Enumeration of generalized polyominoes

As a generalization of polyominoes we consider edge-to-edge connected nonoverlapping unions of regular $k$-gons. For $n\le 4$ we determine formulas for the number $a_k(n)$ of generalized polyominoes consisting of $n$ regular $k$-gons. Additionally we give a table of the numbers $a_k(n)$ for small $k$ and $n$ obtained by computer enumeration. We finish with some open problems for $k$-polyominoes.Comment: 10 pages, 6 figures, 3 table

Canonical suppression in microscopic transport models

We demonstrate the occurrence of canonical suppression associated with the conservation of an U(1)-charge in current transport models. For this study a pion gas is simulated within two different transport approaches by incorporating inelastic and volume-limited collisions pi pi leftrightarrow K bar-K for the production of kaon pairs. Both descriptions can dynamically account for the suppression in the yields of rare strange particles in a limited box, being in full accordance with a canonical statistical description

Dynamic canonical suppression of strangeness in transport models

It is investigated whether canonical suppression associated with the exact conservation of an U(1)-charge can be reproduced correctly by current transport models. Therefore a pion-gas having a volume-limited cross section for kaon production and annihilation is simulated within two different transport prescriptions for realizing the inelastic collisions. It is found that both models can indeed dynamically account for the canonical suppression in the yields of rare strange particles

