Research Data Management (RDM) receives more and more attention as a core component of scientific work. This importance equally stems from the scientific work with ever-increasing amounts of data, the value of this data for subsequent use, and the formal requirements of funding agencies. While these requirements are widely accepted among the research communities in general, the individual acceptance depends on many factors. In particular, we found that the ratio between the benefits achieved by RDM and the burdens imposed is not equal among the different roles that participate in the scientific process. In consequence, we analyse how we can optimize this ratio by different factors. Despite these different factors, common to all solutions is the demand for accessible and persistent storage that suits the particular needs imposed by RDM. At the Universities of Aachen, Bochum, Dortmund, Duisburg-Essen, and Cologne, we started a joint project to build up a distributed storage infrastructure dedicated to the needs of RDM and to address some of the acceptance factors.

Zusammenfassung DIN SPEC 1041 beschreibt ein Phasenmodell für das „Outsourcing technologieorientierter wissensintensiver Dienstleistungen“. Das Modell deckt viele Aspekte von IT-Outsourcing- Verfahren ab. Für Rechenzentren von Hochschulen erscheint von das Dokument gerade angesichts zahlreicher Cloud-Angebote von hoher praktischer Relevanz.

Für die Spannungsanalyse des menschlichen Unterkiefers wurde ein flexibles numerisches Simulationskonzept auf der Basis einer Finite Element-Modellierung entwickelt. Eines der Ziele ist es, nicht nur Frakturen bei bekannter Gewalteinwirkung voherzusagen sondern umgekehrt auch forensisch die Rekonstruktion eines traumatologischen Geschehens zu ermöglichen. Zunächst wurde die individuelle Geometrie anhand von 3D-CT-Daten rekonstruiert. Zur Verringerung des Simulationsaufwandes wurde vorerst die anisotrope Strukturmechanik des Knochens auf ein homogenes und isotropes Materialverhalten reduziert. Unter der Annahme der Von-Mises-Spannung als Schädigungsindikator konnte man bei Simulationen von Schlägen aus verschiedenen Richtungen auf den Unterkiefer eine gute Übereinstimmung mit traumatologischen Standardsituationen erzielen. Als weitere Validierung des Modells wurde ein durch ein Röntgenbild vorgegebener realer „Schadensfall“ mit einer dreifachen Unterkieferfraktur nachsimuliert und damit das Schadensereignis rekonstruiert. Sinnvolle vorgesehene Ergänzungen des bisher realisierten Konzeptes sind die Einbeziehung des Nervkanals, der Kiefergelenkfunktion, des Parodontalapparates und der individuellen elastischen Knocheneigenschaften.

For the stress analysis of the human mandible a flexible simulation concept basing on finite element-method has been developed. One of the main issues is the prediction of fractures as a consequence of known forces as well as the forensic reconstruction of the traumatologic situation. At first, the individual geometry was reconstructed by 3D-CT-Scans. To reduce the simulation efforts, for the time being the anisotropic structural mechanics of the jaw bone was neglected in favour of an homogeneous and isotropic material law. Assuming the Von-Mises-Stress as a failure indicator the results of the simulations were in good agreement with typical traumatologic situations. For further validation of the model, a real failure case, shown on a radiograph of a injured human mandible with three fractures, was simulated and, by this, the real incident was reconstructed. Reasonable planned extensions of the actual simulation concept have the regard on the nerve channel, the temporomandibular joint's function, the paradontal apparatus and the individual mechanical properties of the bone.

The article describes part of a research project aiming to develop a new modular software tool for the individual dynamic numerical simulation of the human mandible using the finite element method (FEM). Its planned use in the clinical setting makes it very important to validate the results of the simulations. Here, the function of the masticatory muscles is to be tested. On the basis of biomechanical data from the literature, standard movements, such as closing the mouth, forward movement, lateral movement or backward movement, were dynamically simulated. Apart from muscle activity, the movements of the mandible are defined by the temporomandibular joint. At present, translating the condylar dynamics to the simulation still poses problems. For this reason, therefore, simulations of the two extreme cases "fixed" and "force-free" condyles are compared. While in the case of fixed condyles, some of the movements could be reproduced either not at all or only weakly, in the case of force-free condyles, all standard movements were reproduced qualitatively, albeit without the guiding effect of the joint capsule or the articular disc.

