross des Weizens aus der Sprossmasse des Erdklees, nach Grubber bzw. Direktsaat betrug dieser Anteil 8,6 % bzw. 8,5 %. Die Mineralisierung des Stickstoffes aus der Erdkleesprossmasse hielt jedoch nach konservierender Bodenbearbeitung insgesamt nicht lange an, so dass keine Steigerung der Korn-proteingehalte über eine zusätzliche Bereitstellung von Stickstoff während der Kornfüllungsphase erzielt werden konnte


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Reconstruction, Analysis and Editing of dynamically deforming 3D Surfaces

Dr.-Ing. Thomas Neumann

Prof. Dr. rer. nat. Markus Wacker

TU Braunschweig

Dynamisch deformierbare 3D-Oberflächen spielen in der Computergrafik eine zentrale Rolle. Die Erstellung der für Computergrafik-Anwendungen benötigten, hochaufgelösten und zeitlich veränderlichen Oberflächengeometrien ist allerdings äußerst arbeitsintensiv. Aus dieser Problematik heraus hat sich der Trend entwickelt, Oberflächendaten direkt aus Aufnahmen der echten Welt zu erfassen. Dazu nötige 3D-Rekonstruktionsverfahren werden im ersten Teil der Arbeit entwickelt. Die vorgestellten, neuartigen Verfahren erlauben die Erfassung dynamischer 3D-Oberflächen aus Mehrkamera-Aufnahmen bei hoher Verlässlichkeit und Präzision. Auf diese Weise können detaillierte Oberflächenmodelle von Phänomenen wie in Bewegung befindliche Kleidung oder sich anspannende Muskeln erfasst werden.

Aber auch die Wiederverwendung, Bearbeitung und Analyse derlei gewonnener 3D-Oberflächendaten ist aktuell noch nicht auf eine einfache Art und Weise möglich. Um diese Lücke zu schließen beschäftigt sich der zweite Teil der Arbeit mit der datengetriebenen Modellierung und Animation. Zunächst wird ein Ansatz für das überwachte Lernen menschlicher Muskel-Deformationen vorgestellt. Dieses neuartige Verfahren ermöglicht eine datengetriebene Modellierung mit besonders umfangreichen Datensätzen und liefert anatomisch-realistische Deformationseffekte. Es übertrifft damit die Genauigkeit früherer Methoden. Im nächsten Teil beschäftigt sich die Dissertation mit dem unüberwachten Lernen aus 3D-Oberflächendaten. Es werden neuartige Werkzeuge vorgestellt, die eine weitreichende Menge an Eingabedaten verarbeiten können, von aufgenommenen Gesichtsanimationen über Ganzkörperbewegungen bis hin zu Muskel- und Kleidungsdeformationen. Um diese Anwendungsbreite zu erreichen stützt sich die Arbeit auf die allgemeinen Konzepte der Spärlichkeit und Lokalität und bettet diese in einen mathematischen Optimierungsansatz ein. Abschließend zeigt die vorliegende Arbeit, wie diese Konzepte auch für die Konstruktion von oberflächen-adaptiven Basisfunktionen übertragen werden können. Dadurch können Anwendungen für die Verarbeitung, Registrierung und Bearbeitung statischer Oberflächenmodelle erschlossen werden.



Dynamically deforming 3D surfaces play a major role in computer graphics. However, producing time-varying dynamic geometry at ever increasing detail is a time-consuming and costly process, and so a recent trend is to capture geometry data directly from the real world. In the first part of this thesis, I propose novel approaches for this research area. These approaches capture dense dynamic 3D surfaces from multi-camera systems in a particularly robust and accurate way. This provides highly realistic dynamic surface models for phenomena like moving garments and bulging muscles.

However, re-using, editing, or otherwise analyzing dynamic 3D surface data is not yet conveniently possible. To close this gap, the second part of this dissertation develops novel data-driven modeling and animation approaches. I first show a supervised data-driven approach for modeling human muscle deformations that scales to huge datasets and provides fine-scale, anatomically realistic deformations at high quality not attainable by previous methods. I then extend data-driven modeling to the unsupervised case, providing editing tools for a wider set of input data ranging from facial performance capture and full-body motion to muscle and cloth deformation. To this end, I introduce the concepts of sparsity and locality within a mathematical optimization framework. I also explore these concepts for constructing shape-aware functions that are useful for static geometry processing, registration, and localized editing.


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2016
Radiochemische Charakterisierung von 99mTc-markierbaren trifunktionalen Verbindungen und deren Wirkung auf FRTL5-Zellen in vitro

Dr. Anne Naumann

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden

Radiochemische Charakterisierung von 99mTc-markierbaren trifunktionalen Verbindungen und deren Wirkung auf FRTL5-Zellen in vitro


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu Stofftransport und Druckverlust in geschüttelten und strukturierten Festbetten

Dr. Erik Reichelt

Prof. Dr. rer. nat. Holger Landmesser

TU Dresden

Theoretische und experimentelle Untersuchungen zu Stofftransport und Druckverlust in geschüttelten und strukturierten Festbetten


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Nutzung von Gleismessdaten für die Überwachung von Verformungen an Erdkörpern von Schienenwegen

Dr. René Kipper

Prof. Dr.-Ing. Ulrike Weisemann

TU Dresden

Nutzung von Gleismessdaten für die Überwachung von Verformungen an Erdkörpern von Schienenwegen


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2016
Hydrodynamische Kavitation zur Faserstoffbehandlung in der Stoffaufbereitung der Papierherstellung

Dr.-Ing. Tiemo Arndt

Prof. Dr.-Ing. habil. Winfried Heller

TU Dresden

Hydrodynamische Kavitation zur Faserstoffbehandlung in der Stoffaufbereitung der Papierherstellung


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2016
Elektrisch-akustischer Sensor für Binärgase und Gasfeuchte

Dr.-Ing. Andreas Peter

Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Zipser

TU Dresden

Elektrisch-akustischer Sensor für Binärgase und Gasfeuchte


Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2016
Entwicklung von Cellulosefaser-Leichtbeton (CFLC) und Untersuchung des bruchmechanischen Verhaltens

Dr.-Ing. Thomas Thiel

Prof. Dr.-Ing. Christoph Grieger

TU Dresden

Im Zentrum der vorliegenden Arbeit steht ein zementgebundener Leichtbeton auf der Basis von aus Altpapier herausgelösten Cellulosefasern; hierfür wird im Folgenden die Bezeichnung CFLC (Cellulose-Fibre Lightweight Concrete) verwendet. Die Intention zur Untersuchung dieses mitunter auch als Papercrete bezeichneten und bislang nur verhältnismäßig wenig erforschten Materials beruht insbesondere darauf, dass von einer Kombination eines leicht verfügbaren pflanzlichen Faserstoffs mit einem mineralischen Bindemittel eine Reihe positiver Wechselwirkungen erwartet werden darf.

Am Anfang stehen Erläuterungen zur Spezifik dieses Materials und eine Einordnung in den Kontext der üblichen Leicht- und Faserbetone. Nach einer Darstellung und Diskussion der bisher vorhandenen Erkenntnisse erfolgt eine Präzisierung der Aufgabenstellung.

Anschließend werden die Besonderheiten von aus Altpapier herausgelösten Cellulosefasern vorgestellt und die charakteristischen Eigenschaften dieser Fasern beschrieben. Es folgen weiterhin Betrachtungen zur Problematik des Faseraufschlusses. In diesem Zusammenhang werden Wege aufgezeigt, wie dieser Prozess in betontechnologischer Hinsicht labor- und großtechnisch umgesetzt werden kann. Im Hinblick auf den Mischungsentwurf erfolgt eine Vorstellung von Methoden zur Bestimmung der für die Stoffraumrechnung relevanten Faserkennwerte.

In einem weiteren Schritt werden die Methodik und der entwickelte Algorithmus für einen zielgerichteten Mischungsentwurf erläutert sowie eine Variante zur technologischen Klassifizierung von CFLC-Grundtypen vorgestellt. Nach Betrachtungen zur Auswirkung einer Cellulosefaserzugabe auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften wird eine auf die Trockenrohdichte hin ausgerichtete Rezepturentwicklung anhand eines Beispiels demonstriert.

Im Folgenden werden die Ergebnisse der umfangreichen Untersuchungen hinsichtlich der durch die Faserzugabe deutlich veränderten Frischbetoneigenschaften des CFLC sowie die Auswirkungen auf den Mischvorgang und die Einbautechnologie erläutert. Diesbezüglich erfolgt auch eine Darstellung der Erkenntnisse, die bei großtechnischen Versuchen mit dem CFLC in zwei Betonwerken gewonnen wurden.

Des Weiteren werden die Ergebnisse aufgezeigt, die während begleitender Untersuchungen zum Erhärtungs- und Trocknungsprozess erzielt wurden. Dabei werden die strukturellen Auswirkungen der Hydratation des Zementes und der Trocknung beschrieben sowie die Aspekte erörtert, die im Zusammenhang mit der durch die Cellulosefaserzugabe verbundenen Erhärtungsverzögerung und den möglichen Gegenmaßnahmen stehen. Weiterhin werden auch Betrachtungen zur Effektivität einer Festigkeitssteigerung durch die Zugabe von Mikrosilika sowie zu den mit dem Trocknungsprozess einhergehenden Schwindverkürzungen durchgeführt.

Schließlich erfolgt eine Darstellung der bei den Untersuchungen zu den Festbetoneigenschaften gewonnenen Erkenntnisse. Dabei werden die wesentlichsten mechanischen Kennwerte sowie das hygrische und wärmetechnische Verhalten unter Einbeziehung von Porositätskennwerten beleuchtet. Weiterhin erfolgt eine Beurteilung der Dauerhaftigkeit auf der Basis von Zeitraffer- und Auslagerungsversuchen. Das durch die Anwesenheit von Cellulose bestehende Risiko gegenüber einem biologischen Angriff wird dabei durch die Übertragung eines für Holzwerkstoffe üblichen Verfahrens bewertet.

Einen wesentlichen Bestandteil dieser Arbeit stellen die bruchmechanischen Untersuchungen am CFLC dar. Nach einer Darstellung der verwendeten Ansätze und Kennwerte werden Überlegungen zur modellhaften Beschreibung des Verformungs- und Rissverhaltens erläutert. Weiterhin werden Möglichkeiten der optischen Erfassung von Bruchprozessen bzw. der mikroskopischen Untersuchung von Bruchflächen dargelegt. Dabei werden geeignete Wege zur Bestimmung geometrischer Kennwerte aufgezeigt. Das Versuchsprogramm zu den bruchmechanischen Untersuchungen konzentriert sich auf haufwerksporige CFLC-Zusammen­setzungen im Bereich des Infraleichtbetons. Um eine Einordnung der ermittelten Ergebnisse vornehmen zu können, erfolgt die Einbeziehung von Porenbeton aus einem vergleichbaren Rohdichtebereich. Die gewonnenen Erkenntnisse basieren schwerpunktmäßig auf einaxialen Zugversuchen; mit in die Betrachtungen einbezogen werden allerdings auch Ergebnisse, die bei parallel durchgeführten Biege- und Druckversuchen gewonnen wurden.

Zur Erfassung des Verformungs- und Bruchverhaltens des CFLC wird ein Ansatz auf der Basis des klassischen Wachstumsmodells formuliert. Auf der Grundlage der experimentellen Untersuchungen erfolgt letztlich eine Charakterisierung des Materialverhaltens durch die Beschreibung des typischen Kurvenverlaufs (Masterkurve). Darüber hinaus werden Betrachtungen zur Korrelation zwischen den bruchmechanischen Kennwerten und den geometrischen Texturkennwerten der Bruchflächen angestellt. Die anschließende Diskussion über die Ursachen der Strukturänderungen und den Rissbildungsprozess erfolgt unter Einbeziehung eines modellhaften Ansatzes zur Beschreibung der inneren Kontaktfläche zwischen den CFLC-Partikeln bei einer haufwerksporigen Situation.

Das enorme Wasserspeichervermögen der Cellulosefasern hat zur Folge, dass die CFLC-Zusammensetzungen von jenem Wasseranteil dominiert werden, welcher für den Faseraufschluss benötigt wird. Eine Steigerung des Cellulosefaseranteils im Gesamtgemisch hat somit automatisch einen Anstieg der Porosität des trockenen Materials zur Folge, wodurch die ausgeprägte Abhängigkeit fast aller Kennwerte vom Cellulosefaseranteil resultiert. Hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften wurde festgestellt, dass der Bewehrungseffekt der Fasern nicht in der Lage ist, die Festigkeitseinbußen infolge des Ansteigens der Porosität zu kompensieren. Eine Cellulosefaserzugabe hat aber generell eine positive Auswirkung auf die Duktilität und bewirkt zudem die Entstehung einer nennenswerten Tragfähigkeit nach einer begonnenen Makrorissbildung.

 



The present work addresses a cement-bound lightweight concrete incorporating cellulose fibres extracted from waste paper; use is hereinafter made of the acronym CFLC (cellulose-fibre lightweight concrete) to describe the resultant product. The main case for investigating this, as yet, comparatively under-researched material, also commonly referred to as “papercrete”, is that the act of combining readily available fibrous plant material with a mineral binding agent can be expected to yield a number of positive interactions.

The first step involves elucidating the material’s specific characteristics and contrasting it with other lightweight, fibre-based concretes. Following exposition and discussion of insights arrived at in past studies, the precise nature of the task in hand is defined.

The distinguishing features and characteristic properties of cellulose fibres extracted from waste paper are then set out and this is followed by a number of observations on the problems involved in pulping such fibres. Means of implementing the process both in the laboratory and during the full-scale engineering of concrete are also pointed up here. Methods of determining those fibre characteristics that are of relevance to the material volume calculation to be performed in respect of the mix design are similarly presented. In a further step, the methodology adopted and algorithm developed for a target-responsive mix design are elucidated and a system for the technological classification of basic types of CFLC is presented. Following deliberation on how adding cellulose fibres affects the properties of fresh and hardened concrete, a formulation geared towards a specific dry bulk density is demonstrated citing an illustrative example.

Thereafter, the results of exhaustive studies regarding the significant changes to the properties of fresh CFLC brought about by adding fibres and the implications these have for the mixing process and placing technology are explained. The findings arrived at during full-scale trials with CFLC in two concrete works are also set out in this context.

Likewise detailed are the results gained from accompanying studies of the hardening and drying process. The section provides a description of the structural consequences of hydrating and drying cement before addressing aspects with a bearing on the delay in hardening brought about by adding cellulose fibres as well as on potential countermeasures. There is also analysis here of whether adding microsilica occasions any increase in mechanical strength, consideration similarly being given to levels of shortening through shrinkage during the drying process.

The work concludes by setting out the findings arrived at when studying the properties of the hardened concrete. Light is shed on the material’s key mechanical characteristics as well as on its hygric and thermic behaviour inclusive of porosity characteristics. Time-lapse and precipitation tests are then run to assess its durability. The risk of biological attack arising from the presence of cellulose is gauged adopting a standard procedure for timber materials.

