International Telemetering Conference Proceedings / October 22-25, 2001 / Riviera Hotel and Convention Center, Las Vegas, Nevada / Boeing Commercial Airplanes has used many methods in the past to measure the structural loads on the wings of its airplanes. The most recent approach is to use arrays of MEMS pressure sensors on the top and bottom surfaces of the wings. By knowing the difference in pressure between the top and bottom of the wings the structural loads on the wings can be calculated. It was decided that in order to build an array of 1100 sensors it would be necessary to condition the sensors and convert the analog output to a digital form at the site of the pressure measurement. This process was taken one step further by converting the output of the A/D converter into engineering units within the sensor module as well. The array is built using a flex circuit card in one foot sections that can be interconnected to form an array of up to 125 sensors. There is a sensor location every two inches on the flex circuit but not all locations are populated. This paper will describe not only the pressure belt but the lessons learned during the development and the implications that these lessons have for smart transducers in general.

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2012. / ENGLISH ABSTRACT: The primary circuit components of very high temperature reactors (VHTRs) experience various unwanted fission products such as Kr, Xe, I, Cs, Sr, and Ag. These particle are generated during normal operation of the reactor from abaration, cracks and/or deffects are transported by the helium coolant. The main candidate that has been identified as a cause for concern and the focus of research to minimizing radioactive contamination of the reactor coolant circuit is silver. This is because the design of the coated particles limits the release of fission products into the coolant except for silver(Ag110m). Ag110m is a long lived metallic fission product formed inside the nuclear reactor core and is the only known element released out of the coated particles into the coolant at any temperature above 1150 ◦C when the reactor starts to heat up. The release occurs on intact coated particles, failed particles and also from defective particles. The amount of released silver is initially small and occurs as the pebble heats up and this is strongly dependent on the temperature of the core. It is therefore able to reach the surface of the reactor core and enter into the Helium coolant flowing throughout the reactor. Thus Ag110m will be circulated through the reactor circuit until it reaches the cooler sides of the main power system (MPS) where it will start to plate out. The presence of this radioactive silver in the primary circuit components may result in unwanted maintenance problems from a radiation hazard point of view. The development of a method to remove particles from the helium stream is therefore needed. In this work, two theoretical deflection models used to deflect the silver particles are proposed, namely the stochastic and the deterministic deflection models. The latter describes the deflection of microparticles in a helium medium. It uses the dielectrophoresis (DEP) technique to investigate the deflection of a silver µm moving in a helium medium with the bulk velocity of 0.021 ms−1 and subjected to a dielectrophoretic force only deflect an amount of 0.52039 nm and 4.49882 nm in the x - and z -directions on average. The former (stochastic deflection model) describes the deflection of ions and polarized particles by using probability theory, namely kinetic theory of gases. This model showed that the mean free time that the particle spends while deflected by a uniform electric field is short so much that there is not enough time for a silver particle to be appreciably deflected between collisions. For example, when an electric field of 100kV/m was applied on a single silver ion for a time of 0.1 µs, the deflection distance obtained was 33.38 mm for a free time of 0.189285 ns and under pressure and temperature conditions of 1 bar and 20◦ C. The Brownian motion was then compared to the effects of a nonuniform electric field in polarizing and deflecting an atom. This is done by comparing the Brownian motion and the polarizibility of an atom using nonuniform electric fields. It is found that the silver speed produced from Brownian motion (79.563 ms−1) is far larger than that produced from the polarizibility of an atom (4.69455×106 nms−1). The deterministic and stochastic deflection models using nonuniform electric fields proved that the dielectrophoresis technique is negligibly small in deflecting particles and cannot be used to deflect silver particles as required in a VHTR. