Consolidating NASA's Arc Jets

The paper describes the consolidation of NASA's high powered arc-jet testing at a single location. The existing plasma arc-jet wind tunnels located at the Johnson Space Center were relocated to Ames Research Center while maintaining NASA's technical capability to ground-test thermal protection system materials under simulated atmospheric entry convective heating. The testing conditions at JSC were reproduced and successfully demonstrated at ARC through close collaboration between the two centers. New equipment was installed at Ames to provide test gases of pure nitrogen mixed with pure oxygen, and for future nitrogen-carbon dioxide mixtures. A new control system was custom designed, installed and tested. Tests demonstrated the capability of the 10 MW constricted-segmented arc heater at Ames meets the requirements of the major customer, NASA's Orion program. Solutions from an advanced computational fluid dynamics code were used to aid in characterizing the properties of the plasma stream and the surface environment on the calorimeters in the supersonic flow stream produced by the arc heater

Methodology for Conflict Detection and Resolution in Semantic Revision Control Systems

Revision control mechanisms are a crucial part of information systems to keep track of changes. It is one of the key requirements for industrial application of technologies like Linked Data which provides the possibility to integrate data from different systems and domains in a semantic information space. A corresponding semantic revision control system must have the same functionality as established systems (e.g. Git or Subversion). There is also a need for branching to enable parallel work on the same data or concurrent access to it. This directly introduces the requirement of supporting merges. This paper presents an approach which makes it possible to merge branches and to detect inconsistencies before creating the merged revision. We use a structural analysis of triple differences as the smallest comparison unit between the branches. The differences that are detected can be accumulated to high level changes, which is an essential step towards semantic merging. We implemented our approach as a prototypical extension of therevision control system R43ples to show proof of concept

Melanie Stadermann: SchülerInnen und Lehrpersonen in mediengestützten Lernumgebungen, Zwischen Wissensmanagement und sozialen Aushandlungsprozessen. Wiesbaden: VS Verlag für Sozialwissenschaften 2011 [Rezension]

Rezension von: Melanie Stadermann: SchülerInnen und Lehrpersonen in mediengestützten Lernumgebungen, Zwischen Wissensmanagement und sozialen Aushandlungsprozessen, Wiesbaden: VS Verlag für Sozialwissenschaften 2011 (387 S.; ISBN 978-3-531-17909-4

Wissenschaft und Technik. Zur Reflektion von Technoscience und Interdisziplinarität in der Allgemeinbildung

Der vorliegende Aufsatz befasst sich mit der Thematik von Wissenschaft und Technik in der Allgemeinbildung im Kontext von Interdisziplinarität. Aus dem Wandel der Technosphäre, der Wissenschaftskultur (Technowissenschaft) und dem Wandel im pädagogischen Denken und Handeln wird die Notwendigkeit einer interdisziplinär fachdidaktischen Forschung abgeleitet und die Entwicklung von Ansätzen zur Technoscience Education als eine Perspektive diskutiert.Schlüsselwörter: Technowissenschaft, Interdisziplinarität, Bildung, Technikbildung, Fachdidakti

Untersuchung des Einflusses räumlich getrennter Bedienelemente für mobile Assistenzsysteme auf die Arbeitsbeanspruchung des Nutzers

