Obtaining the modal parameters of a deflected and rolling tire represents a challenge due to the complex vibration characteristics that cause the tire's symmetry distortion and the natural frequencies' bifurcation phenomena. The modal parameters are usually extracted using a detailed finite element model. The main issue with full modal models (FEA, for example) is the inability to integrate the tire modal model with the vehicle models to tune the suspension system for optimal ride comfort. An in-plane rigid–elastic-coupled tire model was used to examine the 200 DOF finite difference method (FDM) modal analysis accuracy under non-ground contact and non-rotating conditions. The discrete in-plane rigid–elastic-coupled tire model was modified to include the contact patch restriction, centrifugal force, Doppler, and Coriolis effects, covering a range of 0-300 Hz. As a result, the influence of the contact patch and the rotating tire conditions on the natural frequencies and modes were obtained through modal analysis. The in-plane rigid–elastic-coupled modal model with varying conditions was created that connects any two DOFs around the tire's tread or sidewall as inputs or outputs. The vertical movement of the wheel was incorporated into the in-plane rigid–elastic-coupled tire modal model to extract the transfer function (TF) that connects road irregularities as an input to the wheel's vertical movement as an output. The TF was utilized in a quasi-static manner to obtain the tire's enveloping characteristics rolling over short wavelength obstacles as a direct function of vertical wheel displacement under varying contact patch length constraints. The tire modal model was implemented with the quarter car model to obtain the vehicle response rolling over short wavelength obstacles. Finally, a sensitivity analysis was performed to examine the influence of tire parameters and pretension forces on natural frequencies. / Doctor of Philosophy / The goal of vehicle manufacturers is to predict the vehicle's behavior under various driving conditions using mathematical models and simulation. Automotive companies rely heavily on computational simulation tools instead of real-time tests to shorten the product development cycle and reduce costs. However, the interaction between the tire and the road is one of the most critical aspects to consider when evaluating automobile stability and performance. The tires are responsible for generating the forces and moments that drive and maneuver the vehicle. Tires are complex products due to their intricate design, and their characteristics are affected by many factors such as vertical load, inflation pressure, speed, and a road with an uneven surface profile. Consequently, this project aims to describe the influence of various driving circumstances and load conditions on tire properties, as well as to develop a model that can represent the vertical tire and vehicle behavior while traveling over a cleat under different vehicle loads.

[EN] Research on Arabic Handwritten Text Recognition (HTR) and Arabic-English Machine Translation (MT) has been usually approached as two independent areas of study. However, the idea of creating one system that combines both areas together, in order to generate English translation out of images containing Arabic text, is still a very challenging task. This process can be interpreted as the translation of Arabic images. In this thesis, we propose a system that recognizes Arabic handwritten text images, and translates the recognized text into English. This system is built from the combination of an HTR system and an MT system. Regarding the HTR system, our work focuses on the use of Bernoulli Hidden Markov Models (BHMMs). BHMMs had proven to work very well with Latin script. Indeed, empirical results based on it were reported on well-known corpora, such as IAM and RIMES. In this thesis, these results are extended to Arabic script, in particular, to the well-known IfN/ENIT and NIST OpenHaRT databases for Arabic handwritten text. The need for transcribing Arabic text is not only limited to handwritten text, but also to printed text. Arabic printed text might be considered as a simple form of handwritten text version. Thus, for this kind of text, we also propose Bernoulli HMMs. In addition, we propose to compare BHMMs with state-of-the-art technology based on neural networks. A key idea that has proven to be very effective in this application of Bernoulli HMMs is the use of a sliding window of adequate width for feature extraction. This idea has allowed us to obtain very competitive results in the recognition of both Arabic handwriting and printed text. Indeed, a system based on it ranked first at the ICDAR 2011 Arabic recognition competition on the Arabic Printed Text Image (APTI) database. Moreover, this idea has been refined by using repositioning techniques for extracted windows, leading to further improvements in Arabic text recognition. In the case of handwritten text, this refinement improved our system which ranked first at the ICFHR 2010 Arabic handwriting recognition competition on IfN/ENIT. In the case of printed text, this refinement led to an improved system which ranked second at the ICDAR 2013 Competition on Multi-font and Multi-size Digitally Represented Arabic Text on APTI. Furthermore, this refinement was used with neural networks-based technology, which led to state-of-the-art results. For machine translation, the system was based on the combination of three state-of-the-art statistical models: the standard phrase-based models, the hierarchical phrase-based models, and the N-gram phrase-based models. This combination was done using the Recognizer Output Voting Error Reduction (ROVER) method. Finally, we propose three