Three-dimensional magnetohydrodynamic phenomena in circular pipe flow

Ein numerischer Rechencode für die Simulation magnetohydrodynamischer (MHD) Flüssigmetallströmungen in Blankets zukünftiger Fusionsreaktoren wurde erweitert, um komplexe MHD-Phänomene in Geometrien mit gekrümmten Wänden wie z.B. kreisförmigen Rohren zu untersuchen. In diesen MHD-Strömungen wechselwirken induzierte elektrische Ströme mit dem Magnetfeld, welches das Fusionsplasma einschließt, was letztendlich zu starken Lorentz-Kräften, erheblicher Fluidumverteilung und hohen Druckverlusten in der Flüssigmetallströmung führt. Die Anwendung eines schiefheitskorrigierten Green-Gauss- oder eines Least-Squares-Verfahrens zur Berechnung des elektrischen Potentialgradienten zeigt, dass die höhere Genauigkeit dieser Diskretisierungsmethoden für die Lösung der schlecht konditionierten Gleichungen für das elektrische Potential und die elektrische Stromdichte zwingend erforderlich ist. Die detaillierten Untersuchungen auf strukturierten und unstrukturierten Rechengittern spiegeln die große Herausforderung wider, nicht-geradlinige Geometrien adäquat aufzulösen, wobei ein Hauptproblem die Diskretisierung extrem dünner und gekrümmter MHD-Grenzschichten darstellt, ohne dabei die Anzahl der Gitterpunkte im Strömungskern übermäßig zu erhöhen. Die neuen robusteren Methoden führen so zu einer erheblichen Verbesserung der Genauigkeit der Ergebnisse und damit der Leistungsfähigkeit des Codes. Sie ermöglichen zum ersten Mal die Verwendung unstrukturierter Rechengitter, selbst wenn das Magnetfeld sehr stark ist. Der weiterentwickelte Code wird für dreidimensionale Simulationen von Flüssigmetallrohrströmungen in einem inhomogenen Magnetfeld sowie von ein- und austretenden MHD-Strömungen in Strömungskanaleinsätze, die der Druckverlustreduzierung dienen, angewandt. Diese Beispiele wurden ausgewählt, da experimentelle Ergebnisse sowohl für den Druck als auch für das elektrische Oberflächenpotential als Validierungsdaten zur Verfügung stehen. Die Simulationen bieten detailreiche Einblicke in physikalische Phänomene und zeigen Druckbelastungen in Strömungskanaleinsätzen, die mit experimentellen Methoden schwer zugänglich sind. In beiden untersuchten Fällen führen axiale Potentialgradienten zu großräumigen dreidimensionalen Rezirkulationsschleifen elektrischer Ströme, die sich auf Druckverteilung und Geschwindigkeitsprofil auswirken. Ein Vergleich von experimentellen und numerischen Ergebnissen entlang der Rohroberfläche zeigt eine gute Übereinstimmung. Die Simulationen offenbaren zudem, dass ein Kräfteausgleich hauptsächlich zwischen der Lorentzkraft und der Druckkraft besteht. Nur ein kleiner Restanteil der elektromagnetischen Kraft, der als magnetodynamische Kraft eingeführt wird, gleicht sich über Trägheits- und Reibungskräfte aus. Die in der vorliegenden Arbeit gewonnenen Erkenntnisse tragen zur Verbesserung des verwendeten numerischen Codes bei und erweitern seine Anwendbarkeit für zukünftige Anforderungen der Blanketentwicklung und Fusionsforschung. Dies betrifft insbesondere Anwendungen des Codes für komplexere Geometrien und ganze Blanket-Module

VR Investigation on Caregivers’ Tolerance towards Communication and Processing Failures

This article was supported by the German Research Foundation (DFG) and the Open Access Publication Fund of Humboldt-Universität zu Berlin.Robots are increasingly used in healthcare to support caregivers in their daily work routines. To ensure an effortless and easy interaction between caregivers and robots, communication via natural language is expected from robots. However, robotic speech bears a large potential for technical failures, which includes processing and communication failures. It is therefore necessary to investigate how caregivers perceive and respond to robots with erroneous communication. We recruited thirty caregivers, who interacted in a virtual reality setting with a robot. It was investigated whether different kinds of failures are more likely to be forgiven with technical or human-like justifications. Furthermore, we determined how tolerant caregivers are with a robot constantly returning a process failure and whether this depends on the robot’s response pattern (constant vs. variable). Participants showed the same forgiveness towards the two justifications. However, females liked the human-like justification more and males liked the technical justification more. Providing justifications with any reasonable content seems sufficient to achieve positive effects. Robots with a constant response pattern were liked more, although both patterns achieved the same tolerance threshold from caregivers, which was around seven failed requests. Due to the experimental setup, the tolerance for communication failures was probably increased and should be adjusted in real-life situations

Wirtschaftstheorie und Wirtschaftsethik im Denken Walter Euckens

[Abstract fehlt

Application of the glucose hydrogen breath test for the detection of bacterial overgrowth in patients with cystic fibrosis - a reliable method?

