Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6466.pdf: 5791696 bytes, checksum: 534072ee44559aaa0654340ab8533177 (MD5) Previous issue date: 2014-08-14 / One of the core requirements of Ubiquitous Computing is to be user context aware for software solutions developed may be adapted to the different skills and capabilities of users, with regard to physical and cognitive characteristics and interaction preferences. However, the focus of research has been in adapting the systems to different devices. The adaptation to different users profiles still demands further investigation, especially on how to understand and model the physical and cognitive characteristics, and users preferences. It is possible to find several studies that present user profiles models in the literature. Some of these models include a large set of features related to the users. However, only a few works provide an indication of how the information about the user is captured and how the profile already mapped in the model is turned available for applications. Moreover, these models do not take into account the user's interaction needs and preferences, since they only focus on personal information, physiological state, demographics etc. Thus, this work aims to support the flexibility of ubiquitous systems, considering different user profiles, facilitating the collection and delivery of these profiles for ubiquitous computing. To achieve this goal we defined the "Who Am I?" architecture to meet the users diversity by considering their interaction needs and preferences as part of the adopted user profile model; enables the collection of user profiles by means of a collector; and allows communication between the collector and the ubiquitous systems of an interoperable manner. To evaluate the feasibility of this architecture and verify that it meets the diversity of users, a case study was conducted with two scenarios of use. In the first scenario, a bus stop system and the second, a simulation for a smart kitchen was developed. The evaluation of the two software solutions developed was performed with real users and included both technical and emotional aspects. The results indicate that the interaction with both solutions through "Who Am I?" architecture gave satisfaction and motivation in users, and that communication and the adaptation of ubiquitous systems are given appropriately. / Um dos principais requisitos da Computação Ubíqua é ser sensível ao contexto do usuário para que as soluções de software desenvolvidas possam ser capazes de se adaptar às diferentes habilidades e capacidades dos usuários, no que diz respeito às características físicas e cognitivas, e preferências de interação. Todavia, o foco das pesquisas tem sido na adaptação dos sistemas aos diferentes dispositivos. No que se refere à adaptação aos diferentes perfis de usuários ainda é preciso investigar mais, principalmente a forma de conhecer e modelar as características físico-cognitivas e as preferências do usuário. Na literatura, são encontrados vários trabalhos que propõem modelos de perfil de usuário, sendo que alguns destes englobam um conjunto grande de características relacionadas aos usuários. Porém, apenas alguns fornecem uma indicação de como as informações sobre o usuário são capturadas e como o perfil já mapeado é disponibilizado para as aplicações. Além do mais, estes modelos não levam em consideração as necessidades e preferências de interação do usuário, visto que apenas focam em informações pessoais, estado fisiológico, dados demográficos, etc. Desta forma, este trabalho tem como objetivo apoiar a flexibilidade de aplicações ubíquas considerando diferentes perfis de usuários, facilitando a coleta e a oferta desses perfis para a computação ubíqua. Para alcançar esse objetivo definiu-se a arquitetura Who Am I? para atender a diversidade de usuários por considerar suas necessidades e preferências de interação como parte do modelo de perfil de usuário adotado; viabilizar a coleta de perfis de usuários por meio de um coletor; e permitir a comunicação entre o coletor e os sistemas ubíquos de uma forma interoperável. Para avaliar a viabilidade dessa arquitetura e verificar se ela atende à diversidade de usuários, foi realizado um estudo de caso com dois cenários de uso. No primeiro cenário foi desenvolvido um sistema de ponto de ônibus e no segundo, uma simulação para uma cozinha inteligente. A avaliação das duas soluções de software desenvolvidas foi realizada com usuários reais e contemplou tanto aspectos técnicos como emocionais. Os resultados indicam que a interação com ambas por meio da arquitetura Who Am I? proporcionou satisfação e motivação nos usuários e que a comunicação e a adaptação dos sistemas ubíquos se deram de forma adequada.