methods of combining HTR and MT to develop an Arabic image translation system. The system was evaluated on the NIST OpenHaRT database, where competitive results were obtained. / [ES] El reconocimiento de texto manuscrito (HTR) en árabe y la traducción automática (MT) del árabe al inglés se han tratado habitualmente como dos áreas de estudio independientes. De hecho, la idea de crear un sistema que combine las dos áreas, que directamente genere texto en inglés a partir de imágenes que contienen texto en árabe, sigue siendo una tarea difícil. Este proceso se puede interpretar como la traducción de imágenes de texto en árabe. En esta tesis, se propone un sistema que reconoce las imágenes de texto manuscrito en árabe, y que traduce el texto reconocido al inglés. Este sistema está construido a partir de la combinación de un sistema HTR y un sistema MT. En cuanto al sistema HTR, nuestro trabajo se enfoca en el uso de los Bernoulli Hidden Markov Models (BHMMs). Los modelos BHMMs ya han sido probados anteriormente en tareas con alfabeto latino obteniendo buenos resultados. De hecho, existen resultados empíricos publicados usando corpus conocidos, tales como IAM o RIMES. En esta tesis, estos resultados se han extendido al texto manuscrito en árabe, en particular, a las bases de datos IfN/ENIT y NIST OpenHaRT. En aplicaciones reales, la transcripción del texto en árabe no se limita únicamente al texto manuscrito, sino también al texto impreso. El texto impreso se puede interpretar como una forma simplificada de texto manuscrito. Por lo tanto, para este tipo de texto, también proponemos el uso de modelos BHMMs. Además, estos modelos se han comparado con tecnología del estado del arte basada en redes neuronales. Una idea clave que ha demostrado ser muy eficaz en la aplicación de modelos BHMMs es el uso de una ventana deslizante (sliding window) de anchura adecuada durante la extracción de características. Esta idea ha permitido obtener resultados muy competitivos tanto en el reconocimiento de texto manuscrito en árabe como en el de texto impreso. De hecho, un sistema basado en este tipo de extracción de características quedó en la primera posición en el concurso ICDAR 2011 Arabic recognition competition usando la base de datos Arabic Printed Text Image (APTI). Además, esta idea se ha perfeccionado mediante el uso de técnicas de reposicionamiento aplicadas a las ventanas extraídas, dando lugar a nuevas mejoras en el reconocimiento de texto árabe. En el caso de texto manuscrito, este refinamiento ha conseguido mejorar el sistema que ocupó el primer lugar en el concurso ICFHR 2010 Arabic handwriting recognition competition usando IfN/ENIT. En el caso del texto impreso, este refinamiento condujo a un sistema mejor que ocupó el segundo lugar en el concurso ICDAR 2013 Competition on Multi-font and Multi-size Digitally Represented Arabic Text en el que se usaba APTI. Por otro lado, esta técnica se ha evaluado también en tecnología basada en redes neuronales, lo que ha llevado a resultados del estado del arte. Respecto a la traducción automática, el sistema se ha basado en la combinación de tres tipos de modelos estadísticos del estado del arte: los modelos standard phrase-based, los modelos hierarchical phrase-based y los modelos N-gram phrase-based. Esta combinación se hizo utilizando el método Recognizer Output Voting Error Reduction (ROVER). Por último, se han propuesto tres métodos para combinar los sistemas HTR y MT con el fin de desarrollar un sistema de traducción de imágenes de texto árabe a inglés. El sistema se ha evaluado sobre la base de datos NIST OpenHaRT, donde se han obtenido resultados competitivos. / [CA] El reconeixement de text manuscrit (HTR) en àrab i la traducció automàtica (MT) de l'àrab a l'anglès s'han tractat habitualment com dues àrees d'estudi independents. De fet, la idea de crear un sistema que combine les dues àrees, que directament genere text en anglès a partir d'imatges que contenen text en àrab, continua sent una tasca difícil. Aquest procés es pot interpretar com la traducció d'imatges de text en àrab. En aquesta tesi, es proposa un sistema que reconeix les imatges de text manuscrit en àrab, i que tradueix el text reconegut a l'anglès. Aquest sistema està construït a partir de la combinació d'un sistema HTR i d'un sistema MT. Pel que fa al sistema HTR, el nostre treball s'enfoca en l'ús dels Bernoulli Hidden Markov Models (BHMMs). Els models BHMMs ja han estat provats anteriorment en tasques amb alfabet llatí obtenint bons resultats. De fet, existeixen resultats empírics publicats emprant corpus coneguts, tals com IAM o RIMES. En aquesta tesi, aquests resultats s'han estès a la escriptura manuscrita en àrab, en particular, a les bases de dades IfN/ENIT i NIST OpenHaRT. En aplicacions reals, la transcripció de text en àrab no es limita únicament al text manuscrit, sinó també al text imprès. El text imprès es pot interpretar com una forma simplificada de text manuscrit. Per tant, per a aquest tipus de text, també proposem l'ús de models BHMMs. A més a més, aquests models s'han comparat amb tecnologia de l'estat de l'art basada en xarxes neuronals. Una idea clau que ha demostrat ser molt eficaç en l'aplicació de models BHMMs és l'ús d'una finestra lliscant (sliding window) d'amplària adequada durant l'extracció de característiques. Aquesta idea ha permès obtenir resultats molt competitius tant en el reconeixement de text àrab manuscrit com en el de text imprès. De fet, un sistema basat en aquest tipus d'extracció de característiques va quedar en primera posició en el concurs ICDAR 2011 Arabic recognition competition emprant la base de dades Arabic Printed Text Image (APTI). A més a més, aquesta idea s'ha perfeccionat mitjançant l'ús de tècniques de reposicionament