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die primˆere siklus komponente van baie ho temperatuur reaktore (VHTRs) word bloodgestel aan verskeie ongewenste fisie produkte soos Kr, Xe, I, Cs, Sr, en Ag. Hierdie deeltjies word gegenereer gedurende normale werking van die reaktor van abarasie, krake en / of defekte word vervoer deur die helium verkoelingsmiddel. Die belangrikste kandidaat wat gedentifiseer is as ’n rede vir kommer en die fokus van navorsing op die minimalisering van radioaktiewe besoedeling van die reaktor verkoelingsmiddel siklus is silwer. Die rede hiervoor is die ontwerp van die omhulsel wat die vrylating van die fisie produkte in die koelmiddel behalwe vir silwer (Ag110m) beperk. Ag110m is ’n metaal fisie-produk met ’n lang leeftyd wat gevorm word binne-in die kern van die reaktor en is sover bekend die enigste element wat vrygestel word deur die bedekte deeltjies in die verkoelingsmiddel by enige temperatuur bo 1150 ◦C wanneer die reaktor begin verhit. Die vrystelling kom voor by ongeskonde brandstofomhulse, nie funksionele deeltjies en ook van gebrekkige deeltjies. Die bedrag van vrygestel silwer is aanvanklik klein en kom voor as die brandstofelemente verhit en heirdie vrystelling is sterk afhanklik van die temperatuur van die kern. Dit is dus in staat om die oppervlak van die reaktor kern te bereik en betree die Helium verkoelingsmiddel vloeistelsel en beweeg regdeur die reaktor. Dus sirkuleer die Ag110m deur die reaktor kring totdat dit die koeler kante van die MPS bereik waar dit sal begin uitplatteer. Die teenwoordigheid van hierdie radioaktiewe silwer in die primˆere stroombaan komponente kan lei tot ongewenste onderhoud probleme van ’n straling gevaar oogpunt. Die ontwikkeling van ’n metode om deeltjies te verwyder uit die helium stroom is dus nodig. In hierdie werk word van twee teoretiese defleksie modelle gebruik gemaak om die silwer partikels se defleksie te beskryf, naamlik die stogastiese en die deterministiese defleksie modelle. Laasgenoemde beskryf die defleksie van mikro grootte partikel in ’n helium medium. Dit maak gebruik van die dielektroflorosensie (DEP) tegniek om ondersoek in te stel na die defleksie van ’n silwer deeltjie met ’n radius van 3 μm. Dit is vanaf hierdie model waargeneemdat ’n silwer mikrodeeltjie met ’n radius van 3 m in ’n helium medium beweeg met die snelheid van 0,021 ms−1 en onderworpe is aan ’n dielektroforetiese krag dit net met ’n gemiddelde van 0,52039 nm en 4,49882 nm in die x - en z -rigtings deflekteer. Die voormalige (stogastiese defleksie model) beskryf die defleksie van ione en gepolariseerde partikels deur gebruik te maak van waarskynlikheidsteorie, naamlik die kinetiese teorie van gasse. Hierdie model toon dat die gemiddelde vrye tyd wat die deeltjie spandeer terwyl dit gedeflekteer word deur ’n uniforme elektriese veld sovel korter is dat daar nie genoeg tyd is vir ’n silwer deeltjie is om aansienlik tussen botsings gedeflekteer kan word nie. Byvoorbeeld, wanneer ’n elektriese veld van 100kV/m toegepas word op ’n enkele silwer ioon vir ’n tyd van 0.1 μs, die defleksie afstand van 33,38 mm verkry word vir ’n vrye tyd van 0.189285 ns en onder druk en temperatuur voorwaardes van 1 bar en 20 ◦C. Die Brown-beweging was dan vergeleke met die uitkoms van n univorme elektriese veld wat n polariserende atoom deflekteer. Dit word gedoen deur die vergelykings van die Brown-beweging en die polariseerbaarheid van ’n atoom met behulp van nie-uniform elektriese veld te gebruik. Daar word gevind dat as die silwer spoed van Brown se beweging (79,563 ms−1) veel groter is as di van die polariseerbare atoom (4,69455 × 10−6 nms−1). Die deterministiese en stogastiese defleksie modelle deur gebruik te maak van nonuniform elektriese velde bewys dat dielectrophoresis tegniek is weglaatbaar klein in defleksie van deeltjies en kan dus nie gebruik word om silwer partikels te buig soos wat in ’n VHTR vereis word nie.