The numerical simulation of fluid flow involving complex geometries is greatly limited by the required spatial grid resolution. These flows often contain small regions with complex motions, while the remaining flow is relatively smooth. Adaptive mesh refinement (AMR) enables the spatial grid to be refined in local regions that require finer grids to resolve the flow. This work describes an approach to parallelization of a structured adaptive mesh refinement (SAMR) algorithm. This type of methodology is based on locally refined grids superimposed on coarser grids to achieve the desired resolution in numerical simulations. Parallel implementations of SAMR methods offer the potential for accurate simulations of high complexity fluid flows. However, they present interesting challenges in dynamic resource allocation, data-distribution and load-balancing. The overall efficiency of parallel SAMR applications is limited by the ability to partition the underlying grid hierarchies at run-time to expose all inherent parallelism, minimize communication and synchronization overheads, and balance load. The methodology is based on a message passing interface model (MPI) using the recursive coordinate bisection (RCB) for domain partition. For this work, a semi-implicit projection method has been implemented to solve the incompressible Navier Stokes equations. All numerical implementations are an extension of a sequential Fortran 90 code, called "AMR3D", developed in the work of Nós (2007) .The efficiency and robustness of the applied methodology are verified via convergence analysis using the method of manufactured solutions. Validations were performed by simulating an incompressible jet flow and a lid driven cavity flow. / A simulação numérica de escoamentos envolvendo geometrias complexas é fortemente limitada pela resolução da malha espacial. Na grande maioria dos escoamentos, há pequenas regiões do domínio onde o fluido se movimenta de forma complexa gerando gradientes elevados, enquanto que no restante do domínio o escoamento é relativamente calmo". O Refinamento Adaptativo de Malhas (Adaptive Mesh Refinement - AMR), possibilita que o refinamento da malha espacial seja mais apurado em regiões especificas, enquanto que nas demais regiões o refinamento pode ser mais grosseiro. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia de paralelização para a solução das equações de Navier-Stokes em malhas adaptativas bloco-estruturadas (Structured Adaptive Mesh Refinement - SAMR) utilizando a interface MPI (Message Passing Interface) e o método de bisseção por coordenadas RCB (Recursive Coordinate Bisection) para o balanço de carga. Implementações de métodos SAMR em processamento paralelo oferecem a possibilidade de simulações precisas de escoamentos de elevada complexidade. No entanto, apresentam desafios interessantes quanto à dinamicidade na alocação e distribuição dos dados e no balanceamento de carga. Cabe ressaltar que a é ciência total das aplicações envolvendo métodos SAMR em processamento paralelo é fortemente dependente da qualidade do particionamento dinâmico de domínio, efetuado em tempo de execução, para que se garanta os menores custos de comunicação e sincronização possíveis, além de uma boa distribuição da carga computacional. Neste trabalho, utilizou-se o esquema semi-implícito proposto por Ceniceros et al. (2010) para avanço temporal. Todas as implementações foram efetuadas como uma extensão do código AMR3D", proposto por Nós (2007). A é ciência e a robustez do método proposto são verificadas por meio do método das soluções manufaturadas. As validações foram feitas por meio da simulação do escoamento em uma cavidade com tampa deslizante e de um jato incompressível. / Doutor em Engenharia Mecânica

Este é o primeiro trabalho que apresenta simulações tridimensionais completamente adaptativas de um modelo de campo de fase para um fluido incompressível com densidade de massa constante e viscosidade variável, conhecido como Modelo H. Solucionando numericamente as equações desse modelo em malhas refinadas localmente com a técnica AMR, simulamos computacionalmente escoamentos bifásicos tridimensionais. Os modelos de campo de fase oferecem uma aproximação física sistemática para investigar fenômenos que envolvem sistemas multifásicos complexos, tais como fluidos com camadas de mistura, a separação de fases sob forças de cisalhamento e a evolução de micro-estruturas durante processos de solidificação. Como as interfaces são substituídas por delgadas regiões de transição (interfaces difusivas), as simulações de campo de fase requerem muita resolução nessas regiões para capturar corretamente a física do problema em estudo. Porém essa não é uma tarefa fácil de ser executada numericamente. As equações que caracterizam o modelo de campo de fase contêm derivadas