This thesis deals with the detection of sleep apnea using polysomnographic data and attempt to find a possible alternative and simpler method of this detection. The thesis consists of three parts: The first part is important for introduction to the lungs anatomy and the physiology of breathing and the sleep phisiology. The second part deals with the ways of testing sleep apnea. The third part then continues with implementation of alternative methods of testing in Matlab software. The final program calculates the breathing curve from ECG data. The curve is important for the final detection of sleep apnea.

Yes / Fresh water is crucial for life, supporting human civilizations and ecosystems, and its production is one of the global issues. To cope with this issue, we evaluated the performance and cost of a solar-powered direct contact membrane distillation (DCMD) unit for fresh water production in Karachi, Pakistan. The solar water heating system (SWHS) was evaluated with the help of a system advisor model (SAM) tool. The evaluation of the DCMD unit was performed by solving the DCMD mathematical model through a numerical iterative method in MATLAB software®. For the SWHS, the simulation results showed that the highest average temperature of 55.05 ◦C and lowest average temperature of 44.26 ◦C were achieved in May and December, respectively. The capacity factor and solar fraction of the SWHS were found to be 27.9% and 87%, respectively. An exponential increase from 11.4 kg/m2 ·h to 23.23 kg/m2 ·h in permeate flux was observed when increasing the hot water temperatures from 44 ◦C to 56 ◦C. In the proposed system, a maximum of 279.82 L/day fresh water was produced in May and a minimum of 146.83 L/day in January. On average, the solar-powered DCMD system produced 217.66 L/day with a levelized water cost of 23.01 USD/m3 / This research was funded by the Researcher’s Supporting Project Number (RSP-2021/269), King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia.

I present in this thesis a fluid flow and heat transfer model for porous media using the lattice Boltzmann method (LBM). A computer simulation of this process has been developed and it is written using MATLAB software. The simulation code is based on a two dimensional model, D2Q9. Three physical experiments were designed to prove the simulation model through comparision with numerical results. In the experiments, physical properties of the air flow and the porous media were used as input for the computer model. The study results are not conclusive but show that the LBM model may become a reliable tool for the simulation of natural convection heat transfer in porous media. Simulations leading to improved understanding of the processes of air flow and heat transfer in porous media may be important into improving the efficiency of methods of air heating or cooling by passing air through fragmented rock.

O objetivo deste trabalho é apresentar alguns métodos numéricos para resolver a equação da convecção-difusão, em um espaço uni-dimensional. Demonstrada a derivação desta equação, parte-se para a sua adaptação ao espaço uni-dimensional. A seguir, é considerado o fenômeno da difusão, isoladamente. Num segundo momento, é feito um estudo sobre o fenômeno da convecção, isoladamente. Posterionnente, considera-se o caso geral, em que os fenômenos da convecção e da difusão ocotrem simultaneamente. A importante questão da estabilidade em soluções numéricas também é analisada Ao final de cada uma das três situações mencionadas, são apresentados resultados práticos dos programas computacionais apl icados a elas. / The purpose of this work is show some numerical methods to solve diffusionconvection equation, in one dimension. Showed the deduction ofthis equation, discribring the problem, we present its adaptation to one dimension. After this, severa! steps are fulfi li: first, the di.tfusion phenomenon is considered isolated; second, the convection phenomenon is studied isolated; third, the general case, where convection and diffusion phenomena happened together. The major question about stability is also analysed. At the end ofthe three above situations, we give some praticai results of computational programs applied to them.

