We investigate the observational signatures of super-Earths (i.e., planets with. Earth-to-Neptune. mass), which are the most common type of exoplanet discovered to date, in their natal disks of gas and dust. Combining two-fluid global hydrodynamics simulations with a radiative transfer code, we calculate the distributions of gas and of submillimeter-sized dust in a disk perturbed by a super-Earth, synthesizing images in near-infrared scattered light and the millimeter-wave thermal continuum for direct comparison with observations. In low-viscosity gas (alpha (sic) 10(-4)), a super-Earth opens two annular gaps to either side of its orbit by the action of Lindblad torques. This double gap and its associated gas pressure gradients cause dust particles to be dragged by gas into three rings: one ring sandwiched between the two gaps, and two rings located at the gap edges farthest from the planet. Depending on the. system parameters, additional rings may manifest for a single planet. A double gap located at tens of au. from a host star in Taurus can be detected in the dust continuum by the Atacama Large Millimeter Array (ALMA) at an angular resolution of similar to 0".03 after two hours of integration. Ring and gap features persist in a variety of background disk profiles, last for thousands of orbits, and change their relative positions and dimensions depending on the speed and direction of planet migration. Candidate double gaps have been observed by ALMA in systems such as. HL Tau (D5 and D6) and TW Hya (at 37 and 43 au); we submit that each double gap is carved by one super-Earth in nearly inviscid gas.

We have imaged GM Aurigae with the Hubble Space Telescope, detected its disk in scattered light at 1400 and 1650 angstrom, and compared these with observations at 3300 angstrom, 5550 angstrom, 1.1 mu m, and 1.6 mu m. The scattered light increases at shorter wavelengths. The radial surface brightness profile at 3300 angstrom shows no evidence of the 24 au radius cavity that has been previously observed in submillimeter observations. Comparison with dust grain opacity models indicates that. the surface of the entire disk is populated with submicron grains. We have compiled a. spectral energy distribution from 0.1 mu m to 1 mm. and used it to constrain a model of the star + disk system that includes the submillimeter cavity using the Monte Carlo radiative transfer code by Barbara Whitney. The best-fit model image indicates that the cavity should be detectable in the F330W bandpass if the cavity has been cleared of both large and small dust grains, but we do not detect it. The lack of an observed cavity can be explained by the presence of submicron grains interior to the submillimeter cavity wall. We suggest one explanation for this that. could be due to a planet of mass <9 M-J interior to 24 au. A unique cylindrical structure is detected in the far-UV data from the Advanced Camera for Surveys/ Solar Blind Channel. It is aligned along the system semiminor axis, but does not resemble an accretion-driven jet. The structure is limb. brightened and extends 190 +/- 35 au above the disk midplane. The inner radius of the limb. brightening is 40 +/- 10 au, just beyond the submillimeter cavity wall.

Terms of acoustic emission (AE) and electromagnetic emission (EME) designated physical effects and also as diagnostic methods based on these effects. These effects are caused by generated cracks in materials that rank among non-destructive techniques of material diagnostics. The advantage of them is that they do not affect the measured object and give us information about the current dynamic state of a tested material. One disadvantage of these effects is that they provide very low energy of signal emissions and make it difficult for broader usage. It is expected better localization of cracks in non-conductive materials by connecting of these two techniques (diagnostics). There are designed and described new methods for crack detection with usage of AE and EME signals in this work. Also there is description of measuring arrangement intended of crack detection and experimental sample for checking accuracy of methods for crack detection. There was performed comparison of accuracy of methods in crack detection.