Zur Steigerung der Qualität werden Wartungstechniker bei ihren Rundgängen in Prozessanlagen mit digitalen Assistenzsystemen unterstützt. Dadurch soll diese Arbeit effizienter und weniger fehleranfällig gestaltet werden. Da sich jedoch konventionelle Eingabemetaphern dafür nur bedingt eignen, versucht man Eingabeelemente von dem Anzeigeelement räumlich zu trennen. Um den Einfluss einer solchen Trennung auf die Arbeitsbeanspruchung des Nutzers zu untersuchen, wurde ein Evaluationsexperiment mit zwei Versuchsgruppen durchgeführt. Dabei hat eine Versuchsgruppe festgelegte Wartungsrundgänge mit Hilfe von Assistenzsystemen mit abgesetzten Eingabegeräte durchgeführt und die andere Gruppe mit kombinierten Eingabegeräten. Der Versuch wurde für die drei Interaktionsmetaphern Texteingabe, Navigation in strukturierten Daten und Navigation in Abbildungen mit jeweils angepassten Eingabegeräten durchgeführt. Als Beanspruchungsindikatoren wurden die Pupillengröße, die Zeitdauer und die subjektive Bewertung mit Hilfe des NASA-TLX gemessen. Als Ergebnis zeigt sich, dass kein signifikanter Unterschied zwischen den verschiedenen Ausprägungen der Trennung für alle Interaktionsmetaphern existiert. Daher spricht von Standpunkt der Arbeitsbeanspruchung nichts gegen eine Trennung des Eingabegeräts vom Anzeigegerät. Zur Erhöhung der Qualität der Daten und Präzisierung der Aussage sollte der Versuch mit einigen Änderungen aber erneut durchgeführt werden.Maintenance technicians are assisted during their operations in process plants with digital assistant systems to increase the quality. This should make the work more efficient and less error prone. Since conventional input metaphors are only limited suitable for this purpose, new input devices are developed which are seperated from the display element. To investigate the influence of such a separation on the work load of the user, an evaluation experiment was conducted with two experimental groups. One group has performed specified maintenance tours with seperated input devices and the other group with combined input devices. The experiment was conducted for the three interaction metaphors text input, navigation in structured data and navigation in images. For each metaphor a suitable input device was used. The workload was measured with the indicators pupil size, time duration and a subjective evaluation with the NASA-TLX. In this experiment no significant difference exists between the various forms of separation for all interaction metaphors. Therefore there is no reason rejecting a separation of the input device from the display device. Nevertheless to improve the quality of the data this investigation should be repetead with some modifications

Linked Enterprise Data als semantischer, integrierter Informationsraum für die industrielle Datenhaltung

Zunehmende Vernetzung und gesteigerte Flexibilität in Planungs- und Produktionsprozessen sind die notwendigen Antworten auf die gesteigerten Anforderungen an die Industrie in Bezug auf Agilität und Einführung von Mehrwertdiensten. Dafür ist eine stärkere Digitalisierung aller Prozesse und Vernetzung mit den Informationshaushalten von Partnern notwendig. Heutige Informationssysteme sind jedoch nicht in der Lage, die Anforderungen eines solchen integrierten, verteilten Informationsraums zu erfüllen. Ein vielversprechender Kandidat ist jedoch Linked Data, das aus dem Bereich des Semantic Web stammt. Aus diesem Ansatz wurde Linked Enterprise Data entwickelt, welches die Werkzeuge und Prozesse so erweitert, dass ein für die Industrie nutzbarer und flexibler Informationsraum entsteht. Kernkonzept dabei ist, dass die Informationen aus den Spezialwerkzeugen auf eine semantische Ebene gehoben, direkt auf Datenebene verknüpft und für Abfragen sicher bereitgestellt werden. Dazu kommt die Erfüllung industrieller Anforderungen durch die Bereitstellung des Revisionierungswerkzeugs R43ples, der Integration mit OPC UA über OPCUA2LD, der Anknüpfung an industrielle Systeme (z.B. an COMOS), einer Möglichkeit zur Modelltransformation mit SPARQL sowie feingranularen Informationsabsicherung eines SPARQL-Endpunkts.Increasing collaboration in production networks and increased flexibility in planning and production processes are responses to the increased demands on industry regarding agility and the introduction of value-added services. A solution is the digitalisation of all processes and a deeper connectivity to the information resources of partners. However, today’s information systems are not able to meet the requirements of such an integrated, distributed information space. A promising candidate is Linked Data, which comes from the Semantic Web area. Based on this approach, Linked Enterprise Data was developed, which expands the existing tools and processes. Thus, an information space can be created that is usable and flexible for the industry. The core idea is to raise information from legacy tools to a semantic level, link them directly on the data level even across organizational boundaries, and make them securely available for queries. This includes the fulfillment of industrial requirements by the provision of the revision tool R43ples, the integration with OPC UA via OPCUA2LD, the connection to industrial systems (for example to COMOS), a possibility for model transformation with SPARQL as well as fine granular information protection of a SPARQL endpoint

Technoscience und Technoscience Education : zum Paradigmenwechsel didaktischer Bezugsgrößen

