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Understanding the interactions between a body of liquid and a curvy surface is important for many applications such as underwater drag force reduction, droplet filtration, self-cleaning, and fog harvesting, among many others. This study investigates ways to predict the performance of granular and fibrous surfaces for some of the above applications. More specifically, our study is focused on 1) modeling the mechanical stability of the air-water interface over submerged superhydrophobic (SHP) surfaces and their expected drag reduction benefits, and 2) predicting the mechanical stability of a droplet on a fiber in the presence of an external body force. For the first application, we modeled the air–water interface over submerged superhydrophobic coatings comprised of particles/fibers of different diameters or Young–Laplace contact angles. We developed mathematical expressions and modeling methodologies to determine the maximum depth to which such coatings can be used for underwater drag reduction as well as the magnitude of the depth-dependent drag reduction effect of the surface. For the second application, we studied the force required to detach a droplet from a single fiber or from two crossing fibers. The results of our numerical simulations were compared to those obtained from experiment with ferrofluid droplets under a magnetic field, and excellent agreement was observed. Such information is of crucial importance in design and manufacture of droplet–air and droplet–fluid separation media, fog harvesting media, protective clothing, fiber-reinforced composite materials, and countless other applications.

Recently, changes in graduation requirements in some states have made it more important than ever for students to be literate in all content areas. State assessments not only measure student academic ability, but they are a necessary component of graduation from high school. After completing required courses, students are expected to take assessments covering the content of those courses. In order to safely meet the graduation requirement, students must score at least 3 points per assessment on a 5-point scale. This has proven difficult for over 50% of students expecting to graduate. Students at Midwestern-American High School (MAHS) have been struggling to achieve the required minimum scores on the state achievement assessments, as have many others in the region. A review of the report card data for MAHS reveals the area of greatest need (i.e. category of lowest performance) is in science. Research suggests a leading cause for these struggles is waning teacher efficacy and lack of ability to build capacity in staff members due to high mobility in teacher populations, especially in urban communities serving high-poverty and minority populations. For these reasons, it is necessary for leaders to have the skill to quickly build effective instructional teams. During the 2017-2018 schools year, I utilized the Community of Practice (CoP) framework to establish entities that align closely with the criteria of CoPs. I used mixed methods research throughout the bounded period (August 2017 – May 2018) to conduct the proposed study. Data sources included: meeting agendas and minutes, participant interviews, survey results and reflections on the action by researcher and participants. I used the information gathered from this study to continue or modify the action and/or propose new strategies for the capacity building of staff.