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK), im Speziellen kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), besitzen im Vergleich zu metallischen Werkstoffen bei einer verhältnismäßig geringen Dichte hohe Festigkeitswerte. Die Anforderungen hinsichtlich Emissionsreduzierung und der dadurch gestiegene Einsatz von Leichtbauwerkstoffen in der Automobilindustrie macht die Verwendung von FVKs zunehmend interessanter. Ein sicherer Betrieb von FVKs über den gesamten Produktlebenslaufzyklus ist nur durch zerstörungsfreie Prüfungen der Bauteile nach definierten Lastzyklen oder Betriebszeiten möglich. Die Schallemissionsprüfung eignet sich hierzu besonders, da sie als passives Prüfverfahren während Belastungstests eingesetzt werden kann. Dabei basiert die Schallemissionsprüfung oder Acoustic Emission Testing (AET oder AT) auf der Detektierbarkeit dynamischer Verschiebungen im Nanometer-Bereich an der Oberfläche von belasteten Prüfobjekten durch hochempfindliche piezoelektrische Sensoren (Messbereich von ca. 50 kHz bis 1 MHz) und deren Umwandlung in weiter verarbeitbare elektrische Signale. Die spezifischen Verschiebungen an der Oberfläche werden durch akustische Wellen (elastische Spannungswellen) erzeugt, die durch temporäre, sehr kleine Materialverschiebungen, bedingt durch beispielsweise das Rückfedern des Materials bei schnell ablaufenden Prozessen wie Rissbildung, Rissausbreitung, Rissuferreibung etc., entstehen können. Die Schallemissionsprüfung bietet die Möglichkeit, dass aus den unterschiedlichen Laufzeiten der Signale der jeweiligen schallemittierenden Quellen bei einer ausreichenden Anzahl an Sensoren (mindestens drei bei einer ebenen Ortung) der Ursprung der Schallemissionsquelle berechnet werden kann. Verschiedene Werkstoffkombinationen von FVKs weisen auch eine unterschiedliche Signalcharakteristik bei den emittierten Signalen auf. Die verwendeten Sensoren müssen folglich für den jeweiligen Einsatzzweck ausgewählt werden. Störgeräusche können dabei herausgefiltert werden, wenn sie im für die Schädigung oder dem Schädigungsfortschritt untypischen Frequenzbereich liegen. Hierfür und für das Entfernen von elektromagnetischen Störungen müssen allerdings mehrere Sensoren auf dem Prüfling appliziert sein. In dieser Arbeit wurde die Schallemissionsprüfung als prüfstandsbegleitendes Bewertungsverfahren qualifiziert und zur Bestimmung des Zustandes von Probekörpern und Bauteilen nach und während unterschiedlicher Belastungstests eingesetzt. Dazu wurden Schallemissionsparameter in repräsentativem Umfang zur Bewertung der Strukturintegrität und zur Zuordnung der verschiedenen Schallemissionsparameter zu verschiedenen Schädigungsarten in FVKs ermittelt. Im Detail wurde der Zusammenhang zwischen verschiedenen Schädigungsmechanismen an Couponproben und CT-Aufnahmen untersucht. Des Weiteren wurden die identifizierten Schallemissionsparameter jeweils in Abhängigkeit der eingebrachten Belastung (Maximallast, Belastungshistorie, etc.) auf Couponproben und auf unterschiedlich komplex ausgeführten Demonstratorbauteilen ausgewertet. Hierzu wurde die Übertragbarkeit der bei den Grundlagenversuchen gewonnenen Erkenntnisse auf Couponprobenebene auf komplexe Gesamtbauteile in zwei Schritten untersucht und validiert. Bei Untersuchungen an Demonstratorbauteilen mit komplexeren Geometrien wurden spezielle schallemissionstaugliche Niederlastprüfszenarien entwickelt und untersucht. Hier stand die Anforderung, das Bauteil bei der notwendigen Belastung für die passiv durchgeführte Schallemissionsanalyse nicht zu schädigen, im Vordergrund. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass mit dem dargelegten Ansatz eine Zuordnung von Schallemissionsparametern zu unterschiedlichen Schädigungsmechanismen möglich ist. Es ist weiterhin möglich, eine Aussage bezüglich der Strukturintegrität des aus FVKs hergestellten Prüflings zu treffen. Dies ist besonders im Hinblick auf Fragestellungen der Betriebsfestigkeit und der Bauteilzustandsbewertung bei der Bauteil- oder Komponentenentwicklung eine wichtige Zusatzinformation.:1 Einleitung 1 2 Grundlagen 3 2.1 Faserverbundwerkstoffe (FVK) 3 2.1.1 Aufbau und Wirkungsweise von faserverstärkten Kunststoffen 3 2.2 Schädigungsmechanismen und Versagensarten 5 2.2.1 Zwischenfaserbruch 6 2.2.2 Delamination 6 2.2.3 Faser Pull-Out 6 2.2.4 Debonding 7 2.2.5 Faserbruch 7 2.2.6 Zugversagen 8 2.2.7 Druckversagen 8 2.2.8 Biegeversagen 9 2.2.9 Torsionsversagen 9 3 ZfP für FVK 11 3.1 Allgemein 11 3.2 Grundlagen der Computertomographie 11 3.2.1 Die Röntgenstrahlung 11 3.2.2 Die kontinuierliche Röntgenbremsstrahlung 12 3.2.3 Die charakteristische Röntgenbremsstrahlung 12 3.2.4 Prinzip der Computertomographie 13 3.2.5 Computertomographie in der Werkstoff- und Bauteilprüfung 14 3.3 Schallemissionsanalyse im Speziellen 15 3.3.1 Besonderheit der Schallemissionsmessung an komplexen Strukturen/Bauteilen 19 3.3.2 Bisherige Erkenntnisse der Untersuchungen von CFK-Strukturen mit der Schallemissionsanalyse 21 3.3.3 Schallemissionsprozesskette 29 3.3.4 Schallemissionsparameter 37 3.3.5 Analysemöglichkeiten der Schallemissionsparameter 39 4 Verfahrensnachweis auf Couponebene 41 4.1 Vorbetrachtung 41 4.1.1 Testaufbau und Durchführung 41 4.1.2 Versuchskonzept / Auswahl geeigneter Schallemissionsparameter 45 4.2 Zerstörende Vorversuche 47 4.3 Ergebnisse zerstörende Vorversuche 52 4.3.1 Vergleich des Schallemissionsverhaltens konventioneller und zyklischer Versuchsdurchführung 52 4.3.2 Vergleich des Schallemissionsverhaltens in Abhängigkeit der Lagenanzahl 55 4.3.3 Vergleich des Schallemissionsverhaltens in Abhängigkeit des Lagenaufbaus 56 4.3.4 Vergleich des Schallemissionsverhaltens in Abhängigkeit der mechanischen Kennwerte der Materialien 60 4.4 Ableitung Versuchskonfiguration und Materialauswahl für nicht zerstörende Prüfung 61 4.4.1 Ergebnisse nicht zerstörende Prüfung 63 4.5 Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse 75 4.6 Ergebnisse weitere Vorversuche mit Geometrievarianz 76 4.6.1 Varianz der Probenbreite bei taillierten Proben 77 4.6.2 Varianz der Probendicke durch Vergleich von 4-lagigen zu 6-lagigen Laminataufbauten 79 4.6.3 Varianz der Probengeometrie 80 4.7 Zuordnung unterschiedlicher Schädigungsmechanismen mittels Computertomographie 83 4.7.1 In-situ Messung Schallemission und CT 86 4.7.2 Analyse und Ergebnisdiskussion 94 4.8 Ergebnisvergleich Vorversuche zu in-situ-Versuche 105 4.9 Schallemissionsergebnisse in Korrelation der CT-Aufnahmen 115 4.10 Zusammenfassung in-situ-Versuche 128 4.11 Parameterstudie zum Einfluss auf Schallemissionsparameter 129 4.12 Zusammenfassung der Ergebnisse auf Couponebene 143 5 Generalisierung und Übertrag auf Bauteile 145 5.1 Vorbetrachtung 145 5.2 Unterschied zwischen Coupon- und Bauteilprüfung 146 5.3 Testaufbau und –durchführung 146 5.3.1 Zerstörende Tests 146 5.3.2 Zerstörungsfreie Tests 151 5.4 Ergebnisse 154 5.4.1 Ergebnisse Rohrprüfung 155 5.4.2 Ergebnisse Räderprüfung 171 6 Zusammenfassung und Ausblick 187

Network traffic forecasting estimates future network traffic based on historical traffic observations. It has a wide range of applications, and substantial attention has been dedicated to this research area. Cellular networks serve as the backbone of modern-day communication systems, which support billions of users throughout the world and can help improve the quality of urban life to a great extent. Therefore, accurate traffic prediction is becoming more important for network planning, control management, and the Quality of Service. Diverse methods, including neural network-based methods and data mining methods, have been used for this goal. The Recurrent Neural family is well known for time series data modeling, which predicts the future time series based on the historical data being fed as input to neural nets which may have large time lags with variable lengths. RNN includes several network architectures, such as vanilla RNN and Long Short Term memory (LSTM), that can learn temporal patterns and long-term dependencies in vast sequences of arbitrary length. This paper proposes three models based on LSTM architecture, a multi-layer LSTM with Auto-Encoder, and an AE-LSTM combined with a Multi-Layer Perceptron neural network. The results of each model are discussed in the paper. Simulation outcomes were implemented in Python and compared to existing algorithms, demonstrating high efficacy and performance.

