This thesis is about firm dynamics, and relates to the size and growth-rate distribution of firms. As such, it consists of an introductory and four separate chapters. The first chapter concerns the size distribution of firms, the two subsequent chapters deal more specically with high-growth firms (HGFs), and the last chapter covers a related topic in distributional estimation theory. The first three chapters are empirically oriented, whereas the fourth chapter develops a statistical concept. / <p>QC 20130215</p>

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Os processos oxidativos avançados são promissores para a degradação de compostos orgânicos resistentes aos tratamentos convencionais, como o fenol. A fluidodinâmica computacional (CFD) tornou-se uma poderosa ferramenta para analisar processos fotoquímicos por resolver os balanços acoplados de quantidade de movimento, de massa e de radiação. O objetivo deste trabalho é investigar o processo UV/H2O2 num reator fotoquímico anular usando CFD e um modelo cinético mais realista. O modelo em CFD foi criado de forma progressiva. Inicialmente, foram determinados os campos de velocidade para três vazões (30, 60 e 100 L/h). Considerou-se dois diâmetros de lâmpada para reproduzir a configuração experimental do sistema. A discretização foi feita com malhas tetraédricas variando entre 390 000 e 1 200 000 elementos. Quatro modelos de turbulência RANS foram analisados: k-e, k-w, o shear stress transport (SST) e o modelo de tensões de Reynolds (RSM). O campo de velocidades foi validado comparando a DTR com seu levantamento experimental. A próxima etapa foi incluir o mecanismo de degradação de fenol proposto por Edalatmanesh, Dhib e Mehrvar (2008) no modelo em CFD. Trata-se de um modelo cinético baseado em equações dinâmicas para todas as espécies. O campo de radiação foi calculado pelo modelo radial e pela solução da equação de transporte de radiação através do método discrete transfer. As simulações reproduziram dados experimentais abrangendo uma larga gama de concentrações iniciais de fenol, razões molares H2O2/fenol e três potências de emissão das lâmpadas. O campo de velocidades obtido era dependente da vazão: o fluido pode manter movimento helicoidal sobre toda a extensão do reator ou se desenvolver como um escoamento pistonado. O modelo k-e não reproduziu bem o escoamento por não ser adequado para escoamentos rotativos. Os outros modelos geraram curvas de DTR com bom ajuste aos dados experimentais, especialmente o modelo k-w. O desvio médio entre as simulações de degradação de fenol e os dados experimentais é inferior a 8%. Verificou-se que, devido ao escoamento rotativo, os reagentes ficavam concentrados próximos à parede externa e migravam para a região da lâmpada ao longo do reator. A elevada intensidade de radiação na superfície da lâmpada criou uma camada ao seu redor na qual a fotólise do H2O2 ocorreu com grande taxa. Os radicais OH gerados nessa camada eram transportados para a região das paredes por convecção. Isso fez com que a maior parte do fenol fosse atacada na segunda metade do reator e gerou acúmulo do radical próximo à lâmpada na seção de saída do reator, já que o poluente já fora oxidado nessa área. O método discrete transfer previu intensidades de radiação maiores que o modelo radial, e, consequentemente, maior concentração de radicais OH. Os resultados satisfatórios indicam que CFD foi uma ferramenta adequada para analisar este escoamento reativo. / Advanced oxidation processes are a promising technology for degradation of organic compounds resistant to conventional treatments such as phenol. Computational fluid dynamics (CFD) has recently emerged as a powerful tool that allows a deeper understanding of photochemical processes in reactor engineering by solving the coupled momentum, mass and radiation balances. This work aimed to investigate the UV/H2O2 process in an annular photoreactor using CFD and a more realistic kinetic model. A progressive approach was used to develop the CFD reactor model. First, the velocity fields