Der vorliegende Aufsatz befasst sich mit der Thematik von Technik und Technikentwicklung in der Allgemeinbildung vor dem Hintergrund der Omnipräsenz von Wissenschaft und Technik. Bei der Untersuchung didaktischer Bezugsgrößen werden Paradigmenwechsel in dreifacher Hinsicht herausgearbeitet: Wandel der Technosphäre, Wandel der Wissenschaftskultur (Technoscience) und Wandel im pädagogischen Denken und Handeln. Daraus wird die Notwendigkeit einer interdisziplinär fachdidaktischen Forschung abgeleitet und die Entwicklung von Ansätzen zur Technoscience Education als eine Perspektive diskutiert. Dieser Aufsatz leistet damit einen Beitrag zu der in den Fachdidaktiken zu führenden Diskussion zur Verschmelzung von Wissenschaft und Technik sowie zu deren fachdidaktischer Reflektion und notwendiger Forschungsausrichtung. Wenn Inter- und Transdisziplinarität als neue Schlüsselqualifikationen gelten, dann muss das nicht nur für die Zielgruppen des Bildungssystems gelten, sondern auch für diejenigen, die dazu didaktische Modelle und Konzepte entwickeln

Optimisation of water-cannon cleaning for deposit removal on water walls inside waste incinerators

Deposits in municipal waste incinerators are very inhomogeneous in structure and constitution. They cause corrosion and reduce the efficiency, so they need to be removed frequently. Among other systems, operators use water cannons for the deposit removal. Two different removal mechanisms of water-cannon cleaning are suggested: A direct shattering of the deposit by the impact of the water jet, as well as the cracking caused by thermal stresses where droplets cool the deposits. As the contribution of each of the aforementioned mechanisms to the overall cleaning efficiency is unknown, we performed empirical investigations to determine the dominating effect. In a first experimental setup focusing on thermal stress, cold droplets were applied onto hot deposits taken from a waste incinerator. Results showed that the cleaning effect strongly depends on the deposit thickness and structure, so that the deposits could be categorised in three different groups. A second measurement campaign focused on the influence of deposit material, deposit temperature and water jet momentum. It could be shown that both deposit material and temperature have a significant effect on the cleaning efficiency, whereas an increase in water jet momentum only led to modest improvements. The combination of these two parameter studies implies that the influence of the thermal stress outweighs that of the momentum. This knowledge is applicable to the cleaning setup by increasing the temperature gradient

Didaktisches Konzeption eines interdisziplinären Ansatzes „Natur und Technik“ für die Gymnasialklassen fünf und sechs

Die Natur- und Technikwissenschaften prägen grundlegend die Lebenswelt der Menschen. Dabei bringen Technologien permanent neue Produkte und Werkzeuge hervor, die Arbeit und Kultur ebenso wie das Freizeitverhalten beeinflussen und Rückwirkungen auf Natur und Gesellschaft haben. Diese Innovationen entstehen zunehmend durch gemeinsame Entwicklungsarbeit unterschiedlicher Disziplinen (z.B. Medizintechnik). Interdisziplinarität wird somit zu einem Forschungs- und Arbeitsprinzip, ohne die hybride Problemstellungen der Gegenwart und Zukunft nicht gelöst werden können. Ein solch komplexes Zusammenspiel in der Lösung von Problemen erfordert mehr denn je eine ausreichende natur- und technikwissenschaftliche Bildung. In diesen Zusammenhängen muss es daher Ziel sein, Bildung grundzulegen, die zum interdisziplinären Denken und zum Nachvollziehen oder Lösen von Problemen befähigt. In dem Artikel wird zunächst die aktuelle Situation interdisziplinärer natur- und technikwissenschaftlicher Bi ldung in der Eingangstufe des Gymnasium analysiert. Daran anschließend wird ein didaktisches Modell entwickelt, das die Bereiche Natur und Technik interdisziplinär verknüpft. Dieses Modell baisiert auf Grundannahmen der konstruktivistischen Erkenntnistheorie und des Problemlösens, aus denen didaktische Grundprinzipien für ein interdisziplinäres didaktisches Modell abgeleitet werden