Background: Periodontitis is a chronic immuno-inflammatory disease characterized by inflammatory destruction of tooth-supporting tissues. Its pathogenesis involves a dysregulated local host immune response that is ineffective in combating microbial challenges. An integrated investigation of genes involved in mediating immune response suppression in periodontitis, based on multiple studies, can reveal genes pivotal to periodontitis pathogenesis. Here, we aimed to apply a deep learning (DL)-based autoencoder (AE) for predicting immunosuppression genes involved in periodontitis by integrating multiples omics datasets. Methods: Two periodontitis-related GEO transcriptomic datasets (GSE16134 and GSE10334) and immunosuppression genes identified from DisGeNET and HisgAtlas were included. Immunosuppression genes related to periodontitis in GSE16134 were used as input to build an AE, to identify the top disease-representative immunosuppression gene features. Using K-means clustering and ANOVA, immune subtype labels were assigned to disease samples and a support vector machine (SVM) classifier was constructed. This classifier was applied to a validation set (Immunosuppression genes related to periodontitis in GSE10334) for predicting sample labels, evaluating the accuracy of the AE. In addition, differentially expressed genes (DEGs), signaling pathways, and transcription factors (TFs) involved in immunosuppression and periodontitis were determined with an array of bioinformatics analysis. Shared DEGs common to DEGs differentiating periodontitis from controls and those differentiating the immune subtypes were considered as the key immunosuppression genes in periodontitis. Results: We produced representative molecular features and identified two immune subtypes in periodontitis using an AE. Two subtypes were also predicted in the validation set with the SVM classifier. Three “master” immunosuppression genes, PECAM1, FCGR3A, and FOS were identified as candidates pivotal to immunosuppressive mechanisms in periodontitis. Six transcription factors, NFKB1, FOS, JUN, HIF1A, STAT5B, and STAT4, were identified as central to the TFs-DEGs interaction network. The two immune subtypes were distinct in terms of their regulating pathways. Conclusion: This study applied a DL-based AE for the first time to identify immune subtypes of periodontitis and pivotal immunosuppression genes that discriminated periodontitis from the healthy. Key signaling pathways and TF-target DEGs that putatively mediate immune suppression in periodontitis were identified. PECAM1, FCGR3A, and FOS emerged as high-value biomarkers and candidate therapeutic targets for periodontitis.