were determined for three volumetric flow rates (30, 60 and 100 L/h). Two lamp diameters were considered to reflect the experimental configuration of the system. Tetrahedral meshes varying form 390,000 to 1,200,000 elements were analyzed to achieve grid independence. For accounting turbulence effects, four RANS models were tested: k-e, k-w, the Shear Stress Transport (SST) and the Reynolds Stress models (RSM). The velocity field was validated through comparison to RTD experimental data. Next step was introducing the mechanism of phenol degradation proposed by Edalatmanesh, Dhib and Mehrvar (2008) into the CFD model. This kinetic model is based on dynamic equations for all species. The fluence rate field was calculated by the radial model and by solving the radiation transport equation with the discrete transfer method. Simulations reproduced experimental data spanning a wide range of initial phenol concentrations, H2O2/phenol molar ratios and three values for lamp power. It was found that the velocity field depends on the volumetric flow rate: either it maintains a swirling motion through the whole reactor or might develop like a plug flow. The k-e model did not represent the RTD data accurately, and the velocity field therefore, since it is not appropriate for swirling flows. The other turbulence models showed good match of RTD, especially the k-w model. Simulations of phenol degradation deviated less than 8% from experimental data. It was possible verified that, due to the swirling inlet effects, reactants got concentrated close to the outer wall and migrated on the lamp direction along the reactor path. High radiation intensities close to the lamp surface created a layer around it where photolysis of H2O2 took place with higher rates. OH radicals were generated in that layer and transported towards the outer wall by convection. This caused most of phenol to be consumed in the second half of the reactor and accumulation of the radical near the lamp and the reactor outlet, since the pollutant in this area was already oxidized. The discrete transfer method predicted higher incident radiation intensity than the radial model, and higher concentrations of OH radicals as a consequence. Satisfactory results indicated that CFD was an appropriate tool for analyzing this reactive flow.

Os processos oxidativos avançados são promissores para a degradação de compostos orgânicos resistentes aos tratamentos convencionais, como o fenol. A fluidodinâmica computacional (CFD) tornou-se uma poderosa ferramenta para analisar processos fotoquímicos por resolver os balanços acoplados de quantidade de movimento, de massa e de radiação. O objetivo deste trabalho é investigar o processo UV/H2O2 num reator fotoquímico anular usando CFD e um modelo cinético mais realista. O modelo em CFD foi criado de forma progressiva. Inicialmente, foram determinados os campos de velocidade para três vazões (30, 60 e 100 L/h). Considerou-se dois diâmetros de lâmpada para reproduzir a configuração experimental do sistema. A discretização foi feita com malhas tetraédricas variando entre 390 000 e 1 200 000 elementos. Quatro modelos de turbulência RANS foram analisados: k-e, k-w, o shear stress transport (SST) e o modelo de tensões de Reynolds (RSM). O campo de velocidades foi validado comparando a DTR com seu levantamento experimental. A próxima etapa foi incluir o mecanismo de degradação de fenol proposto por Edalatmanesh, Dhib e Mehrvar (2008) no modelo em CFD. Trata-se de um modelo cinético baseado em equações dinâmicas para todas as espécies. O campo de radiação foi calculado pelo modelo radial e pela solução da equação de transporte de radiação através do método discrete transfer. As simulações reproduziram dados experimentais abrangendo uma larga gama de concentrações iniciais de fenol, razões molares H2O2/fenol e três potências de emissão das lâmpadas. O campo de velocidades obtido era dependente da vazão: o fluido pode manter movimento helicoidal sobre toda a extensão do reator ou se desenvolver como um escoamento pistonado. O