Living on the edge - the evolutionary history, edaphic adaptations and conservation prospects of the Cheddar Pink, Dianthus gratianopolitanus

The Cheddar Pink (Dianthus gratianopolitanus Vill., Caryophyllaceae) is an endangered, herbaceous perennial native to Central Europe, currently facing population decline. To understand its evolutionary history and biogeographic patterns, we sampled 130 populations and 1705 individuals across its entire distribution range, from southern France to Poland and the British Isles and used nuclear AFLP data, maternally inherited plastid haplotype variation, whole plastome sequence information, and cytological data. The absence of spatial genetic variation, the high rate of mixed plastid haplotypes, and the lack of spatial structure in the plastome tree suggest postglacial gene flow, favoring a scenario of once widespread distribution with secondary fragmentation. While AFLP data revealed a genetic division between southern and northern groups, plastid haplotype variation did not show clear biogeographic patterns but did highlight southwestern richness. Differences in bedrock type, calcareous in the south and siliceous in the north, coincide with AFLP groupings, suggesting edaphic factors may influence the differentiation and adaptation of D. gratianopolitanus. Genetic and cytological data strongly support the existence of refugia in southern France: Although clear evidence for a northern German/Czech refugium is lacking, the survival of now-extinct small populations in western Germany near Belgium, with subsequent expansion, is a possibility. A third genetic group in Baden-Württemberg, located in the contact zone between northern and southern groups, might result from survival in unknown refugia or represent a melting pot scenario. The colonization of the British Isles likely originated from French populations, specifically from the (Pre-)Alps, expanding through Belgium and into the Isles, as supported by genetic assignment and plastid haplotypes. To further investigate local adaptations, cuttings of D. gratianopolitanus from both calcareous and siliceous regions were cultivated and used in a reciprocal transplant experiment in the Botanical Garden in Heidelberg. After one year of growth on triassic shell limestone, porphyry, and serpentine soils, fitness parameters and leaf elemental composition were assessed. Additionally, flowering time and behavior were recorded for individuals from the entire distribution range, as well as D. gratianopolitanus subsp. moravicus cultivated in the Botanical Garden in 2022 and 2023, respectively. While the results revealed only small adaptations in elemental uptake they indicated that plants from calcareous bedrock invested more in vegetative growth, potentially enhancing vegetative reproduction and competitiveness on restricted limestone outcrops. In contrast, plants from siliceous origins exhibited higher flowering rates, promoting gene flow and faster colonization in more open habitats. Although a trend towards earlier flowering between 2013 and 2022/23 was observed, higher early spring and summer temperatures alone likely do not suffice to trigger the earlier flowering. In addition, eleven metapopulations originating from both calcareous and siliceous regions were analyzed using nuclear AFLP data and plastid haplotypes. The genetic structuring revealed varying patterns of connectivity and degrees of isolation, that could indicate either recent gene flow or remnants of past connections. Ecological niche modeling under current and future climate scenarios revealed that southern populations are more affected by drought stress, while northern populations are limited by minimum temperatures. The siliceous group displayed a broader climatic niche, while the more specialized calcareous group might be more vulnerable to climate change. Although current climatic conditions predict a wider suitable area than presently occupied, future scenarios indicate a significant reduction in suitable habitats, with a trend towards higher elevations and northern migrations. These findings underscore the need for conservation strategies that target all subpopulations, preserve genetic variation, and potentially re-establish dispersal routes to ensure the survival of this species

Barrieren der Inanspruchnahme von Unterstützungs- und Entlastungsleistungen für pflegende Angehörige und das Potenzial digitaler Technologien

