High-order DG solvers for under-resolved turbulent incompressible flows: A comparison of L2L^2 and HH(div) methods

The accurate numerical simulation of turbulent incompressible flows is a challenging topic in computational fluid dynamics. For discretisation methods to be robust in the under-resolved regime, mass conservation as well as energy stability are key ingredients to obtain robust and accurate discretisations. Recently, two approaches have been proposed in the context of high-order discontinuous Galerkin (DG) discretisations that address these aspects differently. On the one hand, standard $L^2$-based DG discretisations enforce mass conservation and energy stability weakly by the use of additional stabilisation terms. On the other hand, pointwise divergence-free $H(\operatorname{div})$-conforming approaches ensure exact mass conservation and energy stability by the use of tailored finite element function spaces. The present work raises the question whether and to which extent these two approaches are equivalent when applied to under-resolved turbulent flows. This comparative study highlights similarities and differences of these two approaches. The numerical results emphasise that both discretisation strategies are promising for under-resolved simulations of turbulent flows due to their inherent dissipation mechanisms.Comment: 24 pages, 13 figure

Ultrathin oxides: bulk-oxide-like model surfaces or unique films?

To better understand the electronic and chemical properties of wide-gap oxide surfaces at the atomic scale, experimental work has focused on epitaxial films on metal substrates. Recent findings show that these films are considerably thinner than previously thought. This raises doubts about the transferability of the results to surface properties of thicker films and bulk crystals. By means of density-functional theory and approximate GW corrections for the electronic spectra we demonstrate for three characteristic wide-gap oxides (silica, alumina, and hafnia) the influence of the substrate and highlight critical differences between the ultrathin films and surfaces of bulk materials. Our results imply that monolayer-thin oxide films have rather unique properties.Comment: 5 pages, 3 figures, accepted by PR

Langzeitergebnisse der kombinierten Tele-/High-Dose-Rate-Brachytherapie (Kieler Methode) und Einfluss des PSA-Nadirs

Das Adenokarzinom der Prostata ist eine der häufigsten Tumorerkrankungen des Mannes im höheren Alter. Neben der gut evaluierten radikalen Prostatektomie hat die kombinierte externe Strahlentherapie (EBRT) und High-Dose-Rate (HDR) Brachytherapie in den letzten Jahren einen deutlichen Zuwachs an Relevanz erlangt. Ziel dieser Arbeit ist es die Langzeitergebnisse der Kiel Protokolle 1-3 zu erheben. Insgesamt 694 Patienten wurden mittels der drei Kieler-Bestrahlungsprotokolle zwischen 1986 und 2003 behandelt. 235 Patienten wurden aufgrund einer zu kurzen Nachverfolgungszeit (<24 Monate) nicht in die Auswertung mit einbezogen, solang es in dieser Zeitspanne nicht zu einem Endpunkt-Ereignis kam. Die EBRT wurde in 25 Fraktionen mit je 2 Gy appliziert. Die HDR-Brachytherapie wurde in 2 Sitzungen mit je 15 Gy durchgeführt. Die durchschnittliche Nachbeobachtungszeit der Patienten lag bei 6,38 Jahren. Bezüglich der eingeschlossenen Tumorstadien hatten 197 der insgesamt 459 eingeschlossenen Patienten einen High-Risk-Tumor. Verglichen mit der aktuellen Literatur konnten sehr gute Langzeitergebnisse - insbesondere für die High-Risk-Gruppe - über alle 3 Protokolle gezeigt werden. Der zweite Teil dieser Arbeit untersucht die Aussagekraft des Prostata-spezifischen Antigen (PSA)-Nadirs bezogen auf die biochemische Rezidivfreiheit und das tumorspezifische Überleben. Es konnte gezeigt werden, dass die Höhe des PSA-Nadirs statistisch signifikant mit der biochemischen Rezidivfreiheit korreliert. Aufgrund der großen Spannweite bis zum Erreich des PSA-Nadirs (0-12,4 Jahre) bestimmten wir den PSA-Nadir innerhalb der ersten 18 Monate nach Therapiestart. Bezogen auf eine Cut-off-Wert von 0,81ng/ml ließ sich ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen hinsichtlich dem tumorspezifischen Überleben sowie der biochemisch-rezidiv freiem Überleben zeigen

Social determinants of songbird vocal activity and implications for the persistence of small populations