Development of RF-MEAM interaction potentials for Fe-Y

Der Fokus dieser Arbeit lag zunächst auf einer simulationsgestützen Untersuchung über die Entsteh- ungsmechanismen von Oxidteilchen in ODS-Stählen. Hierbei bilden empirische Wechselwirkungs- potenziale von Eisen-Yttrium-Sauerstoff (Fe-Y-O) die Grundlage für eine Beschreibung dieser Oxid- teilchen-Bildungs-Prozesse in Molekulardynamik (MD) Simulationen, die auch Eigenschaften von Versetzungen und anderen Bestrahlungs-Pänomenen detailiert zur weiteren Aufklärung behandeln können. Zu diesem Zweck ist das speziell auf die Simulation zugeschnittene Anfitten der o.g. MD Potenziale (hier für Fe-Y-O) notwendig. Hierzu dienen die zuvor durchgeführten ab-initio (DFT) Rechnungen als Daten- referenzgrundlage (z.B. von Phasen oder Defekten) zur Optimierung der Potenzialparameter während des Anfittens, um ein möglichst exaktes MD Potenzial zu erzeugen, dass die ab-initio Daten auf größeren MD Skalen detailgetreu abbildet. Im ersten Drittel dieses Projektes wurden mehrere Potenziale für die einzelnen Metall-Komponenten, Fe-Fe und Y-Y, erzeugt. Dabei stellte sich heraus, dass etablierte Standardmethoden nicht in der Lage sind genaue Fe-Y Potenziale als Teillösung für das Fe-Y-O Problem zu erzeugen. Dabei wurde eine Kombination aus dem (M)EAM Modell und zur Optimierung eine LSM gestützte Software (POTFIT) genutzt. Die Komplexität des Problems liegt in den richtungsabhängigen Atombindungen, die die hier entwickelten fortgeschrittenen Simulations- und Fitmethoden benötigen. Im ersten Schritt von drei Schritten (chapter 3) wurden zunächst einmal die Defizite der Standard-Fittechniken evaluiert, indem die während des Fitting-Prozesses gefundenen Parametersets im EAM Formalismus mit der flexiblen Software POTFIT auf ihre Eignung hin gründlich untersucht worden sind. Die hierfür genutzten Fitfunktionen wurden ursprünglich Anfang 2000 von Zhou und Wadley entwickelt. Hierbei liegt die Ursache für die dann entdeckte Parameterset-Problematik darin, dass zur Beschreibung des Fe-Y Systems das Model aus drei Potentialkomponenten besteht: Fe-Fe, Y-Y und Fe-Y. Für diese einzelnen Komponenten sind die Potentialparameter erfolgreich angefittet worden mit Bezug zur Gitterkonstante und Bindungs- bzw. Kohäsionsenergie (beides mit 1% Genauigkeit bezgl. DFT Rechnungen) sowie zu allen elastischen Konstanten (5% Genauigkeit bezgl. Experimente). All dies unter Zuhilfenahme von Parametersuchraum-beschränkenden Techniken, die zur Einhaltung der oben genannten Eigenschaften dienen und urspürnglich von Johnson & Oh sind. Selbst kompliziertere Defekteigenschaften, wie Zwischengitter- und Leerstellenbildungsenergien wurden erfolgreich angefittet. Das hier entwickelte EAM Potenzial für Y-Y ist z.B. in der Lage bei Eigenzwischengitteratomen die basal oktaedrische Position von Zwischengitteratomen (ZA) im Yttrium hcp-Gitter als Grundzustand und die Transition eines jeden ZAs aus einer anderen Position, wie zuvor in DFT berechnet, zu reproduzieren. Zur Bildung des angestrebten Fe-Y Potenzials wurden diese beiden Komponenten, Fe-Fe und Y-Y, zum weiteren Fitten in dem weitgefächerten und komplexen Fe-Y Potzenzialsuchraum genutzt. Die Parametersets wurden mit sogenannten hier entwickelten Hauptparameter (Key Driver) systematisch untersucht. Ein flexibleres Konzept statt der starreren Universal Binding Relations in Abhängigkeit von der Rose Gleichung. Dieser Hauptparameter zeigte eindeutig, dass die Nutzung der Rose Gleichung zur Parametersuchraum-Minimierung den Suchraum dahingehend einschränkt, sodass ein akkurates Anfitten der hier genutzten 900 DFT Datensets nicht mehr möglich ist. Allerdings ist die Orientierung im Parametersuchraum mit dieser Rose Gleichung bei standardmäßigen Optimierungsmethoden (wie LSM) unabdingbar, da ohne diese die benötigten globalen Optima für die Parameter nicht auffindbar sind. Als aufklärendes Testverfahren zur weiteren Ergründung dieser Problematik und Prüfung zur Eignung für Fe-Y Potenziale und den anschließenden Simulationen diente der Versuch, 9 verschiedene Bindungs-energien von Yttrium-Leerstellenclustern mit ansteigender Leerstellenzahl zu reproduzieren. Dieser Test konnte von diesen Potenzialen nur teilweise erfüllt werden und wurde auf die fehlende Beschreibung der Bindungswinkelabhängigkeit im Modell zurückgeführt. Die Erweiterung von EAM durch MEAM mit Winkelabhängigkeit ist jedoch keineswegs eine zufriedenstellende Lösung, da MEAM alternativlos auf der irreführenden Rose Gleichung beruht. Daher war die