Le but de l'allocation de registres est d'assigner les variables d'un programme aux registres ou de les " spiller " en mémoire s'il n'y a plus de registre disponible. La mémoire est bien plus lente, il est donc préférable de minimiser le spilling. Ce problème est difficile il est étroitement lié à la colorabilité du programme. Chaitin et al. [1981] ont modélisé l'allocation de registres en le coloriage du graphe d'interférence, qu'ils ont prouvé NP-complet, il n'y a donc pas dans ce modèle de test exact qui indique s'il est nécessaire ou non de faire du spill, et si oui quoi spiller et où. Dans l'algorithme de Chaitin et al., une variable spillée est supprimée dans tout le programme, ce qui est inefficace aux endroits où suffisamment de registres sont encore disponibles. Pour palier ce problème, de nombreux auteurs ont remarqué que l'on peut couper les intervalles de vie des variables grâce à l'insertion d'instructions de copies, ce qui crée des plus petits intervalles et permet de spiller les variables sur des domaines plus réduits. La difficulté est alors de choisir les bons endroits où couper les intervalles. En pratique, on obtient de meilleurs résultats si les intervalles sont coupés en de très nom- breux points [Briggs, 1992; Appel and George, 2001], on attend alors du coalescing qu'il enlève la plupart de ces copies, mais s'il échoue, le bénéfice d'avoir un meilleur spill peut être annulé. C'est pour cette raison que Appel and George [2001] ont créé le " Coalescing Challenge ". Récemment (2004), trois équipes ont découvert que le graphe d'interférence d'un programme sous la forme Static Single Assignment (SSA) sont cordaux. Colorier le graphe devient alors facile avec un schéma d'élimination simpliciel et la communauté se demande si SSA simplifie l'allocation de registres. Nos espoirs étaient que, comme l'était le coloriage, le spilling et le coalescing deviennent plus facilement résolubles puisque nous avons à présent un test de coloriage exact. Notre premier but a alors été de mieux comprendre d'où venait la complexité de l'allocation de registres, et pourquoi le SSA semble simplifier le problème. Nous sommes revenus à la preuve originelle de Chaitin et al. [1981] pour mettre en évidence que la difficulté vient de la présence d'arcs critiques et de la possibilité d'effectuer des permutations de couleurs ou non. Nous avons étudié le problème du spill sous SSA et différentes versions du problème de coalescing : les cas généraux sont NP-complets mais nous avons trouvé un résultat polynomial pour le coalescing incrémental sous SSA. Nous nous en sommes servis pour élaborer de nouvelles heuristiques plus efficaces pour le problème du coalescing, ce qui permet l'utilisation d'un découpage agressif des intervalles de vie. Ceci nous a conduit à recommander un meilleur schéma pour l'allocation de reg- istres. Alors que les tentatives précédentes donnaient des résultats mitigés, notre coa- lescing amélioré permet de séparer proprement l'allocation de registres en deux phases indépendantes : premièrement, spiller pour réduire la pression registre, en coupant po- tentiellement de nombreuses fois ; deuxièmement, colorier les variables et appliquer le coalescing pour supprimer le plus de copies possible. Ce schéma devrait être très efficace dans un compilateur de type agressif, cepen- dant, le grand nombre de coupes et l'augmentation du temps de compilation nécessaire pour l'exécution du coalescing sont prohibitifs à l'utilisation dans un cadre de com- pilation just-in-time (JIT). Nous avons donc créé une nouvelle heuristique appelée " déplacement de permutation ", faite pour être utilisée avec un découpage selon SSA, qui puisse remplacer notre coalescing dans ce contexte.

