Thesis--Auburn University, 2009. / Abstract. Vita. Includes bibliographical references (p. 58-62).

Dėl didėjančio integrinių schemų sudėtingumo ir darbinių dažnių vėlinimo gedimų nustatymas tampa svarbia schemų kūrimo dalimi. Programiniai schemų prototipai leidžia atlikti schemų testavimą ankstyvojoje stadijoje. Šiame darbe yra pateikiama vėlinimo gedimų nustatymo metodų analizė ir jų palyginimas. Tyrimo objektu pasirinktas perėjimo gedimų modelis. Dokumente aprašomas AntiRandom metodo pritaikymo galimybės funkcinių testų generavimui. Taip pat yra trumpai apžvelgiami egzistuojantys sprendimai rinkoje. Projektavimo skyriuje yra aprašoma suprojektuota ir realizuota sistema, kuri susideda iš dviejų posistemių: funkcinių testų generatoriaus bei rezultatų kaupimo ir analizės posistemės. Funkcinių testų generatoriuje realizuoti du atsitiktinio ir AntiRandom metodai. Paskutinėje dokumento dalyje yra pateiktas atliktas eksperimentinis tyrimas su realizuota sistema. Taip pat yra pateikiami eksperimentinio tyrimo metu pasiekti rezultatai bei padarytos viso darbo išvados. / The increasing complexity of integrated circuits and operating frequency led delay fault identification to become an important part of the schemes development. Software prototypes allow to start testing phase at an early stage. This work covers the delay fault detection method analysis and comparison. For the study is selected transition fault identification. The paper describes the AntiRandom method and customization possibilities for the functional test generation. There is also a brief overview of an existing solutions on the market. The design section describes the designed and implemented system which consists of two subsystems: functional tests generator and results storage and analysis subsystem. Functional test generator has two random methods and customized AntiRandom method. The last part of the document covers an experimental study for the created system. It consists of results of the experiments and conclusions of the whole work.

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Staphylococcus aureus est une bactérie Gram positive qui colonise la peau des animaux et des humains sains. Dans certaines conditions, telles que la perturbation du microbiote, S. aureus peut induire différentes maladies en déjouant les fonctions de défenses de la cellule hôte. Récemment, notre équipe a montré que les S. aureus méthiciline-résistant (MRSA) souche MW2 (USA400) étaient capables d’induire un retard de la transition de phase G2/M des cellules HeLa. Dans ce travail, nous avons démontré que cette action est initiée par des composants du surnagent de culture de S. aureus.Différentes fractions de surnagents de culture de MW2 ont été obtenues par la chromatographie d’exclusion et analysées par la spectrométrie de masse. Ces techniques nous ont permis d’identifier les peptides phenol-soluble modulins alpha (PSMa) comme responsables du retard du cycle cellulaire des cellules hôtes. Confirmant l’implication de ces modulines, la souche LAC¿psma déficiente en PSMa 1 – 4, n’a pas affecté la progression normale du cyle cellulaire de cellules epitheliales HeLa. De plus, le traitement de ces cellules avec des PSMa1 et PSMa3 synthétiques a induit un retard de la transition de phase G2/M qui a été associé à la diminution de l’expression de gènes codant des défensines ß. Enfin, nous avons démontré que la souche MW2 diminue le niveau d’optineurine et d’optineurine phosphorylée sur la sérine-177, une protéine hôte qui est impliquée dans la transition de phase G2/M. Ce travail représente une étape importante de la compréhension du mécanisme d’interférence de S. aureus / Staphylococcus aureus is a Gram-positive bacterium that colonizes the skin of healthy animals and humans. In certain conditions, including the disruption of the commensal microbiota, S aureus can cause different diseases by deviating the host defense functions. Recently, our group has shown that the methicillin-resistant S. aureus (MRSA) MW2 (USA400) strain causes delay in the transition of the G2/M phase of HeLa cells. In the present work, we demonstrated that this action is initiated by components of the supernatant of the S. aureus culture. Different supernatant fractions were obtained by size exclusion chromatography and were analyzed by mass spectrometry, which allowed to identify phenol-soluble modulins alpha (PSMa) as responsible for the host cell cycle delay.Confirming the involvement of these modulins in the delay, the MRSA LAC¿psma strain, which is deficient in PSMa1–4, did not affect the normal progression of the cycle in HeLa cells. In addition, the treatment of these cells with synthetic PSMa1 and PSMa3 caused delay in the transition of the G2/M phase associated with the decreased production of host ß-defensins. Lastly, we demonstrated that the MW2 strain, which produce PSMa, decreases the level of optineurin and optineurin phosphorylated at serine 177, a host protein that is involved in the G2/M phase transition. The work conducted in this thesis represents an important achievement in the understanding of how S. aureus interferes with the host cell cycle, revealing a new role for PSMa produced by this bacterium.