O objetivo deste trabalho é apresentar alguns métodos numéricos para resolver a equação da convecção-difusão, em um espaço uni-dimensional. Demonstrada a derivação desta equação, parte-se para a sua adaptação ao espaço uni-dimensional. A seguir, é considerado o fenômeno da difusão, isoladamente. Num segundo momento, é feito um estudo sobre o fenômeno da convecção, isoladamente. Posterionnente, considera-se o caso geral, em que os fenômenos da convecção e da difusão ocotrem simultaneamente. A importante questão da estabilidade em soluções numéricas também é analisada Ao final de cada uma das três situações mencionadas, são apresentados resultados práticos dos programas computacionais apl icados a elas. / The purpose of this work is show some numerical methods to solve diffusionconvection equation, in one dimension. Showed the deduction ofthis equation, discribring the problem, we present its adaptation to one dimension. After this, severa! steps are fulfi li: first, the di.tfusion phenomenon is considered isolated; second, the convection phenomenon is studied isolated; third, the general case, where convection and diffusion phenomena happened together. The major question about stability is also analysed. At the end ofthe three above situations, we give some praticai results of computational programs applied to them.

O objetivo deste trabalho é apresentar alguns métodos numéricos para resolver a equação da convecção-difusão, em um espaço uni-dimensional. Demonstrada a derivação desta equação, parte-se para a sua adaptação ao espaço uni-dimensional. A seguir, é considerado o fenômeno da difusão, isoladamente. Num segundo momento, é feito um estudo sobre o fenômeno da convecção, isoladamente. Posterionnente, considera-se o caso geral, em que os fenômenos da convecção e da difusão ocotrem simultaneamente. A importante questão da estabilidade em soluções numéricas também é analisada Ao final de cada uma das três situações mencionadas, são apresentados resultados práticos dos programas computacionais apl icados a elas. / The purpose of this work is show some numerical methods to solve diffusionconvection equation, in one dimension. Showed the deduction ofthis equation, discribring the problem, we present its adaptation to one dimension. After this, severa! steps are fulfi li: first, the di.tfusion phenomenon is considered isolated; second, the convection phenomenon is studied isolated; third, the general case, where convection and diffusion phenomena happened together. The major question about stability is also analysed. At the end ofthe three above situations, we give some praticai results of computational programs applied to them.

This diploma thesis offers to the reader the basic overview of the most used methods of computer simulation and accessible software which can be used for this purpose. The aim of the thesis is not a detailed description of individual procedures, but rather a creation of overview text which can be used by the reader as a material for the primary orientation to the given problems. The thesis is outlined as a proposal of the themes of lectures of the subject ?Computer simulation and calculations in technology?. The thesis is divided into three thematic blocks. In the first block, the reader is acquainted with the programming language MATLAB, with its possibility of application in study as well as in practice. The second block acquaints with the CAD systems and the last block presents a nearer usage of individual software applications during the solution of selected model situations.

The Quality of Service (QoS) is in converged systems an important parameter. The dissertation thesis deals with research of QoS implementation into a newly developed network element. There was designed and implemented new protocol, based on the IP. The dissertation thesis deals with proposal of a new network element – the switch controlled by a neural network. During the research have been measured switches cross a performance classes. On the base of the measurement was designed the new four-port switch with switch fabric build on crossbar switch with an external control. The switch was designed with maximum QoS support. The switch fabric is controlled by the feedforward backpropagation neural network. The designed switch was modeled in the MATLAB and Simulink. The simulations prove that developed solution is functional.