de ordem elevada e intrincados termos não lineares, o que exige uma estratégia numérica eficiente capaz de fornecer precisão tanto no tempo quanto no espaço, especialmente em três dimensões. Para obter a resolução exigida no tempo, usamos uma discretização semi-implícita de segunda ordem para solucionar as equações acopladas de Cahn-Hilliard e Navier-Stokes (Modelo H). Para resolver adequadamente as escalas físicas relevantes no espaço, utilizamos malhas refinadas localmente que se adaptam dinamicamente para recobrir as regiões de interesse do escoamento, como por exemplo, as vizinhanças das interfaces do fluido. Demonstramos a eficiência e a robustez de nossa metodologia com simulações que incluem a separação dos componentes de uma mistura bifásica, a deformação de gotas sob cisalhamento e as instabilidades de Kelvin-Helmholtz. / This is the first work that introduces 3D fully adaptive simulations for a phase field model of an incompressible fluid with matched densities and variable viscosity, known as Model H. Solving numerically the equations of this model in meshes locally refined with AMR technique, we simulate computationally tridimensional two-phase flows. Phase field models offer a systematic physical approach to investigate complex multiphase systems phenomena such as fluid mixing layers, phase separation under shear and microstructure evolution during solidification processes. As interfaces are replaced by thin transition regions (diffuse interfaces), phase field simulations need great resolution in these regions to capture correctly the physics of the studied problem. However, this is not an easy task to do numerically. Phase field model equations have high order derivatives and intricate nonlinear terms, which require an efficient numerical strategy that can achieve accuracy both in time and in space, especially in three dimensions. To obtain the required resolution in time, we employ a semi-implicit second order discretization scheme to solve the coupled Cahn-Hilliard/Navier-Stokes equations (Model H). To resolve adequatly the relevant physical scales in space, we use locally refined meshes which adapt dynamically to cover special flow regions, e.g., the vicinity of the fluid interfaces. We demonstrate the efficiency and robustness of our methodology with simulations that include spinodal decomposition, the deformation of drops under shear and Kelvin-Helmholtz instabilities.

Fenômenos aeroelásticos podem levar à drástica redução na vida útil de uma aeronave ou ainda resultam em danos severos à estrutura. Para manter as respostas dinâmicas em níveis aceitáveis técnicas como as estruturas adaptativas têm sido aplicadas. Este conceito explora a integração entre os elementos ativos (atuadores e sensores) e o controlador à estrutura. Dentre os materiais próprios para uso em estruturas adaptativas estão os fluidos eletro-reológicos e magneto-reológicos que tem se mostrado como um dos mais promissores materiais ativos. Estes materiais apresentam rápidas mudanças nas suas propriedades reológicas devido à ação de um campo elétrico ou magnético. Para sua incorporação em uma estrutura é utilizada uma viga sanduíche que tem seu comportamento dinâmico modelado através do método GHM para incorporar a dependência da freqüência dos fluidos ER/MR em um modelo estrutural no domínio do tempo. Através do acoplamento deste modelo com o método da malha de vórtices, é possível estudar a resposta aeroelástica temporal. Também é analisada a eficiência dos fluidos ER/MR no atraso da ocorrência de flutter. Isto é feito com o auxílio do método PK que determina a velocidade crítica de flutter. / Aeroelastic phenomena can lead to a drastic reduction in the fatigue life of aircraft or result in severe structural damage. To keep the dynamical responses at acceptable levels techniques such as the so-called adaptive structures have been adopted. This approach integrates active elements and controllers (actuators and sensors) to the structure. Among the materials suitable for adaptive structures are the electro-rheological (ER) and magneto-rheological fluids which are some of the most promising active materials. This kind of materials presents change in their rheological properties due to action of an external field, such as electrical or magnetic. In order to integrate these kind of fluids in the structure a sandwich beam with ER/MR fluids core is studied. The dynamical behaviour is modelled through a GHM method to incorporate the frequency dependence of the ER/MR fluids in a structural time domain model. By coupling this model to a vortex lattice model, it is possible to study the aeroelastic response in time domain. The ER/MR fluids efficiency to delay the flutter occurrence is also studied by using a PK-method that determines a critical velocity of flutter.