Pflegende Angehörige (PA) übernehmen den überwiegenden Anteil der häuslichen Pflegearbeit. Dabei kann es sich neben der praktischen Pflege auch um organisatorische oder bürokratische Aufgaben handeln. Während die Pflege einer nahestehenden Person mit positiven Aspekte einhergehen kann, wie beispielsweise ein persönliches Kompetenzerleben sowie die Möglichkeit weiterhin Zeit mit der pflegebedürftigen Person (PB) verbringen zu können, werden von PA auch Belastungen beschrieben. Diese können physischer (z.B. muskuloskelettale Beschwerden) und psychischer (z.B. Ängste, depressive Symptomatik) sowie finanzieller und organisatorischer Form vorliegen. Dem Belastungserleben kann durch Ressourcen der PA entgegengewirkt werden. Dazu zählen neben der Erwerbstätigkeit auch der Erhalt sozialer Kontakte sowie eine regelmäßige Auszeit von der Pflege. Die Förderung dieser Ressourcen kann durch die Nutzung vorhandener Unterstützungs- und Entlastungsleistungen erfolgen. Während Beratungsangebote unterstützende und entlastend

Setup of a Reaction Microscope for the Cryogenic Storage Ring CSR and first Measurements

This thesis describes the setup of the first cryogenic reaction microscope, a new addition to the Cryogenic Storage Ring CSR. A technical description of the major components of the reaction microscope is presented. Selected results of the first experiments are discussed. The electron-photo-detachment from CH– was investigated as a proof-of-principle experiment of photo-electron spectroscopy. All visible features correspond to known transitions from the molecular ion to the neutral. The Si– + Ar collision is used as an example of a negative ion - neutral interaction. The process for electron loss with simultaneous target ionization is identified as a correlated interaction of target and projectile electrons. The cross section ratio, with and without simultaneous target ionization, was found to be an order of magnitude higher than expected. For positive ion beam, electron transfer from a He, Ne or Ar neutral gas target to a Ar+ projectile was investigated. Transitions into ground and excited projectile states could be identified for all targets. In addition, transfer target excitation for Argon target and electron transfer into metastable Ar+ states from Helium and Neon targets is seen. The projectile scattering angle is extracted by the momentum transfer on the recoil ion

Ritual Performance in the American Feminist Utopian and Dystopian Novel from the Twentieth to the Twenty-First Century

This thesis explores the significance of ritual acts in feminist speculative fiction as a lens through which to examine the construction of gender, power, and resistance in both utopian and dystopian contexts. Against the backdrop of socio-political developments since the beginning of the twenty-first century - marked by increasing attacks on women’s rights and growing global inequality - the resurgence of feminist dystopian narratives reflects a growing cultural unease about stalled progress toward gender equality. This context provides a compelling rationale for examining the renewed popularity of feminist speculative fiction in recent decades and the narrative functions of ritual therein. The analysis focuses on a selection of feminist speculative novels from the North American literary tradition, written over the span of more than a century. These texts represent a wide spectrum of feminist visions and fall into three broad categories: utopian, dystopian, and hybrid forms. A shared cultural background among the authors allows for a consistent comparative analysis grounded in ritual theory as developed in Western academic contexts. Drawing on theoretical concepts from ritual studies - particularly those related to performance, social order, and symbolic meaning - the thesis argues that rituals in these works function not only as mechanisms of control used by oppressive regimes but also as transformative and symbolic acts of resistance. Rituals surrounding themes such as gender roles, reproductive rights, family structures, and political participation are shown to play a central role in maintaining or subverting existing power relations. In dystopian narratives, ritual practices often reinforce hierarchical, patriarchal systems, while in utopian visions they can enable solidarity, agency, and the construction of alternative social frameworks. The methodological approach combines literary analysis with insights from gender theory and anthropology. This interdisciplinary framework highlights how feminist speculative fiction uses ritual as a structural and thematic device to critique dominant ideologies and to imagine new forms of community and identity

Structural and bio-functional analysis revealed the mechanism of γ-tubulin ring complex formation in C. albicans