modelo k-e não reproduziu bem o escoamento por não ser adequado para escoamentos rotativos. Os outros modelos geraram curvas de DTR com bom ajuste aos dados experimentais, especialmente o modelo k-w. O desvio médio entre as simulações de degradação de fenol e os dados experimentais é inferior a 8%. Verificou-se que, devido ao escoamento rotativo, os reagentes ficavam concentrados próximos à parede externa e migravam para a região da lâmpada ao longo do reator. A elevada intensidade de radiação na superfície da lâmpada criou uma camada ao seu redor na qual a fotólise do H2O2 ocorreu com grande taxa. Os radicais OH gerados nessa camada eram transportados para a região das paredes por convecção. Isso fez com que a maior parte do fenol fosse atacada na segunda metade do reator e gerou acúmulo do radical próximo à lâmpada na seção de saída do reator, já que o poluente já fora oxidado nessa área. O método discrete transfer previu intensidades de radiação maiores que o modelo radial, e, consequentemente, maior concentração de radicais OH. Os resultados satisfatórios indicam que CFD foi uma ferramenta adequada para analisar este escoamento reativo. / Advanced oxidation processes are a promising technology for degradation of organic compounds resistant to conventional treatments such as phenol. Computational fluid dynamics (CFD) has recently emerged as a powerful tool that allows a deeper understanding of photochemical processes in reactor engineering by solving the coupled momentum, mass and radiation balances. This work aimed to investigate the UV/H2O2 process in an annular photoreactor using CFD and a more realistic kinetic model. A progressive approach was used to develop the CFD reactor model. First, the velocity fields were determined for three volumetric flow rates (30, 60 and 100 L/h). Two lamp diameters were considered to reflect the experimental configuration of the system. Tetrahedral meshes varying form 390,000 to 1,200,000 elements were analyzed to achieve grid independence. For accounting turbulence effects, four RANS models were tested: k-e, k-w, the Shear Stress Transport (SST) and the Reynolds Stress models (RSM). The velocity field was validated through comparison to RTD experimental data. Next step was introducing the mechanism of phenol degradation proposed by Edalatmanesh, Dhib and Mehrvar (2008) into the CFD model. This kinetic model is based on dynamic equations for all species. The fluence rate field was calculated by the radial model and by solving the radiation transport equation with the discrete transfer method. Simulations reproduced experimental data spanning a wide range of initial phenol concentrations, H2O2/phenol molar ratios and three values for lamp power. It was found that the velocity field depends on the volumetric flow rate: either it maintains a swirling motion through the whole reactor or might develop like a plug flow. The k-e model did not represent the RTD data accurately, and the velocity field therefore, since it is not appropriate for swirling flows. The other turbulence models showed good match of RTD, especially the k-w model. Simulations of phenol degradation deviated less than 8% from experimental data. It was possible verified that, due to the swirling inlet effects, reactants got concentrated close to the outer wall and migrated on the lamp direction along the reactor path. High radiation intensities close to the lamp surface created a layer around it where photolysis of H2O2 took place with higher rates. OH radicals were generated in that layer and transported towards the outer wall by convection. This caused most of phenol to be consumed in the second half of the reactor and accumulation of the radical near the lamp and the reactor outlet, since the pollutant in this area was already oxidized. The discrete transfer method predicted higher incident radiation intensity than the radial model, and higher concentrations of OH radicals as a consequence. Satisfactory results indicated that CFD was an appropriate tool for analyzing this reactive flow.