The dissertation details work aimed toward the development and implementation of a 3-D impact fragmentation module to perform rock fall analysis by taking into account impact fragmentation. This fragmentation module is based on a database of a large set of impact simulations using a fully calibrated discrete element model (DEM), and is employed to predict impact fragmentation processes in rockfall analysis by either training a neural network model or linearly interpolating the database. A DEM was employed to model impact fragmentation in the study. A DEM code was developed from scratch. The model was first calibrated and verified with experimental results to demonstrate the capability of modeling both quasi-static and dynamic material behavior. Algorithms to calibrate the model’s micro-parameters against triaxial tests on rocks were presented. Sensitivity analyses were used to identify the deformability micro-parameters by obtaining relationships between microscopic and macroscopic deformability properties. The strength model parameters were identified by a global optimization process aimed at minimizing the difference between computed and experimental failure envelopes. When applied to the experimental results of tested granite, this calibration process produced a good agreement between simulated and experimental results for both deformability and strength properties. Dynamic compression and SHPB tests were performed to verify the dynamic model. A strain-rate-dependent dynamic strength was observed in the experimental results. This strain-rate-dependent dynamic strength was also confirmed by the numerical results. No rate-dependent constitutive model was used in the DEM to simulate dynamic behavior. This simulated rate-dependent dynamic strength can be attributed to material inertia because the inertia inhibits crack growth. Some fundamental mechanisms of impact fragmentation associated with rockfalls were then numerically investigated. The developed DEM code was coupled with a simplified impact model inspired by the theory of dynamic foundations. It has been shown that the magnitude of impact velocity, the angle of the incidence, the ground condition all play very important roles in impact fragmentation. Several case studies were performed to validate the developed impact fragmentation module in rock fall analysis. It has been demonstrated that the developed fragmentation module can reasonably predict impact fragmentation and perform some risk analysis in rock fall analysis. / text

En algèbre de dimension 2, les 2-groupes symétriques (groupoïdes monoïdaux symétriques où tout objet a un inverse à isomorphisme près) jouent un rôle similaire à celui des groupes abéliens en algèbre de dimension 1. Le but de ce travail est de définir une notion de catégorie abélienne en dimension 2 qui soit aux 2-groupes symétriques ce que la notion de catégorie abélienne ordinaire est aux groupes abéliens. On donnera deux solutions à ce problème. La première, les catégories enrichies dans les groupoïdes abéliennes, est une généralisation des catégories abéliennes ordinaires. Dans un tel contexte, on peut développer la théorie des suites exactes et de l'homologie d'une façon proche de l'homologie dans une catégorie abélienne : on y démontre plusieurs lemmes de diagrammes classiques ainsi que l'existence de la longue suite exacte d'homologie associée à une extension de complexes de chaînes. Cela généralise des résultats connus pour les 2-groupes symétriques. L'autre solution, les catégories enrichies dans les groupoïdes 2-abéliennes (qui sont également abéliennes au sens du paragraphe précédent), imite les propriétés des 2-groupes symétriques plus spécifiques à la dimension 2, en particulier l'existence de deux systèmes de factorisation : surjectif/plein et fidèle, et plein et surjectif/fidèle. De plus, dans une catégorie enrichie dans les groupoïdes 2-abélienne, la catégorie des objets discrets est équivalente à celle des objets connexes et ces catégories sont abéliennes. Les exemples incluent, outre les 2-groupes symétriques, les 2-modules sur un 2-anneau, qui forment une catégorie enrichie dans les groupoïdes 2-abélienne. Par ailleurs, les groupoïdes internes, foncteurs internes et transformations naturelles internes à une catégorie abélienne (et, en particulier, les 2-espaces vectoriels au sens de Baez-Crans) forment une catégorie enrichie dans les groupoïdes 2-abélienne si et seulement si l'axiome du choix est satisfait dans la catégorie abélienne.