aplicades a les finestres extretes, donant lloc a noves millores en el reconeixement de text en àrab. En el cas de text manuscrit, aquest refinament ha aconseguit millorar el sistema que va ocupar el primer lloc en el concurs ICFHR 2010 Arabic handwriting recognition competition usant IfN/ENIT. En el cas del text imprès, aquest refinament va conduir a un sistema millor que va ocupar el segon lloc en el concurs ICDAR 2013 Competition on Multi-font and Multi-size Digitally Represented Arabic Text en el qual s'usava APTI. D'altra banda, aquesta tècnica s'ha avaluat també en tecnologia basada en xarxes neuronals, el que ha portat a resultats de l'estat de l'art. Respecte a la traducció automàtica, el sistema s'ha basat en la combinació de tres tipus de models estadístics de l'estat de l'art: els models standard phrase-based, els models hierarchical phrase-based i els models N-gram phrase-based. Aquesta combinació es va fer utilitzant el mètode Recognizer Output Voting Errada Reduction (ROVER). Finalment, s'han proposat tres mètodes per combinar els sistemes HTR i MT amb la finalitat de desenvolupar un sistema de traducció d'imatges de text àrab a anglès. El sistema s'ha avaluat sobre la base de dades NIST OpenHaRT, on s'han obtingut resultats competitius. / Alkhoury, I. (2015). Arabic Text Recognition and Machine Translation [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53029

Le travail présenté dans cette thèse est consacré à la modélisation de la dynamique de locomotion des "soft robots", i.e. les systèmes multi-corps mobiles compliants. Ces compliances peuvent être localisées et considérées comme des liaisons passives du système,ou bien introduites par des flexibilités distribuées le long des corps. La dynamique de ces systèmes est modélisée en adoptant une approche Lagrangienne basée sur les outils mathématiques développés par l’école américaine de mécanique géométrique. Du point de vue algorithmique, le calcul de ces modèles dynamiques s’appuie sur un algorithme récursif et efficace de type Newton-Euler, ici étendu aux robots locomoteurs munis d’organes compliants. Poursuivant des objectifs de commande et de simulation rapide pour la robotique, l’algorithme proposé est capable de résoudre la dynamique externe directe ainsi que la dynamique inverse des couples internes. Afin de mettre en pratique l’ensemble de ces outils de modélisation, nous avons pris le vol battant des insectes comme exemple illustratif. Les équations non-linéaires qui régissent les déformations passives de l’aile sont établies en appliquant deux méthodes différentes. La première consiste à séparer le mouvement de l’aile en une composante rigide dite de "repère flottant" et une composante de déformation. Cette dernière est paramétrée dans le repère flottant par la méthode des modes supposés ici appliquée à l’aile vue comme une poutre d’Euler-Bernoulli soumise à la flexion et à la torsion. Quant à la seconde approche, les mouvements de l’aile n’y sont pas séparés mais directement paramétrés par les transformations finies rigides et absolues d’une poutre Cosserat. Cette approche est dite Galiléenne ou "géométriquement exacte" en raison du fait qu’elle ne requiert aucune approximation en dehors des inévitables discrétisations spatiale et temporelle imposées parla résolution numérique de la dynamique du vol. Dans les deux cas,les forces aérodynamiques sont prises en compte via un modèle analytique simplifié de type Dickinson. Les modèles et algorithmes résultants sont appliqués à la conception d’un simulateur du vol, ainsi qu’à la conception d’un prototype d’aile, dans le contexte du projet coopératif (ANR) EVA. / The objective of the present work is to model the locomotion dynamics of "soft robots", i.e. compliant mobile multi-body systems. These compliances can be either localized and treated as passive joints of the system, or introduced by distributed flexibilities along the bodies. The dynamics of these systems is modeled in a Lagrangian approach based on the mathematical tools developed by the American school of geometric mechanics. From the algorithmic viewpoint, the computation of these dynamic models is based on a recursive and efficient Newton-Euler algorithm which is extended here to the case of robots equipped with compliant organs. The proposed algorithm is compatible with control, fast simulation and real time robotic applications. It is able to solve the direct external dynamics as well as the inverse internal torque dynamics. The modeling tools and algorithms developed in this thesis are applied to one of the most advanced cases of compliante locomotion i.e. the flapping flight MAVs bio-inspired by insects. The nonlinear equations governing the passive deformations of the wing are derived using two different methods. In the first method, we separate the wing movement into a rigid component (which corresponds to the movements of a "floating frame"), and a deformation component. The latter one is parameterized in the floating frame using the assumed modes approach where the wing is considered as an Euler-Bernoulli beam undergoing flexion and torsion deformations. Regarding the second method, the wing movements are no longer separated but directly parameterize dusing rigid finite absolute transformations of a Cosserat beam. This method is called Galilean or "geometrically exact" because it does not require any approximation apart from the unavoidable spatial and temporal discretizations imposed by numerical resolution of the flight dynamics. In both cases, the aerodynamic forces are taken into account through a simplified analytical model. The resulting models and algorithms are used in the context of the collaborative project (ANR) EVA to develop a flight simulator, and to design wing prototype.