Mechanical fracturing tests conducted on CFLC are a key constituent of this study. Following delineation of the approaches and characteristics adopted, consideration is given to depicting deformation and crack behaviour in model form. Means of recording fracture processes optically or of subjecting fracture faces to microscopic examination are additionally aired, in the process pointing up suitable ways of determining geometric characteristics. The fracture test programme focuses on no-fines CFLC compositions in the range of infra-lightweight concrete. With a view to contextualising the results obtained, testing is extended to cover autoclaved aerated concrete with a comparable bulk density range. The findings arrived at derive primarily from uniaxial tensile-strength tests, though results gained from bending and compression tests run in tandem are likewise factored into appraisals. An approach based on the conventional growth model is formulated for the purpose of establishing the deformation and fracture behaviour of CFLC. Drawing on experimental studies, finally, the material’s behaviour is characterised by describing its typical curve pattern (master curve). Consideration is additionally given to the correlation between the fracture characteristics and geometric texture characteristics of fracture faces. The ensuing discussion of what causes the structural changes as well as of the crack-formation process is conducted adopting a model-based means of describing the inner contact faces between CFLC particles under no-fines conditions.

The enormous propensity of cellulose fibres for storing water results in CFLC compositions being dominated by the water fraction required to pulp them. Increasing the fraction of cellulose fibres in the total mix thus automatically causes the porosity of the dry material to rise, which in turn explains the pronounced dependence of almost all characteristics on the proportion of cellulose fibres in the mix. Having regard to the material’s mechanical properties, it was ascertained that the fibres’ reinforcing moment was insufficient to compensate for losses of strength due to the increase in porosity. Adding cellulose fibres nevertheless has a positive impact on ductility whilst also being conducive to a noteworthy capacity for bearing loads following the onset of macrocracking.


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2016
Segmentation of tomographic volume data sets using swarm intelligence

Dr. Robert Haase

Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Joachim Böhme

TU Dresden, Medizinische Fakultät

Segmentation of tomographic volume data sets using swarm intelligence


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2016
Development of concepts for expanding the use of no-tillage farming in organic agriculture

Dr. Lars Rühlemann

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

United Graduate School of Agricultural Science, Tokyo University of Agriculture and Technology

Intensive tillage by means of mouldboard ploughing can be highly effective for weed control in organic farming, but it also carries an elevated risk for rapid humus decomposition and soil erosion. Conservation tillage techniques offer considerably reduced soil erosion and improved soil structure but they are rarely used in organic farming systems due to the increased weed pressure. To develop organic systems that are less dependent on tillage this study evaluated the non-legume cover crops spring rye (Secale cereale L.), black oat (Avena sativa L.), sunflower (Helianthus annuus L.), white mustard (Sinapis alba L.), buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) and hemp (Cannabis sativa L.) for their ability to suppress weed growth, reduce plant available nitrogen in the soil and produce large amounts of biomass with slow N mineralisation, without and with the incorporation of organic fertiliser (horn grist, 50 kg N ha-1) before seeding. Resulting from these preliminary trials the spring rye was chosen as cover crop before no-till, reduced tillage and plough tillage cropping of legume cash crops monocropped and intercropped with cereal grains. The legume cash crops winter and spring faba bean (Vicia faba L.), field pea (Pisum sativum L.) and spring narrow-leafed lupin (Lupinus angustifolius L.), monocropped and intercropped with winter wheat (Triticum aestivum L.; winter crops) and oats (Avena sativa L.; spring crops) were evaluated for their dry matter production and grain yield as well as for their ability to suppress weeds. An additional study determined if the transition to the no-till system could be carried out through no-till seeding of summer annual legume cover crops faba bean, normal leafed field pea, narrow-leafed lupin, grass pea (Lathyrus sativus L.), and common vetch (Vicia sativa L.) monocropped and intercropped with sunflower after the harvest of cereal grain cash crops. The objectives of the studies were: (i) to examine six non-legume cover crops (rye, oats, sunflower, mustard, buckwheat and hemp) for their suitability for cover cropping preceding no-till sown legume cash crops through evaluation of their ability to produce biomass and reduce plant available inorganic soil N resources by N accumulation and assessment of long term N immobilisation in plant compartments with a high C : N ratio through simulated N mineralisation, (ii) to determine if the total biomass production and N accumulation can be increased by incorporating organic fertiliser before seeding, (iii) to assess the suitability of three different legume species (field pea, faba bean and narrow-leafed lupin) for no-till cash crop systems by examination of their grain production after no-till, reduced tillage and plough tillage, (iv) to determine the capacity of intercropped plant stands of legume cash crops and cereal grains to enhance the weed suppression and the total grain yield, (v) to investigate if autumn seeding compared to spring seeding of grain legumes can enhance the weed competition of legume cash crops, (vi) to determine if the transition to the no-till system can be alternatively realised through no-till seeding of legume cover crops or if tillage is needed for sufficient weed suppression and cover crop production.
The non-legume cover crop biomass production ranged from 0.95 to 7.73 Mg ha-1, with fertiliser increasing the total biomass at locations with low N status. Sunflower consistently displayed large biomass and N accumulation at all locations and fertiliser variations, although not always significantly more than other species. Most shoot-N was stored in sunflower leaf material, which can be easily mineralised making it less suited as cover crop before no-till sown spring grain legumes. Rye, which produced slightly less biomass, but accumulated more N in the stem biomass, would be better suited than sunflower in this type of system. The N mineralisation simulation from rye biomass indicated long N immobilisation periods potentially improving weed suppression within no-till sown legume cash crops.
The legume cash crop winter field pea (normal leafed variety), displayed in the no-till system grain yields of up to 3.39 Mg ha-1 which was similar to the plough tillage system. For spring faba bean and field pea the yield in the reduced tillage system amounted to 2.92 and 3.29 Mg ha-1, respectively which was similar to the plough tillage system, but did not exceed 2.15 Mg ha-1 in the no-tillage system. Narrow-leafed lupin consistently displayed yields below 0.65 Mg ha-1 in the no-tillage system. Normal leafed winter field pea appeared to be best suited for the transition period to an organic no-tillage system due to the autumn seeding and its high competitive ability. Spring faba bean and field pea can be successfully grown in the reduced tillage system. Intercropping can increase the total grain yield and weed competition as long as sufficient soil nitrogen resources are plant available. This study demonstrated two approaches for the transition to no-till seeding in organic agriculture. Before no-till sown legume cash crops the N immobilisation of available inorganic soil N resources would be most successful with cereal grains that show high C : N ratios in their plant material to reduce weed infestation from emerging weeds in legume cash crops. No-till seeding of legume cash crops with high weed suppressive abilities appears to be possible. Legume cover cropping could be carried out if weed density at seeding is low. This study´s results indicated that the complete transition to an organic no-till system is probably not practicable due to the different weed suppressive abilities of cash crops and the increasing weed pressure after the omission of tillage. Nevertheless, certain cash and cover crops can be sown without tillage and the integration of short term no-tillage phases growing grain legumes could make organic farming more sustainable. 
The no-tillage sown monocropped and intercropped legume cover crop total shoot dry matter, shoot N accumulation and N2 fixation differed with year, location, tillage system and species due to variations in weather, inorganic soil N resources and weed competition. Biomass production reached up to 1.65 and 2.19 Mg ha-1 (both intercropped field peas), and N2 fixation up to 53.7 and 60.5 kg ha-1 (both common vetches) in the no-till and reduced tillage system, respectively. In the no-till system consistently low sunflower performance compared with the legumes prevented significant intercropping effects. Under central European conditions no-till cover cropping appears to be practicable if weed density is low at seeding. The interactions between year, location, tillage system and species demonstrate the difficulties in cover crop species selection for organic conservation tillage systems. 

Veröffentlichung der Dissertationsschrift


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Entwicklung eines definiert beleuchteten Photobioreaktorsystems zur Untersuchung des Einflusses des Lichts auf das Wachstum phototropher Organismen am Beispiel des Cyanobakteriums Arthrospira platensis

Dr. Maria Lisa Socher

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden, Prof. Dr. Thomas Bley und Dr. Christian Löser

Entwicklung eines definiert beleuchteten Photobioreaktorsystems zur Untersuchung des Einflusses des Lichts auf das Wachstum phototropher Organismen am Beispiel des Cyanobakteriums Arthrospira platensis


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Fluor-18-markierte substratbasierte Radiotracer zur In-vivo-Bildgebung der Lysyloxidase

Dr. Manuela Kuchar

Prof. Dr. rer. nat. Marina Vogel

TU Dresden

Fluor-18-markierte substratbasierte Radiotracer zur In-vivo-Bildgebung der Lysyloxidase


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Analyse der genetischen Beziehungen zwischen Merkmalen der Eigenleistungsprüfung von Jungbullen und der Nachkommenschaftsprüfung beim Deutschen Holstein-Rind

Dr. Karsten Ulbricht

Prof. Dr. agr. Michael Klunker

Universität Kaposvar (Ungarn)

Analyse der genetischen Beziehungen zwischen Merkmalen der Eigenleistungsprüfung von Jungbullen und der Nachkommenschaftsprüfung beim Deutschen Holstein-Rind


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Untersuchungen zu einem mit Hedera helix ’Woerner’ begrünten, hydroponischen Nutzwandsystem

Dr.-Ing. Adelheid Wolter

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

TU Bergakademie Freiberg

Untersuchungen zu einem mit Hedera helix ’Woerner’ begrünten, hydroponischen Nutzwandsystem


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2016
Simulation und Visualisierungslösungen bei Arbeitsprozessen von mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere Betonsimulation

Dr. Martin Großer

Prof. Dr. rer. nat. Markus Wacker

TU Dresden

Simulation und Visualisierungslösungen bei Arbeitsprozessen von mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere Betonsimulation


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2015
A concept for the investigation of riverbank filtration sites for potable water supply in India

Dr.-Ing. Cornelius Sandhu

Prof. Dr.-Ing. Thomas Grischek

TU Dresden

A concept for the investigation of riverbank filtration sites for potable water supply in India


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2015
Einfluss organischer Düngung auf Ertrag, symbiotische N2-Fixierung und Nährstoffaufnahme von Saatplatterbse, Ackerbohne und Rotklee sowie auf Ertrag eines nachfolgenden Winterweizens

Dr. rer. agr. Guido Lux

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

Humboldt-Universität Berlin

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, zu untersuchen, ob sich mit der Düngung von Stroh, Gehölzhäcksel, frischem Pferdemist und Grüngutkompost die Ertragsleistung und Nährstoffaufnahme von Leguminosen sowie der Folgefrucht Winterweizen steigern lässt. Darüber hinaus sollte die Aufnahme von düngebürtigem Kohlenstoff durch Rotklee mittels 13-C-angereichertem Stroh quantifiziert werden. Die Verfügbarkeit von Kalium, teilweise auch von Schwefel und Molybdän, wurde vor allem nach der Düngung von Grüngutkompost und von Pferdemist für die untersuchten Leguminosen verbessert, während nach der Düngung von Gehölzhäcksel und Stroh keine signifikanten Effekte auf die Nährstoffaufnahme der Pflanzen festgestellt werden konnten. Die scheinbare Ausnutzung des gedüngten Stickstoffs durch die Leguminosen lag in Abhängigkeit von der Düngung zwischen 0 und 9 % (Gehölzhäcksel < Grüngutkompost < Pferdemist < Stroh). Nur nach der Düngung von Pferdemist zu Saatplatterbse und Ackerbohne verringerte sich der Anteil an symbiotisch fixiertem Luftstickstoff am Spross-N gegenüber der Kontrolle, nicht jedoch die symbiotisch fixierte N-Menge. Der Vorrat an mineralischem Stickstoff im Boden in einer Tiefe von 0 bis 30 cm war unter Ackerbohne und Rotklee ca. 40 Tage nach der Düngung und Einarbeitung von Gehölzhäcksel gegenüber den Vergleichsvarianten und der Kontrolle deutlich vermindert. Ein Einfluss der durch die Düngung bedingten temporären N-Festlegung im Boden auf den Anteil an fixiertem Luftstickstoff am Spross-N konnte bei keiner der untersuchten Leguminosen festgestellt werden. Der nachfolgende Winterweizen reagierte in einem Jahr mit signifikant höherem Kornertrag auf die Düngung von Grüngutkompost zu Ackerbohne und erhöhtem Rohproteingehalt im Korn auf die Düngung von Pferdemist zu Saatplatterbse. Mit Hilfe von 13-C-markiertem Stroh wurde im Freiland eine Assimilation von 0,5 % der mit dem Stroh gedüngten Kohlenstoffmenge durch Rotklee ermittelt.



The aim of this study was to examine, whether the application of wheat straw, pruning, horse manure and green compost improves the yield formation and nutrient uptake of legumes and the succeeding crop winter wheat. Furthermore it should be quantified the amount of carbon in red clover derived from the organic fertilizer by carbon dioxid assimilation. An improved uptake of potassium, partially of sulphur and molybdenum for the legumes could be detected after the application of green compost and horse manure. No effects were found on plant nutrient uptake after the application of straw and pruning. The apparent utilization of the applied nitrogen by organic fertilizer was 0 to 9 %, depending on the fertilization (pruning < green compost < horse manure < straw). The proportion of symbiontically fixed nitrogen decrease in faba bean and in chick-pea after manuring with horse manure compared with the control. However the total amount of symbiotically fixed nitrogen did not decreased. The amount of mineral nitrogen in the soil (depth: 0 to 0,3 m) was significant reduced under faba bean and red clover, 40 days after application and incorporation of pruning. No effect on the symbiotic nitrogen fixation of the legumes was found because of the organic fertilizer induced temporary immobilization of nitrogen in this soil layer. An increased grain yield was determined in the succeeding winter wheat after fertilizing green compost to faba bean and a higher content of crude protein in grain of the wheat was determined after fertilizing horse manure to chick-pea. With the help of a 13C-tracer method it could be estimated, that about 0,5 % of the added carbon with straw was assimilated by red clover under field conditions.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2015
Entwicklung der targetspezifischen Komponente eines Tumor-Pretargeting Systems auf der Basis L-konfigurierter Oligonukleotide

Dr. Maik Schubert

Prof. Dr. rer. nat. Marina Vogel

TU Dresden

Entwicklung der targetspezifischen Komponente eines Tumor-Pretargeting Systems auf der Basis L-konfigurierter Oligonukleotide


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2015
The effects of environmental factors on the quality of
agricultural species.

Dr. Walter Stefanoni

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

University of Tuscia VT, Italy

 The effects of environmental factors on the quality of   agricultural species.

The quality of vegetables and fruits depends on the interaction of several factors: genetic, agronomical practices and environmental conditions. They affect differently both qualitative and organoleptic features in the short- and long-term adaptation. Finding the best combination of those factors is the challenge that growers have to face in order to meet high quality standards. The choice of the best genotype is a fundamental step to take for producing high nutritional value food. Green revolution has sought to develop new hybrid vegetable cultivars enhancing yield, taste appearance, disease tolerance and shelf life (107), lycopene and content of other carotenoids in tomatoes (108), flavonols and phenolic acids in lettuce (109), glucosinolates and carotenoids in European Brassiacaceae, e.g. broccoli and cauliflower (110). Specific glucosinolates have also been found responsible for the bitter taste of rocket (111). However, agronomical practices like soilless culture, irrigation and fertilization can permit to save energy and resources while maintaining good productions. The synthesis of health-promoting compounds can be promoted as well as the total antioxidant activity, by increasing the conductivity in the nutrient solution in sweet pepper, cucumber, eggplant, celery and watermelon (32). Pondered water stress induced by irrigation regimes can contribute to the control the vegetative growth of plants and the improvement of fruit quality (112); fertilization can have profound effect on the final product in terms of nutritional and organoleptic properties, accumulation of antioxidant compounds (113).


