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Überlegungen zur Dimensionierung und Ausführung des Systems Schwammstadt für Bäume
Authors: Zeiser Anna , Rath Sebastian , Grimm Karl , Schmidt Stefan , Klammler Gernot , Zimmermann Daniel , Murer Erwin , Roth Thomas , Strauss Peter , Weninger Thomas
Published: June 2023

Das System Schwammstadt für Baume ist eine spezielle blau-grüne Infrastrukturmaßnahme, die neben dem dezentralen Rückhalt von Niederschlagswasser im verbauten Siedlungsraum vor allem das Potenzial und den Fokus hat, die Vitalität und die Wachstumschancen von Bäumen maßgeblich zu verbessern. Obwohl bereits einige Projekte dieser Art in Österreich umgesetzt wurden, gibt es noch viele offene Fragen und Unklarheiten zur Dimensionierung, Planung und Ausführung des Systems und vor allem Potenzial für dessen Optimierung, sodass seine Multifunktionalität in größtmöglichem Ausmaß erfüllt werden kann. Basierend auf Erkenntnissen aus bodenhydrologischen Laboruntersuchungen des Schwammstadtsubstrats und aus etablierten und bereits mehrjährig betriebenen Monitoringprojekten im Reallabor- und Straßenraummaßstab beschreibt die vorliegende Arbeit die neuralgischen Elemente und Fehlerquellen auf der Basis einer konzeptionellen Analyse der stattfindenden hydrologischen Prozesse. Sie soll aufzeigen, worauf bei der Etablierung eines solchen Systems geachtet werden soll, um neben der Konstruktion eines unterirdischen Retentionsraums die Versorgung des Baums als zentrales Element mitzudenken. Zusätzlich werden verschiedene bekannte Fehler bei der Ausführung aufgezeigt, welche die hydrologische Funktionalität maßgeblich beeinflussen können. Die vorliegenden Ergebnisse und Gedanken sollen Anstoß zur Diskussion sein und in laufenden und zukünftigen Projektvorhaben als Stütze dienen.
Einblicke in hydrodynamische und morphodynamische Modellierungen in der Donau
Authors: Glas Martin , Tritthart Michael , Pessenlehner Sebastian , Ando Marek , Lukac Miroslav , Baranya Sándor , Kenderessy Pavol , Rindler Rolf , Haimann Marlene , Gmeiner Philipp , Liedermann Marcel , Mravcova Katarina , Holubova Katarina , Habersack Helmut
Published: June 2023

Numerische Modelle stellen ein wichtiges Werkzeug zur Analyse und Bewertung von Gewässerprozessen sowie von flussbaulichen Maßnahmen dar. In den beiden Projekten DREAM SK-AT (Interreg V‑A Slowakei – Österreich) und SEDDON II (Interreg V‑A Österreich – Ungarn) wurden Nutzungsansprüche bezüglich Wasserkraft, Hochwasser, Schifffahrt, Ökologie und Trinkwasser analysiert und anschließend mittels numerischer Modelle unter Zuhilfenahme von Feldmessungen und physikalischen Experimenten in Österreich, Slowakei und Ungarn untersucht. In dieser Studie wurden an der Donau in Österreich und in der österreichisch-slowakischen Grenzstrecke beispielhaft morphologische Eigenschaften, Geschiebemanagementmaßnahmen (Buhnen, Geschiebezugabe) sowie eine verbesserte Rauigkeitsermittlung aus Luftbildaufnahmen untersucht. Unterschiede zwischen der frei fließenden Strecke östlich von Wien und der vom Rückstau des Kraftwerks Gabčíkovo beeinflussten Strecke wurden numerisch bezüglich Geschiebetransport und Morphodynamik gefunden. Buhnen wurden als wichtige Stellschraube für die Erreichung eines morphologischen Gleichgewichts anhand einer nachträglichen Bewertung von früheren Pilotmaßnahmen und anhand weiterer Szenarioanalysen identifiziert. Die erste Modellierung einer Geschiebezugabe im numerischen Sedimenttransportmodell sowie die Rauigkeitsermittlung mittels Luftbildern für die Präzisierung von hydrodynamischen Modellen in Seitenarmen wurden erfolgreich getestet. Die Ergebnisse und die angewendeten numerischen Werkzeuge aus dieser Studie stellen eine wichtige Grundlage für die Planung und Bewertung künftiger flussbaulicher Maßnahmen, vor allem in Hinblick auf die Anpassung an den Klimawandel sowie die Verbesserung der Biodiversität dar.
Parameter based definition of eccentric cycloid gearings
Authors: Landler Stefan , Trübswetter Maximilian , Otto Michael , Stahl Karsten
Published: June 2023