Dans ce travail, différentes formulations d'éléments de poutres sont proposées pour l'analyse à rupture de structures de type poutres ou portiques en béton armé soumises à des chargements statiques monotones. La rupture localisée des matériaux est modélisée par la méthode à discontinuité forte, qui consiste à enrichir l'interpolation standard des déplacements (ou rotations) avec des fonctions discontinues associées à un paramètre cinématique supplémentaire interprété comme un saut de déplacement (ou rotation). Ces paramètres additionnels sont locaux et condensés au niveau élémentaire. Un élément fini écrit en efforts résultants et deux éléments finis multi-couches sont développés dans ce travail. L'élément de poutre d'Euler Bernouilli écrit en effort résultant présente une discontinuité en rotation. La réponse en flexion du matériau hors discontinuité est décrite par un modèle élastoplastique en effort résultant et la relation cohésive liant moment et saut de rotation sur la rotule plastique est, quant à elle, décrite par un modèle rigide plastique. La réponse axiale est suppposée élastique. Pour ce qui concerne l'approche multi-couche, chaque couche est considérée comme une barre constituée de béton ou d'acier. La partie régulière de la déformation de chaque couche est calculée en s'appuyant sur la cinématique associée à la théorie d'Euler Bernoulli ou de Timoshenko. Une déformation axiale additionnelle est considérée par l'introduction d'une discontinuité du déplacement axial, introduite indépendamment dans chaque couche. Le comportement du béton est pris en compte par un modèle élasto-endommageable alors que celui de l'acier est décrit par un modèle élastoplastique. La relation cohésive entre la traction sur la discontinuité et le saut de déplacement axial est décrit par un modèle rigide endommageable adoucissant pour les barres (couches) en béton et rigide plastique adoucissant pour les barres en acier. La réponse en cisaillement pour l'élement de Timoshenko est supposée élastique. Enfin, l'élément multi-couche de Timoshenko est enrichi en introduisant une partie visqueuse dans la réponse adoucissante. L'implantation numérique des différents éléments développés dans ce travail est présentée en détail. La résolution par une procédure d'«operator split» est décrite pour chaque type d'élément. Les différentes quantités nécessaires pour le calcul au niveau local des variables internes des modèles non linéaires ainsi que pour la construction du système global fournissant les valeurs des dégrés de liberté sont précisées. Les performances des éléments développés sont illustrées à travers des exemples numériques montrant que la formulation basée sur un élément multicouche d'Euler Bernouilli n'est pas robuste alors les simulations s'appuyant sur des éléments d'Euler Bernouilli en efforts résultants ou sur des éléments multicouche de Timoshenko fournissent des résultats très satisfaisants. / In this work, several beam finite element formulations are proposed for failure analysis of planar reinforced concrete beams and frames under monotonic static loading. The localized failure of material is modeled by the embedded strong discontinuity concept, which enhances standard interpolation of displacement (or rotation) with a discontinuous function, associated with an additional kinematic parameter representing jump in displacement (or rotation). The new parameters are local and are condensed on the element level. One stress resultant and two multi-layer beam finite elements are derived. The stress resultant Euler-Bernoulli beam element has embedded discontinuity in rotation. Bending response of the bulk of the element is described by elasto-plastic stress resultant material model. The cohesive relation between the moment and the rotational jump at the softening hinge is described by rigid-plastic model. Axial response is elastic. In the multi-layer beam finite elements, each layer is treated as a bar, made of either concrete or steel. Regular axial strain in a layer is computed according to Euler-Bernoulli or Timoshenko beam theory. Additional axial strain is produced by embedded discontinuity in axial displacement, introduced individually in each layer. Behavior of concrete bars is described by elastodamage model, while elasto-plasticity model is used for steel bars. The cohesive relation between the stress at the discontinuity and the axial displacement jump is described by rigid-damage softening model in concrete bars and by rigid-plastic softening model in steel bars. Shear response in the Timoshenko element is elastic. Finally, the multi-layer Timoshenko beam finite element is upgraded by including viscosity in the softening model. Computer code implementation is presented in detail for the derived elements. An operator split computational procedure is presented for each formulation. The expressions, required for the local computation of inelastic internal variables and for the global computation of the degrees of freedom, are provided. Performance of the derived elements is illustrated on a set of numerical examples, which show that the multi-layer Euler-Bernoulli beam finite element is not reliable, while the stress-resultant Euler-Bernoulli beam and the multi-layer Timoshenko beam finite elements deliver satisfying results. / V disertaciji predlagamo nekaj formulacij končnih elementov za porušno analizo armiranobetonskih nosilcev in okvirjev pod monotono statično obteˇzbo. Lokalizirano porušitev materiala modeliramo z metodo vgrajene nezveznosti, pri kateri standardno interpolacijo pomikov (ali zasukov) nadgradimo z nezvezno interpolacijsko funkcijo in z dodatnim kinematičnim parametrom, ki predstavlja velikost nezveznosti v pomikih (ali zasukih). Dodatni parametri so lokalnega značaja in jih kondenziramo na nivoju elementa. Izpeljemo en rezultantni in dva večslojna končna elementa za nosilec. Rezultantni element za Euler-Bernoullijev nosilec ima vgrajeno nezveznost v zasukih. Njegov upogibni odziv opišemo z elasto-plastičnim rezultantnim materialnim modelom. Kohezivni zakon, ki povezuje moment v plastičnem členku s skokom v zasuku, opišemo s togo-plastičnim modelom mehčanja. Osni odziv je elastičen. V večslojnih končnih elementih vsak sloj obravnavamo kot betonsko ali jekleno palico. Standardno osno deformacijo v palici izračunamo v skladu z Euler-Bernoullijevo ali s Timošenkovo teorijo nosilcev. Vgrajena nezveznost v osnem pomiku povzroči dodatno osno deformacijo v posamezni palici. Obnašanje betonskega sloja opišemo z modelom elasto-poškodovanosti, za sloj armature pa uporabimo elasto-plastični model. Kohezivni zakon, ki povezuje napetost v nezveznosti s skokom v osnem pomiku, opišemo z modelom mehčanja v poškodovanosti za beton in s plastičnim modelom mehčanja za jeklo.Striˇzni odziv Timošenkovega nosilca je elastičen. Večslojni končni element za Timošenkov nosilec nadgradimo z viskoznim modelom mehčanja. Za vsak končni element predstavimo računski algoritem ter vse potrebne izraze za lokalni izračun neelastičnih notranjih spremenljivk in za globalni izračun prostostnih stopenj. Delovanje končnih elementov preizkusimo na več numeričnih primerih. Ugotovimo, da večslojni končni element za Euler-Bernoullijev nosilec ni zanesljiv, medtem ko rezultantni končni element za Euler-Bernoullijev nosilec in večslojni končni element za Timošenkov nosilec dajeta zadovoljive rezultate.