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2015
Oberflächenmodifikation eines medizinischen Nahtmaterials

Dr. Annett Breier

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Dresden

Oberflächenmodifikation eines medizinischen Nahtmaterials


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2015
Isolierung und Charakterisierung von Zellwandkomponenten der gram-positiven Bakterienstämme Lysinibacillus sphaericus JG-A12 und JG-B53 und deren Wechselwirkungen mit ausgewählten Metallen und Metalloiden

Dr. Matthias Suhr

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden

Isolierung und Charakterisierung von Zellwandkomponenten der gram-positiven Bakterienstämme Lysinibacillus sphaericus JG-A12 und JG-B53 und deren Wechselwirkungen mit ausgewählten Metallen und Metalloiden


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2015
The influence of high infiltration rates, suspended sediment
concentration and sediment grain size on river and lake bed clogging

Dr.-Ing. Marcus Soares

Prof. Dr.-Ing. Thomas Grischek

TU Berlin
Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2015
Synthese nanoskaliger Suspensionen für den Inkjet-Druck funktionaler Schichten

Dr. Robert Jurk

Prof. Dr. rer. nat. Jörg Feller

TU Dresden

Synthese nanoskaliger Suspensionen für den Inkjet-Druck funktionaler Schichten


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2015
Entwicklung eines interaktiven Multitouch-Frameworks

Prof. Dr.-Ing. Georg Freitag

Prof. Dr. rer. nat. Markus Wacker

TU Dresden

Entwicklung eines interaktiven Multitouch-Frameworks


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2015
Biokompatible Polyelektrolytkomplexe für die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen zur Hartgeweberegeneration

Dr. Bernhard Torger

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Dresden

Biokompatible Polyelektrolytkomplexe für die kontrollierte Freisetzung von Wirkstoffen zur Hartgeweberegeneration


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2015
Konzepte der Anwendungsentwicklung für und mit Multi-Touch

Prof. Dr.-Ing. Georg Freitag

Prof. Dr. rer. nat. Markus Wacker

TU-Dresden

TBD


Fakultät Informatik/Mathematik Abgeschlossen 2015
Produktion von Sekundärmetaboliten aus pflanzlichen Zell- und Gewebekulturen im Bioreaktor

Dr. Christiane Haas

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden

Produktion von Sekundärmetaboliten aus pflanzlichen Zell- und Gewebekulturen im Bioreaktor


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2014
Modeli izjednacenja i deformacijska analiza trodimensionalnih hibridnih geodetskih mreza

Dr. Esad Vrce

Prof. Dr.-Ing. Asim Bilajbegovic

TU Sarajevo

Modeli izjednacenja i deformacijska analiza trodimensionalnih hibridnih geodetskih mreza


Fakultät Geoinformation Abgeschlossen 2014
Effects of over-irrigation on tomato (Solanum lycopersicum Mill.)

Dr. Antje Fiebig

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

Lancaster Environment Centre, Lancaster University, funded by the Horticulture Development Council

http://eprints.lancs.ac.uk/71671/1/2014fiebigphd.pdf

By automatically scheduling irrigation according to soil moisture thresholds, this work aims to understand how over-irrigation (applying 50 % more than full water requirements) affect soil properties (volumetric water content, soil oxygen and temperature) and plant physiological responses. Four weeks of over-irrigation significantly decreased shoot fresh weight and total leaf area of tomato plants (Solanum lycopersicum Mill. cv. Ailsa Craig) compared to well-drained plants. Since over-irrigation did not alter leaf water potential, stomatal conductance or foliar concentrations of the plant hormone abscisic acid (ABA), it seems unlikely that ABA accumulation or leaf water status mediate growth. In contrast, over-irrigation significantly increased foliar ethylene evolution. Over-irrigating the partial ethylene-insensitivite genotype Never ripe did not lead to such a dramatic growth inhibition as in the wild type, suggesting that partial ethylene-insensitivity can ameliorate over-irrigation induced growth-inhibition to a degree. Although the ethylene precursor ACC was not detected in root xylem sap, over-irrigation increased leaf xylem sap ACC concentration. Shoot fresh weight correlated with increased tZ, GA3, ABA and JA leaf xylem sap concentration, but was not correlated with concentrations of any root xylem sap phytohormone. Over-irrigation significantly decreased foliar nitrogen concentrations by 32 % and daily additions of 10 mM Ca(NO3)2 to over-irrigated soil did not significantly change leaf water potential, stomatal conductance or foliar ABA concentration, but restored foliar nitrogen concentrations, ethylene emission and growth of over-irrigated plants to control levels. Thus, over-irrigation-introduced foliar nitrogen deficiency may be key to limiting growth of over-irrigated tomato plants.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2014
Drivers of carbon dynamics in soils and vegetation of riparian forests

Dr. Isaak Rieger

Prof. Dr. rer. nat. habil. Arne Cierjacks

Technische Universität Berlin

Auwaldökosysteme können durch die Ablagerung kohlenstoffhaltiger Sedimente im Boden und eine hohe Nettophotosyntheserate einen wichtigen Beitrag als Kohlenstoffsenken leisten. Die Kohlenstoffvorräte sind jedoch kleinräumig sehr unterschiedlich. Dabei ist die Kohlenstoffdynamik im Wesentlichen durch die Sedimentation und die pflanzliche Biomasse bestimmt. Das Forschungsvorhaben hatte zum Ziel, die Steuergrößen der Verteilung der Kohlenstoffvorräte entlang von Geländegradienten der Flussaue zu bestimmen. Durch die Anwendung moderner dendroökologischer und populationsbiologischer Methoden wurden bestehende Modellvorstellungen erstmals empirisch überprüft .


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2014
Beneficial influences of different evergreen species on the air quality: pollution mitigation and carbon uptake.

Dr. Jacopo Mori

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

University of Tuscia VT, Italy

Beneficial influences of different evergreen species on the air quality: pollution mitigation and carbon uptake.

Air pollutants and their effects on human health

In 2012, 51% of the worldwide population was living in cities and this percentage is expected to increase up to 60% by 2030 (Population Reference Bureau, 2012). Urban ecosystem is strongly unbalanced in terms of energy and matter consumption, and production of pollutant emissions and carbon dioxide (CO2). CO2, although not considered a pollutant, is the main greenhouse gas, responsible of the greenhouse effect with the consequent increase of air temperature (Kiran and Kinnary, 2011). Air pollution continues to pose a significant threat to health worldwide. The negative effects on human health are mainly related to the respiratory and circulatory systems (WHO, 2006; COMEAP, 2010; EPA, 2011) and they were estimated to cause more than 3.7 million deaths per year (WHO, 2012). Traffic, building heating and industrial activities are the main sources of air pollution, releasing in the atmosphere high quantities of particulate matter (PM), (Suzuki, 2006; Oliva and Espinosa, 2007; Sawidis et al., 2011). Particulate matter is a mixture of solid and liquid substances, heavy metals, black carbon, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and other substances suspended in the atmosphere (Bell et al., 2011). Usually, PM is classified based on the diameter of the particles as PM10 or coarse (2.5– 10 μm), PM2.5 or fine (0.1–2.5 μm), and PM0.1-0.2 or ultrafine (≤0.1 μm) (Beckett et al., 1998). This classification is based on the different effects on human health, which are caused by different size particles . In particular, PM10 is also defined “thoracic fraction” because it is able to penetrate until the first part of the respiratory system, whereas PM2.5 presents a higher hazard because it can reach the deeper parts of the respiratory system as the non-ciliated ones (Di Menno di Buccianico et al., 2006). Particles are generated from primary or secondary sources. Primary sources are the incomplete combustion of fuel, mining, quarrying, brake and tire wear in motors and natural dusts. Combustion produces mainly PM2.5 whilst the mechanical processes generally release larger particles (PM10). Natural sources as volcanic eruptions, wind‑blown dust, sea salt and biological particles such as pollen and fungal spores are also considered as primary sources. These particles often exceed 2.5 µm in size. On the other hand, chemical reactions, gas condensation, and sulphate and nitrate aerosols are responsible of secondary particles formation in the atmosphere. Particles from these sources are usually smaller than 2.5 µm (Bealey et al., 2007). Constituents and sources of PM10 and PM2.5 are reported in Table 1 and 2.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2014
Phasengleichgewichte in komplexen Modellsystemen aus Phenolen, Kohlenwasserstoffen und Wasser

Dr. Antje Martin

Prof. Dr. rer. nat. habil. Jürgen Schmelzer

TU Dresden

Phasengleichgewichte in komplexen Modellsystemen aus Phenolen, Kohlenwasserstoffen und Wasser


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2014
Zur Beziehung von Raum und Inhalt nutzergenerierter geographischer Informationen

Dr. Stefan Hahmann

Prof. Dr.-Ing. Bernd Teichert

TU Dresden

Zur Beziehung von Raum und Inhalt nutzergenerierter geographischer Informationen


Fakultät Geoinformation Abgeschlossen 2014
Poröse Glaskugeln als Modellsysteme für die Gasadsorption: Herstellung, Untersuchung von Sorptionsmechanismen und vergleichende Charakterisierung

Dr. Christian Reichenbach

Prof. Dr. rer. nat. habil. Grit Kalies

Universität Leipzig

Poröse Glaskugeln als Modellsysteme für die Gasadsorption: Herstellung, Untersuchung von Sorptionsmechanismen und vergleichende Charakterisierung


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2014
Entwicklung und Erprobung eines neuartigen Verfahrens und einer Vorrichtung zur Wasserstoffspeicherung mit hoher Energiedichte für innovative Langstreckenfahrzeuge

Dr.-Ing. Manuel Rattey

Prof. Dr.-Ing. Gennadi Zikoridse

TU Dresden
Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik Abgeschlossen 2014
Synthese und Charakterisierung radioaktiver Kupfer-Komplexe von Bispidin-Peptid-Konjugaten

Dr. Silke Fähnemann

Prof. Dr. rer. nat. Marina Vogel

TU Dresden

Synthese und Charakterisierung radioaktiver Kupfer-Komplexe von Bispidin-Peptid-Konjugaten


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2014
Integration von Multi-Gate-Transistoren auf Basis einer 22 nm-Technologie

Dr.-Ing. Tim Baldauf

Prof. Dr.-Ing. habil. Roland Stenzel

TU Dresden

Die kontinuierliche Skalierung der planaren MOSFETs war in den vergangenen 40 Jah-ren der Schlüssel, um die Bauelemente immer kleiner und leistungsfähiger zu gestalten. Hinzu kamen Techniken zur mechanischen Verspannung, Verfahren zur Kurzzeitaus-heilung, die in-situ-dotierte Epitaxie und neue Materialien, wie das High-k-Gateoxid in Verbindung mit Titannitrid als Gatemetall. Jedoch erschwerten Kurzkanaleffekte und eine zunehmende Streuung der elektrischen Eigenschaften die Verkleinerung der plana-ren Transistoren erheblich. Somit gelangten die planaren MOSFETs mit der aktuellen 28 nm-Technologie teilweise an die Grenzen ihrer Funktionalität. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Integration von Multi-Gate-Transistoren auf Basis einer 22 nm-Technologie, welche eine bessere Steuerfähigkeit des Gatekontaktes aufweisen und somit die Fortführung der Skalierung ermöglichen. Zudem standen die Anforderungen eines stabilen und kostengünstigen Herstellungsprozesses als Grund-voraussetzung zur Übernahme in die Volumenproduktion stets mit im Vordergrund. Die Simulationen der Tri-Gate-Transistoren stellten dabei den ersten Schritt hin zu einer Multi-Gate-Technologie dar. Ihre Prozessabfolge unterscheidet sich von den planaren Transistoren nur durch die Formierung der Finnen und bietet damit die Möglichkeit eines hybriden 22 nm-Prozesses. Am Beispiel der Tri-Gate-Transistoren wurden zudem die Auswirkungen der Kristallorientierung, der mechanischen Verspannung und der Überlagerungseffekte es elektrischen Feldes auf die Leistungsfähigkeit von Multi-Gate-Strukturen analysiert. Im nächsten Schritt wurden Transistoren mit vollständig verarmten Kanalgebieten untersucht. Sie weisen aufgrund einer niedrigen Kanaldotierung eine Volumeninversion, eine höhere Ladungsträgerbeweglichkeit und eine geringere Anfälligkeit gegenüber der zufälligen Dotierungsfluktuation auf, welche für leistungsfähige Multi-Gate-Transis-toren entscheidende Kriterien sind. Zu den betrachteten Varianten zählen die planaren ultradünnen SOI-MOSFETs, die klassischen FinFETs mit schmalen hohen Finnen und die vertikalen Nanowire-Transistoren. Anschließend wurden die Vor- und Nachteile der verschiedenen Transistorstrukturen für eine mittel- bis langfristige industrielle Nutzung betrachtet. Dazu erfolgte eine Ana-lyse der statistischen Schwankungen und eine Skalierung hin zur 14 nm-Technologie. Eine Zusammenfassung aller Ergebnisse und ein Ausblick auf die mögliche Übernahme der Konzepte in die Volumenproduktion schließen die Arbeit ab.



Within the past 40 years the continuous scaling of planar MOSFETs was key to shrink the devices and to improve their performance. Techniques like mechanical stressing, rapid thermal annealing and in-situ doped epitaxial growing as well as novel materials, such as high-k-gate-oxide in combination with titanium nitride as metal-gate, has been introduced. However, short-channel-effects and increased scattering of electrical proper-ties significantly complicate the scaling of planar transistors. Thus, the planar MOSFETs gradually reached their limits of functionality with the current 28 nm tech-nology node. For that reason, this work focuses on integration of multi-gate transistors based on a 22 nm technology, which show an improved gate control and allow a continuous scal-ing. Furthermore, the requirements of a stable and cost-efficient process as decisive condition for mass fabrication were always taken into account. The simulations of the tri-gate transistors present the first step toward a multi-gate tech-nology. The process sequence differs from the planar one solely by a fin formation and offers the possibility of a hybrid 22 nm process. Also, the impact of crystal orientation, mechanical stress and superposition of electrical fields on the efficiency of multi-gate structures were analyzed for the tri-gate transistors. In a second step transistors with fully depleted channel regions were studied. Due to low channel doping they are showing a volume inversion, a higher carrier mobility and a lower sensitivity to random doping fluctuations, which are essential criteria for powerful multi-gate transistors. Reviewed structure variants include planar ultra-thin-body-SOI-MOSFETs, classic FinFETs with a tall, narrow fins and vertical nanowire transistors. Then advantages and disadvantages of the considered transistor structures have been observed for a medium to long term industrial use. For this purpose, an analysis of statistical fluctuations and the scaling-down to 14 nm technology was carried out. A summary of all results and an outlook to the transfer of concepts into mass fabrication complete this work.


Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2013
Uranvisualisierung und Uranspeziation in Biofilmen

Dr. Sina Brockmannn

Prof. Dr.-Ing. Rhena Krawietz

TU Dresden

Uranvisualisierung und Uranspeziation in Biofilmen


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2013
Erzeugung S-Layer basierter fluoreszierender Schichten für technische Anwendungen

Dr. Ulrike Weinert

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden

Erzeugung S-Layer basierter fluoreszierender Schichten für technische Anwendungen


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2013
“Seed Potato Production Using Advanced Biotechnological and Hydroponic Techniques”

Dr. Shaher Abdullateef

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

Humboldt Universität zu Berlin

Seed potato production is dependent on in vitro plantlets, microtubers, and their propagation in the substrate culture or in the field for minituber production. Currently, most shoot, microtuber and minituber propagation systems are suffering from inefficiencies regarding low propagation rate and quality. Conventional methods of seed potato production require 5-7 generations in the field, which leads to the degeneration in seed potato quality due to soil-borne diseases.
The aim of these researches was to develop a methodology of efficient plantlets, microtuber and minituber production throughout raising the shoot and microtuber propagation rate, producing larger sized microtubers that could be acceptable to the producers as well as produce minitubers with a high propagation rate and quality. In addition, different propagation strategies of the first field seed potato production were compared to determine the most appropriate strategy for commercial seed potato production.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2013
Untersuchungen der Nutzung von Aktivitätsdaten zur Brunsterkennung bei Jungrindern

Dr. Simon Harnisch

Prof. Dr. agr. Michael Klunker

Universität Halle-Wittenberg

Untersuchungen der Nutzung von Aktivitätsdaten zur Brunsterkennung bei Jungrindern


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2013
Übertragung eines Nukleinsäure-basierten modularen selbstorganisierenden Immobilisierungssystems zum Biosurface-Engineering auf reale Implantatgeometrien und -materialien

Dr. Judith Reichert

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden

Übertragung eines Nukleinsäure-basierten modularen selbstorganisierenden Immobilisierungssystems zum Biosurface-Engineering auf reale Implantatgeometrien und -materialien


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2013
Gesundheitsmonitoring in Milchviehherden mit Hilfe von Infrarotthermographie

Dr. Ulrike Franze

Prof. Dr. agr. Steffi Geidel

Landwirtschaftlich - Gärtnerische FakultätHumboldt-Universität zu Berlin

Gesundheitsmonitoring in Milchviehherden mit Hilfe von Infrarotthermographie


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2013
Entwicklung einer Methode zur Charakterisierung hochverzweigter Makromoleküle

Dr. Susanne Boye

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Dresden

Entwicklung einer Methode zur Charakterisierung hochverzweigter Makromoleküle


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2013
Untersuchungen zur Entwicklung eines Ertragsmesssystem für Mähwerke auf Basis des Leistungsbedarfs eines Schwadversetzers

Dr. Sandro Ruhland

Prof. Dr. agr. Karl Wild

TU Dresden

Untersuchungen zur Entwicklung eines Ertragsmesssystem für Mähwerke auf Basis des Leistungsbedarfs eines Schwadversetzers


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2013
Herstellung, Struktur und Eigenschaften von Modell-Polymer-Festkörpergrenzflächen

Dr. Juliane Bunk

Prof. Dr. rer. nat. Reinhold Rennekamp

TU Dresden

Herstellung, Struktur und Eigenschaften von Modell-Polymer-Festkörpergrenzflächen


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2012
Ein ökonomisches Betriebsmodell für den Produktionsgartenbau - Möglichkeiten der Modellierung mit Jahresabschlussdaten

Dr. Conny Kölbel

Prof. Dr. agr. habil. Wolfgang Lentz

Leibniz Universität Hannover, Naturwissenschaftliche Fakultät

Ein ökonomisches Betriebsmodell für den Produktionsgartenbau - Möglichkeiten der Modellierung mit Jahresabschlussdaten


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2012
„Bridge the gap! Modes of action and cooperation of transnational networks of local communities and their influence for the development of urban spaces in the Global South“

Dr. Beate Ginzel

Prof. Dr.-Ing. Mary Pepchinski

Universität Leipzig

„Bridge the gap! Modes of action and cooperation of transnational networks of local communities and their influence for the development of urban spaces in the Global South“


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2012
Vascular plant species diversity in fragmented secondary plant communities: a landscape ecology approach

Dr. Giovanni Trentanovi

Prof. Dr. rer. nat. habil. Arne Cierjacks

Universitá degli Studi di Padova

The thesis is based on three research papers concerning the evaluation of plant species diversity in fragmented and secondary plant communities.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2012
Research on the impact of the ealization of the ITRF coordinates their accuracy and the estimation of the velocity vectors of GPS stations in BIH

Dr. Medzida Mulic

Prof. Dr.-Ing. Asim Bilajbegovic

TU Sarajevo

Research on the impact of the ealization of the ITRF coordinates their accuracy and the estimation of the velocity vectors of GPS stations in BIH


Fakultät Geoinformation Abgeschlossen 2012
Optimierung von Anlagen zur Unterirdischen Enteisenung

Dr.-Ing. Johannes Ahrns

Prof. Dr.-Ing. Thomas Grischek

TU Dresden

Optimierung von Anlagen zur Unterirdischen Enteisenung


Fakultät Bauingenieurwesen Abgeschlossen 2012
Oberflächenbehandlung von Elastomeren

Dipl.-Ing. (FH) Jens Klose

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Dresden

Oberflächenbehandlung von Elastomeren


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2011
Selektive katalytische Umsetzung von Glyzerin in organische Zwischenprodukte mit hoher Wertschöpfung

Dr. Maik Göhlich

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Dresden

Selektive katalytische Umsetzung von Glyzerin in organische Zwischenprodukte mit hoher Wertschöpfung


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2011
Spektroskopische Charakterisierung von Cm(III)- und Eu(III)-Komplexen in Biofluiden

Dr. Anne Heller

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden

Spektroskopische Charakterisierung von Cm(III)- und Eu(III)-Komplexen in Biofluiden


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2011
Gefüllte Kohlenstoffnanoröhren als Nano-Container für medizinische Anwendungen

Dr. Diana Haase

Prof. Dr. rer. nat. Jörg Feller

TU Dresden

Gefüllte Kohlenstoffnanoröhren als Nano-Container für medizinische Anwendungen


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2011
Stoffstromorientiertes Kostenmanagement - Erprobung, Evaluierung und Weiterentwicklung der material- und energieflussorientierten Kostenrechnung

Dr. Oliver Croenertz

Prof. Dr. rer. pol. Hartmut Völcker

TU Bergakademie Freiberg

Stoffstromorientiertes Kostenmanagement - Erprobung, Evaluierung und Weiterentwicklung der material- und energieflussorientierten Kostenrechnung


Fakultät Wirtschaftswissenschaften Abgeschlossen 2010
Fuzzy logic based control of double-rotor reluctance oil pump

Dr. Kamil Kompa

Prof. Dr.-Ing. Norbert Michalke

Warsaw University of Technology

Fuzzy logic based control of double-rotor reluctance oil pump


Fakultät Elektrotechnik Abgeschlossen 2010
Investigation of Growth Factors in Cultivation of Shiitake Mushroom (Lentinula Edodes Berk.) in Substrate Bags

Dr. Elena Vasylenko

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

Humboldt Universität zu Berlin

Investigation of Growth Factors in Cultivation of Shiitake Mushroom (Lentinula Edodes Berk.) in Substrate Bags


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2010
Untersuchung der Phasengleichgewichte in Systemen mit assoziierenden Komponenten

Dr. Ing. Mandy Klauck

Prof. Dr. rer. nat. habil. Jürgen Schmelzer

TU Dresden

Die Phasengleichgewichte (Flüssigkeit-Dampf und Flüssigkeit-Flüssigkeit) der binären, ternären und quaternären Mischungen bestehend aus Wasser, Toluen, Anilin und Cyclohexylamin wurden experimentell bestimmt und modelliert bzw. vorausberechnet. Die Bestimmung der Flüssigkeit-Dampf-Gleichgewichte erfolgte mit Hilfe der dynamischen Methode, die dafür notwendige Mess- und Regeltechnik wurde erweitert und modernisiert. Die Flüssigkeit-Flüssigkeit-Gleichgewichte wurden durch Trübungstitration und Analyse der koexistierenden Phasen bestimmt. Die Beschreibung der binären Systeme und die Vorausberechnung der Mehrkomponentensysteme erfolgte mit den Aktivitätskoeffizientenmodellen UNIQUAC und NRTL und der Zustandsgleichung, entwickelt von Elliott, Suresh und Donohue (ESD). Die ESD-Zustandsgleichung enthält neben einem Attraktions- und einem Repulsionsterm auch einen Term, der assoziative Wechselwirkungen explizit berücksichtigt. Die Beschreibung der binären Systeme gelingt mit den getesteten Modellen sehr gut. Dabei werden mit den Aktivitätskoeffizientenmodellen bessere Ergebnisse erreicht als mit der ESD-Zustandsgleichung. Diese Bild kehrt sich bei der Vorausberechnung der Mehrkomponentensysteme um. Bei Verwendung der NRTL-Gleichung treten deutlich höhere Abweichungen auf als bei Berechnungen mit der ESD-Zustandsgleichung bzw. der UNIQUAC-Gleichung. Die Erwartung durch explizite Berücksichtigung der Assoziation mit der ESD-Zustandsgleichung einen deutlichen Vorteil in der Vorhersage von Phasengleichgewichten in Systemen mit assoziierenden Komponenten zu erhalten konnte in den untersuchten Mischungen nicht eindeutig bestätigt werden.



Phase equilibria (vapor-liquid and liquid-liquid) of binary, ternary and quaternary systems consisting of water, toluene, aniline and cyclohexylamine were determined experimentally and modeled resp. predicted. Vapor-liquid equilibria were determined by the dynamic method, the necessary measuring and control systems were extended and modernized. Liquid-liquid equilibria were investigated by turbidity titration and analyses of coexisting phases. The calculation of the binary systems and the prediction of the multicomponent systems were performed with the activity coefficient models UNIQUAC and NRTL and the equation of state developed by Elliott, Suresh and Donohue (ESD). The ESD equation of state includes beside an attractive and a repulsive term a term for explicit consideration of associative interaction. The description of the binary systems succeeded very well with the tested models. Better results were achieved with the activity coefficient models than with the ESD equation of state. These findings are inversed in the case of prediction of multicomponent phase equilibria. On application of the NRTL equation the deviations are notable greater than with the ESD equation of state or the UNIQUAC equation. The expectation to get a significant advantage in prediction of phase equilibria in systems with associating components with the ESD equation of state could not be answered definitely.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2009
Selection of new eggplant (Solanum melongena L.) lines

Dr. Iliana Corria Arias

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

Humboldt Universität zu Berlin

Selection of new eggplant (Solanum melongena L.) lines


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2009
Growth and quality of leafy vegetables in hydroponics: effect of environmental and nutritional factors.

Dr. Carlo Fallovo

Prof. Dr. agr. Fritz-Gerald Schröder

Universität Tuscia, Italien

The aim of the PhD thesis was to evaluate the influence of environmental conditions and mineral nutrition on growth, mineral composition and quali-quantitative traits of Lactuca sativa L. var. acephala and two Brassica species (Brassicia juncea L. and Brassica rapa L. subsp. nipposinica var. chiloneifera). In lettuce experiments, the effects of five nutrient solution concentrations (with the same macro-nutrient proportion) and six nutrient solutions having different macro-nutrient proportions (at the same total concentration) were evaluated in two consecutive growing seasons (spring and summer season) while the effects of three NO3:NH4 ratios in the nutrient solution and three radiation levels were tested in Brassica experiments. The results showed that during the summer season the growth and yield of lettuce were increased due to the better climate conditions (mainly radiation and temperature). However, the overall quality of lettuce in the summer season was decreased (lower content of carbohydrates and higher nitrate content). The use of nutrient solution concentration of 37 and 44 mequiv L-1 gave the maximum marketable fresh yield for the spring and summer season, respectively. In the second experiment, the effects of macronutrient proportions on marketable fresh yield were not evident; the macronutrient proportions influenced only the mineral content of leafy lettuce. In Brassica experiments, the results showed that a medium PAR level improved the plant growth and reduced the leaf nitrate concentration of Brassica rapa while the use of a nutrient solution containing 100% of NO3 or 50% NO3 and 50% NH4 lead to a better plant growth but increased the leaf nitrate concentration. In Brassica juncea, an high PAR level was required to maximise plant growth; at high PAR level, the use of a nutrient solution containing 100% NH4 reduced the leaf nitrate concentration, the water requirement and increased the N e S concentration of leaves without adverse effects on plant growth. Ammonium nutrition had a positive effects on nutritional value of Brassica species by increasing glucosinolate concentration; however, a negative influence on flavonoid concentration was observed with high ammonium concentration in the nutrient solution. Flavonoid concentration increased with high radiation levels. We concluded that the management of the nutrient solution and environmental factors, together with a good knowledge of the crop responses to these factors could improve the quality of these leafy vegetables.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2009
Untersuchungen zu Milchejektionsstörungen bei Erstlaktierenden Kühen

Dr. rer. agr. Katrin Heidig

Prof. Dr. agr. Steffi Geidel

Gärtnerische - Landwirtschaftliche FakultätHumboldt-Universität zu Berlin

Untersuchungen zu Milchejektionsstörungen bei Erstlaktierenden Kühen


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2007
Thermodynamische Untersuchungen von Phasengleichgewichten in komplexen Systemen mit assoziierenden Komponenten

Dr.-Ing. Andreas Grenner

Prof. Dr. rer. nat. habil. Jürgen Schmelzer

TU Dresden

The knowledge of phase equilibrium is essential for the planning and realisation of separation processes in chemical engineering. In this work an equipment for measurement of precise isothermal vapour–liquid equilibria (VLE) using the dynamic method was developed. The pool of experimental data for cyclohexylamine was extended significantly. Isothermal VLE were measured in 3 binary and 4 ternary systems, liquid-liquid equilibria (LLE) were measured in 4 ternary systems and in one quarternary system, in each case for two temperatures, whereas in 2 ternary systems and in the quarternary system even liquid-liquid-liquid equilibria (LLLE) occur. Furthermore, activity coefficients at infinite dilution in 4 binary systems and excess molar volumes in 7 binary systems have been estimated. Binary VLE and LLE data of the components water, octane, cyclohexylamine and aniline of this work and data from literature were fitted with the activity coefficient models NRTL and UNIQUAC, as well as with the equations of state Elliott-Suresh-Donohue (ESD) and Perturbed-Chain-Statistical Associating Fluid Theory (PC-SAFT) which contain both a term to consider explicit hydrogen bonds. In addition, the predictive capabilities of the equations of state (EoS) were investigated. With parameters obtained by simultaneous fitting of VLE and, if available, LLE data similar results with the models NRTL and UNIQUAC could be obtained. Each time the deviations for the vapour pressure were lower than 3 % and lower than 2 % in vapour phase composition. The deviations, in three out of the six systems for vapour pressure and vapour phase composition, were larger with the ESD-EoS than with the activity coefficient models. NRTL, UNIQUAC and ESD delivered similar results with the simultaneously fitted parameters for the LLE, whereas the deviations were lower than 5 %. Comparable results were delivered by the ESD-EoS and PC-SAFT for the fitting and the prediction in the investigated binary systems. Also a fitting for NRTL, UNIQUAC and ESD was carried out, but only to one data set. The intention was to show the effect of parameterization on prediction in ternary systems. Predictions were made for VLE and LLE in ternary systems of the above mentioned components, solely with interaction parameters fitted to binary data. For the models NRTL, UNIQUAC und ESD predictions of simultaneously and separately fitted parameters are presented. It is shown that with parameters simultaneously fitted to several data sets significantly better results could be obtained compared to the parameters separately fitted to a single data set. Additionally, for the equations of state ESD and PC-SAFT predictions for the LL(L)E in ternary systems are compared, but here only with separately fitted parameters. For three out of the four investigated ternary systems a too large miscibility gap is calculated with the models NRTL, UNIQUAC and ESD. In the system water+octane+aniline good results could be obtained for the prediction of the LLLE. In summary the equations of state deliver similar results. In the systems water+octane+CHA and octane+CHA+aniline also too large two phase regions were delivered. Better predictions could be obtained in the systems water+octane+aniline and water+CHA+aniline. The forecasts of the VLE in the ternary systems are good with the simultaneously fitted parameters. The deviations for the vapour phase compositions are as for the vapour pressures under 6 %. Larger deviations occur for the system water+octane+aniline only. As evaluation result for the thermodynamic models can be mentioned that the activity coefficient models NRTL and UNIQUAC deliver somewhat better results for the fitting of the binary data than the equations of state ESD and PC-SAFT however, with a larger number of adjustable parameters. The prediction of the VLE is satisfactorily in the ternary systems and with similar quality of all considered models. Larger deviations occur for the prediction of the LL(L)E in the ternary systems. The results of the ESD-EoS were, with one exception, each time better than those of the activity coefficient models. There is no significant difference between the prediction of the ternary systems for the ESD-EoS and the PC-SAFT.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2006
Untersuchungen von Zusammenhängen zwischen morphologischen Merkmalen des Euters, der Eutergesundheit und
melktechnischen Parametern bei Tieren der Rasse Deutsches Holstein

