Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Kommunikation
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In this article we introduce the concept and the first implementation of a lightweight client-server-framework as middleware for distributed computing. On the client side an installation without administrative rights or privileged ports can turn any computer into a worker node. Only a Java runtime environment and the JAR files comprising the workflow client are needed. To connect all clients to the engine one open server port is sufficient. The engine submits data to the clients and orchestrates their work by workflow descriptions from a central database. Clients request new task descriptions periodically, thus the system is robust against network failures. In the basic set-up, data up- and downloads are handled via HTTP communication with the server. The performance of the modular system could additionally be improved using dedicated file servers or distributed network file systems. We demonstrate the design features of the proposed engine in real-world applications from mechanical engineering. We have used this system on a compute cluster in design-of-experiment studies, parameter optimisations and robustness validations of finite element structures.
Mit dem vorliegenden Band verabschiedet die Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg sich von ihrem langjährigen Gründungsrektor Prof. Dr. Wulf Fischer. Dank seiner nachhaltigen Arbeit hat sich diese Hochschule weit über die Region hinaus einen Namen gemacht. Neben der Lehre kommt der Forschung inzwischen ein großer Stellenwert zu.
Die Forschungsthemen spiegeln die Fachbereiche wider: Wirtschaftswissenschaften, Informatik sowie Elektrotechnik, Maschinenbau und Technikjournalismus am Campus Sankt Augustin; am Campus Rheinbach die Fachbereiche Wirtschaft und Angewandte Naturwissenschaften, am Campus Hennef der Fachbereich Sozialversicherung sowie das zentrale Institut für Existenzgründung und Mittelstandsförderung in Sankt Augustin.
Die Fachhochschule unterstützt ihre Professorinnen und Professoren bei ihren Forschungsprojekten von Beginn an und setzt auf die Gleichrangigkeit von Forschung und Lehre als strategisches Ziel. Erfolge bei der Einwerbung von Drittmitteln und anwendungsbezogene Projekte mit Unternehmen belegen dies.
Einen Überblick über die in jüngster Zeit erbrachten Forschungen und Innovationen bietet diese Publikation. Sie zeigt die Breite der Forschung, aber auch, in welchen Profilbereichen die Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg Forschungsspitzen hervorgebracht hat.
Construction kit for low-cost vibration analysis systems based on low-cost acceleration sensors
(2009)
Kinetic Inductance Detectors with Integrated Antennas for Ground and Space-Based Sub-mm Astronomy
(2009)
Very large arrays of Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKIDs) have the potential to revolutionize ground and space based astronomy. They can offer in excess of 10.000 pixels with large dynamic range and very high sensitivity in combination with very efficient frequency division multiplexing at GHz frequencies. In this paper we present the development of a 400 pixel MKID demonstration array, including optical coupling, sensitivity measurements, beam pattern measurements and readout. The design presented can be scaled to any frequency between 80 GHz and >5 THz because there is no need for superconducting structures that become lossy at frequencies above the gap frequency of the materials used. The latter would limit the frequency coverage to below 1 THz for relatively high gap materials such as NbTiN. An individual pixels of the array consist of a distributed Aluminium CPW MKID with an integrated twin slot antenna at its end. The antenna is placed in the in the second focus of an elliptical high purity Si lens. The lens-antenna coupling design allows room for the MKID resonator outside of the focal point of the lens. The best dark noise equivalent power of these devices is measured to be NEP = 7×10-19 W/[square root]Hz and the optical coupling efficiency is around 30%, in which no antireflection coating was used on the Si lens. For the readout we use a commercial arbitrary waveform generator and a 1.5 GHz FFTS. We show that using this concept it is possible to read out in excess of 400 pixels with 1 board and 1 pair of coaxial cables.
Von Fluiden durchströmte Rohr- und Kanalnetzwerke spielen in vielen technischen Anwendungen eine zentrale Rolle. Die beschreibenden hyperbolischen Modellgleichungen basieren auf Erhaltungsgesetzen von Masse, Impuls und Energie. Dazu können Konvektions-Diffusions-Reaktionsgleichungen kommen, falls die Fluide Inhaltsstoffe transportieren und deren chemisch-biologische Reaktionen betrachtet werden. Für die verschiedenen Modellgleichungen wird ein einheitlicher numerischer Lösungsansatz vorgeschlagen. Die Ortsdiskretisierung erfolgt mit dem Kurganov-Levi Verfahren. Damit können Stoßwellen aufgelöst werden, ohne auf die Eigenstruktur der hyperbolischen Systeme zurück zu greifen. Je nach Anwendungsgebiet können dann unterschiedliche Verfahren zur Lösung der entstehenden Systeme gewöhnlicher oder differential-algebraischer Gleichungssysteme eingesetzt werden. Anhand von Testproblemen mit unstetigem Lösungsverlauf wird die Eignung der gewählten Diskretisierungsansätze demonstriert.
For many practical problems an efficient solution of the one-dimensional shallow water equations (Saint-Venant equations) is important, especially when large networks of rivers, channels or pipes are considered. In order to test and develop numerical methods four test problems are formulated. These tests include the well known dam break and hydraulic jump problems and two steady state problems with varying channel bottom, channel width and friction.