Continuous casting is a casting process that produces steel slabs in a continuous manner with steel being poured at the top of the caster and a steel strand emerging from the mould below. Molten steel is transferred from the AOD converter to the caster using a ladle. The ladle is designed to be strong and insulated. Complete insulation is never achieved. Some of the heat is lost to the refractories by convection and conduction. Heat losses by radiation also occur. It is important to know the temperature of the melt during the process. For this reason, an online model was previously developed to simulate the steel and ladle wall temperatures during the ladle cycle. The model was developed as an ODE based model using grey box modeling technique. The model’s performance was acceptable and needed to be presented in a user friendly way. The aim of this thesis work was basically to design a GUI that presents steel and ladle wall temperatures calculated by the model and also allow the user to make adjustments to the model. This thesis work also discusses the sensitivity analysis of different parameters involved and their effects on different temperature estimations.

Både musik och arkitektur lär oss något genom att vi upplever den, de har en inbyggd pedagogisk funktion genom sin närvaro. Inom musiken är det ganska självklart att den har känslomässiga värden som inte kan tas ur ett musikaliskt sammanhang och förklaras på annat sätt, än i just dess upplevelse. Syftet med det här projektet är att komma närmare en förståelse om hur arkitekturen kan kommunicera känslomässiga värden som bara arkitekturen kan kommunicera genom sin närvaro. Byggnadens organisation bygger därmed inte endast på en funktionell uppdelning, utan i synnerhet en känslomässig. För att förstå hur rum bör utformas känslomässigt har jag använt min egen känsla i befintliga rum för att förstå vad i rummen och dess sammansättning som gör dem till vad de är. I synnerhet har jag studerat byggnader utformade efter klassiska ideal, i dessa fann jag känslor som inte har prioriterats i funktionalistiskt utformade byggnader.  Rörelsen genom byggnaden är inspirerad av en klassisk ordning, från en centrerad ingång, där utställningslokal och restaurant grenar ut sig till höger och vänster, bibliotek, torg och studieytor syns en trappa upp, och lite hemlighetsfullt finns bakom denna trappa en trappa ner till en blackbox. Studieplatserna är anpassade efter närheten till mycket dagsljus för att få ett så bra ljus som möjligt till böcker och andra studier, men också för utsikt. / Both music and architecture teach us something by experiencing it, they have a built-in educational function through their presence. In music it is quite obvious that it has emotional values ​​that can not be taken out of a musical context and explained differently, than in its actual experience. The purpose of this project is to get an understanding of how architecture can communicate emotional values ​​that only the architecture can communicate through its presence. The structure of the building is thus not only based on a functional division, but in particular an emotional one. To understand how rooms should be designed emotionally, I have used my own feeling in existing rooms to understand what in the rooms and their composition that makes them what they are. In particular, I have studied buildings designed for classical ideals, in which I found feelings that have not been prioritized in functionally styled buildings. The movement through the building is inspired by a classical order, from a centered entrance, where the exhibition hall and restaurant branch out to the right and left, libraries, squares and study areas appear upstairs, and a little secretive behind this staircase is down to a blackbox . The studios are adapted to the proximity to plenty of daylight to get the best possible light for books and other studies, but also for views.

Um die Zuverlässigkeit von intelligenten Stromverteilerleisten zu überprüfen, wird eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, weitestgehend automatisierte und herstellerunabhängige Messergebnisse aufzunehmen, zu vergleichen und zu bewerten. Die Betrachtung der Stromverteilerleisten erfolgt hierbei als Blackbox, welche durch einen möglichst vollumfänglichen Satz an Eigenschaften beschrieben wird. Der zur Messung notwendige Testplan wird aus dieser Beschreibung der Eigenschaften automatisch generiert und kann dann getrennt im Labor ausgeführt werden. Dabei wird eine durchgehende Dokumentation des Messablaufs und der Umgebungsbedingungen sichergestellt. Im Nachgang ist eine Analyse der Messergebnisse sowie eine teilautomatisierte Protokollerstellung möglich.

Um die Zuverlässigkeit von intelligenten Stromverteilerleisten zu überprüfen, wird eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, weitestgehend automatisierte und herstellerunabhängige Messergebnisse aufzunehmen, zu vergleichen und zu bewerten. Die Betrachtung der Stromverteilerleisten erfolgt hierbei als Blackbox, welche durch einen möglichst vollumfänglichen Satz an Eigenschaften beschrieben wird. Der zur Messung notwendige Testplan wird aus dieser Beschreibung der Eigenschaften automatisch generiert und kann dann getrennt im Labor ausgeführt werden. Dabei wird eine durchgehende Dokumentation des Messablaufs und der Umgebungsbedingungen sichergestellt. Im Nachgang ist eine Analyse der Messergebnisse sowie eine teilautomatisierte Protokollerstellung möglich.