Dr. Katja Graff

Prof. Dr. agr. Steffi Geidel

Institut für Tierzucht und Tierhaltung mit TierklinikLandwirtschaftlichen FakultätMartin-Luther-Universität Halle Wittenberg

Untersuchungen von Zusammenhängen zwischen morphologischen Merkmalen des Euters, der Eutergesundheit und
melktechnischen Parametern bei Tieren der Rasse Deutsches Holstein


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie Abgeschlossen 2005
Energiewandlersystem für den Betrieb von autarken Sensoren in Fahrzeugen

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Mrowka

Technische Universität Dresden

Zur Verminderung der Kosten und zur Erhöhung der Zuverlässigkeit ist es zukünftig erforderlich, den Verkabelungsaufwand bei Sensoren im Kraftfahrzeug zu senken. Ein Ansatz ist der so genannte autarke Sensor, der seine Hilfsenergie drahtlos aus dem Umfeld gewinnt und seine gewonnen Messdaten ebenfalls drahtlos an einen Kommunikationspunkt überträgt. In der vorliegenden Dissertation wurde die autarke Energiegewinnung für Sensoren anhand mechanisch / elektrischer Energiewandlersysteme untersucht, die eine von Kabelverbindungen unabhängige Energieversorgung des Sensors ermöglichen sollen. Für ein System, welches aus einem translatorischen Schwinger mit magnetischer Federung und einer Anordnung von Induktionsspulen ohne Eisenkreis besteht, wurden theoretische und praktische Untersuchungen durchgeführt. Ausgehend von der, die Bewegung des Systems beschreibenden Differentialgleichung wurden die Einflüsse verschiedener Federungs- und Dämpfungskräfte untersucht. Daraus wurde eine effektive Schwingungsgleichung abgeleitet und hinsichtlich der Amplitude und der Phase gelöst. Die umgesetzte elektrische Leistung des Wandlers wurde aus dem Realteil des Stromflusses abgeleitet. Mit einem realen Fahrzeug wurden Testfahrten durchgeführt, um verschiedene signifikante Fahrbahndaten zu erhalten. Mit diesen Prozessparametern erfolgten später Messungen im Labor. Dafür wurde ein Schwingprüfstand aufgebaut und mehrere Funktionsmuster von Energiewandlersystemen untersucht.



In the future a decrease in sensor cabling inside vehicles becomes of greater importance to reduce cost and increase reliability. One approach is the so called autarkic sensor that generates energy wireless from the sensor's environment and transmits the derived measuring data also wireless to a communication node. Purpose of this dissertation is to discuss the autarkic energy recovery sensors based on a mechanical to electrical conversion which should allow a cable less energy supply. Theoretical and practical tests where made for a system which consists out of a translatory vibration with magnetic suspension and coreless coils. Starting from the differential equations describing the movement of the system, the influence of different ways of suspension and damping forces where investigated. As a result, the actual equation of oscillation was derived and solved with respect to amplitude and phase. The gained electrical power was derived from the real part of the current. Multiple test runs inside a car where performed to obtain some realistic measurement values. Based on those measurements, a test stand was set up inside the laboratory which should simulate normal road conditions. Using this test stand, multiple functional models of energy converting systems were investigated.


Fakultät Maschinenbau Abgeschlossen 2003
Psychologie des Planens im Kontext komplexer Arbeitsfelder

Rinat Saifoulline

Prof. Dr. phil. et. rer. nat. habil. Rüdiger von der Weth

Otto-Friedrich-Universität Bamberg

Diese interdisziplinäre Doktorarbeit befasst sich mit den Auswirkungen spezifischer komplexer Planungskonstellationen auf die Tätigkeit von Planern (Öffentliche Raumplanung) und Managern (Gesundheitsmanagement).


Als empirische Grundlage dient einerseits eine von DFG unterstützte, quasiexperimentelle Untersuchung an der Universität Stuttgart „Effekte planerischer Methodik auf das Vorgehen von Planern in Ausbildung und Praxis“. Das Thema der Zusammenarbeit der Planungswissenschaftler der Universität Stuttgart und Psychologen von der HTW Dresden war die Erforschung methodischer und psychologischer Komponenten des systemorientierten Planens. Die Ergebnisse zeigen, dass die Probanden auf Grund der Schulung in höherem Maße bei der Bewertung der Relevanz der methodischen Teilschritte aber auch bei der Repräsentation der eigenen Arbeitsprozesse übereinstimmen. Beide Übereinstimmungsmaße korrelieren mit den Verhaltensmaßen im Arbeitsprozess und es zeigten sich ebenfalls hoch signifikante Korrelationen zwischen diesen Übereinstimmungsmaßen und der Qualität der Planungsergebnisse. Ex-post wurden die Daten der Untersuchung sowie die Erfahrungen der Planungsexperten in ein psychologisches Modell der kognitiven Kernkompetenzen eingearbeitet. Diese bestehen aus Kritischem Denken, Kognitiver Flexibilität und Handlungsleitender Mentalen Planerstellung.

Um den praxisbezogenen Umgang der Planer mit der Komplexität zu untersuchen, bedarf Deskription konkreten Situationen, weshalb andererseits im Gesundheitsmanagement zwei reale Fallbeispiele ausgesucht wurden. Mit der Beteiligung des Zentrums für angewandte Forschung und Technologie e.V. an der HTW Dresden, wurden zwei radiologische Arztpraxen einer deutschen Stadt hinsichtlich der Optimierung der strategischen Steuerung evaluiert. Dort wurden arbeitswissenschaftliche, betriebswirtschaftliche und psychologische Analysen durchgeführt. Die Datenerhebungen zeigten deutliche Divergenzen in Praxismanagement, Organisationsstrukturen und den Arbeitsabläufen. Die Effekte des unterschiedlichen Planens gipfelten dort in einem messbaren „Best-Case“ und „Worst-Case“. Die Ergebnisse weisen hin, dass ein komplexitätsgerechtes Arztpraxismanagement die konkurrierenden Ziele berücksichtigt, die Organisationsprozesse effizient gestaltet und das Personalmanagement effektiv betreibt. Höhere Bildqualität, höhere Zufriedenheit von Patienten und zuweisenden Ärzte resultieren daraus.

Abschließend werden beide Professionen hinsichtlich ihren Planungskonstellationen und -methoden verglichen. Es wird darüber diskutiert, was sie voneinander lernen können.


Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Neue Mechanismen für flüssigkeitsabweisende Oberflächen

Paul Auerbach

Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Aland

TU Dresden

We use numerical simulations of droplets on surfaces to investigate the influence of surface topography on wetting behavior and set a foundation to future coating technologies.


Fakultät Informatik/Mathematik
Efficient simulations of dynamic wetting of elastic substrates

Dominic Mokbel

Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Aland

TU Dresden

Wir entwerfen ein innovatives numerisches Modell, welches die Wechselwirkung von elastischen Oberflächen und Flüssigkeiten mathematisch abbildet. Die entstehenden Simulationen sollen dabei helfen, physikalische Effekte besser zu verstehen, die bei der Benetzung von Oberflächen auftreten und somit die Grundlagen für zukünftige Technologien schaffen: von besseren 3D-Drucktechniken bis zu selbst-reinigenden Oberflächen.


Fakultät Informatik/Mathematik
Mechanics of biological cells in flow

Lucas Wittwer

Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Aland

TU Dresden

We devolop mathematical models to describe cell mechanis including intracellular and extracellular flows and use numerical simulations to gain insight into the fundamental physics of life. 


Fakultät Informatik/Mathematik
Modellgetriebene Anwendungsintegration

Kim Voß

Prof. Dr. rer. pol. Dirk Reichelt

TU Bergakademie Freiberg

Modellgetriebene Anwendungsintegration


Fakultät Informatik/Mathematik
Modeling and Simulation of Elastic Surfaces in Flow

Marcel Mokbel

Prof. Dr. rer. nat. Sebastian Aland

TU Dresden

We develop an axisymmetric ALE model to simulate the dynamics of elastic surfaces in flows. As a feature of the method, we take into account the in-plane elasticity of the surface. The method allows to simulate arbitrary elastic shells, for instance the surface of mammalian cells or virtual prototyping of novel thin-shell microswimmres. 


Fakultät Informatik/Mathematik
Automatisiertes Unterwassermonitoring mit Mini-U-Booten

Michael Bommhardt-Richter

Prof. Dr. rer. nat. Marco Block-Berlitz

TU Dresden

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines voll-autonomen Unterwassersystems, das in ein Gewässer für Sondierungs- und Dokumentationsaufgaben gesetzt werden kann. Dort exploriert es systematisch den Grund und erstellt eine Karte des Gewässers. Dazu stehen neben Kameras auch Sonarsensoren zur Verfügung. Durch die 3D-Rekonstruktion des Bodens können anschließend Verfahren zur Objekterkennung zum Einsatz kommen. Werden bspw. Fässer, Fahrräder oder andere Objekte erkannt, die nicht in das Gewässer gehören, so markiert das System die Positionen und liefert so eine Möglichkeit, das Gewässer nachträglich wieder bereinigen zu können. Ziel ist eine systemische Aufnahme mit anschließender Qualitätsprüfung. Im Ergebnis werden fortschreitbare Schadenskartierungen aus den Scannerdaten erstellt. Um die Nutzdauer deutlich zu verlängern, soll das Gerät in der Lage sein, bei Bedarf aufzutauchen und sich über Solarpanel mit Strom zu versorgen. Dieser Regenerationszeitpunkt kann genutzt werden, um dem Anwender bereits erste Ergebnisse zu übermitteln. Das Gerät soll über einen Greifarm und über mehrere Vorrichtungen zur Probenentnahme verfügen. Nach einer genauen Analyse des Ist-Zustandes eines Gewässers, kommt der Aspekt Umweltmonitoring ins Spiel. Durch die Verschmelzung der 3D-Modelle zu 4D-Modellen können auch Prediktionsverfahren untersucht werden, die Vorhersagen ermöglichen. Die sich daraus ergebenen Lösungen können einen weitreichenden Einfluss auf vergleichbare Arbeits- und Forschungsgebiete haben.


Fakultät Informatik/Mathematik
Entwicklung eines Bemessungsverfahrens zum Einsatz von Geokunststoffen in ungebundenen Tragschichten von Verkehrswegen zur Erhöhung der Lebensdauer

Claudia Bräunig

Prof. Dr.-Ing. Ulrike Weisemann

TU Dresden

Durch das komplexe Wirkprinzip der Geokunststoffe und durch die Beanspruchung im Bereich der Gebrauchslast mit sehr geringen Verformungen beziehungsweise Dehnungen, ist die Bemessung der Geokunststoffbewehrung als große Herausforderung anzusehen. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht darum in der Beschreibung und Abbildung des Tragverhaltens von geokunststoffbewehrten Tragschichten in ungebundenen Schichten von Verkehrswegen, welche unter einer dynamisch-zyklischen Last stehen und in welchen kleinen Verformungen hervorgerufen werden. Um besagte Verformungen künftig prognostizieren zu können, gilt es, ein geeignetes Berechnungsverfahren herzuleiten und dessen Genauigkeit anhand experimenteller Untersuchungen zu stützen. Durch die Verstärkung der Tragschichten durch Geokunststoffe wird die Tragfähigkeit und Lebensdauer unter Lasteinwirkung deutlich verbessert und verlängert. Somit ist diese Bauweise ressourcenschonend, zukunftsorientiert und innovativ. Zielstellung der Promotion ist es deshalb, das Tragverhalten von Geokunststoffen, die im oberen Tragschichtsystem angeordnet sind, zu erforschen. Schwerpunkte sind die Entwicklung eines Bemessungsverfahrens und die Erarbeitung von Hinweisen zur Planung und Ausführung dieser Bauweisen, um diese in höherer Qualität herstellen zu können. Die Ergebnisse der Promotion sollen sowohl Forschungseinrichtungen, Planungs- und Ingenieurbüros als auch der Bauindustrie zur Verfügung gestellt werden.


Fakultät Bauingenieurwesen
Reinigung industrieller Abwässer mit Mikroalgen und Untersuchung einer Wertstoffproduktion

Philipp Scherhag

Prof. Dr. rer. nat. Jörg-Uwe Ackermann

TU Dresden

Das Ziel dieses Vorhabens ist die Etablierung eines neuen Verfahrens zur Reinigung von Abwässern aus der Lebensmittelindustrie durch Kultivierung der extremophilen Rotalge Galdieria sulphuraria. Neben der Übertragung vom kleinen Labormaßstab zu großen Technikumsanlagen ist weiterhin eine Optimierung des Produktionsprozesses vorgesehen. Mit der Maßstabsvergrößerung geht außerdem der Wechsel auf ein Rohrreaktorsystem einher. Dieses Reaktorsystem verhält sich grundlegend anders als ein Schüttelkolben z.B. hinsichtlich Selbstbeschattung, Durchmischung und Gaseintrag. Die Untersuchung dieser Problematik stellt einen wesentlichen Anteil des Projektes dar. Anhand der in dieser Arbeit gewonnenen Daten soll künftig eine schnelle Einschätzung zur Eignung noch nicht untersuchter Abwässer vorgenommen werden können. Zusätzlich soll eine Auskunft über die zu erwartende Ausbeute des Pigments Phycocyanin im konkreten Fall gegeben werden und insofern möglich, eine Wirtschaftlichkeitsbeurteilung erstellt werden.