Conspecific attraction is an important aspect of animal behaviour and several avian studies have shown that vocalizations may be used as an inadvertent cue to locate areas of suitable habitat. By studying the metapopulation system of a territorial passerine, the Dupont's lark Chersophilus duponti, we analysed the demographic correlates of population vocal activity, and the relationships between the occurrence of immigration and the availability of social information (e.g. vocal activity, population size, density and productivity) in 22 local populations. We found that the proportion of active singing days in spring and territorial call advertisement after breeding were positively related to the number of males within local populations. In turn, the intensity of vocal activity was associated with the likelihood of receiving immigrants, better explaining immigration than other kinds of social or public information. Because of depressed signalling, small local populations could experience reduced rescuing from others, thus compromising population persistence. In such cases, habitat management alone may not be enough to overcome this behavioural constraint. Because we found that the occurrence of inter-patch movements also depended on the size of nearby local populations, understanding regional processes may be as important as controlling social and environmental factors for the maintenance of small populations. © Journal compilation © 2008 The Zoological Society of London.Peer Reviewe

Towards computable flows and robust estimates for inf-sup stable FEM applied to the time-dependent incompressible Navier--Stokes equations

Inf-sup stable FEM applied to time-dependent incompressible Navier--Stokes flows are considered. The focus lies on robust estimates for the kinetic and dissipation energies in a twofold sense. Firstly, pressure-robustness ensures the fulfilment of a fundamental invariance principle and velocity error estimates are not corrupted by the pressure approximability. Secondly, Re-semi-robustness means that constants appearing on the right-hand side of kinetic and dissipation energy error estimates (including Gronwall constants) do not explicitly depend on the Reynolds number. Such estimates rely on an essential regularity assumption for the gradient of the velocity, which is discussed in detail. In the sense of best practice, we review and establish pressure- and Re-semi-robust estimates for pointwise divergence-free H1-conforming FEM (like Scott--Vogelius pairs or certain isogeometric based FEM) and pointwise divergence-free H(div)-conforming discontinuous Galerkin FEM. For convection-dominated problems, the latter naturally includes an upwind stabilisation for the velocity which is not gradient-based

Deutsch als Fremdsprache in der Türkei: Einleitung zum Themenheft

Deutsch als Fremdsprache in der Türkei befindet sich daher derzeit in einer wichtigen Phase der Neuorientierung. Die Dynamik dieser Neuorientierung speist sich aus vier unterschiedlichen Kräften, die aufeinander einwirken: Zum Einen hat das türkische Erziehungsministeriums 2004 beschlossen, an den Gymnasien des Landes eine zweite Pflichtfremdsprache einzuführen, nachdem eine zweite Fremdsprache bisher lediglich als Wahlfach in wenigen Schulen des Landes angeboten wurde. In bestimmten Gymnasien ist die zweiten Pflichtfremdsprache bereits seit dem Schuljahr 2004/2005 Realität. Die bisher gewonnenen Erfahrungen zeigen, dass Deutsch aller Voraussicht nach eine klare Vorrangstellung unter den wählbaren zweiten Fremdsprachen einnehmen wird. Gleichzeitig verändert sich die Struktur derjenigen, die Deutsch als Fremdsprache als Lehramtsfach studieren: Bis vor einiger Zeit gehörte der Großteil der Studierenden noch der Generation der sogenannten ‘Rückkehrerkinder’ an, also denjenigen, die in Deutschland als Migrantenkinder aufgewachsen waren und als Jugendliche mit ihren Eltern in den grossen Rückwandererrwellen der 80er und der frühen 90er Jahre in die Türkei zurückkehrten. Die jetzigen Studierenden haben nur noch selten einen Migrationshintergrund; Deutsch wurde von ihnen nicht mehr als Zweitsprache erworben, sondern als Fremdsprache erlernt. Darüber hinaus ist Deutsch für diese Studierenden in der Regel die zweite Fremdsprache, also die Sprache, die nach Englisch gelernt wurde. Das Erfahrungspotential der Deutschlehrerkandidaten hat sich damit verändert – von biographisch gestützter Interkulturalität und erworbener Mehrsprachigkeit hin zur Erfahrung der durch Fremdsprachenunterricht erzeugten Mehrsprachigkeit. Beide oben angedeuteten Entwicklungen zeigen in Bezug auf fremdsprachendidaktische Ansätze und Forschungsfragen in die gleiche Richtung: Konzepte und Fragestellungen, die Deutsch als Tertiärsprache auffassen, stehen im Vordergrund der akademischen Diskussion. Konzeptionell geht man dabei davon aus, dass Türkisch als Erstsprache der Mehrheit der SchülerInnen und StudentInnen in der Türkei und Englisch als erste Fremdsprache berücksichtigt werden müssen. Um eine abgesicherte Tertiärsprachendidaktik einführen zu können, bedarf es jedoch der Erhebung und Analyse von wissenschaftlich abgesicherten Daten wie z. B. empirischer Fehleranalysen, der Analyse des Erfolgs bestimmter Lehr- und Lernstrategien u. a. m. In diesem Kontext gilt es auch, die spezifische Mehrsprachigkeitssituation in der Türkei selbst zu untersuchen und zu berücksichtigen: Für den Teil der Lerner, die ethnischen Minderheiten in der Türkei angehören, ist Türkisch nicht oder nicht unbedingt die Erstsprache. Strukturell und akademisch intensiviert sich gleichzeitig der internationale Austausch, über die bilateralen deutsch-türkischen Beziehungen hinaus: Seit Beginn dieses Jahres ist die Türkei voll in die akademischen Austausch- und Förderprogramme des Europarats integriert; türkische Wissenschaftler verstärken gleichzeitig ihr Engagement in der Diskussion und bei der Umsetzung europäischer fremdsprachenpolitischer und -didaktischer Programme, wie dem Gemeinsamen Europäischen Referenzrahmen für Sprachen, der Erziehung zur Mehrsprachigkeit, frühen Fremdsprachenprogrammen sowie Grenz- und Nachbarschaftssprachenprogrammen