Bei der Entwicklung neuer Produkte nehmen numerische Simulationen eine immer größere Rolle ein. Dadurch entsteht die Möglichkeit, relativ kostengünstig das neue Produkt zu testen, noch bevor ein teurer Prototyp angefertigt werden muss. Diese Möglichkeit weckt das Verlangen, Teile des Designprozesses zu automatisieren. Aber selbst mit den modernsten Algorithmen und Rechnern sind einige dieser Simulationen sehr zeitaufwändig, d.h. im Bereich von Minuten bis Stunden. Beispiele aus dem Automobilbereich dafür sind Kettentriebssimulationen, Strömungssimulationen oder Crashsimulationen. Mathematisch stehen dafür das Lösen von Differential-Algebraischen Gleichungen und partiellen Differentialgleichungen. Ziele des teilweise automatischen Designprozesses sind die Funktionsfähigkeit und möglichst optimale weitere Eigenschaften wie beispielsweise Leistung oder Kosten. In dieser Arbeit werden Optimierungsprobleme betrachtet, bei denen die Auswertung der Zielfunktion eine numerische Simulation erfordert. Um solche Probleme in annehmbarer Zeit lösen zu können, braucht man also Optimierungsverfahren, die mit wenigen Funktionsauswertungen schon gute Näherungen des globalen Optimums finden können. In dieser Arbeit werden Ersatzmodell-gestützte Optimierungsverfahren, die eine Kriging-Approximation benutzen, betrachtet. Diese Verfahren besitzen die oben genannten Anforderungen, sind aber nur eingeschränkt parallelisierbar. Die Arbeit gliedert sich wie folgt. Die für diese Arbeit benötigten Grundlagen der Optimierung werden im zweiten Kapitel vorgestellt. Das dritte Kapitel beschäftigt sich mit der Theorie der Kriging- Approximation. Die Verwendung eines Ersatzmodells zur Optimierung und die Parallelisierung der entstehenden Verfahren sind das Thema des vierten Kapitels. Im fünften Kapitel werden die vorgestellten Verfahren numerisch verifiziert und es werden Vorschläge für die Anwendung gegeben. Das sechste Kapitel gibt einen Überblick über die Kettentriebskonstruktion und die Verwendung der vorgestellten Algorithmen. Das letzte Kapitel fasst die erreichten Ziele zusammen und gibt Vorschläge für weitere Verbesserungen und Forschungsthemen.

Zugl.: Darmstadt, Techn. Univ., Diss.

Techn. Univ., Diss., 2008--Darmstadt.

Cette thèse porte sur l'étude des ballotements dans les réservoirs de satellites à poste, lors des phases de manoeuvre à faible accélération. En effet la bulle de gaz d'hélium servant à pressuriser le réservoir se met en mouvement, générant ainsi des perturbations sur la stabilité globale du satellite. Afin de mener à bien cette étude, des méthodes numériques ont été développées, avec une méthode de frontières immergées pour prendre en compte les parois du réservoir.Le code est utilise la méthode Level-Set pour capturer l'interface, et gère les sauts à l'aide de la méthode Ghost-Fluid. Un solveur BlackBox Multigrid est également développé pour améliorer lesperformances de calcul. Une étude est présentée dans le dernier chapitre pour définir quelques lois de comportements en fonction des vitesses et accélérations générées lors des manoeuvres. / The core study of this PhD thesis is the sloshing in satellite tanks, during low acceleration maneuvers. Indeed the helium bubble used to pressurize the tank moves, thus generating perturbations on the global stability of the satellite. In order to understand this problem, numerical schemes have been developed, such as an immersed boundary method to model the tank wall. The numerical tool uses a Level-Set function coupled to a Ghost Fluid Method to track the interface and to account for the jump conditions.A BlackBox Multigrid Solver have been developed to improve computational cost. Finally a study is presented in the last chapter to predict the behaviour of the fluids with a varying rotational speed generated during some classical maneuvers.

Optimization is omnipresent in our world. Its numerous applications spread from industrial cases, such as logistics, construction management or production planning; to the private sphere, filled with problems of selecting daycare or vacation planning. In this thesis, we concentrate on expensive black-box optimization (EBBO) problems, a subset of optimization problems (OPs), which are characterized by an expensive cost of evaluating an objective function. Such OPs are reoccurring in various domains, being known as: hyperpameter optimization in machine learning, performance configuration optimization or parameter tuning in search-based software engineering, simulation optimization in operations research, meta-optimization or parameter tuning in the optimization domain itself. High diversity of domains introduces a plethora of solving approaches, which adhere to a similar structure and workflow, but differ in details. The software frameworks stemming from different areas possess only partially intersecting manageability points, i.e., lack manageability. In this thesis, we argue that the lack of manageability in EBBO is a major problem, which leads to underachieving optimization quality. The goal of this thesis is to study the role of manageability in EBBO and to investigate whether improving the manageability of EBBO frameworks increases optimization quality. To reach this goal, we appeal to software product line engineering (SPLE), a methodology for developing highly-manageable software systems. Based on the foundations of SPLE, we introduce a novel framework for EBBO called BRISE. It offers: 1) a loosely-coupled software architecture, separating concerns of the experiment designer and the developer of EBBO strategies; 2) a full coverage of all EBBO problem types; and 3) a context-aware variability model, which captures the experiment-designer-defined OP with the content model; and manageability points including their variants and constraints with the cardinality-based feature model. High manageability of the introduced BRISE framework enables us: 1) to extend the framework with novel efficient strategies, such as adaptive repetition management; and 2) to introduce novel EBBO mechanisms, such as multi-objective compositional surrogate modeling, dynamic sampling and hierarchical surrogate modeling. The evaluation of the novel approaches with a set of case studies, including: the WFG benchmark for multi-objective optimization, combined selection and parameter control of meta-heuristics, and energy optimization; demonstrated their superiority over the state-of-the-art competitors. Thus, it supports the research hypothesis of this thesis: Improving manageability of an EBBO framework enables to increase optimization quality.

Quadrotors are a type of aircraft that lately has gained increased popularity within the UAV-scientific area. Many research groups around the world have implemented control systems that allow for autonomous flight of quadrotors with the help of the known dynamics. This thesis presents two approaches to modelling the dynamics of the quadrotor. The first is a linear greybox approach where the structure is derived from known equations and some constants are measured and some identified through system identification techniques. The second model is a blackbox model where a neural network is trained and used. The two models are then evaluated using known error measurements with the help of previously recorded flight data and the results are presented. It is for example shown that with the untreated flight data the traditional greybox model have accurate dynamics but is sensitive to noise and drifts in the measurements. It is also shown that better results generally can be achieved using a neural network model, especially for noisy unpreprocessed data.