Dementsprechend wird anhand von Kultivierung in unterschiedlichen Reaktorsystemen mit verschiedenen Prozessparametern eine optimale Kultivierungsstrategie erarbeitet.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
MotionSynth: digitale Synthese menschlicher Bewegungen

Dipl.-Inf. (FH) Dennis Wittchen

Prof. Dr. rer. nat. Markus Wacker

TU Dresden

Das Ziel dieses Promotionsvorhabens besteht in der KI-gestützten Synthese (individueller) menschlicher Bewegungsdaten. Am Beispiel der Rehabilitationsmedizin sollen funktionelle Bewegungen synthetisiert werden, z.B. eine Greifbewegung von Parkinson-Patientinnen mit Schweregrad II, ohne solche realen Personen tatsächlich in einer zeit- und kostenaufwändigen Prozedur in großem Maßstab aufzunehmen. Die Synthese erfolgt dabei in einer zu entwickelnden Verarbeitungspipeline für menschliche Bewegungsdaten. Diese Software und die damit generierten Bewegungsdaten sollen Therapeuten und Mediziner u.a. bei der Analyse von Bewegungen unterstützen. Darüber hinaus unterstützt sie die Pipeline bei der optimalen Auswahl von Sensoren und deren Positionierung in realen Messplätzen. Aus diesem speziellen Anwendungsfall in der Rehabilitationsmedizin soll eine Abstraktion zu generischen Schnittstellen für die Eingabe, Analyse und Synthese sowie zur Ausgabe menschlicher Bewegungen abgeleitet werden. Damit soll die Adaption der Pipeline für weitere Anwendungsbereiche gewährleistet werden.


Fakultät Informatik/Mathematik
Perspektiven und Grenzen einer nachhaltigen Bewirtschaftung von Obstplantagen durch begleitende Humuszustandsanalysen

Elisabeth Schwitzky

Prof. Dr. habil. Christian Siewert

TU Dresden

Ziel der Promotion ist die Schaffung von Grundlagen für eine wirtschaftlich attraktive Optimierung der Obstproduktion. Durch Ertragssteigerung und Reduktion von Ertragsrisiken wie z.B. bei Witterungsextremen, kann durch einen besseren Humuszustand die verfügbare Wassermenge in Trockenperioden gesteigert werden. Eine entsprechende Ausnutzung von Wildwuchs für die Verbesserung des Humuszustands reduziert die Unkrautbelastung und den Schädlingsbefall durch eine Förderung von Nützlingen und der Biodiversität. Gleichzeitig können durch einen reduzierten Mineraldüngereinsatz Umweltfolgen wie z.B. die Nitratbelastung von Gewässern verringert werden. Hauptgegenstand der Promotion wäre als erster Schritt eine über die OBS bzw. den Humuszustand optimierte Pflanzenernährung. Dazu ist eine Validierung und gegebenenfalls ein Ausbau von Anwendungsmöglichkeiten der Humuszustandsbewertung für Obstanlagen vorgesehen. Mit der Schwerpunktsetzung auf den Apfel- und Kirschanbau soll zugleich eine produktionsorientierte Schnittstelle zu anderen Forschungsvorhaben bedient werden, die sich mit kurzfristigen Herausforderungen der nachhaltigen Bodennutzung im Agrarbereich und dem langfristig orientierten Forstbetrieb mit zahlreiche Synergien beschäftigt.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Entwicklung einer Qualitätskennzahl zur Evaluation der Gebrauchseigenschaften von Gleisschotter

Sebastian Spörl

Prof. Dr.-Ing. Ulrike Weisemann

TU Dresden

Die objektive Beurteilung des Gleisschotters ermöglicht eine verbesserte Planung der Instandhaltungsarbeiten. Mit der zu entwickelnden Qualitätskennzahl bietet sich die Möglichkeit, eine optimierte Projektvorplanung mit einem entsprechenden technologisch bedingten zeitlichen Vorlauf durchzuführen und ermöglicht damit einen zielgerichteten Einsatz der verfügbaren Technologien Bettungsreinigung, Schotteraufbereitung bzw. Ersatz, in Abhängigkeit von der vorhandenen Ausgangsqualität des Gleisschotters. Damit verbunden sind große ökonomische und ökologische Vorteile.

Mit der zielgerichteten Auswahl der Gleisbaumaschinen können die direkten Maschinenkosten gesenkt werden, da die technisch aufwendigere Schotteraufbereitung nur für die Baustellen angewandt wird, wo es nach objektiven Gründen notwendig ist.

Die Schotteraufbereitung wird technologisch über einen Materialabtrag realisiert, dabei entsteht ein Unterkorn, welches aus der Gesamtkörnung entfernt und volumenmäßig durch Neuschotter ersetzt werden muss. Eine Qualitätskennzahl für Schotter ermöglicht einen gezielten und sparsamen Einsatz der mechanischen Aufbereitung, zugunsten der Bettungsreinigung. Der Bedarf an Neuschotter kann somit über den zielgerichteten Einsatz der verfügbaren Technologien weiter reduziert werden.

Eine Verbesserung der CO2-Bilanz ergibt sich mit dem verringerten Bedarf an Neuschotter aus den Einsparungen bei Erzeugung, Transport zur Baustelle sowie für den Abtransport des Altschotters von der Baustelle. Weiterhin hat der effektivere Einsatz der Technologien einen positiven Einfluss auf die CO2-Bilanz.

Die zuvor genannten Effekte bewirken natürlich sowohl eine Reduzierung des zu deponierenden Abraums als auch einen geringeren Bedarf an Neuschotter und damit eine wesentliche Kostenersparnis sowie eine damit einhergehende Reduktion der Umweltbelastung.

In der Betrachtung der Lebenszykluskosten (LCC) einer Bahnstrecke sind die Nutzungsdauer und die Anfangsqualität wesentliche Parameter. Die Nutzungsdauer kann durch die Reduktion der mechanischen Belastung des Schotters und des Unterbaus verlängert werden. Weiterhin wirkt sich die bedarfsorientierte Aufbereitung positiv auf die Gesamtqualität des Gleises aus, welche wiederum zu einer größeren Nutzungsdauer führt.

Die zu lösende Hauptaufgabe des Promotionsvorhabens besteht in der Entwicklung eines allgemeingültigen mathematischen Ansatzes zur objektiven Beschreibung der primär durch Scharfkantigkeit und Rauigkeit charakterisierten Gebrauchseigenschaften der Schottersteine und der Ableitung einer Qualitätskennzahl.


Fakultät Bauingenieurwesen
Alterungsmechanismen von Katalysatoren und Partikelfiltern

Mario Bahr

Prof. Dr.-Ing. Gennadi Zikoridse

TU Dresden

Ermittlung der Alterungsmechanismen von Katalysatoren und Partikelfiltern


Forschungsinstitut Fahrzeugtechnik
Betriebswirtschaftliche Bewertung von Maßnahmen zum Management der Nachbaukrankheit in Baumschulen und im Erwerbsobstbau

Iris Ficht

Prof. Dr. agr. habil. Wolfgang Lentz

Leibniz Universität Hannover, ZBGBonaRes – ORDIAmur

Betriebswirtschaftliche Bewertung von Maßnahmen zum Management der Nachbaukrankheit in Baumschulen und im Erwerbsobstbau


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Dokumentation und Bewertung der Nachhaltigkeit im Gartenbau

Marika Isaak (Schmieder)

Prof. Dr. agr. habil. Wolfgang Lentz

Leibniz Universität Hannover, Zentrum für Betriebswirtschaft im Gartenbau

Dokumentation und Bewertung der Nachhaltigkeit im Gartenbau


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Adaptive Spiegelschichten auf Basis metallisierter Silikongele

Markus Franke

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Dresden, Prof. Dr.-Ing. A. Richter, Prof. Dr. B. Voit

Mikrooptoelektromechanische Systeme (MOEMS) sind Kernelemente adaptiver optischer Mikro-systeme und werden als Mikrospiegel und -optiken in der Telekommunikations-, Display- und Sensor-technik eingesetzt. Die Adaption bzw. Positionierung der beweglichen Elemente wird durch elektro-statische Auslenkung einer beweglichen Membran ermöglicht und stellt einen präzisen, raum- und energiesparenden elektrischen Antrieb dar. Nachteile finden sich in der aufwendigen Fertigung des miniaturisierten 3D-Aufbaus der MOEMS, welcher eine aufwendige hybride Fertigung durch Foto-lithografie- und Ätzverfahren benötigt. Weiterhin besitzen MOEMS ungenügende Integrations-möglichkeiten für Farbstoffe, wie sie für organische optische Mikrokavitäten benötigt werden.
Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Konzipierung einer innovativen Antriebslösung für adaptive Spiegelschichten in optischen Mikrosystemen, welche die Nachteile herkömmlicher MOEMS überwinden sollte. Das Vorhaben soll durch Metallisierung von Silikongeldünnschichten und der Entwicklung einer kompakten und monolithischen Multischichtarchitektur mit integrierten, miniaturisierten Dünnfilmaktoren auf Basis dielektrischer Elastomeraktoren (DEA) realisiert werden. Die deformierbaren bzw. stellbaren Elektroden der Aktoren sind multifunktional und können als adaptive Spiegel in optischen Mikrosystemen angewandt werden. In dieser Arbeit sollen daher von der Materialentwicklung über die Aktortechnologie bis zu den optischen Anwendungen der adaptiven Spiegelschichten mehrere Schwerpunktfelder bearbeitet werden.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
System zum dynamischen hydraulischen Abgleich von Wärmepumpenanlagen mit Wasser-Frostschutzgemischen

Florian Springer

Prof. Dr.-Ing. Mario Reichel

TU Chemnitz

System zum dynamischen hydraulischen Abgleich von Wärmepumpenanlagen mit Wasser-Frostschutzgemischen


Fakultät Maschinenbau
Grundlagen der Auslegung und Projektierung von Kühlsystemen in Abhängigkeit der thermischen Erfordernisse permanentmagneterregter Synchronmaschinen mit Außenläufer

M.Sc. Sören Miersch

Prof. Dr.-Ing. Thomas Burkhardt

TU Dresden

Grundlagen der Auslegung und Projektierung von Kühlsystemen in Abhängigkeit der thermischen Erfordernisse permanentmagneterregter Synchronmaschinen mit Außenläufer


Fakultät Elektrotechnik
Konzeption eines Traktionsmanagementsystems unter Ausnutzung der dynamischen Lastverlagerung am Beispiel einer Rohrverlegemaschine

David Wildner

Prof. Dr.-Ing. Torsten Berg

TU Dresden

Die grabenlose Verlegung von Rohrkollektoren für die oberflächennahe Geothermie (Agrothermie) erfordert die Entwicklung des Funktionsmusters einer mobilen Verlegeeinheit. Die vorliegende Arbeit betrachtet die Grundlagen zur Analyse einer möglichen Kontrollierbarkeit der Zugkraftübertragung solcher Maschinen mit Gleiskettenfahrwerk. Es wird dargestellt, wie durch die Entwicklung geeigneter Modelle die Wechselwirkungen innerhalb der beispielhaft betrachteten Maschine sowie die Interaktionen mit dem Erdboden näherungsweise zu beschreiben sind. Die Modellierung basiert auf nichtlinearen Mehrkörpersystemen der Kinematik und des Fahrwerks sowie auf semi-empirischen Ansätzen für das Zugkraft-Schlupf Verhalten von Gleiskettenfahrwerken und mathematisch-physikalischen Theorien für Werkzeuge zur Tiefenlockerung. Im Ergebnis wird somit ein Gesamtmodell zur Untersuchung des Einflusses von Maschinen- und Werkzeugparametern auf das Traktionsverhalten gezeigt.

Diese modelltechnische Beschreibung des Gesamtsystems Maschine-Boden ermöglicht weiterführende Parameterstudien hinsichtlich des Einflusses einzelner Maschinen- und Prozessparameter auf das Traktionsverhalten bei dem Befahren definierter Referenzböden. In der Folge ist aufzuzeigen, wie mit der Anpassung geeigneter Parameter ein verbessertes Zugkraftverhalten auf unterschiedlichen Untergründen erreicht werden kann. Basierend auf diesen Ergebnissen ist ein Regelungskonzept zu entwickeln, mit welchem dies intelligent zu realisieren wäre. Darauf aufbauend erfolgte die Untersuchung des grundlegenden statischen Verhaltens eines solchen Systems sowie eine Analyse der Regelgrenzen und der Regelparameter. Abschließend ist herauszuarbeiten, welchen Mehrwert dieses System hinsichtlich der Auswirkung auf die Prozesskosten bei unterschiedlichen Bodenbedingungen aufweist.


Fakultät Maschinenbau
Entwicklung und Implementierung photogrammetrischer Methoden für die gerichtsfeste Erfassung und Dokumentation von Verkehrsunfallstellen

Tim Kaiser

Prof. Dr.-Ing. Christian Clemen

TU Dresden

In den letzten Jahren fanden weitreichende Entwicklungen im Bereich des Computer Vision und der Photogrammetrie statt. Diese umfassen komplexe Methoden und Algorithmen zur automatischen und semi-automatischen 3D-Objektrekonstruktion aus Bildern. Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Implementierung von Methoden zur Ermittlung von Koordinaten aus Fotos von Verkehrsunfallstellen. Die exemplarische Implementierung der Methoden soll als Modul der Software Forensic Survey erfolgen. Ein wesentliches Ziel ist es, die Steuerung der komplexen photogrammetrischen Methoden auf eine einfache und möglichst intuitive Bedienung zu reduzieren, um eine größtmögliche Akzeptanz und Anwendung im Polizeidienst zu erreichen. Dies soll u. a. durch die Entwicklung und Verwendung von semi- bzw. vollautomatischen Algorithmen sowie durch die Konzeption einer geeigneten grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) erfolgen. Auf diese Weise werden die zu entwickelnden photogrammetrischen Funktionen zu einer wesentlichen Steigerung der Effektivität und der Rechtssicherheit bei der Verkehrsunfallaufnahme führen. Durch die Implementierung bzw. Integration innerhalb des Forensic Survey-Frameworks wird das photogrammetrische Verfahren in Kombination mit den bereits etablierten Funktionen nutzbar sein. Dadurch ist es z. B. möglich, die Topographie einer Verkehrsunfallstelle (z. B. Bordsteinkanten, Mauern, Gebäude, etc.) aus den aktuellen Luftbildern der Landesvermessungsverwaltung zu entnehmen und detaillierte Spurenzeichnungen und Endlagen von Fahrzeugen durch Anklicken der entsprechenden Punkte in Fotos zu vermessen und in der Verkehrsunfallzeichnung maßstäblich darzustellen. Neben der deutlichen Verkürzung der Vermessung der Verkehrsunfallstelle, der Sperrung des Verkehrsraumes und folglich der Verkehrsstaus, ermöglicht das photogrammetrische Verfahren, vergessene Objekte auch im Anschluss an die Beräumung der Unfallstelle auf Basis von Fotos noch vermessen zu können.


Fakultät Geoinformation
Multiple objectives of solar driven inline electrolytic oxidant production for water treatment

Philipp Otter

Prof. Dr.-Ing. Thomas Grischek

TU Dresden

The objective of this dissertation is to identify and evaluate treatment objectives for electro-chlorination as an alternative to commonly applied oxidant dosing. The aim is to develop a simpler and more reliable method for oxidization whenever required to assure long term safe supply of drinking water in rural areas. This shall also include an evaluation of its technical and economic feasibility under different source water conditions.