[EN] ABSTRACT Most standardized tests of English as a second language (ESL) and / or Foreign Language (EFL) are high stake tests, and a growing number of these offers two versions: a traditional pen & paper, and a computerized one. Some examining bodies also implement adaptive tests. The technological advance of these standardized tests, usually commercial, it is clear and beneficial at first sight. However, some important aspects of the curriculum such as pragmatic competence are not usually measured by such tests. The only computerized tests that include items that measure this competence in their written tests are the Next generation TOEFL iBT test, and the Oxford Online Placement Test (OOPT). This thesis aims to check if the OOPT, which is used to certify levels of EFL, is a valid indicator of the skills of interest such as pragmalinguistic competence and also to show whether this ability is measured appropriately for the intended use. Moreover, it delves into the reasons why a group of 44 students taking a first year course at the Facultat de Magisteri (University of Valencia) miss questions in the OOPT that specifically assess their pragmalinguistic competence. Unlike previous studies, the interest of this thesis resides in the fact it analyzes not only what kind of test method facets influence these students production of errors, but also the personal characteristics involved in their error production. All of that, from a cognitive and meta-linguistic perspective, according to the students own perception. For this purpose, a retrospective questionnaire was designed and administered to the group. Several quantitative analyses (correlation, multiple regression and correspondence) were implemented to analyze the concurrent validity of the test, the weight of pragmatic ability in the assessment, and the reasons for errors, in that order. Moreover a descriptive analysis of pragmatic items was conducted to check the content validity of the pragmatics part of the OOPT. The results clearly indicate which skills require greater attention from both, teachers and designers of this type of tests. The analysis indicates that the pragmatic block, along with the listening one, holds the highest number of errors made by examinees. Moreover, the main reason highlighted by them as source of errors is the lack of certain lexical units contained in the pragmatics items. Finally, some proposals consistent with the results are presented in order to help improve the quality of adaptive language testing. Also some ideas are suggested to overcome current limitations in the teaching of pragmalinguistic competence in EFL formal academic contexts. / [ES] RESUMEN La mayoría de pruebas estandarizadas de inglés como segunda lengua (ISL) y /o lengua extranjera (ILE) son pruebas de alto impacto, y un número cada vez mayor de éstas ofrece dos versiones: una tradicional en papel, y otra informatizada. Algunos cuerpos examinadores implementan además pruebas adaptativas. El avance tecnológico de estas pruebas estandarizadas, por lo general comerciales, es evidente y beneficioso a priori. Sin embargo, algunos aspectos importantes del currículo como la competencia pragmática no suelen ser medidos por este tipo de pruebas. Las únicas pruebas informatizadas que incluyen ítems que miden ésta competencia en sus pruebas escritas son el Next generation TOEFL¿ iBT test, y el Oxford Online Placement Test (OOPT). En la presente tesis se pretende en primer lugar, comprobar si el OOP, utilizado para certificar niveles de ILE/ISL, es un indicador válido de las habilidades de interés tales como la competencia pragmalingüística, así como también evidenciar si esta habilidad es medida apropiadamente para el uso que se pretende. Por otra parte, se profundiza en las causas por las que un grupo de 44 estudiantes que cursan la asignatura de Lengua Inglesa para Maestros de primer curso en la Facultat de Magisteri (Universitat de València) yerran las preguntas del OOPT que evalúan específicamente su competencia pragmálingüística. A diferencia de estudios anteriores, el interés de la presente tesis estriba en que en ella se investiga desde una perspectiva cognitiva y metalingüística, no solo qué tipo de factores de método pueden influir en la producción de errores de los examinandos, sino también, qué factores individuales intervienen según su propia percepción. Para tal fin se diseñó y administró a los examinandos un cuestionario retrospectivo. Se implementaron varios análisis cuantitativos (correlacional, de regresión múltiple y de correspondencia) para analizar la validez concurrente de la prueba, el peso en la evaluación de la parte de pragmática y los motivos de error respectivamente. Por