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Water security is a major concern for water-scarce cities that face dynamic water challenges due to limited water supply, climate change and increasing water demand. Framing urban water security is challenging due to the complexity and uncertainties of the definitions and assessment frameworks concerning urban water security. Several studies have assessed water security by granting priority indicators equal weight without considering or adapting to the local conditions. This study develops a new urban water security assessment framework with application to the water-scarce city
of Madaba, Jordan. The study applies the new assessment framework on the study area and measures urban water security using the integrated urban water security index (IUWSI) and the analytic hierarchy process (AHP) as a decision management tool to prioritise and distinguish indicators that affect the four dimensions of urban water security: drinking water, ecosystems, climate change and water-related hazards, and socioeconomic aspects (DECS). The integrated urban water security index (IUWSI) highlights the state of water security and intervention strategies in Madaba. The study reveals that urban water security in Madaba is satisfactory to meet basic needs, with shortcomings in some aspects of the DECS. However, Madaba faces poor security in terms of managing climate- and water-related risks. The IUWSI framework assists with a rational and evidence-based decision-making process, which is important for enhancing water resources management in water-scarce cities.
The paper presents results of the modelling of heat transfer at film boiling of a liquid in a porous medium on a vertical heated wall bordering with the porous medium. Such processes are observed at cooling of high-temperature surfaces of heat pipes, microstructural radiators etc. Heating conditions at the wall were the constant wall temperature or heat flux. The outer boundary of the vapor film was in contact with moving or stationary liquid inside the porous medium. An analytical solution was obtained for the problem of fluid flow and heat transfer using the porous medium model in the Darcy–Brinkman and Darcy–Brinkman–Forchheimer approximation. It was shown that heat transfer at film boiling in a porous medium was less intensive than in the absence of a porous medium (free fluid flow) and further decreased with the decreasing permeability of the porous medium. Significant differences were observed in frames of both models: 20% for small Darcy numbers at Da < 2 for the Darcy–Brinkman model, and 80% for the Darcy–Brinkman–Forchheimer model. In the Darcy–Brinkman model, depending on the interaction conditions at the vapor–liquid interface (no mechanical interaction or stationary fluid), a sharp decrease in heat transfer was observed for the Darcy numbers lower than five. The analytical predictions of heat transfer coefficients qualitatively agreed with the data of Cheng and Verma (Int J Heat Mass Transf 24:1151–1160, 1981) though demonstrated lower values of heat transfer coefficients for the conditions of the constant wall temperature and constant wall heat flux.
This investigation attempts to understand the eco‐hydrology of, and accordingly suggest an option to manage floodwater for agriculture in, the understudied and data‐sparse ephemeral Baraka River Basin within the hyper‐arid region of Sudan. Reference is made to the major feature of the basin, that is, the Toker Delta spate irrigation scheme. A point‐to‐pixel comparison of gridded and ground‐based data sets is performed to enhance the estimates of rainfall. Analysis of remotely sensed land use/cover data is performed. The results show a significant reduction of the grassland and barren areas explained by a significant expansion of the cropland and open shrubland (invasive mesquite trees) areas in the delta. The cotton sown area is highly dependent on the flooded area and the discharge volume in the delta. However, the area of this major crop has declined since the early 1990s in favour of cultivation of more profitable food crops. Expansion of mesquite in the delta is problematic, taking hold under increased floodwater, and can only be manged by clearance to provide crop cultivation area. There is a great potential for floodwater harvesting during the rainfall season (June to September). A total seasonal runoff volume of around 4.6 and 10.8 billion cubic metres is estimated at 90 and 50% probabilities of exceedance (reliabilities), respectively. Rather than leaving the runoff generated from rainfall events to pass to the Red Sea or be consumed by mesquite trees, a location for runoff harvesting structure in a highly suitable area is proposed. Such a structure will support any policy shifts towards planning and managing the basin water resources for use in irrigating the agricultural scheme.
One-step preparation of bilayered films from kraft lignin and cellulose acetate to mimic tree bark
(2020)
This contribution presents the development of a dry-cast method for the one-step preparation of bio-based films from wood polymers that mimic the bilayered structure of tree bark, the natural protective layer of the tree. In a simplified view, natural bark can be considered as the superposition of an external homogeneous and non-porous layer (outer bark) and a porous substructure layer (inner bark). This work is a first step for the future development of bio-based biomimetic wood coatings. The film had a bark-like appearance and its total density, bulk density and porosity were similar to values measured in natural bark. Furthermore, the structural characteristics of the studied film, namely specific surface area (BET) and pore size distribution, as well as the performance of the water adsorption ability were investigated and discussed.
We consider a risk model in discrete time with dividends and capital injections. The goal is to maximise the value of a dividend strategy. We show that the optimal strategy is of barrier type. That is, all capital above a certain threshold is paid as dividend. A second problem adds tax to the dividends but an injection leads to an exemption from tax. We show that the value function fulfils a Bellman equation. As a special case, we consider the case of premia of size one. In this case we show that the optimal strategy is a two barrier strategy. That is, there is a barrier if a next dividend of size one can be paid without tax and a barrier if the next dividend of size one will be taxed. In both models, we illustrate the findings by de Finetti’s example.