"A distributed queueing Medium Access Control (MAC) protocol is used in Distributed Queue Dual Bus (DQDB) networks. A modified version of the MAC protocol was proposed by R.R. Pillai and U. Mukherji in an attempt to overcome some of the shortcomings of the DQDB MAC protocol. They analyzed the performance of the system for Bernoulli arrivals and for large propagation delays between the nodes. We extend the performance analysis of the modified MAC protocol for a DQDB type of Network. The parameter of interest to us is the bus access delay. This has two components, viz., the request bus access delay and the data bu6 access delay. We use the model at the request point at node and present methods to evaluate the delay experienced in such a model. The model is an n-priority ./D/l queue with D vacations (non-preemptive priority) where n is the number of nodes sending requests on the request bus for transmission on the data bus. The methods presented help to evaluate the request bus access delay when the arrivals at each node are Markovian Arrival Processes (MAPs). The algorithms for evaluating the mean request bus access delay are based on matrix geometric techniques. Thus, one can use the algorithms developed in the literature to solve for the finite buffers case too. This model, for the request bus access delay, holds irrespective of the propagation delay between the nodes. We also evaluate the inter-departure time of class 1 customers and virtual customers in a 2-priority M/G/l system with G vacations (non-preemptive priority). In the case of Poisson arrivals at all the nodes, we would have a 2-priority M/D/l system with D vacations (non-preemptive priority). We thus evaluate the inter-arrival time of the free slots on the data bus as seen by Node 2. Note that this is independent of the number of active nodes in the network We then develop methods to evaluate the mean data bus access delay experienced by the customers at Node 2 in a three-node network with 2 nodes communicating with the third when the propagation delay between the nodes is large. We consider the case of finite Local Queue buffers at the two nodes. Using this assumption we arrive at process of arrivals to the Combined Queue and the process of free slots on the data bus to be Markov Modulated Bernoulli processes. The model at the combined queue at Node 2 then has a Quasi Birth-Death evolution. Thus, this system is solved by using the Ramaswami-Latouche algorithm. The stationary probabilities are then used to evaluate the mean data bus access delay experienced at Node 2. The finite buffer case of this system can be solved by G.Wi Stewart's algorithm. The method in modelling the system and the results are presented in detail for Poisson arrivals. The extension of this to more complex processes is also explained. We encounter in the analysis an explosion of the state-space of the system. We try to counter this by considering approximations to the process of free slots on the data bus. The approximations considered are on the basis of what are known as Idealized Aggregates. The performance of the approximation is also detailed. It works very well under low and moderate load but underestimates the mean delay under heavy load. Thereafter, we discuss the performance of the system with reference to the mean of the access delay and the standard deviation of the access delay under varying traffic at the two nodes. For this part we use simulation results to discuss the performance. The comparison between the performance measures at both the nodes is also done. Then we develop methods/techniques to understand the performance of the system when we have finite propagation delays between the nodes. We concentrate on the 3-node problem and calculate performance bounds based on linear programs. This is illustrated in detail for Bernoulli arrivals for the case of 1 slot propagation delay between the nodes as well as for the case of 2 slots propagation delay. The performance of the bounds obtained is also detailed. The presence of an idling system at the combined queue of Node 2 makes the bounds somewhat loose. Finally, we discuss the performance of the system with reference to the mean access delay and the standard deviation of the access delay under varying load on the system. Again, we rely on simulation studies. Finally, we study the performance of the system as a multiplexer. For this, we re­strict the traffic to Markov Modulated Processes (or those which would satisfy the Gartner-Ellis Theorem requirements). The traffic is characterized by what are known as Envelope Processes - Lower and Upper. The class of processes which satisfy the conditions of the Gartner-Ellis theorem come under the category where both the Envelope Processes exist and the Minimum Envelope Rate and the Maximum Lower Envelope Rate are the same. We use the system evolution equations at the combined queue at any node to develop re­lations between the various input and output processes. First, this is done for a. system of this kind, in isolation. Then, we consider this system as a part of the modified protocol and present relations, among the various input and output processes, which are specific to the modified protocol. The possible use of all of the above to do Admission Control at the entry point to the Asynchronous Transfer Mode (ATM) network is also presented.