Die Zytokinese ist ein wichtiger biologischer Prozess für die Zellproliferation. Die Mikrotubuli (MT) als Zytoskelettmitglied ist für die Zellmigration, Zellteilung und Zellpolaritätsbildung unverzichtbar. Daher ist die Untersuchung des MT-Nukleationsmechanismus unerlässlich. γ-TuRC ist sowohl für centrosomalen MTOCs (centrosomalen Microtubule Organizing Centers) als auch bei ncMTOCs (noncentrosomalen Microtubule Organizing Centers) die MT-Nukleationsvorlage in Zellen. In dieser Arbeit konzentriere ich mich hauptsächlich auf das ncMTOC-System in C. albicans (SPB (Spindelpolkörper)) und versuchen diesen biologischen Mechanismus zu verstehen. In dieser Studie ist es mir gelungen, in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Dr. Stefan Pfeffer, zwei Kryo-EM-Strukturen der MT-Kernbildungseinheit in C. albicans zu erhalten, die neue Einblicke in das Verständnis der MT-Ausbildung in C. albicans lieferten. Der 3.6 Å γ-TuSC-Komplex ist ein Monomer und bildet eine Y-förmige Struktur aus, die in Zusammenarbeit mit Dr. Erik Zupa aufgeklärt wurde. Mit der Strukturanalyse und den Mutationsexperimenten fand ich eine Insertionsschleife in Spc98, die mit Spc97 interagiert und den γ-TuSC stabilisiert. Darüber hinaus implizierten die Untersuchungen unterschiedlichen γ-Tubulin-Positionen in C. albicans und Xenopus die für die Aktivierung des γ-Tubulin-Ringkomplexes in C. albicans erforderlich sind2, 3. Die andere Kryo-EM-Struktur ist der 3.6 Å γ-TuRC auf der zytoplasmatischen Seite des SPBs, der durch die Co-expression von γ-TuSC mit Spc72 und Stu2 erhalten wurde. Dieser Teil wurde in Zusammenarbeit mit Bram Vermeulen (Doktorand aus der Gruppe von Dr. Stefan Pfeffer) durchgeführt. Mit Hilfe dieser Studie fanden wir überraschenderweise heraus, dass das Spc72CM1 als Dimer an Spc97 bindet und die dimerisierten CM1-Motive für die Oligomerisierung von γ-TuSC und die Zellviabilität entscheidend waren. Darüber hinaus fand ich auch die N-terminale Region des CM1-Motivs, die mit dem benachbarten Spc98 interagiert, was ebenfalls wichtig für die Förderung der Oligomerisierung von γ-TuSC ist. Darüber hinaus habe ich erfolgreich bestätigt, dass die C-terminale Region von Spc72(291-599) für die Interaktion mit der Cterminalen Helix von Stu2(894-924) essentiell ist. Basierend auf den monomeren und oligomeren Strukturen von γ-TuSC bestätigten wir die entscheidende Rolle dimerer CM1-Motive bei der γ-TuSC-Oligomerisierung. Darüber hinaus lieferte die direkte Bindung zwischen Spc72 und Stu2 in C. albicans auch weitere Hinweise darauf, dass Stu2 über seine gebundenen α/β-Tubulin-Dimere auf der zytoplasmatischen Seite die Mikrotubulinukleationsaktivität von an γ-TuRC stimuliert. In Zukunft muss untersucht werden, wie Stu2 auf struktureller Ebene an das γ-TuRC bindet, um die Funktion von Stu2 im MT-Ausbildungsprozess zusammen mit γ-TuRC besser zu verstehen. Der MTAusbildungsmechanismus auf der Kernseite ist ebenso wichtig zu untersuchen

Helmholtz Metadata Collaboration (HMC) - Building a Sustainable FAIR Data Ecosystem in a Changing Research Landscape