Benutzung des übersichtlicheren EAM Typs aus zwei Gründen nützlich: 1. MEAM braucht die Rose Gleichung um diesen komplexen Formalismus zu beherrschen mit denselben Problemen wie in EAM, aber dieses grundlegende Problem ist in MEAM deutlich schwerer zu identifizieren als in EAM. 2. Die mit EAM gefundenen, angefitteten Parameter sind eine hervorragende Startparameter-Grundlage für den verbesserten darauffolgenden RF-MEAM Typ. Im zweiten Schritt wurde das Problem aus dem ersten Schritt gelöst, indem ein modifizierter MEAM Spezialtyp im referenzlosen Format (RF-MEAM) angewandt worden ist. Im Gegensatz zum herkömmlichen MEAM wird hier die Rose Gleichung durch mehr DFT Daten und insbesondere einer intelligenteren Machine Learning ähnlichen Genetic Algorithmus (GA) Optimiertechnik ersetzt, die allerdings eine bedachte Startparameterwahl vorraussetzt, womit Schritt 1 wieder ins Spiel kommt. Die genutzte fortgeschrittene MEAMfit Software, die per GA funktioniert, wurde zwischen 2016 und 2017 funktionierend eigens dafür implementiert. Mit den in Schritt 1 gefitteten Parametern und Set-Auswahltechniken konnten die weiterführenden Fits mit optimalen Startparametern durchgeführt werden. Auf dieser Stufe waren diese Fits mit der speziell verbesserten Technik in der Lage ein detailgetreues Fe-Y Potenzial zu generieren, das sowohl alle Phasen (Fe2Y, Fe3Y, Fe5Y, Fe23Y6 und Fe17Y2 sowohl als auch reines Fe und Y) als auch die gesamte Defektdatenbasis mit einer durchschnittlichen Abweichung von ≈11% erfolgreich abbildet. Zusätzlich bestätigend zu dieser allgemeinen Übereinstimmung wurde konsequenterweise der in Schritt 1 entwickelte Test hervorragend mit einmaliger Genauigkeit bestanden, mit max. 5% Abweichung von den komlexen o.g. Y-Leerstellen Bildungsenergien. Allerdings konnte ein systematischer Fehlertrend aufgespürt werden, der Schwächen in der Fe-Fe Komponente offenbarte. Als Folge dessen wurde umgehend diese Komponente durch ein anderes etabliertes Fe-Fe Potenzial von G. Ackland mit einer extrem genauen Schmelztemperatur (nur 3% Abweichung vom Exp.) ausgetauscht. Mit diesem genauen Potenzial konnte zum ersten Mal die Clusterbildung von gelösten Yttrium Atomen in einer Eisenschmelze erfolgreich per MD Simulation auf atomarer Ebene nachgestellt werden oberhalb von 1750 K. Temperaturen darunter hatten eine Ausscheidungsbildung von Y mit sehr geringer Y-Löslichkeit (<0.1%) in Übereinstimmung mit den Experimenten zur Folge. Dies wurde durch den Pot. Typ A ermöglicht, der aber die energetische Reihenfolge bei den Fe-Y Phasen nicht ganz genau einhält. Typ B hingegen hält diese ein, dort fehlt aber die Y-Clusterbildungsneigung. Durch den gebotenen Praxisbezug zur Metallurgie müssen die Löslichkeit und Clusterbildung gleichzeitig in der Simulation genau reproduzierbar sein, was aber weder Typ A noch B kann, was zum Typ A/B Dilemma führt. Dieses Typ A/B Dilemma (Phasen oder Defekt Genauigkeit) führt zum letzten dritten Schritt (chapter 5). Darin ist zusätzlich die Strukturaufklärung von der Fe17Y2 Phase mit Vergleichen zu exp. EXAFS Spektren unserer Kollaborationspartner vom ISSP (Riga) enthalten. Diese Aufklärung dient auch dazu die fehlenden magnetischen Abhängigkeiten im Potenzial zu kompensieren, da die Phasenreihenfolge mit sehr feinen Energieunterschieden wohl stark von magnetischen Wechselwirkungen geprägt ist. Obwohl Potenzial Typ B diesen (Magnetismus) nicht direkt beachtet, ist es in der Lage das tatsächlich gemessene EXAFS Spektrum größtenteils genau wiederzugeben. Allerdings offenbart eine einzige ausgeprägte Phasenverschiebung, dass die angenommene hcp Struktur durch eine unterschwellige rhombohedrale Komponente, die sporadisch in der c-Gitterrichtung auftritt, korrigiert werden muss. AIMD (DFT) Berechnungen in Kooperation mit der University of Edinburgh bestätigen dies und zeigen sogar, dass magnetische Wechselwirkungen diese Strukturmischung stabilisieren. Endgültig bestätigt werden konnte dies mit der genauen EXAFS Spektren Reproduktion mit dem durch AIMD verbesserten nochmals gefitteten Potenzialtyp B, der als neuer Typ C durch AIMD indirekt den Einfluss der magnetischen Wechselwirkungen mit einschließt. Diese erstmalige nahezu deckungsgleiche MD Simulation eines EXAFS Spektrums von einem komplexen metallischen Alloy, hier Fe-Y, stellt eine bisher unerreichte Verbesserung dar. Schließlich löst Typ C das Typ A/B Dilemma und ernöglicht eine genaue gleichzeitige MD Modellierung von Phasen- und Defekten in Fe-Y – ein Durchbruch in der MD-Potenzialentwicklung

