A novel design for an automated uranium pellet stacking system is presented. This system is designed to replace the manual method for stacking uranium pellets for CANDU fuel bundles that is currently used at Cameco Fuel Manufacturing in Port Hope, ON. The system presented is designed as a drop-in solution to the current production line at Cameco. As a result, there are constraints that prevent certain parameters from modification. The three main goals of this system are to reduce worker exposure to radiation to as low as reasonably achievable, improve product quality, and increase the productivity of the production line. The proposed system will remove the workers from a position of having to handle the uranium pellets and physically place them on the stacks. While the natural uranium currently in production is not a major health risk for short-term exposure, the possibility of production of slightly enriched uranium bundles makes this system a real need. This system also removes the random pellet placement that the manual system uses by taking precise measurements using laser triangulation sensors. These measurements are used to determine which sizes of end pellets are required to complete the stack to within the specified tolerances. A final measurement is done to ensure the stack is within tolerance. All of this information is recorded and can be traced back to the stacks during quality inspection, which is a major improvement over the existing system. This single automated system will replace two manual stations, while increasing the total output production, thus eliminating pellet stacking as a bottleneck in the fuel bundle assembly process. Current production rates can be met by this single, automated station in two shifts per day, while the current manual process requires three shifts using two stations. Test results of a proof-of-concept prototype indicate that the proposed design meets or exceeds all of the design requirements.

This  thesis  consists  of two papers  and  a summary.  The  papers  both  deal with  affine algebraic complex  varieties,  and  in particular such  varieties  in dimension  three  that have a non-trivial action  of one of the  one-dimensional  algebraic  groups  Ga   :=  (C, +) and  Gm  :=  (C*, ·).  The methods  used  involve  blowing up  of subvarieties, the correspondances between  Ga - and  Gm - actions  on an affine variety  X with locally nilpotent derivations  and Z-gradings  respectively  on O(X) and passing from a filtered algebra  A to its associated graded  algebra  gr(A). In Paper  I, we study  Russell’s hypersurface  X , i.e. the affine variety  in the affine space A4 given by the equation  x + x2y + z3 + t2 = 0. We reprove by geometric means Makar-Limanov’s result which states  that X is not isomorphic to A3 – a result which was crucial to Koras-Russell’s proof of the linearization conjecture  for Gm -actions on A3. Our method consist in realizing X as an open part  of a blowup M  −→ A3 and to show that each Ga -action on X descends to A3 . This follows from considerations of the graded  algebra  associated to O(X ) with respect  to a certain filtration. In Paper  II, we study  Ga-threefolds X  which have  as their  algebraic  quotient  the  affine plane  A2  = Sp(C[x, y]) and  are a principal  bundle  above the  punctured plane  A2  :=  A2 \ {0}. Equivalently, we study  affine Ga -varieties  Pˆ  that extend  a principal  bundle  P over A2, being P together  with an extra  fiber over the origin in A2. First  the trivial  bundle  is studied,  and some examples of extensions  are given (including  smooth  ones which are not isomorphic  to A2 × A). The  most  basic among  the  non-trivial  principal  bundles  over A2 is SL2 (C)  −→ A2, A  1→  Ae1 where e1  denotes  the first unit  vector,  and we show that any non-trivial  bundle  can be realized as a pullback  of this  bundle  with  respect  to  a morphism  A2  −→ A2. Therefore  the  attention is then  restricted to extensions  of SL2(C)  and  find two families of such extensions  via a study of the  graded  algebras  associated  with  the  coordinate  rings  O(Pˆ)  '→ O(P ) with  respect  to  a filtration  which is defined in terms  of the Ga -actions  on P and Pˆ  respectively.

Biopolymere wie zum Beispiel Aktinfilamente können sich innerhalb von eukaryotischen Zellen dank aktin-bindender Proteine in vielfältiger Weise anordnen und sind für viele zelluläre Prozesse von besonderer Wichtigkeit. In dieser Arbeit werden zwei unterschiedliche Modellsysteme studiert, die in vereinfachter Form speziellen, real existierenden Polymersystemen aus biologischen Zellen nachempfunden sind. Zuerst wird mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen ein System behandelt, das aus einer bestimmten Anzahl an semiflexiblen Polymerketten gleicher Länge besteht, die senkrecht auf einer ebenen Substratoberfläche aufgepfropft sind. Crosslinks können benachbarte Ketten miteinander reversibel verknüpfen und ermöglichen durch diese Kopplung die Entstehung von Polymer-Bündeln. Verfügt das System über eine unregelmäßige Anordnung der Grafting-Positionen auf der Substratoberfläche, so führt dies zu einer persistenten, ortsfesten Bündelstruktur. Anschließend wird auf analytischem Wege die Spannungs-Dehnungs-Kurve für ein System berechnet, das aus zwei semiflexiblen Polymerketten besteht, die durch irreversible und bezüglich der Bogenlänge äquidistant angeordnete Crosslinks miteinander verbunden sind. Es kann gezeigt werden, dass sowohl die Erhöhung der Crosslink-Anzahl als auch die Zunahme der Crosslink-Stärke zu einer nichtlinearen Erhöhung der Systemsteifigkeit führt.