Ce travail de thèse a pour objectif de caractériser le comportement anisotrope des mousses acoustiques. Ces matériaux, couramment employés pour lutter contre les nuisances sonores et vibratoireset sont modélisés à l'aide du modèle de Biot. Celui-ci est basé sur le formalisme de lamécanique des milieux continus à deux champs couplés, l'un associé au solide et l'autre au fluidesaturant. Nous nous intéresserons plus particulièrement dans ce travail aux paramètres du solideet aux matériaux présentant une anisotropie (c'est-à-dire des propriétés qui varient suivant lesdirections) du squelette solide. Ici, deux types d'anisotropie sont distingués, l'anisotropie naturelledu matériau et celle induite par une action extérieure, cette dernière ayant pour principale cause lacompression statique des échantillons. Par ailleurs, trois types de symétries naturelles sont considérés : isotropie, isotropie transverse avec et sans rotation de direction principale. Celles-ci sont leplus couramment rencontrées.L'analyse expérimentale du type de symétrie des mousses se fait au moyen d'un dispositif, appelé rigidimètre, qui permet de déterminer la raideur mécanique d'échantillons cubiques de moussesous hypothèse quasi-statique. Celui-ci est couplé à une mesure au vibromètre laser à balayage, permettantde mesurer le déplacement normal des faces des cubes. Des lignes de niveaux des champsde déplacements normaux surfaciques sont ainsi obtenues. Il est alors possible de classer les différentstypes d'anisotropie en analysant ces courbes de niveaux. Ainsi, avec ces a-priori, une méthodea été élaborée pour déterminer les coefficients de Poisson à l'aide de techniques de minimisationà partir des autres constantes élastiques préalablement déterminées. Ce problème est construit àpartir d'indicateurs expérimentaux et d'indicateurs provenant d'un modèle éléments finis.L'influence de la compression statique sur les modules élastiques est ensuite étudiée. Toutd'abord, la variation du module d'Young en fonction du taux de compression est caractérisée àpartir de mesures au rigidimètre. Ensuite, la variation du module de cisaillement en fonction de lacompression statique est caractérisée par une méthode d'ondes guidées (en collaboration avec laKULeuven). Il a été montré que les variations de modules élastiques pouvaient être importantespuisqu'elles peuvent atteindre 50 %. A partir de ces déterminations expérimentales, quatre zones decomportement de la mousse ont été mises en évidence. Ces quatre zones correspondent respectivementà des effets de compression, de flambement, de densification et de réarrangement des cellules.Un modèle éléments-finis microstructural, dans lequel la cellule élémentaire est modélisée par untétrakaidécaèdre de Kelvin, est enfin proposé. Celui-ci permet de modéliser les trois premièreszones, qui correspondent aux compressions statiques usuelles dans les applications acoustiques.

This thesis presents the results for the temperature variation of the Differential Group Delay (DGD) measurements of a Dispersion Compensation Module (DCM) and interprets the results with a theoretical DGD model based on glass viscoelastic properties and estimated values of some of glass parameters. The results of our analysis demonstrate the existence of long birefringence relaxation times on the order of many hours in response to temperature changes. These results could be of significance in interpreting the behavior of optical fiber systems.