The article describes part of a research project aiming to develop a new modular software tool for the individual dynamic numerical simulation of the human mandible using the finite element method (FEM). Its planned use in the clinical setting makes it very important to validate the results of the simulations. Here, the function of the masticatory muscles is to be tested. On the basis of biomechanical data from the literature, standard movements, such as closing the mouth, forward movement, lateral movement or backward movement, were dynamically simulated. Apart from muscle activity, the movements of the mandible are defined by the temporomandibular joint. At present, translating the condylar dynamics to the simulation still poses problems. For this reason, therefore, simulations of the two extreme cases "fixed" and "force-free" condyles are compared. While in the case of fixed condyles, some of the movements could be reproduced either not at all or only weakly, in the case of force-free condyles, all standard movements were reproduced qualitatively, albeit without the guiding effect of the joint capsule or the articular disc.

A new modular software concept for individual numerical simulation of the human mandible using the finite element method (FEM) is presented. The main task is an individual analysis of regional stress and stress-compatibility on the basis of computed tomographic data in individual patients. Simulation should, however, also be possible in parallel with biomechanical experiments, or for further research projects. For this purpose, rapid and uncomplicated generation of the FEM model, easy modification of input data, and short computation times are required. Practical use in the clinical setting makes appreciable additional demands on the individual software components.

A new modular software concept for individual numerical simulation of the human mandible using the finite element method (FEM) is presented. The main task is an individual analysis of regional stress and stress-compatibility on the basis of computed tomographic data in individual patients. Simulation should, however, also be possible in parallel with biomechanical experiments, or for further research projects. For this purpose, rapid and uncomplicated generation of the FEM model, easy modification of input data, and short computation times are required. Practical use in the clinical setting makes appreciable additional demands on the individual software components.

Moderne Simulationswerkzeuge ermöglichen auf relativ bequeme Art die Simulation elastomechanischer Vorgänge bei komplexen dreidimensionalen Objekten wie dem menschlichen Kiefer, siehe Abb. 1. Allerdings ist es damit nur in recht beschränktem Umfang möglich, in das verwendete mathematische Modell einzugreifen. Gerade dies ist aber notwendig, um inhomogene Effekte berechnen zu können, z.B. die un? terschiedlichen biomechanischen Knocheneigenschaften, die in der Gewebanisotropie (unterschiedliche mechanische Eigenschaften von Spongiosa und Kortikalis, Vorzugsrichtungen der Geometrie) begründet liegen. Wir berücksichtigen solche notwendigen Spezifikationen durch Verwendung des am Lehrstuhl für Anger wandte Mathematik und Statistik entwickelten Softwarepaketes FeliCs (Finite Element Interpretation and Execution Language). FeliCs ist ein Programm zur numerischen Behandlung von partiellen Differentialgleichungen mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente. Dabei ist FeliCs keine Implementierung der Finite-Element-Methode für eine bestimmte Klasse von Gleichungen, sondern eine Sprache, zur Beschreibung und Lösung von Gleichungen, die mit Methoden der Finite-Elemente behandelt werden können. Der Sprachumfang deckt hierbei die meisten Problemstellungen ab. Dies sind im besonderen das Verwalten von FE-Gittern für benutzerdefinierte Geometrien und Ansatzräume und ihrer Freiheitsgrade sowie das automatische Erstellen der Elementmatrizen durch symbolische Differentiation der Ansatzfunktionen und symbolische Angabe 4er Differentialgleichungssysteme in schwacher Formulierung. Aus diesem Grund eignet sich FeliCs besonders zur eigentlichen Simulation anisotroper und inhomogener Gewebe. Dabei ist es unter anderem nötig, den Knochen in geeigneter Auflösung zu diskretisieren. Teilschritte wie dieser werden mit leistungsfähigen Standardprogramman, etwa P3/Patran, durchgeführt. Basis der Mo·? dellierung ist eine 3D-spiralcomputertomographische Aufnahme des Gesichtsschädels. Nach Segraentation der knöchernen Strukturen (Unterkiefer) erfolgt eine Konvertierung des 3D-CT-Datensatzes in ein STLFormat. Anschließend wird der Datensatz reduziert, die geometrische Modellierung des Unterkiefers basiert so auf ca. 20.000 Tetraedern. Auf der Grundlage dieses Datensatzes ist es möglich, unter Berücksichtigung der individuellen Knochenstruktur des Patienten und der ansetzenden Muskulatur und ihrer Kraftvektoren ein individuelles Finite-Element-Modell zu erstellen. Die Modellierung des Knochens erfolgt als elastisches orthotropes und inhomogenes Material, was zu den elastischen Gleichungen