Energiesprong (niederländisch für Energiesprung) ist ein innovatives Konzept für die energetische Sanierung von Wohngebäuden, das schnelle Umsetzung, Kostenreduktion, Nachhaltigkeit und Mieterfreundlichkeit verspricht. Energiesprong setzt auf industrielle Vorfertigung von Fassaden- und Dachelementen (serielle Sanierung) und den Einsatz von regenerativen Energien, um den sogenannten NetZero-Standard (entspricht dem Nullenergiehaus) zu erreichen. Ziel ist es, eine für alle Beteiligten attraktive Sanierung zu ermöglichen. Dies wird unter anderem über erheblich verkürzte Montagezeiten und warmmietenneutrale Refinanzierung angestrebt. Die dafür erforderlichen Kostensenkungen werden beim seriellen Sanieren durch die Automatisierung in der Produktion und Skaleneffekte in der Massenfertigung erreicht.
Im Rahmen dieser Arbeit soll das Konzept Energiesprong hinsichtlich der Anwendung auf Mehrfamilienhäuser betrachtet und kritisch hinterfragt werden. Dazu werden zuvorderst die politischen und praktischen Gründe umrissen, die die Notwendigkeit und das Potenzial von innovativen Ansätzen darstellen. Im zweiten Kapitel wird das Energiesprong-Konzept detailliert erläutert; neben den Innovationen im Plan und Bauverfahren werden die Besonderheiten der Gebäudehülle, der Anlagentechnik und des Energiekonzepts beschrieben. Darüber hinaus werden wirtschaftliche Aspekte und die Rolle der verschiedenen Akteure umrissen. Aus der Beschreibung gehen eine Vielzahl an Vorteilen hervor, die Energiesprong gegenüber konventionellen Sanierungsverfahren verspricht. Anschließend werden einige Punkte dieser zentralen Versprechen diskutiert und eine Grundlage für die Entwicklung von Kriterien zukünftiger Evaluationen entwickelt.
Das vorliegende Paper beschreibt die im Rahmen von Industrie 4.0 als Einkauf 4.0 be-zeichnete Digitalisierung der Einkaufsfunktion. Neben einer grundlegenden Einführung zu Industrie 4.0 und den Haupttreiber stellt das Paper die Auswirkungen der Digitalisie-rung auf den Einkauf vor.
Es werden generell die Möglichkeiten, Einkaufsfunktionen zu digitalisieren, eine Aus-wahl an Studien zu Kosteneinsparungen und der aktuelle Stand der Umsetzung bei Un-ternehmen dargestellt sowie die Erkenntnisse zum Einsatz von Digitalisierung im Ein-kauf zusammengefasst.
Das Praxis Paper basiert auf der Bachelorarbeit von Johannes Blechmann, die von No-vember 2019 bis Februar 2020 von Prof. Dr. Monika Engelen (TH Köln) und Sven Düs-ter (VOSS Automotive GmbH) betreut wurde.
Die Nutzung von Gamification zur Verbesserung der User Experience - Marktanalyse & Designfaktoren
(2020)
User Experience beschreibt die Wahrnehmungen und Reaktionen Benutzender zu einem System. Es umfasst die Gedanken und Emotionen, die Benutzende vor, während und nach der Nutzung eines Systems erfahren. In einer Zeit in der es zahlreiche digitale Systeme und Alternativen auf dem Markt zur Verfügung stehen, können sich voranging Systeme mit einer guten User Experience durchsetzen. Demnach kann User Experience als messbarer Erfolgsfaktor gesehen werden und dieses Verständnis darüber ist erforderlich für das Treffen von Designentscheidungen. Ziel dieser Arbeit ist es Aspekte aus Gamification, die zu einer Verbesserung der User Experience eines Systems beitragen, zu identifizieren und darzustellen. Bei Gamification handelt es sich um einen Gestaltungsprozess, der auf den Erfahrungen und Techniken des Game Designs basiert und die Gefühle und Motivationen von Menschen anspricht. Zur Ermittlung dieser Faktoren wurden mittels Literatur von, unter anderem, Huizinga und Chou relevante Aspekte spielerischen Verhaltens und grundlegende menschliche Motivationen betrachtet. Diese Erkenntnisse wurden zur Analyse der auf, dem Markt befindlichen, Systeme KptnCook und TooGoodToGo angewandt um relevante Design Faktoren zu ermitteln und darzustellen. Es wurde festgestellt, dass User Experience ein dreidimensionales Konstrukt bestehend aus den Faktoren ease-of-use, joy-of-use und purpose-of-use darstellt. Durch die Einbringung von Aspekten aus Gamification in ein System kann dieses gezielt auf die Vermittlung der Faktoren joy-of-use und purpose-of-use gestaltet und optimiert werden. Auf dieser Grundlage ist es empfehlenswert Gamification bei der Gestaltung von Systemen zu beachten um menschlichen Motivationen zur Nutzung eines Systems anzusprechen. Durch die Gestaltung mit Gamification können Benutzererlebnisse angefertigt werden, die unterhaltsam sind und Benutzende zu einer langfristigen Verwendung des Systems motivieren.
Pelleted biomass has a low, uniform moisture content and can be handled and stored cheaply and safely. Pellets can be made of industrial waste, food waste, agricultural residues, energy crops, and virgin lumber. Despite their many desirable attributes, they cannot compete with fossil fuel sources because the process of densifying the biomass and the price of the raw materials make pellet production costly.
Leaves collected from street sweeping are generally discarded in landfills, but they can potentially be valorized as a biofuel if they are pelleted. However, the lignin content in leaves is not high enough to ensure the physical stability of the pellets, so they break easily during storage and transportation. In this study, the use of eucalyptus kraft lignin as an additive in tree-leaf pellet production was studied. Results showed that when 2% lignin is added the abrasion resistance can be increased to an acceptable value. Pellets with added lignin fulfilled all requirements of European standards for certification except for ash content. However, as the raw material has no cost, this method can add value or contribute to financing continued sweeping and is an example of a circular economy scenario.