The Helmholtz Metadata Collaboration (HMC), initiated in 2019 by the Helmholtz Association of German Research Centres, is dedicated to advancing research data management by translating global metadata standards into practical, interoperable formats. Our mission is to enable the visibility, accessibility, and reusability of research data across Helmholtz and beyond, transforming the FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) principles into practice. In the context of an ever-evolving research landscape, we aim to establish a sustainable, semantically enriched FAIR data ecosystem that spans all 18 Helmholtz centres and integrates across six interdisciplinary research fields: Aeronautics, Space & Transport, Earth & Environment, Energy, Health, Information, and Matter. Our strategic focus lies in three key areas: (1) Assessing the FAIRness of research data across Helmholtz, (2) Enhancing connectivity between research data and infrastructures, and (3) Implementing practical metadata solutions based on best practices and standards. We work closely with a diverse range of stakeholders—including data producers, research infrastructure professionals, and administrators—to ensure the coherent and connected use of metadata throughout the Helmholtz Association. Over the past years, we have conducted comprehensive surveys and FAIR metric analyses to assess the state of research data management within Helmholtz. Through outreach, training, and consulting, we raised awareness of the critical role of metadata in fostering Open Science. Additionally, we have built the technical foundation required to interconnect FAIR data across Helmholtz and established a framework for a collaborative FAIR data space. Our support of 28 community-driven projects has facilitated the development of tailored metadata solutions, addressing practical challenges in research data management. In parallel, we maintain strong links to national and international initiatives such as NFDI, EOSC, and RDA, ensuring alignment with global efforts in Open Science. In our poster, we will share insights into our methodologies, achievements, and lessons learned on our journey toward creating a resilient FAIR data ecosystem. We invite discussions on how to collectively tackle the challenges of research data management in an increasingly interconnected world

Unveiling the Complexity of Colorectal Cancer Heterogeneity. From Clonal Evolution to Cancer Stem Cells

Colorectal cancer (CRC) is one of the main contributors to cancer-related fatality. Patient survival highly depends on tumour stage at diagnosis, as the 5-year overall survival rate drops drastically from ~64% for patients diagnosed in stage I–II to 12% for patients diagnosed in stage IV. Thus, ~90% of CRC related deaths are associated with metastatic disease that does not respond to currently available systemic treatments. Emerging evidence suggests that inter- and intra-tumour heterogeneity significantly contributes to cancer progression and therapy-resistance. In this PhD thesis, I focus on two main sources of intra-tumour heterogeneity: clonal dynamics and stem cell hierarchy. During CRC progression, the tumour ecosystem is subjected to continuous evolution. However, the patterns of clonal dynamics and their dependence on the surrounding environment are not yet well understood. To investigate this, I used an optical barcoding system (LeGO) in mouse tumour-derived organoids to longitudinally track individual clones in different environments. My findings revealed a key bottleneck both in vitro and in vivo, suggesting that clonal selection plays a major role during CRC progression. Moreover, my results indicate that clonal selection is highly influenced by the tumour microenvironment, which critically contributes to tumour heterogeneity and has implications for therapeutic intervention. Furthermore, CRC cells are hierarchically organized with cancer stem cells (CSCs) at the apex, initiating and fuelling tumour growth. LGR5 has been suggested as the marker for CSCs in CRC. However, a significant number of CRCs present none of few LGR5+ cells. LGR5+ CSCs become absent during metastasis initiation and therapy response. Instead, a foetal intestinal stem cell program is reactivated. In this thesis, I propose TROP2 as a marker for these foetal-like CSCs in CRC and functionally characterized them. My findings suggest a mutually exclusive distribution of LGR5+ and TROP2+ CSC populations in both, mouse and human CRC, implying that they represent distinct CSC populations. I demonstrated that while LGR5 marks CSCs in Apcmut CRCs, TROP2 marks CSCs in Apcwt (WNT-low, serrated) CRCs. Furthermore, TROP2 expression is associated with advanced tumour stages and poor prognosis. Here, I showed that, in CRC, TROP2 marks the cells located at the tumour invasive front as well as the metastasis-initiating cell. Additionally, TROP2 gain-of-function and loss-of-function experiments revealed its direct, but yet unknown, role in CRC progression. Finally, TROP2 represents a promising therapeutic target in CRC due to the potent therapeutic activity of the TROP2 antibody-drug conjugated, Sacituzumab Govitecan (SG). Thus, we have launched a multicentre randomized investigator-initiated trial (phase II/III; NCT06243393) to test SG as a 3rd line treatment versus standard-of-care in metastatic CRC patients