Após o aumento de potência do reator IEA-R1 de 2 MW para 5 MW observou-se um aumento da taxa de corrosão nas placas laterais de alguns elementos combustíveis e algumas dúvidas surgiram com relação ao valor de vazão utilizada nas análises termo-hidráulicas. A fim de esclarecer e medir a distribuição de vazão real pelos elementos combustíveis que compõe o núcleo do reator IEA-R1, um elemento combustível protótipo, sem material nuclear, chamado DMPV-01 (Dispositivo para Medida de Pressão e Vazão), em escala real, foi projetado e construído em alumínio. A vazão no canal entre dois elementos combustíveis é muito difícil de estimar ou ser medida. Esta vazão é muito importante no processo de resfriamento das placas laterais. Este trabalho apresenta a concepção e construção de um elemento combustível instrumentado para medir a temperatura real nestas placas laterais para melhor avaliar as condições de resfriamento do combustível. Quatorze termopares foram instalados neste elemento combustível instrumentado. Quatro termopares em cada canal lateral e quatro no canal central, além de um termopar no bocal de entrada e outro no bocal de saída do elemento. Existem três termopares para medida de temperatura do revestimento e um para a temperatura do fluido em cada canal. Três séries de experimentos, para três configurações distintas, foram realizadas com o elemento combustível instrumentado. Em dois experimentos uma caixa de alumínio foi instalada ao redor do núcleo para reduzir o escoamento transverso entre os elementos combustíveis e medir o impacto na temperatura das placas externas. Dada a tamanha quantidade de informações obtidas e sua utilidade no projeto, melhoria e capacitação na construção, montagem e fabricação de elementos combustíveis instrumentados, este projeto constitui um importante marco no estudo de núcleos de reatores de pesquisa. As soluções propostas podem ser amplamente utilizadas para outros reatores de pesquisa. / After the IEA-R1 upgrade from 2 MW to 5 MW it was observed that the corrosion rate increased in a lateral plate of one fuel element and some issues appeared concerning the flow values used in the thermal-hydraulic analysis. In order to clear it up and measure the actual flow distribution among the fuel elements composing the IEA-R1 active core, a dummy element without nuclear fuel material, called DMPV-01 (Pressure and Flow Measurement Device), full scale, was designed and manufactured in aluminum. The flow rate in the channel between two fuel assemblies is very difficult to estimate or measure. This flow rate is very important to the cooling process of the external plates. This work presents the design and construction of an instrumented fuel assembly in order to measure the actual temperature in these lateral plates. Fourteen thermocouples were installed in this instrumented fuel assembly. Four in each lateral channel, one in the inlet nozzle and one in the outlet nozzle. There are three thermocouples in each channel to measure the clad temperature and one thermocouple to measure the fluid temperature. Three series of experiments, for three different core configuration were carried out with the instrumented fuel assembly. In two experiments a box was installed around the core to reduce the cross flow between the fuel assembly and measure the impact in the temperatures of external plates. Given the amount of information generated and its utility in the design, improvement and qualification in construction, assembly and manufacturing of instrumented fuel, this project turned out to be an important landmark on the thermal-hydraulic study of research reactor cores. The proposed solutions could be useful for other research reactors.

Após o aumento de potência do reator IEA-R1 de 2 MW para 5 MW observou-se um aumento da taxa de corrosão nas placas laterais de alguns elementos combustíveis e algumas dúvidas surgiram com relação ao valor de vazão utilizada nas análises termo-hidráulicas. A fim de esclarecer e medir a distribuição de vazão real pelos elementos combustíveis que compõe o núcleo do reator IEA-R1, um elemento combustível protótipo, sem material nuclear, chamado DMPV-01 (Dispositivo para Medida de Pressão e Vazão), em escala real, foi projetado e construído em alumínio. A vazão no canal entre dois elementos combustíveis é muito difícil de estimar ou ser medida. Esta vazão é muito importante no processo de resfriamento das placas laterais. Este trabalho apresenta a concepção e construção de um elemento combustível instrumentado para medir a temperatura real nestas placas laterais para melhor avaliar as condições de resfriamento do combustível. Quatorze termopares foram instalados neste elemento combustível instrumentado. Quatro termopares em cada canal lateral e quatro no canal central, além de um termopar no bocal de entrada e outro no bocal de saída do elemento. Existem três termopares para medida de temperatura do revestimento e um para a temperatura do fluido em cada canal. Três séries de experimentos, para três configurações distintas, foram realizadas com o elemento combustível instrumentado. Em dois