Graphene Grown on Ge(001) from Atomic Source

Among the many anticipated applications of graphene, some - such as transistors for Si microelectronics - would greatly benefit from the possibility to deposit graphene directly on a semiconductor grown on a Si wafer. We report that Ge(001) layers on Si(001) wafers can be uniformly covered with graphene at temperatures between 800{\deg}C and the melting temperature of Ge. The graphene is closed, with sheet resistivity strongly decreasing with growth temperature, weakly decreasing with the amount of deposited C, and reaching down to 2 kOhm/sq. Activation energy of surface roughness is low (about 0.66 eV) and constant throughout the range of temperatures in which graphene is formed. Density functional theory calculations indicate that the major physical processes affecting the growth are: (1) substitution of Ge in surface dimers by C, (2) interaction between C clusters and Ge monomers, and (3) formation of chemical bonds between graphene edge and Ge(001), and that the processes 1 and 2 are surpassed by CH$_{2}$ surface diffusion when the C atoms are delivered from CH$_{4}$. The results of this study indicate that graphene can be produced directly at the active region of the transistor in a process compatible with the Si technology

The making of a branching annelid: an analysis of complete mitochondrial genome and ribosomal data of Ramisyllis multicaudata

Ramisyllis multicaudata is a member of Syllidae (Annelida, Errantia, Phyllodocida) with a remarkable branching body plan. Using a next-generation sequencing approach, the complete mitochondrial genomes of R. multicaudata and Trypanobia sp. are sequenced and analysed, representing the first ones from Syllidae. The gene order in these two syllids does not follow the order proposed as the putative ground pattern in Errantia. The phylogenetic relationships of R. multicaudata are discerned using a phylogenetic approach with the nuclear 18S and the mitochondrial 16S and cox1 genes. Ramisyllis multicaudata is the sister group of a clade containing Trypanobia species. Both genera, Ramisyllis and Trypanobia, together with Parahaplosyllis, Trypanosyllis, Eurysyllis, and Xenosyllis are located in a long branched clade. The long branches are explained by an accelerated mutational rate in the 18S rRNA gene. Using a phylogenetic backbone, we propose a scenario in which the postembryonic addition of segments that occurs in most syllids, their huge diversity of reproductive modes, and their ability to regenerate lost parts, in combination, have provided an evolutionary basis to develop a new branching body pattern as realised in Ramisyllis

Dynamic determination of functional liver capacity with the LiMAx test in post‐cardiac arrest patients undergoing targeted temperature management—A prospective trial

Background: Transiently increased transaminases is a common finding after cardiac arrest but little is known about the functional liver capacity (LiMAx) during the post-cardiac arrest syndrome and treatment in the intensive care unit (ICU). The aim of this trial was to evaluate liver function capacity in post-cardiac arrest survivors undergoing targeted temperature management (TTM) in ICU. Methods: Thirty-two post-cardiac arrest survivors were prospectively included with all patients undergoing TTM at 33 degrees C for 24 hours. Blood samples were collected, and LiMAx testing was performed at days 1, 2, 5, and 10 post-cardiac arrest. LiMAx is a non-invasive, in vivo, dynamic breath test determining cytochrome P450 1A2 (CYP1A2) capacity using intravenous (IV) C-13-methacetin, thus reflecting maximum liver function capacity. Static liver parameters were determined and compared to LiMAx values. Results: A typical pattern of transiently, mildly increased transaminases was demonstrated without fulfilling the criteria for hypoxic hepatitis (HH). CYP1A2 activity was reduced with slow normalization over 10 days (lowest median 48 hours after cardiac arrest: 228.5 (25-75 percentile 105.2-301.7 mu g/kg/h, P < .05). Parameters reflecting the liver synthetic function were not impaired, as assessed by, in standard laboratory testing. Conclusion: Liver functional capacity is impaired in patients after cardiac arrest undergoing TTM at 33 degrees C. More data are needed to determine if liver functional capacity may add relevant information, especially in the context of pharmacotherapy, to individualize post-cardiac arrest care