A busca de sistemas de comunicação eficientes e econômicos é cada vez maior, principalmente com o aumento da demanda por tráfego e banda de transmissão. Conhecidas pela utilização eficiente de largura de banda, as redes ópticas de segmentação espectral flexível têm sido intensamente estudadas e são consideradas boas candidatas para a próxima geração de redes. Tais redes flexíveis utilizam formatos de modulação multinível e multiplexação multiportadora. Sistemas com alta capacidade de transmissão devem ser extremamente confiáveis, pois a falha em um dispositivo ou enlace da rede acarreta enorme perda de dados. Por isso, as técnicas de proteção e restauração do tráfego devem ser eficientes, de modo a garantir a sobrevivência da rede. Neste trabalho, foi desenvolvido um algoritmo capaz de lidar com cada requisição de conexão, encontrar um caminho óptico para transmissão e reservar outro caminho para recuperação do tráfego em caso de falha na rede. A seleção dos caminhos primário e de proteção utiliza a técnica smart-fit, que escolhe a solução com menor custo final, definido pela distância da rota percorrida somada ao custo do índice inicial da faixa espectral alocada, buscando equilibrar a escolha entre a posição no espectro e rota escolhida. Além disso, são definidos custos diferentes para slots de frequência livres e compartilhados, a fim de incentivar o compartilhamento espectral em caminhos de proteção. Dentre as técnicas de alocação espectral, a varredura com janela espectral varre o espectro em todos os enlaces da rota, slot por slot, em busca de uma faixa livre com tamanho suficiente para atender uma demanda. Neste trabalho, foi desenvolvida uma técnica chamada busca lógica, que lida simultaneamente com todos os enlaces da rota ao realizar operações lógicas com seus espectros. Em seguida, é realizada uma convolução entre a janela espectral, com tamanho da demanda, e o espectro resultante. A partir desse resultado, é possível saber as posições no espectro onde a demanda poderá ser alocada. Tal técnica, como será demonstrado, é mais veloz que a varredura com janela espectral. Para garantir a eficácia e confiabilidade do algoritmo, utilizando o software MATLAB, avaliou-se a probabilidade de bloqueio e probabilidade de bloqueio de banda, a fragmentação espectral média na rede, o grau de compartilhamento, a taxa de utilização espectral e a taxa de capacidade reservada. O algoritmo desenvolvido foi capaz de organizar o tráfego na rede de modo ordenado e pouco fragmentado, além de utilizar de maneira eficiente os recursos destinados à proteção. / The search for efficient and economical communication systems is increasing, especially with the increased demand for traffic and bandwidth transmission. The elastic optical networks, well known for their efficient using of bandwidth, have been thoroughly studied and are considered good candidates for the next generation networks. Such flexible networks use multilevel modulation formats and multicarrier multiplexing. Systems with high transmission capacity should be extremely reliable, as a failure in a device or link brings huge data loss. Therefore, traffic protection and restoration techniques should be efficient, to ensure network survivability. In this work, we propose an algorithm capable of managing each connection request, finding an optical path for transmission and a protection path to recover traffic in case of network failure. The selection of the primary and protection path uses the smart-fit technique, which chooses the solution with the lower final cost, defined by the route\'s distance plus the index\'s cost of the first slot of the allocated spectrum, in order to balance the choice between the position in the spectrum and the chosen route. In addition, different costs for free or shared frequency slots are defined, so as to encourage spectral sharing in protection paths. Among the spectrum allocation techniques, scanning with spectrum window scans the spectrum in all links of the route, slot by slot, searching for a free band large enough to meet the demand. In this work, we developed a new technique, called logical search, that simultaneously deals with all the links in the route, by performing logical operations with them. Then, a convolution is performed between a spectrum window, with the same size of the demand, and the resulting spectrum. From this result, it is possible to know all the positions in the spectrum where the demand may fit. This technique, as will be shown, is faster than the scan with spectrum window. To guarantee the efficiency and reliability of the algorithm, using the MATLAB software, we evaluated the blocking probability and bandwidth blocking probability, the average spectral fragmentation in the network, the shareability ratio, the spectral utilization ratio and the spare capacity ratio. The developed algorithm was able to organize the traffic in an orderly and less fragmented way, and use the protection resources efficiently.