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The notion that low- to intermediate-mass young stellar objects (YSOs) gain mass at a constant rate during the early stages of their evolution appears to be challenged by observations of YSOs suffering sudden increases of the rate at which they gain mass from their circumstellar discs. Also, this idea that stars spend most of their lifetime with a low accretion rate and gain most of their final mass during short-lived episodes of high accretion bursts, helps to solve some long-standing problems in stellar evolution. The original classification of eruptive variables divides them in two separate subclasses known as FU Orionis stars (FUors) and EX Lupi stars (EXors). In this classical view FUors are at an early evolutionary stage and are still gaining mass from their parent envelopes, whilst EXors are thought to be older objects only surrounded by an accretion disc. The problem with this classical view is that it excludes younger protostars which have higher accretion rates but are too deeply embedded in circumstellar matter to be observed at optical wavelengths. Optically invisible protostars have been observed to display large variability in the near-infrared. These and some recent discoveries of new eruptive variables, show characteristics that can be attributed to both of the optically-defined subclasses of eruptive variables. The new objects have been proposed to be part of a new class of eruptive variables. However, a more accepted scenario is that in fact the original classes only represent two extremes of the same phenomena. In this sense eruptive variability could be explained as arising from one physical mechanism, i.e. unsteady accretion, where a variation in the parameters of such mechanism can cause the different characteristics observed in the members of this class. With the aim of studying the incidence of episodic accretion among young stellar objects, and to characterize the nature of these eruptive variables we searched for high amplitude variability in two multi-epoch infrared surveys: the UKIDSS Galactic Plane Survey (GPS) and the Vista Variables in the Via Lactea (VVV). In order to further investigate the nature of the selected variable stars, we use photometric information arising from public surveys at near- to farinfrared wavelengths. In addition we have performed spectroscopic and photometric follow-up for a large subset of the samples arising from GPS and VVV. We analyse the widely separated two-epoch K-band photometry in the 5th, 7th and 8th data releases of the UKIDSS Galactic Plane Survey. We find 71 stars with _K > 1 mag, including 2 previously known OH/IR stars and a Nova. Even though the mid-plane is mostly excluded from the dataset, we find the majority (66%) of our sample to be within known star forming regions (SFRs), with two large concentrations in the Serpens OB2 association (11 stars) and the Cygnus-X complex (27 stars). The analysis of the multi-epoch K-band photometry of 2010-2012 data from VVV covering the Galactic disc at |b| < 1◦ yields 816 high amplitude variables, which include known variables of different classes such as high mass X-ray binaries, Novae and eclipsing binaries among others. Remarkably, 65% of the sample are found concentrated towards areas of star formation, similar to the results from GPS. In both surveys, sources in SFRs show spectral energy distributions (SEDs) that support classification as YSOs. This indicates that YSOs dominate the Galactic population of high amplitude infrared variable stars at low luminosities and therefore likely dominate the total high amplitude population. Spectroscopic follow-up allows us to confirm the pre-main sequence nature of several GPS and VVV Objects. Most objects in both samples show spectroscopic signatures that can be attributed to YSOs undergoing high states of accretion, such as veiling of photospheric features and CO emission, or show FUor-like spectra. We also find a large fraction of objects with 2.12 μm H2 emission that can be explained as arising from shock-excited emission caused by molecular outflows. Whether these molecular outflows are related to outbursts events cannot be confirmed from our data. Adding the GPS and VVV spectroscopic results, we find that between 6 and 14 objects are new additions to the FUor class from their close resemblance to the near-infrared spectra of FUors, and at least 23 more objects are new additions to the eruptive variable class. For most of these we are unable to classify them into any of the original definitions for this variable class. In any case, we are adding up to 37 new stars to the eruptive variable class which would double the current number of known objects. We note that most objects are found to be deeply embedded optically invisible stars, thus increasing the number of objects belonging to this subclass by a much larger factor. In general, objects in our samples which are found to be likely eruptive variable stars show a mixture of characteristics that can be attributed to both of the optically-defined classes. This agrees well with the recent discoveries in the literature. Finally, we are able to derive a first rough estimate on the incidence of episodic accretion among class I YSOs in the star-forming complex G305. We find that _ 9% of such objects are in a state of high accretion. This number is in agreement with previous theoretical and observational estimates among class I YSOs.