Ein T-förmiger Eisenkomplex und seine Rolle in der Hydroborierung von Nitrilen

In den aktiven Bestrebungen, die weit verbreiteten teuren und toxischen Edelmetalle in der Katalyse durch günstige, umweltverträgliche Übergangsmetalle wie Eisen zu ersetzen, spielen dreizähnige Pincerliganden eine wichtige Rolle. Ihr Einfluss und die Stabilität ihrer Komplexe können helfen, die vielfältige Reaktivität der oft paramagnetischen 3d-Metallkomplexe zu kontrollieren und synthetisch nutzbar zu machen. In diesem Zusammenhang beschreibt die vorliegende Dissertation mit dem Titel „Ein T-förmiger Eisenkomplex und seine Rolle in der Hydroborierung von Nitrilen“ Untersuchungen der Koordinationschemie des Bis(oxazolinylmethyliden)isoindolatoliganden (boxmi) in niedervalenten Eisenkomplexen und deren Rolle in der eisenkatalysierten Hydroborierung von Nitrilen. Um die Charakterisierung der paramagnetischen Eisenkomplexe mit dem boxmi-Liganden zu erleichtern, wurden zunächst ihre Kristallisationseigenschaften durch die Verwendung eines achiralen Ligandenderivats oder eines racemischen Gemischs chiraler Ligandenderivate im Vergleich zu den homochiralen Komplexen deutlich verbessert, was anhand der Kristallisation diamagnetischer Komplexe des boxmi-Liganden mit Aluminium, Gallium, Indium, Thallium, Kupfer und Silber gezeigt werden konnte. Mit diesen Werkzeugen wurde ein homochirales, ein heterochirales und ein achirales Derivat eines durch Dimerisierung maskierten T-förmigen Eisen(I)komplexes hergestellt und strukturell charakterisiert. Die Reaktivität dieser Dimere mit π-Akzeptorliganden wie Pyridin, Tolan und Kohlenstoffmonoxid stützte ihre Interpretation als Synthons eines T-förmigen Eisen(I)komplexes. Unter anderem konnte ein ungewöhnlicher ungesättigter quadratisch-planarer Eisen(I)monocarbonylkomplex isoliert und charakterisiert werden. Mit Azobenzol und Isopropylsulfid wurden verbrückte Eisen(II)komplexe mit schwach antiferromagnetischer Kopplung synthetisiert. Die Eisen(I)komplexe waren ebenso wie die Eisen(II)alkylkomplexe des boxmi-Liganden in der Hydroborierung von Nitrilen katalytisch aktiv und 16 Diborylamine wurden in guten bis sehr guten Ausbeuten isoliert. Mechanistische Untersuchungen legten dabei für die zwei Präkatalysatoren unterschiedliche Katalysezyklen nahe. Durch Zugabe einer begrenzten Menge des Hydroborierungsreagenzes konnten außerdem selektiv Dinitrile zu den Aminonitrilen und Ketonitrile zu den Boryloxynitrilen reduziert werden