The focus of the utilization of the oxidant produced will be put on

  1. The disinfection of the water and
  2. The removal of dissolved and suspended solids, which are of common concern in off-grid water treatment such as iron, arsenic and manganese.

As described above, the adjustment of redox conditions alone can generally be only one out of several required treatment steps. In order to allow a larger area of application the electro-chlorination process shall be combinable with different pre- and post-treatment steps:

  1. Prior to active oxidant/chlorine production:
  2. Riverbank Filtration (RBF) and Soil Aquifer Treatment (SAT)
  3. Media and membrane filtration

for turbidity/ particle removal and partly disinfection

  1. After oxidant/chlorine production:
    1. Media filtration using e.g. GSP and AFM

for iron, manganese and arsenic removal

All pre-and post-treatments steps are widely accepted treatment technologies.

Along this dissertation work electro-chlorination will be combined for the first time with these treatment steps. Treatment performance will be evaluated under given conditions using WHO guidelines. In some of the settings no sufficient background chloride concentration may be available or higher chlorine concentrations are required to achieve treatment targets. Due to that, operational strategies for low chloride/high chlorine regimes will also be developed. It is expected that electro-chlorination, in combination with these processes, allows that a multitude of water quality challenges can be specifically addressed. Positive performance data may allow that electro-chlorination becomes an alternative treatment step for rural water supply systems in the future.


Fakultät Bauingenieurwesen
Beitrag zur Geometriebeschreibung wälzgefräster Balligzahnkupplungen

Jakob Lang

Prof. Dr.-Ing. Christoph Spensberger

TU Dresden

  • Problematik

Eine bedarfsgerechte Auslegung von Zahnkupplungen gewinnt aus wirtschaftlichen und industriellen Gründen immer mehr Bedeutung. Bisher erfolgt die Auslegung von Zahnkupplungen mit Berechnungsmodellen, welche die Verzahnungsgeometrie nur unzureichend abbilden. Voraussetzung für eine angemessene Auslegung ist die exakte Geometriebeschreibung der Zahnkupplungsverzahnung um an dieser Beanspruchungen berechnen zu können. Bislang liegen mathematische Geometriebeschreibungen des Nabenzahnes vor, welche auf dem  Fertigungsverfahren Wälzstoßen basieren oder den Hinterschnitt des Wälzfräsers nicht mit berücksichtigen.

Weiterhin wird die kinematische Freigängigkeit der Zahnkupplung in sehr hohem Maße von der Geometrie der Verzahnung beeinflusst. Die aktuelle Verzahnungsgeometrie hat ihre Grenzen bei einer winkligen Auslenkung von maximal 4-5° erreicht. Die Beschreibung einer neuen Geometrie ist somit unabdingbar bei einer  Erweiterung des Einsatzgebietes von Zahnkupplungen.

 

  • Aufgabenstellung         

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Fertigungssimulation eines wälzgefrästen Nabenzahnes zur Beschreibung einer, nach heutigem Stand, wälzgefrästen Nabenzahngeometrie mit beliebiger Bombierung. Anhand dieser sollen Pressungs- und Lastverteilungsrechnungen durchgeführt und mit der Praxis verglichen werden. Weiterhin soll durch das Ändern von Fertigungsparametern in der Fertigungssimulation eine Beschreibung neuer optimierter Nabenzahngeometrien erfolgen. Schwerpunkt hierbei soll auf ein Vergrößern der kinematischen Freigängigkeit bei gleichbleibender Belastung liegen.


Fakultät Maschinenbau
Erfassung, Modellierung und Interpretation menschlicher Bewegungen für die Mensch-Maschine-Interaktion

Dipl.-Inf. (FH) Mathias Klingner

Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Joachim Böhme

TU Bergakademie Freiberg

Erfassung, Modellierung und Interpretation menschlicher Bewegungen für die Mensch-Maschine-Interaktion


Fakultät Informatik/Mathematik
Adaptive lokale Roboternavigation

Dipl.-Inf. (FH) Frank Bahrmann

Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Joachim Böhme

TU Ilmenau

Adaptive lokale Roboternavigation


Fakultät Informatik/Mathematik
Explorative Analyse der Implementierungsbedingungen für Servicerobotik in der stationären Altenpflege

M.Sc. Franziska Bielefeldt
M.A. Lisa Obst

Prof. Dr. phil. et. rer. nat. habil. Rüdiger von der Weth

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

Durchführung einer explorativen Analyse der Implementierungsbedingungen von Servicerobotik auf strategischer und operativer Ebene der stationären Altenpflege zur Ableitung praktischer Implikationen für eine erfolgreiche Integration.


Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Cacao (Theobroma cacao L.) in Peru: Its varieties, quality potential, and risk for cacao farmer and final consumer

Katharina Laila Marie Zug

Prof. Dr. rer. nat. habil. Arne Cierjacks

Universität Hamburg

Die Promotion befasst sich mit den Einflüssen von Genotyp, Plantagen-Management und biologischer Vielfalt auf die Qualität von Rohkakao im Bezug auf sekundäre Inhaltsstoffe, biochemische Geschmacks-Vorstufen und den Gehalt an Schwermetallen. Hierzu wurden verschiedene Kakaosorten aus unterschiedlichen Regionen von Kakao beprobt und umfangreiche Boden- und Biodiversitäsmessungen durchgeführt.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Untersuchungen zum Wasserhaushalt, Knöllcheninfektion und symbiotischer N2-Fixierung von Sojabohnen zur Optimierung des Sojaanbaus unter kontinental geprägten Standortbedingungen Mitteleuropas

M. sc. Anne Griebsch

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

HU Berlin

Ziel des Vorha­bens ist es, durch entsprechend systematisch durchge­führte Gefäß- und Feld­versu­che a) die Überdauerung der für Sojabohnen relevanten Bakte­rien Bradyrhizobium ja­poni­cum unter hiesigen Bedingungen zu prüfen, b) in Gefäß- und Feldversuchen die Be­deutung der Bodenimpfung über eine Zwischenfruchtbau mit Sojabohnen und der räumlichen Verteilung von Bradyrhizobium japonicum im Boden im Vergleich zu einer Impfung des Saatgutes mit Rhi­zobien für die Ertragsbildung und symbiotische N2-Fixierung von Sojabohnen zu quantifizieren und c) eine Strategie zur Optimierung der Impfung des Bodens mit Rhizobien für den Anbau von Sojabohnen abzuleiten und experi­mentell zu validieren. Ferner sollen (d) das Wasser­aneignungs­vermögen und der Wasser­ver­brauch von in Deutschland angebauten Sojabohnen ermittelt werden, um Gunststandorte für den Anbau von Sojabohnen im Hinblick auf die Sicherung der Wasserversorgung der Sojabohne ausweisen zu können.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Bio-vegane Düngung: Entwicklung eines innovativen, für den ökologischen Produktionsgartenbau geeigneten Düngemittels

M. Sc. Tsvetelina Krachunova

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

HU Berlin

Ziel des Vorha­bens ist es, vegane und ökologisch erzeugte Düngemittel zu entwickeln, welche auf der Basis von ökologisch angebauten Futterleguminosen über biotechnologische Verfah­ren kostengünstig aufbereitet und konserviert werden können, um sie als system­konformes Düngemittel im ökologischen Produktionsgartenbau einzusetzen. Hierzu sollen verschiedene neuartige biotechnologische Verfahren der Aufbereitung und Konservierung mit mehreren Futterleguminosenarten geprüft und die Düngewirkung derart aufbereiteter Düngemittel in fester und flüssiger Applikationsform in Gefäß- und Feldversuchen mit gartenbaulichen Kulturen geprüft werden.    


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Sunfarming concept Food & Energy: Entwicklung kombinierter Nutzungssysteme der Gemüseerzeugung mit Freiflächen-Photovoltaikanlagen

M. Sc. Martin Scholz

Prof. Dr. agr. Knut Schmidtke

HU Berlin

Ziel des Vorha­bens ist es, in einer auf dem gartenbaulichen Versuchsfeld der HTW Dresden aufgebauten Agrophotovoltaikanlage (APV), die gemeinsam mit dem Fachgebiet Ingeni­eurhydrologie (Prof. Feistel) an der HTW Dresden als hochgeständerte Modelversuchsanlage konzipiert und im August 2017 errichtet wurde, Versuche mit verschiedenen gemüsebaulichen Kulturpflanzen durchzuführen. Ziel ist es, diejenigen Kulturpflanzen zu identifizieren, mit denen sich in einer APV die höchste Wertschöpfung und Produktqualität im Erntegut erzielen lassen. Es soll ferner herausgearbeitet werden, in welchem Maße Mehrerträge und höhere Produktqualitäten durch eine Zusatzbewässerung in einer APV erzielt werden können, die aus dem gesammelten Niederschlagswasser resultieren. Übergeordnetes Ziel ist es deshalb, neuartige gemüse­bauliche Nutzungssysteme für APV mit hoher flächenbezogener Wertschöpfung aus der dualen Nutzung zur Erzeugung von regenerativer Energie und pflanzlichen Lebensmitteln für hiesige Standortbedingungen zu entwickeln.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Beiträge zur Analytik von Mikroplastik in sächsischen Gewässern

Sven Schirrmeister

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Dresden, Prof. Fery

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer routinetauglichen analytischen Methode zur Untersuchung des Vorkommens und Verhaltens von Mikroplastik in sächsischen Gewässern. Schwerpunkt ist die Untersuchung der Sohlsedimente von Grenzflüssen wie der Elbe und Neiße sowie des Transports der Partikel im Gewässer. Für die Quantifizierung und Charakterisierung von Mikroplastik-Partikeln werden eine Methode der Probenaufbereitung unter Nutzung der elektrostatischen Sortierung weiterentwickelt und eine kalorimetrische Analysenmethode für
den Praxiseinsatz angepasst und kalibriert. Die innovative Methode soll im Rahmen des Promotionsvorhabens
zur Praxisreife gebracht und in Sachsen getestet werden. Nur durch diese Methodenentwicklung ist die Bearbeitung einer ausreichenden Zahl von Sedimentproben für die Bilanzierung des Stofftransports und die Bewertung des Verhaltens möglich. Es gibt bisher keine praktikable Alternative. Der Zeitaufwand für die Untersuchung einer Feststoffprobe soll damit um mindestens eine größenordnung sinken.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Methodik zur Bewertung der Übertragungs- und Datensicherheit in Fahrzeug-Ad-Hoc Netzwerken

Christoph Scharnagl

Prof. Dr. rer. nat. Toralf Trautmann

TU Dresden

Gegenüber der klassischen Netzwerkarchitektur mit stationären Knoten zeichnen sich die Fahrzeugnetzwerke durch eine hohe Dynamik aus. Diese ist auch notwendig, um durch die damit mögliche aktive Unfallvermeidung die Verkehrssicherheit weiter zu erhöhen. Im Vordergrund steht dabei, dass die Kommunikationsteilnehmer vor der Beeinflussung durch Fehlinformationen geschützt werden. Ebenso ist der Schutz vor dem Auslesen personenbezogener Daten relevant. Eine mögliche Technologie für die Verschlüsselung der C2X-Botschaften ist folgende: Die Vergabe von Zertifikaten übernimmt hier die Zertifizierungsstelle. Um den Datenschutz und die Sicherheit zu gewährleisten, ist eine Trennung von Registrierung und Autorisierung notwendig. Die Registrierungsstelle validiert die Anfrage des Kommunikationsteilnehmers. Nach Erhalt des Zertifikats erfolgt die Anfrage bei der Autorisierung. Bei einer positiven Antwort, kann der Kommunikationsteilnehmer zertifizierte Car2x-Botschaften an weitere Kommunikationsteilnehmer versenden. Ziel der Arbeit ist dabei, eine geeignete Verschlüsselungstechnologie in Verbindung mit der Car2x-Kommunikation umzusetzen. Die Herausforderung liegt aufgrund dieser speziellen Kommunikation bei der Berücksichtigung von Latenz, Datenrate und Verfügbarkeit.


Fakultät Maschinenbau
Digitalkompetenz – Verständnis, Relevanz und Messung im Kontext wissenschaftlich fundierter Personalarbeit

J. Kanitz

Prof. Dr. rer. pol. Ronny Baierl

Technische Universität Bergakademie Freiberg

Ziel ist die Bedeutung des Themas „Digitalkompetenz“ aufzuzeigen, Fragestellungen abzuleiten sowie die geplante Herangehensweise darzustellen.


Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Löslichkeit von Gasen in Wasser-Glykol-Kreisläufen energietechnischer Anlagen

Felix Panitz

Prof. Dr.-Ing. habil. Winfried Heller

Technische Universität Dresden

Freie Gasblasen sind in Solarheizungssystemen problematisch. Die Arbeit befasst sich mit den Grundlagen zur Löslichkeit in Wasser-Glykol-Gemischen bei unterschiedlichen Mischungsverhältnissen, Temperaturen und Drücken. Ziel ist die Verringerung freier Gase in den Anlagen.


Fakultät Maschinenbau
Gemeinsame mentale Modelle in der agilen Softwareentwicklung: Ein Ansatz zur Erstellung von Gestaltungsempfehlungen für „gute“ erfahrungsspezifische User Stories

Daniel Hallmann

Prof. Dr. phil. et. rer. nat. habil. Rüdiger von der Weth

Otto-Friedrich-Universität Bamberg

User Stories sind ein probates Mittel zum Austausch von Anforderungen in der agilen Softwareentwicklung. Die Anwendung ist jedoch kritisch, da sich immer wieder Fehler in der Beschreibung einzelner Formularfelder wie den Akzeptanzkriterien einschleichen. Mit diesen fehlerhaften User Stories müssen Personen mit individuellen Erfahrungen ein gemeinsames menta- les Modell konstruieren. Häufig ist der Aufbau jedoch nicht möglich und es kommt zu negativen Reaktionen wie Frustration bei fehlenden Erfahrungen, langen Diskussionen bei unterschiedlichen Vorstellungen und teuren Nacharbeiten bei missverstandenen Inhalten. Aufgrund dieser Effekte sollen mit einer Ex-post-Analyse, einer Feldstudie und einem Experiment die Zusammenhänge von fehlerhaften User Stories, individuellen Erfahrungen und gemeinsamen mentalen Modellen untersucht werden. Mit dieser Sicht auf die Verarbeitung von User Stories wird das Forschungsin- teresse für kognitionspsychologische Prozesse in der agilen Softwareentwicklung unterstützt. Außerdem liefert die Arbeit für die Praxis Gestaltungsempfehlungen für „gute“ erfahrungsspezifi- sche User Stories. Mit dieser Strategie sollen frühzeitig die Kosten in der agilen Softwareentwick- lung reduziert werden. 


Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Grundlagenuntersuchung biobasierter Kunststoffe hinsichtlich sensorischer Effekte und Prüfung der Entwicklungspotentiale

Dipl.-Ing (FH) Henry Kettwig

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann

Technische Universität Bergakademie Freiberg

Viele Kunststoffe werden aus petrochemischen Rohstoffen hergestellt. Ein späteres Recycling des anfallenden Kunststoffmülls ist aufwendig und muss fachgerecht erfolgen. Kunststoffe haben auch viele Anwendungen in der Elektronikbranche. Speziell für den Einsatz in Sensoren sollen Alternativen zur Substitution der petrochemischen Kunststoffe untersucht werden.