In boundary-layer flows it is possible to reduce the friction drag by breaking the path from laminar to turbulent state. In low turbulence environments, the laminar-to-turbulent transition is dominated by local flow instabilities – Tollmien-Schlichting (TS) waves – that exponentially grows while being con- vected by the flow and, eventually, lead to transition. Hence, by attenuating these disturbances via localised forcing in the flow it is possible to delay farther downstream the onset of turbulence and reduce the friction drag. Reactive control techniques are widely investigated to this end. The aim of this work is to compare model-based and adaptive control techniques and show how the adaptivity is crucial to control TS-waves in real applications. The control design consists in (i) choosing sensors and actuators and (ii) designing the system responsible to process on-line the measurement signals in order to compute an appropriate forcing by the actuators. This system, called compen- sator, can be static or adaptive, depending on the possibility of self-adjusting its response to unmodelled flow dynamics. A Linear Quadratic Gaussian (LQG) regulator is chosen as representative of static controllers. Direct numerical simulations of the flow are performed to provide a model for the compensator design and test its performance. An adaptive Filtered-X Least-Mean-Squares (FXLMS) compensator is also designed for the same flow case and its per- formance is compared to the model-based compensator via simulations and experiments. Although the LQG regulator behaves better at design conditions, it lacks robustness to small flow variations. On the other hand, the FXLMS compensator proved to be able to adapt its response to overcome the varied conditions and perform an adequate control action. It is thus found that an adaptive control technique is more suitable to delay the laminar-to-turbulent transition in situations where an accurate model of the flow is not available. / I det tunna gränsskikt som uppstår en yta, kan friktionen minskas genom att förhindra omslag från ett laminärt till ett turbulent flöde. När turbulensnivån är låg  i omgivningen, domineras till en början omslaget av lokala instabiliteter (Tollmien-Schlichting (TS) v ågor) som växer i en exponentiell takt samtidigt som de propagerar nedströms. Därför, kan man förskjuta omslaget genom att dämpa TS vågors tillväxt i ett gränsskikt och därmed minska friktionen.Med detta mål i sikte, tillämpas och jämförs två reglertekniska metoder, nämligen en adaptiv signalbaserad metod och en statiskt modellbaserad metod. Vi visar att adaptivitet är av avgörande betydelse för att kunna dämpa TS vågor i en verklig miljö. Den reglertekniska konstruktionen består av val av givare och aktuatorer samt att bestämma det system som behandlar mätsignaler (on- line) för beräkning av en lämplig signal till aktuatorer. Detta system, som kallas för en kompensator, kan vara antingen statisk eller adaptiv, beroende på om det har möjlighet till att anpassa sig till omgivningen. En så kallad linjär regulator (LQG), som representerar den statiska kompensator, har tagits fram med hjälp av numeriska simuleringar of strömningsfältet. Denna kompensator jämförs med en adaptiv regulator som kallas för Filtered-X Least-Mean-Squares (FXLMS) både experimentellt och numeriskt. Det visar sig att LQG regulatorn har en bättre prestanda än FXLMS för de parametrar som den var framtagen för, men brister i robusthet. FXLMS å andra sidan, anpassar sig till icke- modellerade störningar och variationer, och kan därmed hålla en god och jämn prestanda.Man kan därmed dra slutsaten att adaptiva regulatorer är mer lämpliga för att förhala omslaget fr ån laminär till turbulent strömning i situationer då en exakt modell av fysiken saknas. / <p>QC 20141020</p>

