Modellierung der Oberflächenreaktionen von Vesikeln und Proteinen mit Hilfe dynamischer Monte-Carlo-Simulationen

Die vorliegende Arbeit behandelt die Adsorption von Phospholipidvesikeln, Proteinen und Latex Beads an funktionalisierten festkörpergestützten Oberflächen. Der Schwerpunkt der Abhandlung liegt in der Modellierung der Kinetik mit Hilfe eines Simulationsprogramms unter Berücksichtigung des Massentransports in Staupunktgeometrie, der Adsorption und nachfolgender konformativer Änderungen adhärierter Partikel. Das Simulationsprogramm basiert auf einem RSA (random sequential adsorption) Algorithmus und erlaubt es aufgrund zusätzlich implementierter Optionen, z.B. zur Behandlung elektrostatischer Abstoßung, von Spreitprozessen oder von Desorptionsereignissen, den Adsorptionsprozess unter realistischen physikalischen Bedingungen nachzuempfinden und spezifische biologische Fragestellungen zu beantworten. Aus Anpassungen von Simulationen an experimentelle Daten ergeben sich dynamische Parameter, wie z.B. die Transport-, Adsorptions-, Spreit- und die Desorptionsrate. Die experimentellen Daten wurden mit Hilfe der Quarzmikrowaagetechnik (QCM), der Impedanzspektroskopie (IS) und der Rasterkraftmikroskopie (AFM) erhoben. Zusätzlich zur Kinetik gibt die graphische Ausgabe des Simulationsprogramms Aufschluss über die Oberflächenverteilung der adsorbierten und gespreiteten Partikel. Bei der Untersuchung von Systemen, in denen die Adsorption reversibel ist und infolge dessen Desorptionsprozesse eine wichtige Rolle spielen, wurde mit Hilfe des Simulationsprogramms ein völlig neuartiges Sensorkonzept in Aussicht gestellt. Es wurde gezeigt, dass aus der Analyse des Leistungsspektrums der Fluktuationen in der Belegung die Kinetik von Adsorption und Desorption ermittelt werden kann. Dies ist aus sensorischer Sicht interessant, da eine Vielzahl störender Einflüsse, wie z.B: der Massentransport und die elektronische Drift in diesem Fall nicht berücksichtigt werden müssen.

Methoden zur Analyse, Interpretation und Modellierung des elektrischen Widerstandes von archäologischen Steinstrukturen

In der Archäologie werden elektrische Widerstandsmessungen routinemäßig zur Prospektion von Fundstellen eingesetzt. Die Methode ist kostengünstig, leicht anwendbar und liefert in den meisten Fällen zuverlässige und leicht zu interpretierende Ergebnisse. Dennoch kann die Methode die archäologischen Strukturen in manchen Fällen nur teilweise oder gar nicht abbilden, wenn die bodenphysikalischen und bodenchemischen Eigenschaften des Bodens und der archäologischen Strukturen dies nicht zulassen. Der spezifische elektrische Widerstand wird durch Parameter wie Wassergehalt, Bodenstruktur, Bodenskelett, Bodentextur, Salinität und Bodentemperatur beeinflusst. Manche dieser Parameter, wie z.B. der Wassergehalt und die Bodentemperatur, unterliegen einer saisonalen Veränderung. Die vorliegende Arbeit untersucht den spezifischen elektrischen Widerstand von archäologischen Steinstrukturen und evaluiert die Möglichkeit, auf Grundlage von Geländemessungen und Laboranalysen archäologische Strukturen und Böden als numerische Modelle darzustellen. Dazu wurde eine Kombination von verschiedenen bodenkundlichen, geoarchäologischen und geophysikalischen Methoden verwendet. Um archäologische Strukturen und Bodenprofile als numerische Widerstandsmodelle darstellen zu können, werden Informationen zur Geometrie der Strukturen und ihren elektrischen Widerstandswerten benötigt. Dabei ist die Qualität der Hintergrundinformationen entscheidend für die Genauigkeit des Widerstandsmodells. Die Geometrie der Widerstandsmodelle basiert auf den Ergebnissen von Rammkernsondierungen und archäologische Ausgrabungen. Die an der Ausbildung des elektrischen Widerstands beteiligten Parameter wurden durch die Analyse von Bodenproben gemessen und ermöglichen durch Pedotransfer-Funktion, wie die Rhoades-Formel, die Abschätzung des spezifischen elektrischen Widerstandes des Feinbodens. Um den Einfluss des Bodenskeletts auf den spezifischen elektrischen Widerstand von Bodenprofilen und archäologischen Strukturen zu berechnen, kamen die Perkolationstheorie und die Effective Medium Theory zum Einsatz. Die Genauigkeit und eventuelle Limitierungen der Methoden wurden im Labor durch experimentelle Widerstandsmessungen an ungestörten Bodenproben und synthetischen Materialien überprüft. Die saisonale Veränderung des Wassergehalts im Boden wurde durch numerische Modelle mit der Software HYDRUS simuliert. Die hydraulischen Modelle wurden auf Grundlage der ermittelten bodenkundlichen und archäologischen Stratigraphie erstellt und verwenden die Daten von lokalen Wetterstationen als Eingangsparameter. Durch die Kombination der HYDRUS-Ergebnisse mit den Pedotransfer-Funktionen konnte der Einfluss dieser saisonalen Veränderung auf die Prospektionsergebnisse von elektrischen Widerstandsmethoden berechnet werden. Die Ergebnisse der Modellierungsprozesse wurden mit den Geländemessungen verglichen. Die beste Übereinstimmung zwischen Modellergebnissen und den Prospektionsergebnissen konnte für die Fallstudie bei Katzenbach festgestellt werden. Bei dieser wurden die Modelle auf Grundlage von archäologischen Grabungsergebnissen und detaillierten bodenkundlichen Analysen erstellt. Weitere Fallstudien zeigen, dass elektrische Widerstandsmodelle eingesetzt werden können, um den Einfluss von ungünstigen Prospektionsbedingungen auf die Ergebnisse der elektrischen Widerstandsmessungen abzuschätzen. Diese Informationen unterstützen die Planung und Anwendung der Methoden im Gelände und ermöglichen eine effektivere Interpretation der Prospektionsergebnisse. Die präsentierten Modellierungsansätze benötigen eine weitere Verifizierung durch den Vergleich der Modellierungsergebnisse mit detailliertem geophysikalischem Gelände-Monitoring von archäologischen Fundstellen. Zusätzlich könnten elektrische Widerstandsmessungen an künstlichen Mauerstrukturen unter kontrollierten Bedingungen zur Überprüfung der Modellierungsprozesse genutzt werden.