otra parte se realizó un análisis descriptivo de las preguntas de pragmática para comprobar la validez de contenido de la parte de pragmática del OOPT. Los resultados obtenidos señalan claramente cuáles son las habilidades que requieren mayor atención por parte tanto de los profesores como de los diseñadores de este tipo de pruebas. El análisis indica que el bloque de pragmática es, junto con el de comprensión oral, el que mayor número de errores cometidos por los examinandos ostenta. Por otra parte, el motivo fundamental destacado por los examinandos como causa de error es el desconocimiento de ciertas unidades léxicas contenidas en los ítems de pragmática. Finalmente en esta tesis se presentan propuestas en consonancia con los resultados obtenidos que pueden redundar en una mejora de la calidad de las pruebas de lengua adaptativas y en la superación de algunas limitaciones actuales en la enseñanza de la competencia pragmalingüística en ILE/ISL en contextos académicos formales. / [CA] RESUM La majoria de proves estandarditzades d'anglès com a segona llengua (AL2) i / o llengua estrangera (ALE) són proves d'alt impacte, i un nombre cada vegada major d'aquestes ofereix dues versions: una tradicional en paper, i una altra informatitzada. Alguns cossos examinadors implementen més proves adaptatives. L'avanç tecnològic d'aquestes proves estandarditzades, en general comercials, és evident i beneficiós a priori. No obstant això, alguns aspectes importants del currículum com la competència pragmàtica no solen ser mesurats per aquest tipus de proves. Les úniques proves informatitzades que inclouen ítems que mesuren aquesta competència en les seves proves escrites són el Next generation TOEFL¿ iBT test, i l'Oxford Online Placement Test (OOPT). En la present tesi es pretén en primer lloc, comprovar si el OOP, utilitzat per certificar nivells de ALE / AL2, és un indicador vàlid de les habilitats d'interès com ara la competència pragmalingüística, així com també evidenciar si aquesta habilitat es mesura apropiadament per l'ús que es pretén. D'altra banda, s'aprofundeix en les causes per les quals un grup de 44 estudiants que cursen l'assignatura de Llengua Anglesa per a Mestres de primer curs a la Facultat de Magisteri (Universitat de València) erren les preguntes del OOPT que avaluen específicament la seva competència pragmalingüística. A diferència d'estudis anteriors, l' interès de la present tesi rau en el fet que en ella s'investiga des d'una perspectiva cognitiva i metalingüística, no només quin tipus de factors de mètode poden influir en la producció d'errors dels examinands, sinó també, quins factors individuals intervenen segons la seva pròpia percepció. Per a tal fi es va dissenyar i va administrar als examinands un qüestionari retrospectiu. Es van implementar diverses anàlisis quantitatius (correlacional, de regressió múltiple i de correspondència) per analitzar la validesa concurrent de la prova, el pes en l'avaluació de la part de pragmàtica i els motius d'error respectivament. D'altra banda es va realitzar una anàlisi descriptiva de les preguntes de pragmàtica per comprovar la validesa de contingut de la part de pragmàtica del OOPT. Els resultats obtinguts assenyalen clarament quines són les habilitats que requereixen més atenció per part tant dels professors com dels dissenyadors d'aquest tipus de proves. L'anàlisi indica que el bloc de pragmàtica és, juntament amb el de comprensió oral, el que major nombre d'errors comesos pels examinands ostenta. D'altra banda, el motiu fonamental destacat pels examinands com a causa d'error és el desconeixement de certes unitats lèxiques que contenen els ítems de pragmàtica. Finalment en aquesta tesi es presenten propostes d'acord amb els resultats obtinguts que poden redundar en una millora de la qualitat de les proves de llengua adaptatives i en la superació d'algunes limitacions actuals en l'ensenyament de la competència pragmalingüística en ALE / AL2 en contextos acadèmics formals. / Martín Marchante, B. (2015). La evaluación de la competencia pragmática en lengua extranjera a través de una prueba adaptativa [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59437