Diese numerische Arbeit untersucht, wie sich die laminar-turbulente Transition in der Grenzschicht einer ebenen Platte mit elektromagnetischen Kräften verzögern lässt. Erzeugt von einer Elektroden-Magnet-Anordnung in der Platte wirken jene Kräfte im wandnahen Bereich der Strömung. Sie sind wandparallel sowie stromab gerichtet und besitzen zwei Parameter, die Amplitude und die Eindringtiefe. Zwei- und dreidimensionale Direkte Numerische Simulationen, Grenzschichtgleichungslöser sowie lineare Stabilitätsanalyse werden eingesetzt, um zwei Ansätze der Transitionsverzögerung zu verfolgen: Zum einen die aktive Wellenauslöschung, bei der ankommende Grenzschichtinstabilitäten von gegenphasig angeregten Wellen bis zu 97% ausgelöscht werden. Zum anderen können elektromagnetische Kräfte die Grenzschicht beschleunigen und so zu deutlich stabilieren Grenzschichtprofilen führen. Über evolutionäre Optimierung wurde eine räumliche Verteilung von Eindringtiefe und Kraftamplitude gefunden, die den Energieeinsatz minimiert und gleichzeitig laminare Strömung sicherstellt; dennoch bliebt die energetische Effizienz der Beeinflussung unter Eins. / This numerical work investigates how electromagnetic forces may delay laminar-turbulent transition of a flat plate boundary layer. Generated by an array of electrodes and magnets flush mounted in the wall, those forces act within the wall-near flow. They are oriented in wall-parallel, downstream direction and are characterized by two parameters, namely amplitude and penetration depth. Two- and three-dimensional Direct Numerical Simulations, numerical solutions of boundary layer equations and linear stability analysis are applied to study two possible ways of transition delay: first, the so-called active wave cancellation, where an anti-wave cancels incoming boundary layer instabilities by up to 97%. A second option is have electromagnetic forces accelerate the boundary layer, thereby modifying its mean velocity profile for greatly enhanced stability. Using evolutionary optimization, a spatial distribution of force amplitude and penetration depth was obtained that maintains laminar flow while minimizing electrical power consumption of the actuator. However, the energetic efficiency of actuation remains less than unity.

Diese numerische Arbeit untersucht, wie sich die laminar-turbulente Transition in der Grenzschicht einer ebenen Platte mit elektromagnetischen Kräften verzögern lässt. Erzeugt von einer Elektroden-Magnet-Anordnung in der Platte wirken jene Kräfte im wandnahen Bereich der Strömung. Sie sind wandparallel sowie stromab gerichtet und besitzen zwei Parameter, die Amplitude und die Eindringtiefe. Zwei- und dreidimensionale Direkte Numerische Simulationen, Grenzschichtgleichungslöser sowie lineare Stabilitätsanalyse werden eingesetzt, um zwei Ansätze der Transitionsverzögerung zu verfolgen: Zum einen die aktive Wellenauslöschung, bei der ankommende Grenzschichtinstabilitäten von gegenphasig angeregten Wellen bis zu 97% ausgelöscht werden. Zum anderen können elektromagnetische Kräfte die Grenzschicht beschleunigen und so zu deutlich stabilieren Grenzschichtprofilen führen. Über evolutionäre Optimierung wurde eine räumliche Verteilung von Eindringtiefe und Kraftamplitude gefunden, die den Energieeinsatz minimiert und gleichzeitig laminare Strömung sicherstellt; dennoch bliebt die energetische Effizienz der Beeinflussung unter Eins. / This numerical work investigates how electromagnetic forces may delay laminar-turbulent transition of a flat plate boundary layer. Generated by an array of electrodes and magnets flush mounted in the wall, those forces act within the wall-near flow. They are oriented in wall-parallel, downstream direction and are characterized by two parameters, namely amplitude and penetration depth. Two- and three-dimensional Direct Numerical Simulations, numerical solutions of boundary layer equations and linear stability analysis are applied to study two possible ways of transition delay: first, the so-called active wave cancellation, where an anti-wave cancels incoming boundary layer instabilities by up to 97%. A second option is have electromagnetic forces accelerate the boundary layer, thereby modifying its mean velocity profile for greatly enhanced stability. Using evolutionary optimization, a spatial distribution of force amplitude and penetration depth was obtained that maintains laminar flow while minimizing electrical power consumption of the actuator. However, the energetic efficiency of actuation remains less than unity.