Les étoiles multiples sont nombreuses, tant parmi les objets jeunes de faible masse, les étoiles T Tauri, que parmi les astres de la Séquence Principale (SP). En ce qui concerne les étoiles jeunes de masse intermédiaire, les étoiles Ae/Be de Herbig (HAeBe), le statut de la binarité est peu connu. Nous avons réalisé une recherche systématique de binaires HAeBe en utilisant deux techniques: l'imagerie à haute résolution angulaire avec la méthode de l'Optique Adaptative d'une part, et la spectroscopie visible à haute résolution d'autre part. Ces techniques complémentaires nous ont permis d'identifier plus d'une vingtaine de nouvelles étoiles binaires; la fréquence de binarité déduite est d'au moins 50 %, voir supérieure à cause des biais observationnels discutés dans la thèse. Pour la première fois, les types spectraux des compagnons ont pu être déterminés dans une vingtaine de systèmes visuels. Les implications de nos observations pour la présence de disques de poussières et la détection d'émission X dans les étoiles HAeBe sont présentées. Les contraintes apportées pour les théories de formation des binaires sont discutées. Une partie importante de la thèse est consacrée à une étude approfondie de l'étoile triple TY CrA, l'unique système spectroscopique hiérarchisé parmi les étoiles Ae/Be de Herbig. Après une description complète des paramètres orbitaux et stellaires, la modélisation de la dynamique de cet objet particulier a été réalisée. Nos calculs théoriques montrent que la cohésion du système est assurée par effet de marée à l'oeuvre dans la binaire à éclipse centrale. L'environnement circumstellaire de TY CrA a également été étudié à partir d'observations spectroscopiques infrarouges avec le télescope spatial ISO et à partir d'images en Optique Adaptative dans le proche infrarouge.

Les étoiles Ae/Be de Herbig sont des étoiles pré-séquence principale de masse intermédiaire (2-5 M) présentant les signes d'une activité intense et de vents stellaires importants. L'origine de ces phénomènes reste mystérieuse car les mécanismes efficaces dans d'autres parties du diagramme HR sont, ici, inopérants. Nous avons étudié la formation des raies dans les vents de ces étoiles à l'aide d'un modèle semi-empirique à symétrie sphérique, les contraintes sur les paramètres libres du modèle étant alors déduites en comparant les spectres théoriques aux observations. Avec cette méthode, nous avons modélisé les raies de résonance de C IV et Mg II ainsi que les raies de Balmer et les continus de l'hydrogène, pour un échantillon représentatif d'étoiles. Nous avons pu confirmer que ces vents ont la même structure générale, et notamment une chromosphère à température modérée (T ~ 20 000 K). Nous obtenons des taux de perte de masse en très bon accord avec ceux déduits des observations radio. La quantité d'énergie dissipée dans le vent a été estimée par le calcul des pertes radiatives. Les valeurs obtenues sont supérieures à celles proposées par les modèles faisant intervenir des disques d'accrétion ou la rotation interne de l'étoile comme source d'énergie pour expliquer l'activité. La modélisation de la raie 1240 A de N V dans le vent d'AB Aur (prototype des étoiles Ae/Be de Herbig), observée avec le télescope spatial Hubble, nous a conduits à développer une méthode pour simuler la présence de globules chauds (T ~ 10 5 K) créés par des chocs, selon un modèle inspiré du vent solaire. Ce modèle nous permet également d'expliquer l'émission X observée par le satellite ROSAT. Les pertes radiatives occasionnées par ces globules sont supérieures à l'énergie cinétique du vent, ce qui montre que d'autres processus dissipatifs sont à l'oeuvre dans le vent de cette étoile. Ce travail constitue la première étape vers la prise en compte des écarts à la symétrie sphérique, révélés par la modulation rotationnelle de certaines raies du vent d'AB Aur. L'étude de la raie He l D3 a permis de poser les premières contraintes sur la physique à la base du vent d'AB Aur. Pour former une composante en émission décalée vers le bleu conforme aux observations, il est nécessaire de considérer des gradients de vitesse et des taux de perte de masse très élevés. Ce résultat montre que le vent d'AB Aur est fortement hétérogène, y compris dans les régions où il prend naissance. Il apparaît aussi que la composante en émission décalée vers le rouge de cette raie ne peut pas se former dans le vent mais qu'elle est vraisemblablement le résultat d'une accrétion de matière sur les pôles de l'étoile. Ces résultats représentent un ensemble de contraintes fortes, sur lequel il est désormais possible de s'appuyer pour mener à bien une étude théorique des vents des étoiles Ae/Be de Herbig.