Zwei lehrreiche Jahrzehnte: Einsichten und Interpretationsangebote der Transformationsforschung für die Weiterbildung

Zwanzig Jahre nach dem mauerfall ist der strukturelle Umbruch des ostdeutschen Bildungssystems längst vollzogen. Die gesellschaftstheoretische Interpretation der postsozialistischen Transformation ist indes noch nicht zum Abschluss gekommen. Vor allem die unterschiedlichen Verläufe in verschiedenen osteuropäischen Ländern rufen nach einer Erklärung. Der Autor stellt hierzu zwei »Interpretationsangebote« aus der Transformationsforschung vor, deren jüngerer, "kontextsensitiver" Ansatz geeignet erscheint, die Formen des Wandels, auch der Weiterbildung, zu erklären.This article proposes two interpretational approaches which sociological transformation research offers to reflect on east German transformation processes after reunification. (1) Taking the concept of transformation as modernisation catching up, a picture is painted of a society going through inevitable modernisation processes with a time delay. (2) from the theoretical perspective of contextualisation, transformation is seen as an objectless, complex, conflict-prone process during which eastern professionals re-shape western institutions in the light of regional, social and cultural conditions. The author favours this "contextsensitive" interpretation of post-socialist transformation processes. It provides a plausible explanation for the variety of transformation processes in eastern European countries. The article is set in the framework of continuing education: at the start, it depicts the state of research into eastern German continuing education after 1989, and at the end the author comments on how transformation research has been received in continuing education research

Bildungssystem und Zweiter Bildungsweg: Formen und Motive reversibler Bildungsbeteiligung

Die Schulen des Zweiten Bildungswegs (Abendschulen, Kollegs) verzeichneten zwischen den 1950er- und den 1970er-Jahren eine wachsende Nachfrage. Seit Mitte der 1970er-Jahre unterliegt das Wachstum wie auch die Nachfrage selbst Sprüngen und Schwankungen. Langfristig sinkt die Wachstumsrate. Die quantitative Veränderung geht mit einer Veränderung der Rahmenbedingungen einher. Schulen für Erwachsene erfüllen die Funktion der lebenslaufbezogenen Neuzuteilung von Bildungschancen. Diese Funktion der Reversibilisierung steht allerdings heute unter spezifischen Vorzeichen: Die Funktion der nachholenden Eliteförderung ist nicht mehr dominant. Sie hat sich zur allgemeinen Funktion einer nicht nur vom Aufstiegsprinzip geprägten, sondern auch mit der Vermeidung sozialer Exklusion verbundenen Chanceneröffnung im Nachhinein entwickelt. Die Veränderung wird anhand der Literatur zur Entwicklung sowie anhand von Daten zur Teilnehmerstruktur des Zweiten Bildungswegs (ZBW) am Fall des Bundeslandes Hessen aufgezeigt. (DIPF/Orig.)Between the 1950s and 60s, the institutions of adult education experienced a strong increase in demand. Since the mid-1970s, both growth and demand have been subject to leaps and fluctuations. In the long term, the growth rate is sinking. This quantitative change is accompanied by a change in the basic conditions. Schools for adults fulfill the function of a biography-related re-assignment of educational opportunities. Today, however, this function of reversibilization is to be seen under specific circumstances: the function of a retrospective promotion of an elite is no longer dominant; it has developed into a general function of a retrospective opening-up of opportunities not so much determined by the principle of promotion but, rather, by the avoidance of social exclusion. This change is sketched on the basis of literature on this development and of data on the social structure of participation in adult education in the case of the state of Hesse. (DIPF/Orig.