Ist die Welt noch zu retten? Zur Enzyklika Laudato sí von Papst Franziskus

Ecological economists met regularly with Vatican staff via Zoom in a Circle of Ecological Economic Elders (CoEEE) in 2021 and 2022 to bring together key impulses from Pope Francis' 2015 encyclical 'Laudato sí. On Care for the Common Home', published in 2015, with their own insights. However, as a member of the CoEEE, Malte Faber often experienced during the discussions a deep divide between the teachings of the Catholic Church and the non-religious theories of the natural, economic and social sciences. This experience, which could not be adequately addressed in the CoEEE, led to the following reflections. In (2) and (3) we explain the message of Laudato si and draw attention to the shortcomings of the encyclical. The problematic position of Laudato si on the issues of liberalism and technological progress is addressed in (4). That the encyclical raises legitimate questions for today's secular world is shown in (5) and (6). (5) deals with the unresolved tension in today's global economy between the desire to have more (pleonexia) and the search for the 'good life', (6) with the encyclical's critique of the idea that people are the unrestricted masters of their future. Discourses on sustainability that call for a Great Transformation correspond to the encyclical's call for an ecological conversion. However, as shown in (7), calls for radical and rapid change often lead to a dead end because of the legacy of the past that continues to affect the present. Scientific discourses on sustainability agree with Laudato sí that it is a matter of saving the world - the question is: which world? In sections (8) to (10) we show that the world appears differently from a religious perspective than from the secular perspectives of the sciences. The motifs of sin, forgiveness and conversion are crucial to the encyclical's view. In (9) these motifs are unfolded within the horizon of a Christian doctrine of liberation and freedom, and in (10) they are brought into a concrete relationship with the secular discourse on sustainability. A central concept of Laudato si is the concept of ecological conversion. As explained in (11), this can be used independently of denomination and religion. To summarise, it is stated in (12) that the gap between the secular and Christian perspectives mentioned at the beginning is not insurmountable: provided that both sides respect each other, they can prove to be complementary. Ökologische Ökonomen trafen sich per Zoom in den Jahren 2021 und 2021 regelmäßig mit Mitarbeitern des Vatikans, um in einem Circle of Ecological Economic Elders (CoEEE) wichtige Impulse aus der 2015 veröffentlichten Enzyklika von Papst Franziskus „Laudato sí. Über die Sorge für das gemeinsame Haus“ mit ihren eigenen Erkenntnissen zusammenzuführen. Malte Faber, der zum CoEEE gehörte, erlebte in den Diskussionen jedoch des Öfteren eine tiefe Kluft zwischen den Lehren der Katholischen Kirche und den nicht-religiösen Theorien der Natur-, Wirtschafts- und Sozialwissenschaften. Diese Erfahrung, die im CoEEE nicht hinreichend thematisiert werden konnte, gab den Anstoß zu den folgenden Überlegungen. In (2) und (3) erläutern wir die Botschaft der Laudato si und machen auf Defizite der Enzyklika aufmerksam. Die problematische Stellung von Laudato sí zu den Themen Liberalismus und technischer Fortschritt wird in (4) behandelt. Dass die Enzyklika berechtigte Anfragen an die säkulare Welt von heute stellt, geht aus (5) und (6) hervor. (5) behandelt die in der heutigen globalen Wirtschaft ungelöste Spannung zwischen dem Mehr-Haben-Wollen (Pleonexia) und der Suche nach dem „guten Leben“, (6) die Kritik der Enzyklika an der Vorstellung, Menschen seien unumschränkte Herrn ihrer Zukunft. Nachhaltigkeitsdiskurse, die eine Große Transformation fordern, korrespondieren mit dem Aufruf der Enzyklika zu einer ökologischen Umkehr. Forderungen nach radikalen und schnellen Veränderungen führen jedoch, wie in (7) gezeigt wird, aufgrund der in die Gegenwart fortwirkenden Bestände aus der Vergangenheit oft in eine Sackgasse. Wissenschaftliche Nachhaltigkeitsdiskurse kommen mit Laudato sí darin überein, dass es um die Rettung der Welt geht – die Frage ist: welche Welt? In den Abschnitten (8) bis (10) zeigen wir, dass die Welt in einer religiösen Sicht anders erscheint als in den säkularen Perspektiven der Wissenschaften. Für die Sicht der Enzyklika sind die Motive von Sünde, Vergebung und Umkehr entscheidend. In (9) werden diese Motive in den Horizont einer christlichen Lehre von Befreiung und Freiheit entfaltet, in (10) konkret in eine Beziehung zum säkularen Nachhaltigkeitsdiskurs gebracht. Ein zentraler Begriff der Laudato si ist der Begriff der ökologischen Umkehr. Wie in (11) erläutert wird, kann dieser unabhängig von Konfession und Religion verwendet werden. Zusammenfassend wird in (12) festgehalten, dass die zu Anfang erwähnte Kluft zwischen säkularer und christlicher Sicht nicht unüberwindbar ist: Vorausgesetzt, dass beide Seiten einander respektieren, können sie sich als komplementär erweisen