Ce travail s'inscrit dans le contexte de la modélisation et de la prévision de la durée de vie des aubes de turbine haute pression des turbines à gaz. Ces pièces sont réalisées en superalliage monocristallin base nickel tel que le MC2, matériau principal de l'étude. En service, ces dernières sont soumises à des conditions extrêmes de température et de contrainte. Des régimes d'urgence, dits O.E.I. (.One Engine Inoperative.), peuvent aussi survenir sur un hélicoptère bi-moteur : un des deux moteurs s'arrête ce qui provoque une augmentation de la température en sortie de chambre de combustion pour le moteur restant en fonctionnement. Dans le cadre de ce travail, le comportement anisotherme en fluage et en fatigue/fluage du superalliage monocristallin a été étudié afin de déterminer les répercussions des surchauffes à 1200. sur le comportement mécanique ultérieur à 1050. Il a pu être déterminé que le temps de pré-endommagement avant la surchauffe joue un rôle capital vis-à-vis de la durée de vie post-surchauffe. Cette influence est très dépendante de l'état microstructural du matériau sur lequel est réalisée la surchauffe (morphologie des précipités γ ', contraintes de cohérence entre les phases γ et γ '). Du point de vue des mécanismes d'endommagement, il a aussi été constaté que le niveau de température a une importance majeure en modifiant les contraintes de cohérence entre les deux phases γ et γ '. L'état microstructural jouant un rôle majeur sur la durée de vie lors des essais isothermes et anisothermes, une étude de l'évolution de la microstructure γ /γ' autour des particules de phase intermétallique μ a été faite, ainsi qu'une mesure expérimentale de l'évolution de la porosité, mesurée par des analyses tomographiques grâce à des essais de fluage multi-interrompus à haute température. Ceci a permis d'aboutir à un paramètre de dommage, à la frontière entre métallurgie et mécanique, prenant en compte les évolutions microstructurales. La coalescence orientée se déroulant à haute température, connue sous le nom de mise en radeaux, a une forte influence sur le comportement et l'endommagement des superalliages monocristallins. Ainsi, un nouveau modèle de mise en radeaux, prenant en compte la vitesse de sollicitation, a été implémenté dans le modèle de plasticité cristalline couplé comportement/endommagement Polystar. Ceci a permis d'améliorer la modélisation des essais longs. D'autres modifications ont été effectuées afin d'améliorer la modélisation lors des essais cycliques et de relaxation. Ce nouveau modèle a été testé et validé sur une éprouvette bi-entaillée générant des champs mécaniques multiaxiaux pendant un essai de fluage complexe anisotherme / This work is in the context of modeling and predicting the life of high pressure turbine blades of gas turbines. These components are made of nickel base single crystal superalloy such as the studied material MC2. Under operating conditions, they can be submitted to extreme stress and temperature conditions such as O.E.I. (.One Engine Inoperative.) which can also occur on a twin-engine helicopter : one engine stops which causes an increase in the outlet temperature of the combustion chamber for the remaining engine. In this work, the non-isothermal creep and creep/fatigue behaviors of single crystal superalloy have been studied to determine the impact of overheating at 1200. on the subsequent mechanical behavior at 1050 .. It has been determined that the prior thermomechanical degradation before an overheating plays an important role on the remaining life fraction. This influence is very dependent on the microstructural state of the material on which is performed the overheating (precipitate morphology of γ', coherency stress between the γ and γ' phases). From the damagemechanisms point of view, it was also found that the temperature level has a major importance in changing the coherency stresses between these two phases. The microstructural state plays a major role on the isothermal and non-isothermal life. Thus, the evolutions of the /' microstructure around the intermetallic μ phase particles have been studied as the porosity (determined by tomographic analysis through multi-interrupted creep tests at high temperature) which has led to a damage parameter taking into account microstructural evolutions and at the borderline between metallurgy and mechanics. Since the γ' directional coarsening is known to have an impact on the mechanical behavior at high temperature, a new model taking into account the γ' rafting has been designed. It takes into account the strain rate sensitivity of the γ' rafting and it was implemented in the coupled behavior/damage model of crystal plasticity named Polystar model. This has improved the modeling of long tests. Other changes were made to improve the cyclic and relaxation behaviors. This new model has been tested and validated on a notched specimen generating multiaxial mechanical fields during a non-isothermal complex creep test.

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It is estimated that networked devices consumed about 150 TWh of electricity in 2006 in the U.S. which has cost around $15 billion and contributed about 225 billion lbs of CO 2 to greenhouse gas emissions. About 13.5% of this energy is consumed by network equipment such as switches and routers. This thesis addresses the energy consumption of Ethernet, and designs and evaluates improvements on existing methods to reduce the energy consumption of Ethernet links and switches. Energy Efficient Ethernet (EEE) is an emerging IEEE 802.3 standard which allows Ethernet links to sleep when idle. In this thesis, a performance evaluation of EEE is completed. This evaluation replicates previous work by Reviriego et al. in an independent manner. The performance evaluation shows that EEE overhead results in less energy savings than expected. A new method based on Packet Coalescing is developed and evaluated to improve the energy efficiency of EEE. Packet Coalescing bursts packets such that EEE overhead is minimized. The results show that EEE with Packet Coalescing for 10 Gb/s Ethernet can achieve very close to ideal (or energy proportional) performance at the expense of an insignificant added per packet delay. Periodically Paused Switched Ethernet (PPSE) was previously proposed and prototyped by Blanquicet and Christensen in 2008. PPSE uses periodically sent notification packets to halt packet transmission into a LAN Switch and thus allowing the switch to sleep periodically. In this thesis, a first performance evaluation of PPSE is completed. The evaluation in this thesis shows that a PPSE for 10 Gb/s Ethernet LAN Switches achieves either significant energy savings at the expense of an excessive packet delay, or less than expected savings with a less than human response time added per-packet delay. An improvement to PPSE (Adaptive PPSE) is proposed and developed based on an adaptive policy. The adaptive policy considers past traffic load to determine whether to put the switch to sleep or not. The evaluation shows that Adaptive PPSE can achieve very close to ideal performance at the expense of an added average per packet delay which is less than half of the human response time.

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