Θεωρούμε μια ακολουθία από n δυαδικά πειράματα. Ροή επιτυχιών μήκους k είναι μια ακολουθία από k συνεχόμενες επιτυχίες οι οποίες έπονται και ακολουθούνται από αποτυχίες ή τίποτα. Στην εργασία αυτή αρχικά μελετάται η τυχαία μεταβλητή Ν(n,k) η οποία παριστάνει τον αριθμό των ροών επιτυχιών μήκους k σε n δυαδικά πειράματα. Προσδιορίζεται η ακριβής κατανομή μέσω συνδιαστικών μεθόδων, αναδρομικών σχέσεων και μέσω της μεθόδου εμβάπτισης τυχαίας μεταβλητής σε Μαρκοβιανή αλυσίδα. Η μελέτη γίνεται για ανεξάρτητες και ισόνομες και για ανεξάρτητες όχι κατ’ ανάγκην ισόνομες δυαδικές ακολουθίες. Μελετάται επίσης η τυχαία μεταβλητή M(n,k)η οποία παριστάνει τον αριθμό των ροών επιτυχιών τουλάχιστον k σε n δυαδικά πειράματα. Ένα συνεχόμενο-k -από-τα-n:F σύστημα αποτυχίας είναι ένα σύστημα n συνιστωσών το οποίο αποτυγχάνει αν και μόνο αν αποτύχουν τουλάχιστον k συνεχόμενες συνιστώσες του. Τα συνεχόμενα-k-από-τα-n:F συστήματα αποτυχίας έχουν προταθεί ως κατάλληλα πρότυπα για συστήματα μεταφοράς πετρελαίου, τηλεπικοινωνιακά συστήματα κ.α. Ένα m-συνεχόμενο-k-από-τα-n:F σύστημα αποτυχίας είναι ένα σύστημα n συνιστωσών το οποίο αποτυγχάνει αν και μόνο αν υπάρχουν τουλάχιστον m ροές από k συνεχόμενες αποτυχημένες συνιστώσες του. Μελετάται η σχέση της αξιοπιστίας των ανωτέρω συστημάτων με τη συνάρτηση πιθανότητας και τη συνάρτηση κατανομής της τυχαίας μεταβλητής N(n,k). Αναπτύσσονται οι μέθοδοι που έχουν δοθεί για τον προσδιορισμό της αξιοπιστίας τους και δίνονται ακριβείς εκφράσεις της μέσω πολυωνυμικών συντελεστών, διωνυμικών συντελεστών, αναδρομικών σχέσεων και της μεθόδου εμβάπτισης σε Μαρκοβιανή αλυσίδα. Η μελέτη γίνεται για συστήματα με ανεξάρτητες συνιστώσες, γαι συστήματα με ομογενή Μαρκοβιανή εξάρτηση ενός βήματος και για συστήματα με Μαρκοβιανά εξαρτημένες συνιστώσες (k-1) βημάτων. Τέλος παρουσιάζονται αριθμητικά παραδείγματα για περαιτέρω διευκρίνηση και σύγκριση των μεθόδων υπολογισμού της κατανομής της N(n,k) και της αξιοπιστίας των ανωτέρω συστημάτων αποτυχιών. / Consider a sequence of n two state (success-failure) trials. A success run of length k is a sequence of k consecutive successes proceeded and succeeded by failures or nothing. In this thesis the random variable N(n,k) denoting the number of success runs of length k in n binary trials is studied. The exact distribution of N(n,k) is given, via combinatorial analysis, recursive relations and using the Markov chain imbedding technique. The study is carried out for independent but not identically distributed binary sequences. Further, the random variable M(n,k)denoting the number of success runs of length at least k in n binary trials is also studied. A consecutive-k-out-of-n : F system is a system which consists of n components ordered on a line, which fails if and only if at least k consecutive components fail. Such systems have been used to model telecommunication, oil pipeline systems e.t.c. An m-consecutive-k -out-of-n : F system consists of n components ordered on a line, which fails if and only if there are at least m non-overlapping runs of k consecutive failed components. The reliability of the above mentioned systems is related to the cumulative distribution function of the random variable N(n,k) . Exact formulae for the reliability is given by means of binomial and multinomial coefficients, via recursive relations and using the Markov chain imbedding technique. The study is accomplished for systems with independent and Markov dependent components. Finally, numerical examples are given for comparison of the various used methods and to illustrate the theoretical results.