Fakultät Maschinenbau
Beitrag zur Bestimmung der Messunsicherheit bei Dehnungsmessstreifen

Dipl.-Ing. (FH) Patrick Otto

Prof. Dr.-Ing. Gunther Naumann

Technische Universität Dresden

Dehnungsmessungen mittels Metallfolien-Dehnungsmesstreifen stellen einen Standard in der Beanspruchungsmessung dar. Hier gibt es zahlreiche Arbeiten für alle möglichen Teilbeiträge zur Messunsicherheit. Die Bestimmung der Messunsicherheit für industrielle Anforderungen erfordert allerdings eine Übersichtsbetrachtung mit der Wichtung einzelner Einflüsse unter Berücksichtigung der gesamten Messkette.


Fakultät Maschinenbau
Poröse Materialien für die Flüssigphasenadsorption und weitere Anwendungen

M. Sc. Thomas Hähnel

Prof. Dr. rer. nat. habil. Grit Kalies

Technische Universität Dresden

Poröse Materialien für die Flüssigphasenadsorption und weitere Anwendungen


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Untersuchungen von Biopolymeren für Anwendungen in der Sensortechnik

M. Sc. Daniel Firzlaff

Prof. Dr. rer. nat. Kathrin Harre

TU Freiberg

Gelatine ist ein kosteneffizientes, vielversprechendes Biopolymer, welches sich für die Anwendung als Luftfeuchtigkeitssensor eignet. Als Nebenprodukt der Fleisch- und Lederindustrie stammt Gelatine aus nachwachsenden Rohstoffquellen. Des Weiteren ist dieses Biopolymer weit verbreitet, ungiftig und biologisch abbaubar.

Gegenüber seiner natürlichen Form dem Kollagen, zeigt Gelatine als denaturiertes Protein eine höhere Prozessstabilität, was eine bessere Handhabung bei der Verarbeitung ermöglicht. Des Weiteren ist das Ansprechverhalten auf Luftfeuchtigkeit in Bezug auf die Aufnahme und Abgabe von Wasser sehr vielversprechend.

Als Teil des Projektes „BioESens“ an der HTW Dresden, ist es das Ziel, eine auf Gelatine basierende Sensorschicht zu entwickeln. Dabei liegt der Fokus auf der Untersuchung der sensorischen Effekte und der Verarbeitbarkeit durch Spin Coating- und Rakelprozesse. Die sensorischen Effekte sollen dabei gegenüber verschiedenen gasförmigen Lösungsmitteln wie Wasser und Alkoholen untersucht werden. Im ersten Schritt wird das Materialverhalten ohne Leitadditive charakterisiert, woran sich die Untersuchung der Unterschiede und ggf. Verbesserungen durch den Einsatz von Leitadditiven anschließt. Durch den Einsatz von Leitadditiven erfolgt wird auch eine Anpassung der Prozessparameter nötig, was die Untersuchung der Viskosität und den daraus resultierenden Schichtdicken beinhaltet. Basierend auf den gewonnenen Daten werden Struktur-Eigenschafts-Beziehung abgeleitet und diskutiert um ein Optimum zwischen Verarbeitung, Performance und Usability zu finden.

 



Gelatin is a cost-effective, promising biomaterial suitable for humidity sensor applications. As a repurposed by-product of the meat and leather industry it contributes to a sustainable material value chain. It is a widely availabale, none-toxic and biodegradable polymer.

As the denatured form of collagen, it shows a more stable processing behaviour than collagen. Moreover the response times for sorption and desorption are promising. The goal is the development of an gelatin based sensor material for electrical applications.

This work is part of the research project “bioESens” at the University of Applied Sciences Dresden. The focus of the research is the examination of sensory effects and the usability in the spin coating- and blade coating technology. This includes the investigation of response behaviour towards gaseous solvents like water and alcohols. In a first stage, the behaviour of the material without conductive additive will be investigated. The second stage is the integration of conductive additives to reduce the materials resistance and the comparison between the unfilled and filled materials. This includes the optimization of the viscosity and the processability of a filled polymer as well as sensor preparation techniques and several methods to quantify sensor effects. Based on the experimental results structure-property-relationships will be discussed. 


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Generierung von topologisch korrekten Volumenkörpermodellen für das Building Information Modelling (BIM) aus dem Terrestrischen Laserscanning (TLS) – Survey2Solid

Enrico Romanschek

Prof. Dr.-Ing. Christian Clemen

TU Berlin

Das Forschungsprojekt Survey2Solid liefert einen substantiellen Beitrag zu einem neuartigen und besseren Verständnis der Mess- und Modellierungskonzepte im Vermessungs- und Bauingenieurswesen, weil die Geometrie für die gesamte digitale Prozesskette von den Sensordaten zum Erstellen und Fortführen digitaler Bauwerksmodelle durchgängig stochastisch und volumenorientiert modelliert wird. Die Arbeit fokussiert auf den Einsatz von terrestrischen Laserscanning im BIM. Es werden zuverlässige Algorithmen entwickelt und veröffentlicht, die die Vermessungsleistungen für BIM wirtschaftlicher machen und gleichzeitig technisch belastbar und qualitätsgesichert sind. Die neue Arbeitsweise wird in einer Pilotimplementierung sichtbar.


Fakultät Geoinformation
Aufbau eines generischen Datenmodells für Produktionsmaschinen zum Aufdecken von Optimierungspotenzial unter Betrachtung des Durchsatzes

Rocky Telatko

Prof. Dr. rer. pol. Dirk Reichelt

TU Chemnitz

Mit Hilfe von Industrie 4.0-Technologien stehen vollkommen neue Möglichkeiten bereit, maschinenspezifische Fertigungsdaten umfangreich erheben und auswerten zu können. Konkret soll sich im Rahmen der Promotion mit der produktionstechnischen Formel zur Kapazitätsbestimmung von Maschinen befasst werden. Dabei steht die Durchsatzmenge im Betrachtungsfokus. Die Verfügbarkeit wird aktuell durch das Thema „Predictive Maintenance“ abgedeckt, welches sich unter dem Begriff „Industrie 4.0“ als Teildisziplin und Aushängeschild der digitalen Transformation herausgebildet hat. Durch den Einsatz von Industrie 4.0-Lösungen, wie bspw. umfassenden Sensorik-Netzwerken, besteht die Möglichkeit der Vorhersage potenzieller Ausfallteile, wodurch bei Notwendigkeit ein Austausch signalisiert wird, um die Anlagenverfügbarkeit zu gewährleisten.

Der nächste Schritt, welcher darauf folgt und thematisch in der Fachliteratur aktuell noch nicht aufgegriffen wird, ist die Betrachtung der Durchsatzmenge. Hier ist das Ziel, den Einsatz von Industrie 4.0-Lösungen weiter voranzutreiben, indem durch die verwendeten Technologien weitere produktionsrelevante Daten erhoben und analysiert werden, welche, zusammengefasst in Form eines Datenmodells, die Varianz der Durchsatzmenge verringern. Dadurch lassen sich bisher ungenutzte Maschinenkapazitäten aufdecken und durch Optimierungsmaßnahmen erschließen, um einen größeren Output bei bestehender Maschinenanzahl zu generieren, sodass strittige Investitionen nicht notwendig sind. Das steigert die Effizienz. Auch die Kosten können gesenkt werden, was einen positiven Einfluss auf die Preisgestaltung hat und somit Vorteile im Wettbewerb bringt. Zudem bleibt dem Unternehmen Kapital erhalten, um bspw. Investitionen in die digitale Transformation vorzunehmen.


Fakultät Informatik/Mathematik
Untersuchung von Entropieeffekten in geordneten kristallinen mikroporösen Materialien

Alexander von Wedelstedt

Prof. Dr. rer. nat. habil. Grit Kalies

TU Dresden

Das Hauptziel der angestrebten Promotion besteht darin, einen Beitrag zum besseren Verständnis von Entropieeffekten in geordneten kristallinen mikroporösen Materialien wie Metall-organischen Gerüstverbindungen oder Zeolithen zu leisten. Das Verständnis dieser Effekte ermöglicht die energieeffiziente und klimaneutrale Anwendung der Speicherung von Gasen sowie der Trennung von Fluidgemischen.

Durch die eigenständige Entwicklung von Computersimulationen können die gewonnenen Erkenntnisse außerdem zeit- und kosteneffizient auf verschiedene industrielle Speicher- und Trennprobleme angewandt werden. Dadurch wird es möglich, Empfehlungen für die Wahl eines geeigneten Adsorptionsmittels in einem industriellen Prozess zu geben.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Tragverhalten dünnwandiger Faserverbundstrukturen mit mineralischer Beschichtungsmatrix

Dipl.-Ing. (FH) Kai Zernsdorf

Prof. Dr.-Ing. Thomas Bösche

TU Dresden

Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der mechanischen Analyse des Tragverhaltens von dünnwandigen Strukturen (Profile) aus Carbonfasern mit einer mineralischen Beschichtungsmatrix, welche im Mehrschichtverbund hergestellt werden sollen. Es ist davon auszugehen, dass die Umstellung von einer organischen zu einer anorganischen Beschichtungsmatrix mit einer deutlichen Veränderung des mechanischen Verhaltens einhergeht. Um besagte Strukturen künftig bemessen zu können, gilt es ein geeignetes Berechnungsverfahren herzuleiten und dessen Genauigkeit anhand experimenteller Untersuchungen zu untermauern.

Da auf eine organische Beschichtungsmatrix verzichtet wird, werden die Strukturen voraussichtlich auch unter Dauerlast und bei hoher Temperaturbeanspruchung gleichbleibende mechanische Eigenschaften aufweisen.


Fakultät Bauingenieurwesen
Untersuchung der Eignung von Schallabsorptionsmessungen zur Charakterisierung poröser Festkörper

Dipl.-Ing. Johannes Winter

Prof. Dr.-Ing. Rhena Krawietz

TU Dresden

Es besteht ein großes Interesse, die Standardmethoden zur Charakterisierung der Porosität von Festkörpern zu ergänzen oder ganz durch nicht-invasive, zerstörungsfreie und zugleich umweltschonende Methoden zu ersetzen. Das betrifft insbesondere die Quecksilberporosimetrie, da Quecksilber stark giftig ist. Ein vielversprechender Kandidat ist dabei die nicht-invasive Schallabsorption. Bei ihrem Eintritt in das Porensystem und ihrer Reflexion an Grenzflächen verändern Schallwellen den Festkörper weit weniger als Gasmoleküle oder Quecksilber.
In der Arbeit soll erforscht werden, inwieweit die Schallabsorption genutzt werden kann, dezidierte Informationen über die porösen Festkörper zu gewinnen. Es soll der Zusammenhang zwischen Schallabsorptions- und Schalldämmeigenschaften und den strukturellen und energetischen Parametern poröser Festkörper ermittelt werden.




Fakultät Maschinenbau
Synergetische Kooperation als Ausweg – Wie KMU mit Kooperation eigenen strukturellen Problemen entgegenwirken

M.A. Nils Dähne

Prof. Dr. phil. et. rer. nat. habil. Rüdiger von der Weth

ist noch offen

Die Arbeit befasst sich mit der Analyse aktueller KMU-Strukturen und der Ableitung von strukturellen Nachteilen im Vergleich zu großen Unternehmen in Bezug auf das operative Geschäft und der strategische Umgang mit strukturellen Wandel. Wie können synergetische Kooperationen dabei helfen diese Nachteile auszugleichen bzw. in Vorteile umzukehren.


Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Wissens- und Technologietransfer: Entwicklung eines ganzheitlichen systemischen Modells zur Beschreibung des Transfergeschehens und der zugehörigen Indikatorik am Beispiel des Subsystems Wirtschaft durch explorative Forschung

Paula-Marie Bormann

Prof. Dr. rer. pol. Swen Günther

TU Chemnitz

: In dieser Dissertation wird der aktuelle Stand der Transferliteratur untersucht und darauf aufbauend ein systemtheoretisches Modell für Wissens- und Technologietransfer sowie transferbasierte Innovation entwickelt. Ziel ist es dabei, ein ganzheitliches Transfermodell zu erschaffen, welches Transfer und Innovation verbindet sowie die Rekursivität, Multidimensionalität und Komplexität des Transfers angemessen berücksichtigt. Auf dieser Basis werden durch explorative Forschung Indikatoren zur quantitativen Beschreibung und Bewertung des Transfergeschehens abgeleitet und ein Werkzeug zur strategischen Steuerung des Transfers geschaffen.


Fakultät Wirtschaftswissenschaften
Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Bewässerungsstrategien auf die Trockenstressreaktionen und die Erhöhung der Trockenstresstoleranz junger Baumschulpflanzen

Anne Dreßler

Prof. Dr. rer. nat. Petra Scheewe

TU Dresden

Gehölze, die in der Baumschule frühzeitig an eine schwierige, sich durch den Klimawandel verschlechternde Wasserversorgung gewöhnt werden, könnten an die Bedingungen an ihrem zukünftigen urbanen Standort besser angepasst sein. Im Rahmen des Projektes zur Untersuchung einer möglichen Erhöhung der Trockenstresstoleranz von Gehölzen durch ein entsprechendes Bewässerungsmanagement in der juvenilen Phase werden verschiedene Gehölzarten unter drei verschiedenen Bewässerungsvarianten angezogen. Verschiedene Parameter, auf die potentiell eine unterschiedliche Wasserversorgung einen Einfluss hat werden untersucht.


Fakultät Landbau/Umwelt/Chemie
Beitrag zur Entwicklung gebäudeintegrierter Windkraftanlagen

Dipl.-Ing. (FH) Maik Höhne

Prof. Dr.-Ing. habil. Winfried Heller

TU Dresden

Beitrag zur Entwicklung gebäudeintegrierter Windkraftanlagen


Fakultät Maschinenbau
Entwicklung einer Wissensbasis für Campus-Infrastrukturmodelle

Eugenie Hilger

Prof. Dr.-Ing. Undine Kunze

TU Dresden

Entwicklung einer Wissensbasis für Campus-Infrastrukturmodelle


Fakultät Bauingenieurwesen
Untersuchung von instabilen und sicherheitskritischen Zuständen in Fahrzeug Ad-hoc Netzwerken

M.Sc. Marcus Degenkolbe

Prof. Dr. rer. nat. Toralf Trautmann

TU Bergakademie Freiberg

Untersuchung von instabilen und sicherheitskritischen Zuständen in Fahrzeug Ad-hoc Netzwerken


Fakultät Maschinenbau
Automatisierte Hindernisumfahrung für kommunale Fahrzeuge

Paul Balzer

Prof. Dr. rer. nat. Toralf Trautmann

TU Dresden
Fakultät Maschinenbau
Dialogmodellierung für die Mensch-Maschine-Kommunikation

Johannes Fonfara

Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Joachim Böhme

TU Bergakademie Freiberg
Fakultät Informatik/Mathematik
Applications of motion analysis in medical science, sports, and therapy

Dipl.-Inf. (FH) Loreen Pogrzeba

Prof. Dr. rer. nat. Markus Wacker

TU Bergakademie Freiberg
Fakultät Informatik/Mathematik
Empirische Erfassung von Risiken in komplexen IT-Offshore-Projekten und Entwicklung praktischer Handlungsempfehlungen

Anna Stepanov

Prof. Dr. phil. et. rer. nat. habil. Rüdiger von der Weth

TU Chemnitz
Fakultät Wirtschaftswissenschaften