Simulation of Fluid Structure Inte actions by using High Order FEM and SPH

The investigation of fluid structure interactions is crucial in many areas of science and technology. This study presents a robust methodology for studying fluid structure interactions, which is characterized by high convergence behavior and is insensitive to distortion and stiffening effects. Therefore, the Smoothed Particle Hydodynamicy is coupled with the high order FEM. After various coupling methods for linear and quadratic elements from the literature have been described, a variant with higher-value approach functions is implemented. The two methods can be meshed independend without loss of accuracy. After successful validation, it is shown that only a few finite elements are necessary to obtain a convergent solution. The presented method is promising especially for thin-walled structures where significantly fewer degrees of freedom are required than for linear elements

Three-Dimensional Digital Capture of Head Size in Neonates – A Method Evaluation

Introduction: The quality of neonatal care is mainly determined by long-term neurodevelopmental outcome. The neurodevelopment of preterm infants is related to postnatal head growth and depends on medical interventions such as nutritional support. Head circumference (HC) is currently used as a two-dimensional measure of head growth. Since head deformities are frequently found in preterm infants, HC may not always adequately reflect head growth. Laser aided head shape digitizers offer semiautomatic acquisition of HC and cranial volume (CrV) and could thus be useful in describing head size more precisely. Aims: 1) To evaluate reproducibility of a 3D digital capture system in newborns. 2) To compare manual and digital HC measurements in a neonatal cohort. 3) To determine correlation of HC and CrV and predictive value of HC. Methods: Within a twelve-month period data of head scans with a laser shape digitizer were analysed. Repeated measures were used for method evaluation. Manually and digitally acquired HC was compared. Regression analysis of HC and CrV was performed. Results: Interobserver reliability was excellent for HC (bias-0.005%, 95% Limits of Agreement (LoA) −0.39–0.39%) and CrV (bias1.5%, 95%LoA-0.8–3.6%). Method comparison data was acquired from 282 infants. It revealed interchangeability of the methods (bias-0.45%; 95%LoA-4.55–3.65%) and no significant systematic or proportional differences. HC and CrV correlated (r2 = 0.859, p<0.001), performance of HC predicting CrV was poor (RSD ±24 ml). Correlation was worse in infants with lower postmenstrual age (r2 = 0.745) compared to older infants (r2 = 0.843). Discussion: The current practice of measuring HC for describing head growth in preterm infants could be misleading since it does not represent a 3D approach. CrV can vary substantially in infants of equal HC. The 3D laser scanner represents a new and promising method to provide reproducible data of CrV and HC. Since it does not provide data on cerebral structures, additional imaging is required

Bayesian Analysis of Femtosecond Pump-Probe Photoelectron-Photoion Coincidence Spectra with Fluctuating Laser Intensities

This paper employs Bayesian probability theory for analyzing data generated in femtosecond pump-probe photoelectron-photoion coincidence (PEPICO) experiments. These experiments allow investigating ultrafast dynamical processes in photoexcited molecules. Bayesian probability theory is consistently applied to data analysis problems occurring in these types of experiments such as background subtraction and false coincidences. We previously demonstrated that the Bayesian formalism has many advantages, amongst which are compensation of false coincidences, no overestimation of pump-only contributions, significantly increased signal-to-noise ratio, and applicability to any experimental situation and noise statistics. Most importantly, by accounting for false coincidences, our approach allows running experiments at higher ionization rates, resulting in an appreciable reduction of data acquisition times. In addition to our previous paper, we include fluctuating laser intensities, of which the straightforward implementation highlights yet another advantage of the Bayesian formalism. Our method is thoroughly scrutinized by challenging mock data, where we find a minor impact of laser fluctuations on false coincidences, yet a noteworthy influence on background subtraction. We apply our algorithm to data obtained in experiments and discuss the impact of laser fluctuations on the data analysis