Bien que ma dissertation de thèse consiste essentiellement en trois pièces de nature assez distincte (il s'agitde la traduction en tchèque de l'Analyse des infiniment petits, son commentaire et l'étude d'introduction),cependant, je subsume le tout sous une idée unificatrice de la loi de continuité leibnizienne qui régit le systèmede symboles au fondement du calcul différentiel. Quant à la première partie, elle décrit premièrement l'histoire dela vie du marquis de l'Hospital dite « officielle» ou bien « académique » due à l'Éloge de Bernard de Fontenellequi sert de l'arrière-plan de la seconde partie, de l'étude introductrice, du portrait « caché», consistant en l'analysedes succès géométriques du marquis, des solutions de problèmes physico-géométrique célèbres en comparaisonde celles de Jean Bernoulli, son jeune précepteur – fondée bien évidemment sur la correspondance mutuelle. Enraison de la nature du calcul leibnizienne tant physique que géométrique je démontre que c'était précisément lapureté géométrique de son esprit qui faisait obstacle à l’invention géométrique du marquis. En deuxième lieu jeprésente la description des controverses qui ont éclaté entre Leibniz et Nieuwentiijt sur la questions de fondementdu calcul, tout en précisant sur les écrits leibniziennes la nature symbolique ambiguë de différentielles. L'autrecontroverse, entre Rolle et Varignon, sert à décrire les contrainte institutionnelles du développement du calculaussi que les explication fondatrices de la part de Varignon qui indique la futur transformation newtonienne ducalcul infinitésimal. Enfin le commentaire, d'après ladite idée unificatrice, marque sur des exemplesmathématiques la transformation algébrique de la géométrie grecque pendant le XVIIe siècle tout en illustrant lesarticles de l'Analyse et comparant ses sources bernoulliennes. / The basis of my dissertation consists in three rather distinct parts, that is Czech translation, a commentaryand introduction to the famous Analyse des infiniment petitis by marquis the l'Hospital. Nevertheless I unify thewhole in virtue of the leibnizien metaphysical idea of the law of continuity governing the symbolic systemfundamental to the differential calculus of Leibniz. Concerning the first part of the introduction I represent the socalled academical or official picture of marquis de l'Hospital based on the Éloge by Bernard de Fontenelle. I usethis picture as a background to the so called hidden picture of the marquis, which consists in the analysis of thephysico-geometrical problems solved by the marquis de l'Hospital in comparison to those of Johann Bernoulli,based naturally on the correspondence of the two of them. I demonstrate, regarding the nature of the calculusboth physical and geometrical, that it was precisely the geometrical purity of his mind had forbidden him to makeinventions in geometry, unlike Johann Bernoulli. In the third part I describe the controversies that made part ofthe development of the calculus; firstly the controversy between Nieuwentijt and Leibniz concerning thefundamental questions of calculus. I precise on this occasion my views on the nature of leibnizian calculus asstated above, that is ambiguous symbolism of differentials. The second controversy, between Rolle and Varignonputs forward institutional obstacles of the development of the calculus as well as the foundational attempts madeby Varignon that indicated the future transformation of the calculus according to the spirit of Newton. Finally thecommentary, by the symbolic idea above, indicates the algebraical shift of the 17th century geometry; illustratesarticles of the Analyse des infiniment petits and shows the dependence on Bernoulli's inventions. / Práce je věnována přelomové, epochální práci prvního období infinitesimálního počtu, Analyse desinfiniment petits Guillauma, markýze de l'Hospitala. Dělí se na tři podstatné části: překlad, komentář a úvodnístudii. Účelem je představit toto dílo v jeho jedinečných okolnostech jeho vzniku a zároveň určit jeho obecnémísto v dějinách matematických idejí. Úvodní studie je věnována především osobnosti markýze de l'Hospitala.Na pozadí rozvoje infinitesimálního počtu se vykresluje jeho po dlouhou dobu oficiální obraz v dějináchmatematiky. V druhé části se rozebírá blízký lidský i matematický vztah markýze de l'Hospitala s JohannemBernoullim; a na základě rozboru markýzových geometrických úspěchů se ve srovnání s řešeními JohannaBernoulliho, bratra Jakoba a Leibnize se podává obecná charakteristika prvního infinitesimálního počtu cobygeometrické i fyzikální teorie a možností jeho objevitelských cest prostřednictvím analogií založených nanejzazším požadavku harmonie přírody. Třetí část úvodní studie v historických souvislostech sporů a výměnstran základů diferenciálního počtu objasňuje z hlavní ideje Leibnizovy symbolické přírody, totiž zákonakontinuity, povahu diferenciálního znaku dx, jeho radikální novost a argumenty ospravedlnění přesnostiinfinitesimálního počtu. Druhá kontroverze, která je v práci představena, probíhá mezi Rollem a Varignonem;podstatnými rysy jsou institucionální podmínky rozvoje počtu a Varignonovy pokusy o důkazy nekonečněmalých v Newtonově duchu. Komentář Analýzy nekonečně malých slouží k historickému, filologickému afilosofickému objasnění nových metod a dokládá utváření Analýzy nekonečně malých z jejích zdrojů, tj.přednášek Johanna Bernoulliho markýzi de l'Hospitalovi a jejich dopisové výměny