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3725.pdf: 10739075 bytes, checksum: 66873da98206d03f71730ae408582888 (MD5) Previous issue date: 2011-05-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Web 2.0 allowed users more interactivity with Web applications. The so-called Rich Internet Applications (RIAs) have transposed the boundaries of simple interfaces built only in Hypertext Markup Language (HTML). Through the adoption of technologies that enable the creation of more advanced interfaces, RIAs resemble the appearance and behavior of desktop applications. On the other hand, the demand for software in Ubiquitous Computing, in which access to applications occurs anywhere, at any time and from different devices, has raised new challenges for Software Engineering. One of these challenges is related to the adaptation of the contents of an application to the numerous devices that can access it in distinct contexts. Given the diversity of devices, access networks, environments and possible contexts, providing applications that meet the peculiarities of each access device, while keeping a consistent appearance and behavior in view of the changes occurring in the surrounding environment, has become a difficult task for software engineers. In applications that use rich interfaces in Web 2.0 for improving the interactivity, this task becomes even more complex due to the need of preserving the interaction aspects that afford users a richer experience with the application. This task can be facilitated using a software process that guides developers in building a ubiquitous application, considering the different contexts involved in its execution. Faced with these challenges, this work proposes a software process, named Model Driven RichUbi, aiming at supporting the development of rich interfaces for ubiquitous applications that adapt themselves when viewed on different types of devices. Based on the Model Driven Development and Domain-Specific Modeling conceptions, in the process are defined activities and artifacts that help in modeling and partial code generation of rich interfaces for different platforms. Besides, dynamic content adapters that refine the produced interface versions are also employed in the process, so that the developed interfaces can adapt to the peculiarities of the access device identified from the interaction context at runtime. The computational support focused on the Rich Interfaces Domain employed in the process is advantageous since it can be reused to simplify the development of adaptive rich interfaces for ubiquitous applications of several fields, which contributes to effort reduction and productivity increasing. / A Web 2.0 permitiu aos usuários maior interatividade com as aplicações Web. As chamadas Aplicações de Internet Ricas (RIAs Rich Internet Applications) transpuseram os limites das interfaces simples construídas apenas em Hypertext Markup Language (HTML). Através da adoção de tecnologias que permitem a criação de interfaces mais avançadas, as RIAs assemelham-se à aparência e comportamento das aplicações desktop. Por outro lado, a demanda por software na Computação Ubíqua, onde o acesso às aplicações ocorre de qualquer lugar, a qualquer hora e a partir de diferentes dispositivos, fez surgir novos desafios para a Engenharia de Software. Um desses desafios está relacionado com a adaptação das aplicações acessadas por diferentes dispositivos em contextos distintos. Dada a diversidade de dispositivos, redes de acesso, ambientes e contextos possíveis, prover aplicações que satisfaçam as peculiaridades de cada dispositivo de acesso, ao mesmo tempo em que mantêm um comportamento e aparência coerentes face às mudanças que ocorrem no ambiente ao redor, tornou-se uma difícil tarefa para os engenheiros de software. Nas aplicações que utilizam de interfaces ricas na Web 2.0, para melhorar a interatividade, essa tarefa torna-se mais complexa devido à necessidade de preservar os aspectos de interação que proporcionam aos usuários uma rica experiência com a aplicação. Tal tarefa pode ser facilitada usando um processo de software que oriente o desenvolvedor na construção de uma aplicação ubíqua, considerando os diferentes contextos em que se executa a aplicação. Diante desses desafios e visando a dar suporte ao desenvolvimento de interfaces ricas de aplicações ubíquas que se adaptam quando visualizadas em diferentes dispositivos, neste trabalho é proposto o processo denominado Model Driven RichUbi. Com base nas concepções de Desenvolvimento Dirigido a Modelos e Modelagem Específica de Domínio, são definidos atividades e artefatos que orientam a modelagem e geração parcial de código das interfaces ricas para diferentes contextos. No Model Driven RichUbi, também são utilizados adaptadores dinâmicos de conteúdo que refinam as versões produzidas das interfaces para se adequarem às peculiaridades do dispositivo de acesso identificadas do contexto da interação em tempo de execução. O apoio computacional no Domínio de Interfaces Ricas empregado no processo tem a vantagem de poder ser reutilizado no desenvolvimento de interfaces ricas adaptativas em aplicações ubíquas de diferentes domínios, colaborando para a redução de esforços e aumento da produtividade.