experimentos uma caixa de alumínio foi instalada ao redor do núcleo para reduzir o escoamento transverso entre os elementos combustíveis e medir o impacto na temperatura das placas externas. Dada a tamanha quantidade de informações obtidas e sua utilidade no projeto, melhoria e capacitação na construção, montagem e fabricação de elementos combustíveis instrumentados, este projeto constitui um importante marco no estudo de núcleos de reatores de pesquisa. As soluções propostas podem ser amplamente utilizadas para outros reatores de pesquisa. / After the IEA-R1 upgrade from 2 MW to 5 MW it was observed that the corrosion rate increased in a lateral plate of one fuel element and some issues appeared concerning the flow values used in the thermal-hydraulic analysis. In order to clear it up and measure the actual flow distribution among the fuel elements composing the IEA-R1 active core, a dummy element without nuclear fuel material, called DMPV-01 (Pressure and Flow Measurement Device), full scale, was designed and manufactured in aluminum. The flow rate in the channel between two fuel assemblies is very difficult to estimate or measure. This flow rate is very important to the cooling process of the external plates. This work presents the design and construction of an instrumented fuel assembly in order to measure the actual temperature in these lateral plates. Fourteen thermocouples were installed in this instrumented fuel assembly. Four in each lateral channel, one in the inlet nozzle and one in the outlet nozzle. There are three thermocouples in each channel to measure the clad temperature and one thermocouple to measure the fluid temperature. Three series of experiments, for three different core configuration were carried out with the instrumented fuel assembly. In two experiments a box was installed around the core to reduce the cross flow between the fuel assembly and measure the impact in the temperatures of external plates. Given the amount of information generated and its utility in the design, improvement and qualification in construction, assembly and manufacturing of instrumented fuel, this project turned out to be an important landmark on the thermal-hydraulic study of research reactor cores. The proposed solutions could be useful for other research reactors.

Pushing wireless data traffic onto small cells is important for alleviating congestion in the over-loaded macrocellular network. However, the ultimate potential of such load balancing and its effect on overall system performance is not well understood. With the ongoing deployment of multiple classes of access points (APs) with each class differing in transmit power, employed frequency band, and backhaul capacity, the network is evolving into a complex and “organic” heterogeneous network or HetNet. Resorting to system-level simulations for design insights is increasingly prohibitive with such growing network complexity. The goal of this dissertation is to develop realistic yet tractable frameworks to model and analyze load balancing dynamics while incorporating the heterogeneous nature of these networks. First, this dissertation introduces and analyzes a class of user-AP association strategies, called stationary association, and the resulting association cells for HetNets modeled as stationary point processes. A “Feller-paradox”-like relationship is established between the area of the association cell containing the origin and that of a typical association cell. This chapter also provides a foundation for subsequent chapters, as association strategies directly dictate the load distribution across the network. Second, this dissertation proposes a baseline model to characterize downlink rate and signal-to-interference-plus-noise-ratio (SINR) in an M-band K-tier HetNet with a general weighted path loss based association. Each class of APs is modeled as an independent Poisson point process (PPP) and may differ in deployment density, transmit power, bandwidth (resource), and path loss exponent. It is shown that the optimum fraction of traffic offloaded to maximize SINR coverage is not in general the same as the one that maximizes rate coverage. One of the main outcomes is demonstrating the aggressive of- floading required for out-of-band small cells (like WiFi) as compared to those for in-band (like picocells). To achieve aggressive load balancing, the offloaded users often have much lower downlink SINR than they would on the macrocell, particularly in co-channel small cells. This SINR degradation can be partially alleviated through interference avoidance, for example time or frequency resource partitioning, whereby the macrocell turns off in some fraction of such resources. As the third contribution, this dissertation proposes a tractable framework to analyze joint load balancing and resource partitioning in co-channel HetNets. Fourth, this dissertation investigates the impact of uplink load balancing. Power control and spatial interference correlation complicate the mathixematical analysis for the uplink as compared to the downlink. A novel generative model is proposed to characterize