Hydraulische Auslegung, numerische Optimierung und experimentelle Untersuchung einer Miniaturdiagonalpumpe

Die Motivation (Kapitel 1), ein neuartiges Herzunterstützungssystem zu entwickeln, resultiert aus dem steigenden Bedarf aufgrund der rapiden Zunahme der Fallzahlen von Patienten mit terminaler Herzinsuffizienz. Die drei Ziele der in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Ent- wicklung einer Diagonalpumpe sind: Eine bei Änderungen robuste analytische Auslegung der initialen Geometrie; Erreichen des geforderten Betriebpunktes bei möglichst hohem Wirkungs- grad durch den Einsatz hochgradig automatisierter genetischer Optimierungsalgorithmen; Va- lidierung der numerischen Berechnungen und experimentelle Ermittlung des Kennfeldes der Pumpe. Die Fokussierung der vorliegenden Arbeit auf den hydraulischen Teil der Herzunterstützungs- pumpe mit den daraus resultierenden Vereinfachungen und Beschränkungen ist in Kapitel 2.1 ausgeführt. Hier soll lediglich die Maxime hervorgehoben werden, die Blutschädigung durch eine rein wirkungsgradorientierte Optimierung zu begrenzen. In Kapitel 2.2 wird die analytische Auslegung der hydraulischen Geometrie als Startpunkt für die Optimierung beschrieben, welche bewusst einfach gehalten wird. Aufgrund der beschränk- ten Datenlage würde eine detailliertere Auslegungsphilosophie keinen Mehrwert bieten und das Ergebnis stellt zudem nur den Startpunkt der Optimierung dar. Im ersten Teil des Kapitels 2.3 werden die Annahmen für die numerische Simulation definiert. Hervorzuheben ist hier die Tatsache, dass bei der Durchströmung der Pumpe laminares Strö- mungsverhalten vorliegt. Eine Netzunabhängigkeitsstudie gibt wertvolle Hinweise zur Gestal- tung des endgültigen Netzes, das anschließende Benchmark die für die verwendete Hard- und Software optimale Konfiguration der Cluster-Rechenmaschinen. Der Totaldruckverlust inner- halb der Zu- und Ablaufgeometrie der Pumpe wird in einer kurzen manuellen Geometrieopti- mierung um ca. 90 % bzw. ca. 58 % reduziert. Die eigentliche Optimierung der hydraulischen Geometrie beginnt im zweiten Teil des Kapitels 2.3 mit der Beschreibung der verwendeten Pro- zesskette. Das eingesetzte Programmpaket Numeca Fine Design3D stellt für die notwendigen Einzelprozesse geeignete Einzelprogramme zur Verfügung: das Design of Experiments steuert die Parameterverteilung für die Datenbasis, anhand der das sog. „Surrogate Model“ trainiert wird, eine Art analytisches Ersatzmodell, welches in der Lage ist, vorgeschlagene Parameter- kombinationen im Hinblick auf Förderhöhe und Wirkungsgrad zu bewerten. Die Erzeugung der parametrisierten Geometrie aus den gewählten Datensätzen mit einer Parameterzahl von 101 Stück wird in Numeca Autoblade realisiert. Die Vernetzung der nun vorhandenen Geo- metrie wird mit Numeca Autogrid automatisiert durchgeführt. Der numerischen Lösung des Strömungsproblems durch EURANUS folgt