Pasirinkta baigiamojo darbo tema yra atsakas į analitinėje dalyje aptariamą fizinės erdvės nuosavybės monopolijos problemą šiandieniniuose miestuose, dėl kurios nyksta žmonių gebėjimas natūraliai formuoti bendruomenes. Bendruomenės centru Vilniaus mieste siekiama sukurti laisvos prieigos erdvių laboratoriją, kurioje žmonės galėtų laisvai ir nevaržomai užsiiminėti įvairaus spektro fizine ir intelektualine veikla, ją reprezentuoti kitiems centro lankytojams ir tokiu metodu kurti tarpusavio socialinius bendruomeninius ryšius. Pasirinktame gamyklos pastate, konversijos metu, įrengiama bendruomeninių erdvių tipologijos struktūra leidžianti lankytojams pasirinkti iš viešųjų arba privačiųjų erdvių. Industrinis pastato karkasas pritaikomas modulinės architektūros elementams: konvertuoti jūriniai konteineriai arba naujos statybos moduliniai namai. Jie skirti individualių bendruomenės narių gyvenimui ir veiklai. Gamyklos vidinis kiemas pritaikomas įvairios paskirties masinių bendruomeninių renginių organizavimui, o jo centre projektuojamas naujos statybos transformuojamas salės tūris. / The subject of this work is a response to a particular problem of ownership monopoly for social space in a modern city that damages human ability to create a network of community social interactions. The goal of Social Center in Vilnius Naujamiestis is to create a free access community lab space in which people could perform various types of physical and intellectual work as well as showcasing it to the other people without financial constraints or official obligation in response generating natural community interactions. A typology of community spaces is created in a chosen industrial object allowing people to choose between public and private working environments. Industrial framework of the building adapts to fit shipping containers and newly built modular architecture units where main living and working spaces are situated. The inner courtyard is shaped to accommodate various large scale social activities with newly built hall volume in its center.

This thesis presents the development of innovative tools to investigate spatially distributed properties of thin film photovoltaic devices. They are required to gain a better understanding of device behaviour driven by how such properties affect the performance of commercial-scale devices. The tools developed for this are a distributed 3D model (D3DM) as simulation software and a laser beam induced current (LBIC) system as a platform for characterisation. The D3DM was developed utilising standard circuit analysis software. It is constructed to simulate realistic device structures and current flows in thin film PV devices. Diode parameters are truly distributed and can be varied independently. The model includes a voltage dependent photocurrent which is a key characteristic of amorphous silicon based solar cells. The D3DM has been used for the investigation of spatial variation in performance due to the distributed nature and non-uniformity of diode parameters and solar cell properties. It is shown that distributed series resistance contributed from the contact layers has a significant impact on solar cell performance and efficiency. The LBIC system is an optical scanning based characterisation tool. Unlike most existing systems, this has been developed specifically for large area, module-size thin film applications. The system provides a detailed photocurrent map which reveals spatial non-uniformity and allows investigation of localised performance variation of the investigated PV devices. System development, components and their characterisation as well as different measurement techniques are described. The model is also applied to LBIC measurements where it is used for a sensitivity analysis of measurement signal with respect to certain cell parameters in cells and modules under different measurement conditions. A new limiting illuminated LBIC (li-LBIC) measurement technique was developed. It is a measurement where the laser-probed cell is brought into limiting condition by means of shading. The signal thus generated is a linear response which was previously unobtainable by typical LBIC measurements. It is unaffected by non-uniform illumination allowing the real properties of investigated cells in a monolithic series connected module to be measured non-destructively.

This reports describes a master thesis project in Industrial Design Engineering at Lulea University of Technology in collaboration with Clas Ohlson.The master thesis was performed during 2015/2016 and is part of a product development project at Clas Ohlson aiming to develop a new kind of solar powered out door light. Clas Ohlson have limited experience with in house product development, and this project could be a pilot project to evaluate future in house product development.This projects main focus is the creative parts of the product development process and the detail development.The product developed resulted in a product with high customisation potential in many aspects including aesthetic, mounting, electronic and packaging.The resulting material, such as CAD-files, is handed over to Clas Ohlson for them to adjust if necessary in order to take the result in to production. The starting point is the company ́s desire to comply with one of their main objectives: provide sustainable products.The desire was for me to develop a solar powered outdoor light.The result is a module based system which can be expanded in multiple ways, from changing the function, to changing the appearance. In the chapter results you also find a suggested launch plan showing the width of the presented solution and the many opportunities the end user would have to upgrade their product without generating excessive waste.