Current challenges for today’s industry are an increase in gear ratio in one stage, an increase in load capacity as well as an increase in efficiency compared to standard gears. The standard tooth profile for cylindrical gears is an involute. This tooth profile has certain limits for external gearings regarding its geometry, e.g., undercutting and a small radius of curvature near the base circle. Special gearings overcome these limits and offer an enormous potential in gear design through their adapted profile geometries. New manufacturing possibilities for gears, such as additive manufacturing or 5‑axis milling, mean that special gears can also be produced economically.

In comparison to involute gears the description of non-involute gears is often not standardized and parameters describing the geometry are not commonly defined. Thus, it is not possible to adequately determine the corresponding properties. One of these special tooth profiles is the eccentric cycloid gearing (EC gearing), in which a circular profile rolls with a profile of a trochoid equidistant. This flank geometry can provide advantages over the standard involute in certain applications.

This study introduces a geometric description of the EC gearing, which is based on a defined set of parameters. Besides the geometrical parameters, parameters describing the characteristics of the gearing are proposed in accordance with the description of involute gears. This parametric description of the EC gearing enables an analytical determination of the flank, the contact geometry and load-free characteristics. With the parametric description shown and the variation of the geometry possible with it, gearings suitable for practical applications can be generated.
On the convex hull of convex quadratic optimization problems with indicators
Authors: Wei Linchuan , Atamtürk Alper , Gómez Andrés , Küçükyavuz Simge
Published: June 2023

We consider the convex quadratic optimization problem in $$\mathbb {R}^{n}$$

R

n

with indicator variables and arbitrary constraints on the indicators. We show that a convex hull description of the associated mixed-integer set in an extended space with a quadratic number of additional variables consists of an $$(n+1) \times (n+1)$$

(
n
+
1
)
×
(
n
+
1
)

positive semidefinite constraint (explicitly stated) and linear constraints. In particular, convexification of this class of problems reduces to describing a polyhedral set in an extended formulation. While the vertex representation of this polyhedral set is exponential and an explicit linear inequality description may not be readily available in general, we derive a compact mixed-integer linear formulation whose solutions coincide with the vertices of the polyhedral set. We also give descriptions in the original space of variables: we provide a description based on an infinite number of conic-quadratic inequalities, which are “finitely generated.” In particular, it is possible to characterize whether a given inequality is necessary to describe the convex hull. The new theory presented here unifies several previously established results, and paves the way toward utilizing polyhedral methods to analyze the convex hull of mixed-integer nonlinear sets.
Impaired consciousness in the pediatric intensive care unit: etiology and diagnostics—English version
Authors: Sanchez-Albisua Iciar
Published: June 2023

This article provides an overview of the management of children with disorders of consciousness. Rapid diagnostics are necessary to identify treatable etiologies and minimize neurological sequelae. The differential diagnosis is extensive. Brief neurological findings include quantification of impaired consciousness using the Glasgow Coma Scale (GCS), testing of the eyes, motor function, and the presence of meningism. Laboratory tests include rapid exclusion of hypoglycemia and, if CNS infection is suspected, CSF examination. An emergency head CT is mandatory in cases of nonreactive unilateral or bilateral pupils before further diagnostic work-up is carried out. We recommend head MRI, especially if encephalitis, vasculitis, ischemic stroke, and sinus vein thrombosis are suspected. An EEG rarely provides clues to the cause of coma but it serves primarily as an objective measure of the severity of encephalopathy, the prognosis, and the effectiveness of therapy.