The thesis presents a novel computational method for analysing the static and dynamic behaviour of a multi-damaged beam using local and non-local elasticity theories. Most of the lumped damage beam models proposed to date are based on slender beam theory in classical (local) elasticity and are limited by inaccuracies caused by the implicit assumption of the Euler-Bernoulli beam model and by the spring model itself, which simplifies the real beam behaviour around the crack. In addition, size effects and material heterogeneity cannot be taken into account using the classical elasticity theory due to the absence of any microstructural parameter. The proposed work is based on the inhomogeneous Euler-Bernoulli beam theory in which a Dirac's delta function is added to the bending flexibility at the position of each crack: that is, the severer the damage, the larger is the resulting impulsive term. The crack is assumed to be always open, resulting in a linear system (i.e. nonlinear phenomena associated with breathing cracks are not considered). In order to provide an accurate representation of the structure's behaviour, a new multi-cracked beam element including shear effects and rotatory inertia is developed using the flexibility approach for the concentrated damage. The resulting stiffness matrix and load vector terms are evaluated by the unit-displacement method, employing the closed-form solutions for the multi-cracked beam problem. The same deformed shapes are used to derive the consistent mass matrix, also including the rotatory inertia terms. The two-node multi-damaged beam model has been validated through comparison of the results of static and dynamic analyses for two numerical examples against those provided by a commercial finite element code. The proposed model is shown to improve the computational efficiency as well as the accuracy, thanks to the inclusion of both shear deformations and rotatory inertia. The inaccuracy of the spring model, where for example for a rotational spring a finite jump appears on the rotations' profile, has been tackled by the enrichment of the elastic constitutive law with higher order stress and strain gradients. In particular, a new phenomenological approach based upon a convenient form of non-local elasticity beam theory has been presented. This hybrid non-local beam model is able to take into account the distortion on the stress/strain field around the crack as well as to include the microstructure of the material, without introducing any additional crack related parameters. The Laplace's transform method applied to the differential equation of the problem allowed deriving the static closed-form solution for the multi-cracked Euler-Bernoulli beams with hybrid non-local elasticity. The dynamic analysis has been performed using a new computational meshless method, where the equation of motions are discretised by a Galerkin-type approximation, with convenient shape functions able to ensure the same grade of approximation as the beam element for the classical elasticity. The importance of the inclusion of microstructural parameters is addressed and their effects are quantified also in comparison with those obtained using the classical elasticity theory.

La thèse s'est effectuée dans le cadre d'une convention CIFRE entre l'Université Bordeaux I et l'entreprise Thales Avionics. Elle constitue une analyse originale de la fiabilité de matériels complexes, dans une perspective de maîtrise et d'amélioration de la fiabilité. La thèse comporte deux parties disjointes qui trouvent leur justification dans les problématiques rencontrées par l'industriel : - La première partie porte sur l'analyse des agrégats d'évènements indésirables (séries d'accidents, séries noires,...). Elle fait appel aux statistiques de balayage pour évaluer la probabilité d'occurrence d'un agrégat d'accidents. Une approche par simulation de Monte Carlo, puis un Réseau de Petri supportée par simulation de Monte Carlo, sont proposés. Plusieurs approches markoviennes sont ensuite développées. - La seconde partie porte sur l'analyse du retour d'expérience dans le cas où les informations disponibles sont uniquement les nombres de produits livrés et de défaillances constatées par unité de temps. Une méthodologie innovante, permettant d'obtenir la loi de fiabilité d'un matériel en fonction du flux de production et du flux de pannes observés, est exposée. / The thesis went within the scope of an agreement between the University Bordeaux I and the Thales Avionics company. It constitutes an original analysis of the reliability of complex materials equipments, with the prospect of control and improvement. The thesis consists of two separate parts connected to the problems met by the manufacturer: - The first part deals with the analysis of "clusters" of undesirable events (chain of disasters, series of failures,...). It appeals to the scan statistics in order to estimate the probability of occurrence of a cluster of events. A Monte Carlo simulation implemented in a dedicated algorithm, then a Monte Carlo simulation supported by a Petri net model, are proposed. Several markovian approaches are then developed. - The second part deals with the analysis of feedback in a non common context when the only information available is the number of equipments which are delivered during each period and the number of those which are removed during each period. An innovative approach, allowing to obtain the intrinsic failure rate of the materials under study according to the production flow and the removal flow, is explained.

L'exploration pétrolière en eaux profondes crée des nouveaux défis technologiques. Certains de ces problèmes sont liés à des très longues structures servant à relier la plate-forme à la tête de puits. L'augmentation de la profondeur implique des structures plus longues et, par conséquent, plus souple. Deux problèmes liés à ce type de structure sont étudiés dans ce rapport : le positionnement de la structure pour sa connexion à la tête de puits (opération de rentrée), et les vibrations induites par vortex. La première partie de ce rapport est consacrée au contrôle de l'opération de rentrée. Deux stratégies différentes de planification du mouvement sont proposées. La première est basée sur un modèle obtenu par approche modale. L'autre stratégie approxime le comportement de la structure par l'équation d'un câble de Bernoulli avec amortissement. Les solutions approximées de cette EDP sont directement utilisées dans la conception du contrôleur. Deux types de contrôle en boucle fermée sont proposées: un système de suivi de trajectoire en utilisant une fonction de Lyapunov, et un autre qui utilise l'inverse du système. La deuxième partie de ce rapport est consacrée à l'étude des vibrations induites par vortex (VIV) et à leur contrôle. Elle présente une première stratégie de contrôle afin de réduire les VIV. Cette stratégie est basée sur une analyse modale des équations du système. La loi de commande génère un déplacement en opposition de phase par rapport au VIV, l'atténuation résultant d'un effet d'antirésonance. Les résultats de simulation sont confirmés par des expériences réalisées sur une maquette en modèle réduit.