A busca de sistemas de comunicação eficientes e econômicos é cada vez maior, principalmente com o aumento da demanda por tráfego e banda de transmissão. Conhecidas pela utilização eficiente de largura de banda, as redes ópticas de segmentação espectral flexível têm sido intensamente estudadas e são consideradas boas candidatas para a próxima geração de redes. Tais redes flexíveis utilizam formatos de modulação multinível e multiplexação multiportadora. Sistemas com alta capacidade de transmissão devem ser extremamente confiáveis, pois a falha em um dispositivo ou enlace da rede acarreta enorme perda de dados. Por isso, as técnicas de proteção e restauração do tráfego devem ser eficientes, de modo a garantir a sobrevivência da rede. Neste trabalho, foi desenvolvido um algoritmo capaz de lidar com cada requisição de conexão, encontrar um caminho óptico para transmissão e reservar outro caminho para recuperação do tráfego em caso de falha na rede. A seleção dos caminhos primário e de proteção utiliza a técnica smart-fit, que escolhe a solução com menor custo final, definido pela distância da rota percorrida somada ao custo do índice inicial da faixa espectral alocada, buscando equilibrar a escolha entre a posição no espectro e rota escolhida. Além disso, são definidos custos diferentes para slots de frequência livres e compartilhados, a fim de incentivar o compartilhamento espectral em caminhos de proteção. Dentre as técnicas de alocação espectral, a varredura com janela espectral varre o espectro em todos os enlaces da rota, slot por slot, em busca de uma faixa livre com tamanho suficiente para atender uma demanda. Neste trabalho, foi desenvolvida uma técnica chamada busca lógica, que lida simultaneamente com todos os enlaces da rota ao realizar operações lógicas com seus espectros. Em seguida, é realizada uma convolução entre a janela espectral, com tamanho da demanda, e o espectro resultante. A partir desse resultado, é possível saber as posições no espectro onde a demanda poderá ser alocada. Tal técnica, como será demonstrado, é mais veloz que a varredura com janela espectral. Para garantir a eficácia e confiabilidade do algoritmo, utilizando o software MATLAB, avaliou-se a probabilidade de bloqueio e probabilidade de bloqueio de banda, a fragmentação espectral média na rede, o grau de compartilhamento, a taxa de utilização espectral e a taxa de capacidade reservada. O algoritmo desenvolvido foi capaz de organizar o tráfego na rede de modo ordenado e pouco fragmentado, além de utilizar de maneira eficiente os recursos destinados à proteção. / The search for efficient and economical communication systems is increasing, especially with the increased demand for traffic and bandwidth transmission. The elastic optical networks, well known for their efficient using of bandwidth, have been thoroughly studied and are considered good candidates for the next generation networks. Such flexible networks use multilevel modulation formats and multicarrier multiplexing. Systems with high transmission capacity should be extremely reliable, as a failure in a device or link brings huge data loss. Therefore, traffic protection and restoration techniques should be efficient, to ensure network survivability. In this work, we propose an algorithm capable of managing each connection request, finding an optical path for transmission and a protection path to recover traffic in case of network failure. The selection of the primary and protection path uses the smart-fit technique, which chooses the solution with the lower final cost, defined by the route\'s distance plus the index\'s cost of the first slot of the allocated spectrum, in order to balance the choice between the position in the spectrum and the chosen route. In addition, different costs for free or shared frequency slots are defined, so as to encourage spectral sharing in protection paths. Among the spectrum allocation techniques, scanning with spectrum window scans the spectrum in all links of the route, slot by slot, searching for a free band large enough to meet the demand. In this work, we developed a new technique, called logical search, that simultaneously deals with all the links in the route, by performing logical operations with them. Then, a convolution is performed between a spectrum window, with the same size of the demand, and the resulting spectrum. From this result, it is possible to know all the positions in the spectrum where the demand may fit. This technique, as will be shown, is faster than the scan with spectrum window. To guarantee the efficiency and reliability of the algorithm, using the MATLAB software, we evaluated the blocking probability and bandwidth blocking probability, the average spectral fragmentation in the network, the shareability ratio, the spectral utilization ratio and the spare capacity ratio. The developed algorithm was able to organize the traffic in an orderly and less fragmented way, and use the protection resources efficiently.