Ziel dieser Arbeit war es, zwei Atemtestverfahren in der Diagnostik der bakteriellen Fehlbesiedelung im Dünndarm bei Kindern mit Zystischer Fibrose miteinander zu vergleichen. Der moderne 13C-Xylose-Atemtest wurde dem bisher etablierten H2-Glukose-Atemtest gegenübergestellt. Dabei sollte zusätzlich die Suszeptibilität der CF-Patienten für eine IBF eruiert werden. Die Probanden absolvierten einen kombinierten 13C-Xylose-/H2-Glukose-Atemtest. Retrospektiv wurden zunächst die H2-Ergebnisse der einzelnen Probandengruppen analysiert und dann den maximalen PDR-, cPDR- und den DOB-Werten gegenübergestellt. Die Ergebnisse der aktuellen Studie sprechen für die Prädisposition der CF-Patienten, eine IBF zu entwickeln. Kliniker sollten aber bei der Interpretation der Atemtestergebnisse stets die beeinflussenden Faktoren, die vor allem die Erkrankung der Mukoviszidose mit sich bringt, berücksichtigen und therapeutische Konsequenzen vorsichtig umsetzen. So können die erhöhten Wasserstoffkonzentrationen im H2-Glukose-Atemtest bei CF-Kindern nicht ausschließlich einer IBF zugeschrieben werden. Die hohen Nüchternwerte sind auch Ausdruck der allgemeinen Maldigestion, Malabsorption und der intestinalen Motilitätsstörung, die bei diesen Patienten vorherrschen. Der 13C-Xylose-Atemtest lieferte in den Gruppen der Erwachsenen und Kinder ohne Zystische Fibrose repräsentative Ergebnisse, was für zukünftige Nutzung im Rahmen der Diagnostik einer IBF spricht. Bei heranwachsenden Kindern ist lediglich die altersabhängige endogene CO2-Produktion und orozökale Transitzeit zu berücksichtigen. Für die Diagnostik einer IBF speziell bei Patienten mit Mukoviszidose erscheint uns der 13C-Xylose-Atemtest nicht geeignet, was wir hauptsächlich der krankheitsspezifischen generellen Malassimilation, der Malabsorption und der intestinalen Motilitätsstörung zuschreiben. Wir beführworten daher aktuell weiterhin unter Berücksichtigung der ihn beeinflussenden Faktoren die Anwendung des H2-Glukose-Atemtests in der gastroenterologischen Diagnostik einer IBF wegen der einfachen, preiswerten und nichtinvasiven Anwendbarkeit. Weitere Studien sollen in Zukunft klären, ob der 13C-Xylose-Atemest trotz seiner hohen Kosten regelmäßig mit Nutzen im klinischen Alltag anzuwenden ist. Im Vergleich mit dem Goldstandard des Jejunalaspirates müssen Sensitivität und Spezifität des Isotopen-Atemtests in zukünftigen Studien erarbeitet werden.The aim of the presented study was to compare two different breath-tests regarding to diagnosing itestinal bacterial overgrowth in children with cystic fibrosis. We opposed the modern 13C-xylose-breath-test to the up to now estabilished H2-glucose-breath-test. In addition we checked the general incidence of bacterial overgrowth in the small intestine of children with cystic fibrosis. All subjects completed a combined 13C-xylose-/H2-glucose-breath test. Retrospective results of the H2-glucose-breath-test were analysed in every single subject group and afterwards we compared these values with maximum PDR-, cPDR- and DOB-values of the 13C-xylose-breath-test. In healthy people 13C-xylose-breath-test delivered representative results. However both breath-tests, H2-glucose- and 13C-xylose-breath-test, seem to be unqualified for diagnosing an intestinal bacterial overgrowth in children with cystic fibrosis. The elevated values can not be attributed exclusively to a bacterial overgrowth in the small intestine. The elevated fasting values, we have seen in the H2-glucose-breath-test, can also express an general malnutrition, malabsorption, maldigestion. Disordered motility, wich is often seen in patients with cystic fibrosis, is able to cause high fasting values as well. Additionally varying endogenous CO2-production and varying orocecal-transit-time in children still growing play a major interacting role in the 13C-xylose-breath-test. At present we prefer using the H2-glucose-breath-test in diagnosing an intestinal bacterial overgrowth because of easy and cheap applicability. Future studies are supposed to deliver more information about practicability of the 13C-xylose-breath-test in clinical use despite high costs and long time of procedure. Compared with the gold standard of the jejuna-aspiration, sensitivity and specifity of the isotope-tests still need to be evaluated in further studies

Sumário

Sumário do v. 1, n.

Die Sozialstaat-Klausel des Bonner Grundgesetzes und ihre gesellschaftspolitischen Konsequenzen

[Abstract fehlt

SUMÁRIO

Sumário completo da ReBECEM, v. 3, n. 3, dez. 201

Sumário

Sumário completo da ReBECEM, v. 6, n. 1, jan./abr. 20222

(Des) encontros entre a modelagem matemática na educação matemática e a formação de professores de matemática

Este ensaio visa explicitar aspectos que favorecem encontros e desencontros entre Modelagem Matemática na Educação Matemática e a Formação de Professores de Matemática. Esse objetivo emergiu da questão investigada: que implicações emergem ao considerar a Modelagem Matemática na Educação Matemática um coletivo de pensamento distinto do coletivo da Formação de Professores de Matemática? A teoria que sustenta a discussão é basicamente a de Ludwik Fleck, uma epistemologia construtivista sócio-histórica. Além dessa teoria, outros conceitos referentes à formação de professores são convidados ao diálogo. A teoria assumida neste ensaio conduziu a metodologia de escrita e as respectivas categorizações. A síntese a que chegamos aponta para o rompimento de teorias e práticas no senso comum pedagógico para uma aceitação mais plena da modelagem por professores em todos os níveis de ensino