die Auswertung der Ergebnisse im Postproces- sing. Der im Programmpaket Fine Design3D verwendete genetische Optimierungsalgorithmus MINAMO wählt nun unter Berücksichtigung der in der Datenbank vorhandenen Erfahrungen eine neue Parameterkombination, optimiert diese mit Hilfe des Surrogate Models und stellt daraus einen neuen Parametersatz zur Verfügung. Die Prozesskette beginnt von Neuem. Die ge- koppelte Berechnung von Lauf- und Leitrad wird mit einem angepassten Skript durchgeführt, welches die Parameter der einzelnen Geometrien an zwei Autoblade-Modelle mit identischer Meridiankontur übergibt. In Autogrid werden diese beiden Einzelgeometrien zu einer gemein- samen vereint und vernetzt. Die folgenden 13 Optimierungsreihen ergeben ein gutes Erreichen der Förderhöhe bei einem Wirkungsgrad von ca. 58,7 %. Die Optimierungsreihen mit den hier nicht zu vernachlässigenden durchströmten Radseitenräumen ergeben die beste Geometrie mit einer Förderhöhe von 1,18 m bei einem Wirkungsgrad von 41,3 %. Für die Validierung wird das Optimum im Maßstab 2:1 mit Blut und Wasser nachgerechnet. Eine umfassende Analyse der geometrischen (Kapitel 3.2.4) und hydraulischen (Kapitel 3.2.5) Eigenschaften ergibt, dass sowohl der hydraulische Wirkungsgrad als auch der Abströmbeiwert bei der analytischen Aus- legung überschätzt werden. Die Überprüfung der Saugeigenschaften ergibt einen großzügigen Abstand zur Kavitationsgrenze. Insgesamt werden während der Optimierung 5099 Exemplare berechnet, von denen 69,2 % erfolgreich abschließen. Die kumulierte Rechenzeit alleine für die erfolgreichen Rechnungen beträgt ca. 1,275 Jahre. Die experimentellen Untersuchungen (Kapitel 3.3) werden im Maßstab 2:1 auf dem um eine mediengeschmierte Doppellagerung erweiterten Pumpenprüfstand durchgeführt. Die Analyse der analytisch ausgelegten Geometrie mit Wasser ergibt nicht nur, dass diese den Betriebspunkt Opt erheblich verfehlt, sondern auch einen geringen Wirkungsgrad aufweist. Das optimale Ex- emplar V007_SP_n 140 erzielt mit dem Fluid Wasser eine Förderhöhe, welche um 18,3 % über der berechneten liegt, der Wirkungsgrad ist um 17,4 % höher als der berechnete Wert. Der De- signpunkt liegt etwas über dem Punkt des besten Wirkungsgrades des Kennfeldes. Die Ergeb- nisse mit Modellblut liegen bezüglich der Förderhöhe um 8,3 % über der berechneten, der Wir- kungsgrad ist um 2,3 % niedriger als der berechnete. Der Punkt des besten Wirkungsgrades des Kennfeldes liegt exakt im Designpunkt. Abgerundet wird die experimentelle Untersuchung mit der Ermittlung des Totaldruckverlustes im zentrifugalen Turbinenbetrieb. Abschließend kann in Kapitel 4 festgestellt werden, dass die numerische Voraussage, insbesondere die für Modellblut, die experimentellen Daten gut bis sehr gut wiedergibt. Daher ist die vorgestellte Designphilo- sophie der hydraulischen Pumpengeometrie in der Lage, die gestellte Aufgabe gut zu erfüllen