the uplink rate distribution as a function of the association and power control parameters, and used to show the optimal amount of channel inversion increases with the path loss variance in the network. In contrast to the downlink, minimum path loss association is shown to be optimal for uplink rate coverage. Fifth, this dissertation develops a model for characterizing rate distribution in self-backhauled millimeter wave (mmWave) cellular networks and thus generalizes the earlier multi-band offloading framework to the co-existence of current ultra high frequency (UHF) HetNets and mmWave networks. MmWave cellular systems will require high gain directional antennas and dense AP deployments. The analysis shows that in sharp contrast to the interferencelimited nature of UHF cellular networks, mmWave networks are usually noiselimited. As a desirable side effect, high gain antennas yield interference isolation, providing an opportunity to incorporate self-backhauling. For load balancing, the large bandwidth at mmWave makes offloading users, with reliable mmWave links, optimal for rate. / text

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZilvamMS_TESE_reduzido.pdf: 9108618 bytes, checksum: 613dad3fd1a359dce84e2af73b067934 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Surfactant-polymer interactions are widely used when required rheological properties for specific applications, such as the production of fluids for oil exploration. Studies of the interactions of chitosan with cationic surfactants has attracted attention by being able to cause changes in rheological parameters of the systems making room for new applications. The commercial chitosan represents an interesting alternative to these systems, since it is obtained from partial deacetylation of chitin: the residues sites acetylated can then be used for the polymer-surfactant interactions. Alkyl ethoxylated surfactants can be used in this system, since these non-ionic surfactants can interact with hydrophobic sites of chitosan, modifying the rheology of solutions or emulsions resultants, which depends on the relaxation phenomenon occurring in these systems. In this work, first, inverse emulsions were prepared from chitosan solution as the dispersed phase and cyclohexane as the continuous phase were, using CTAB as a surfactant. The rheological analysis of these emulsions showed pronounced pseudoplastic behavior. This behavior was attributed to interaction of "loops" of chitosan chains. Creep tests were also performed and gave further support to these discussions. Subsequently, in order to obtain more information about the interaction of chitosan with non-ionic surfactants, solutions of chitosan were mixed with C12E8 and and carried out rheological analysis and dynamic light scattering. The systems showed marked pseudoplastic behavior, which became less evident when the concentration of surfactant was increased. Arrhenius and KWW equations were used to obtain parameters of the apparent activation energy and relaxation rate distribution, respectively, to which were connected to the content of surfactant and temperature used in this work / As intera??es tensoativo-pol?mero s?o amplamente usadas quando s?o necess?rias propriedades reol?gicas para aplica??es espec?ficas, como a produ??o de fluidos para explora??o do petr?leo. Estudos das intera??es de quitosana com tensoativos cati?nicos tem chamado aten??o por serem capazes de causar mudan?as nos par?metros reol?gicos dos sistemas abrindo espa?o para novas aplica??es. A quitosana comercial representa uma alternativa interessante para estes sistemas, uma vez que ela ? obtida a partir da desacetila??o parcial da quitina: os s?tos acetilados residuais podem, ent?o, ser usados para as intera??es pol?mero-tensoativo. Tensoativos alquil etoxilados podem ser utilizados neste sistema, pois estes tensoativos n?o i?nicos podem interagir com s?tios hidrof?bicos da quitosana, modificando a reologia de solu??es ou emuls?es resultantes, os quais dependem do fen?meno de relaxa??o ocorrendo nestes sistemas. Neste trabalho, primeiramente, foram preparadas emuls?es inversas de solu??o de quitosana como fase dispersa e cicloexano como fase cont?nua usando CTAB como tensoativo. A an?lise reol?gica destas emuls?es mostrou pronunciado comportamento pseudopl?stico. Esta pseudoplasticidade foi atribu?da ? intera??o por la?os loops de cadeias de quitosana. Ensaios de flu?ncia tamb?m foram executados e deram maior suporte a estas discuss?es. Em seguida, a fim de se obter maiores informa??es sobre as intera??es da quitosana com tensoativos n?o i?nicos, solu??es de quitosana foram misturadas com C12E8 e levadas ?s an?lises reol?gica e de espalhamento din?mico de luz. Os sistemas tiveram elevado comportamento pseudopl?stico, o qual se tornava menos evidente, quando o teor de tensoativo foi aumentado. Equa??es de Arrhenius e de KWW foram usadas para obter par?metros de energia de ativa??o aparente e de distribui??o da taxa de relaxa??o, respectivamente, aos quais foram relacionados em fun??o do teor de tensoativo e da temperatura, usados neste trabalho