La caractérisation des matériaux cimentaires au cours du temps est essentielle pour le bon achèvement et le contrôle des constructions de tous genres, afin de prévenir les dégradations et éviter les ruines d’ouvrage. Ce projet de recherche propose l’utilisation des ondes de cisaillement pour mieux caractériser des propriétés physiques et mécaniques de ces matériaux telles que le temps de prise, le module de cisaillement et la ségrégation. Les ondes de cisaillement sont générées par la récente technique des anneaux piézoélectriques (P-RAT). Cette technique développée à l’université de Sherbrooke, est initialement destinée pour estimer le module de cisaillement des sols à partir de la vitesse des ondes de cisaillement. Le P-RAT a été récemment appliqué sur les pâtes de ciment et les mortiers pour déterminer le temps de prise initiale et finale à partir de la dérivée de la vitesse des ondes de cisaillement. L’objectif de cette thèse est d’étendre et d’approfondir l’étude de faisabilité du P-RAT en tant que technique non destructive pour la caractérisation physique et mécanique des pâtes de ciment, des mortiers et des bétons et de valider son applicabilité pour une éventuelle utilisation in-situ. Nous avons étudié plusieurs aspects de traitement de signal, dans le domaine temporel et fréquentiel, pour extraire l’information utile à la caractérisation des matériaux cimentaires à partir des ondes de cisaillement. La relation entre la variation du contenu fréquentiel et le temps de prise initiale et finale des pâtes de ciment et des mortiers a été décelée. La méthode fréquentielle proposée dans ce projet est plus rapide que celle de dérivée de la vitesse des ondes de cisaillement et ne requiert pas une expertise dans le domaine de traitement du signal pour l’exécuter. Les essais au laboratoire ont démontré la performance du dispositif formé de deux capteurs P-RAT de diamètre externe de 16 mm, montés de part et d’autre sur les deux bornes d’un étau de serrage, à mesurer le module de cisaillement de 1 jour à 56 jours. Un modèle de régression linéaire multiple a été développé pour estimer la résistance à la compression à partir du module de cisaillement. En plus, une relation empirique a été obtenue entre le module de cisaillement à 24 h et le module d’élasticité statique à 28 jours qui permet la prédiction de ce dernier dès le jeune âge. La faisabilité de P-RAT pour la caractérisation des propriétés physiques des bétons, notamment le temps de prise et la ségrégation, a nécessité au préalable une étude de l’effet des dimensions des capteurs P-RAT sur la qualité des signaux reçus. Une étude comparative a été menée avec trois capteurs de diamètres différents (16 mm, 22 mm et 35 mm). Cette étude a permis d’identifier la dimension du capteur la plus appropriée pour les bétons. Les résultats ont démontré l’intérêt d’utiliser des gros capteurs de 35 mm de diamètre externe pour obtenir des signaux plus clairs avec un faible rapport bruit/signal. La méthode pic à pic s’est avérée adéquate pour déterminer le temps d’arrivée des ondes de cisaillement et calculer leur vitesse. Le temps de prise des bétons, déterminé avec la méthode de dérivée de la vitesse des ondes de cisaillement, survient plus tôt que celui des bétons tamisés, déterminé à l’aide de l’essai de la résistance à la pénétration. La présence de gros granulats dans le béton favorise la connectivité entre les différentes particules ce qui permet un développement rapide de sa rigidité qui affecte la vitesse des ondes de cisaillement. Finalement, l’étude de la ségrégation de huit bétons autoplaçants avec différents degrés de stabilité a été effectuée avec le P-RAT. L’indice de ségrégation a été déterminé à partir de la variation de la vitesse des ondes de cisaillement à trois hauteurs différentes dans une colonne de béton coulé de 450 mm de hauteur totale. Les résultats montrent que le P-RAT est capable d’évaluer la stabilité des bétons fluides à 10 h et à 24 h après le contact eau-ciment. Les bétons avec un indice de ségrégation à 24 h supérieur ou égal à 0,95 sont considérés comme des bétons très stables. Cette valeur critique correspond à l’indice de ségrégation de 5 % calculé avec la méthode de la colonne de ségrégation appliquée sur le béton frais.