Kreditrisiken - Modellierung und Management: Ein Überblick

Zusammenfassung Die Messung und Bewertung von Kreditrisiken stellt sich aktuell als ein sehr bedeutsames (Stichworte : Basel II, Solvency II, Kreditderivate) Gebiet dar. Allerdings hat sich hierbei keine einheitliche Vorgehensweise herausgebildet, sondern es existieren eine Vielzahl unterschiedlicher Ansatzpunkte und Modelle. Aus diesem Grund wird in dem vorliegenden Überblicksaufsatz versucht, einen systematischen Überblick über Problemfelder, Modellierungsansätze und Methoden des Risikomanagements im Kontext von Kreditrisiken zu geben. Nach einer einführenden Charakterisierung von Kreditrisiken und einem Abriss über Ratingsysteme werden zunächst die vier grundlegenden Kategorien von Kreditrisikomodellen (statische Modellierung der Ausfallverteilung, Unternehmenswertmodelle, Intensitätsmodelle und ratingbasierte Modelle) erörtert. Sodann erfolgt eine Darstellung der wichtigsten Industriemodelle (Credit Risk+, KMV, Credit Metrics, Credit Portfolio View). Behandelt werden ferner die Grundzüge von Basel II und die hierbei zugrunde liegende modelltheoretische Fundierung in Form von Einfaktormodellen sowie die Bewertung von ausfallbedrohten Zinstiteln. Abschließend wird auf Kreditderivate eingegangen.

Modellierung und Bewertung der maritimen Leercontainerlogistik unter Berücksichtigung des Container-Poolings

Vor dem Hintergrund zunehmenden Kostendrucks und der Suche nach Effizienzsteigerungen im Leercontainermanagement gewinnen zukünftig kooperative Gestaltungsansätze vermehrt an Bedeutung. Einen Ansatz zur kooperativen Neugestaltung des Leercontainermanagements in der maritimen Containerlogistik stellt die gemeinsame Nutzung eines Container-Pools durch mehrere Reedereien und Containerleasinggesellschaften dar. Dieses sogenannte Container-Pooling orientiert auf die Reduzierung des Repositionierungs-, Transport-, Umschlag- und Lagerungsaufwands durch gezielte Ausnutzung struktureller Ungleichgewichte. In der Praxis ist dieser Ansatz insbesondere aufgrund unternehmenspolitischer Gründe (Container als Werbeträger) bisher kaum umgesetzt. Für eine Optimierung und zur Unterstützung der operativen Planung sind mathematische Ansätze notwendig, die die verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten des Container-Poolings modellseitig berücksichtigen sowie zwischen Pool-, Reeder- und Leasing-Containern unterscheiden. Ziel dieses Beitrags ist daher die Vorstellung eines mathematischen Optimierungsansatzes, der sowohl die Abläufe der maritimen Containerlogistik beschreibt, als auch die Einsparungspotentiale durch den Einsatz des Container-Poolings quantifiziert. Es wird gezeigt, dass durch den Einsatz des Container-Poolings Kosteneinsparungen im Vergleich zum unkooperativen Verhalten vorliegen.

Systematisierung, Bewertung und Modellierung der Unsicherheiten in der Leercontainerlogistik

Dieser Beitrag beschreibt Unsicherheiten in den Prozessen der Leercontainerlogistik und beinhaltet einen Systematisierungsansatz, der die Akteure bei der operativen Planung unterstützen soll. Weiterhin werden ausgewählte Modellierungskonzepte zur Berücksichtigung von Unsicherheiten vorgestellt und hinsichtlich ihrer Eignung zum Einsatz in mathematischen Optimierungsmodellen für das Leercontainermanagement analysiert. An einem konkreten Fallbeispiel wird der mögliche Einbezug der sogenannten Grey-Zahlen verdeutlicht.

Untersuchung und Modellierung der Schwingungsübertragung von Flurförderzeugreifen

In einem Gemeinschaftsprojekt der Technischen Universität München und der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg werden die vertikaldynamischen Eigenschaften der bei Gabelstaplern verbreiteten Superelastik-Reifen (SE-Reifen) experimentell untersucht und das dynamische Verhalten der Reifen in ein numerisches Modell überführt. Der Beitrag geht auf die hierzu aufgebauten Versuchsstände, die Ermittlung der Kennwerte und den Aufbau des numerischen Reifenmodells ein.