Das Zytoskelett einer eukaryotischen Zelle besteht aus drei Hauptbestandteilen: Aktin, Intermediärfilamenten und Mikrotubuli. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Protein Aktin, welches unter physiologischen Bedingungen dynamische Filamente durch Polymerisation ausbildet. Diese Filamente können sowohl in Netzwerken als auch Bündeln angeordnet werden. Diese Anordnungen bilden die Grundlage für eine Vielfalt von Strukturen zur Realisierung diverser zellulärer Funktionen. Konventionell wurde die Ausprägung solcher Strukturen durch zusätzliche Proteine erklärt, welche Aktin beispielsweise vernetzen oder sogar aktive, dissipative Prozesse durch ATP Hydrolyse ermöglichen. Durch diese Erklärungen prägte sich ein sehr komplexes Bild zellulärer Funktionen heraus. Die dissipative Natur der meisten Prozesse führte dazu, dass meist auf grundlegende physikalische Beschreibungen, welche auf nicht-dissipativen Gleichgewichtszuständen beruhen, verzichtet wurde. Diese Arbeit widmet sich solchen nicht-dissipativen Prozessen und beschreibt deren inhärente Bedeutung auch in aktiven, dissipativen Systemen. Ein erstes Beispiel beschreibt die Generierung von kontraktilen Kräften in Aktinbündeln durch eine hohe makromolekulare Dichte der Umgebung. Diese hohe Dichte führt zu einem entropischen Effekt, welcher durch Volumenausschluss hochkonzentrierter inerter Polymere Aktinfilamente in Bündel ordnet. Werden diese Strukturen aus ihrem energetischen Minimum ausgelenkt, so entsteht eine rücktreibende Kraft, welche nach Ausschaltung der auslenkenden Kraft zu einer Kontraktion des gesamten Bündels führt. Dieses Bespiel zeigt klar, dass selbst in sehr einfachen Systemen äußerst komplexe Prozesse ablaufen können, welche konventionell mittels dissipativer Umwandlung von chemischer Energie in mechanische Arbeit beschrieben wurden. Die Komplexität der Eigenschaften von Aktinbündeln nimmt zudem drastisch zu sobald zusätzliche Proteine mit eigenen mechanischen Eigenschaften das System beeinflussen. Zur Untersuchung eines solchen Mehrkomponentensystems wurden Aktinfilamente mittels transienter Vernetzungsproteine gebündelt. Versuche auf unterschiedlichen Zeitskalen zeigten klar differenzierbare mechanische Antworten auf induzierte, aktive Biegedeformationen. Im Falle kurzer Deformationen verhielt sich das System völlig elastisch, während für lange Deformationszeiten deutliche plastische Effekte auftraten. Als Ursprung dieser Plastizität wurde die dynamische Umordnung der Vernetzungsproteine identifiziert. Jedoch führen nicht nur zusätzliche Proteine zu einer erhöhten Komplexität. Bereits die Anordnung von reinen Aktinbündeln in Netzwerke mittels entropischer Kräfte führt zu einer überraschenden Variabilität von entstehenden Mustern. Im besonderen Fokus dieser Untersuchung stehen Aster ähnliche Muster, welche regelmäßige Netzwerkstrukturen ausbilden und nur in Verbindung mit Aktin assoziierten Proteinen bekannt waren. Störungen der isotropen Ausgangssituation führen zu veränderter Musterbildung, welche die initiale Störung direkt widerspiegeln. Mit den präsentierten Resultaten leistet die Arbeit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Dynamik von Aktinbündeln sowie deren Interaktionen.

This work deals with the application of supermathematics to supersymmetrical problems arising in physics. Some recent developments are presented in detail. A reduction scheme for general supermanifolds to vector bundles is presented, which significantly simplifies their mathematical treatment in a physical context. Moreover, some applications of this new approach are worked out, such as the Fermi oscillator. / text

In this thesis, we develop a feedback-invariant theory of local controllability for affine distributions. We begin by developing an unexplored notion in control theory that we call proper small-time local controllability (PSTLC). The notion of PSTLC is developed for an abstraction of the well-known notion of a control-affine system, which we call an affine system. Associated to every affine system is an affine distribution, an adaptation of the notion of a distribution. Roughly speaking, an affine distribution is PSTLC if the local behaviour of every affine system that locally approximates the affine distribution is locally controllable in the standard sense. We prove that, under a regularity condition, the PSTLC property can be characterized by studying control-affine systems. The main object that we use to study PSTLC is a cone of high-order tangent vectors, or variations, and these are defined using the vector fields of the affine system. To better understand these variations, we study how they depend on the jets of the vector fields by studying the Taylor expansion of a composition of flows. Some connections are made between labeled rooted trees and the coefficients appearing in the Taylor expansion of a composition of flows. Also, a relation between variations and the formal Campbell-Baker-Hausdorff formula is established. After deriving some algebraic properties of variations, we define a variational cone for an affine system and relate it to the local controllability problem. We then study the notion of neutralizable variations and give a method for constructing subspaces of variations. Finally, using the tools developed to study variations, we consider two important classes of systems: driftless and homogeneous systems. For both classes, we are able to characterize the PSTLC property. / Thesis (Ph.D, Mathematics & Statistics) -- Queen's University, 2010-01-11 20:11:45.466

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1996. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 297-305). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1996. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 297-305). Also available on the Internet.

Les mutations de la société au cours du dernier siècle ont de fortes répercussions sur le fonctionnement de la majorité des écosystèmes. Notre société fait face à un paradoxe complexe défini par la nécessité de satisfaire des conditions de vie décentes d’une population mondiale croissante tout en limitant les impacts négatifs sur les écosystèmes. Le concept de service écosystémique a été proposé pour accompagner la résolution de ce paradoxe et de nombreuses attentes reposent sur ce concept. Mon travail de thèse a pour objectifs d’évaluer les apports actuels de la cartographie des services écosystémiques pour caractériser les patrons spatiaux et déterminants de la multifonctionnalité des territoires.Dans le chapitre I nous proposons une analyse des associations entre le service de production agricole et quatre services de régulation au niveau des surfaces agricoles de la région Rhône-Alpes (France). Ce travail nous permet de revenir sur la définition des compromis et synergies entre services écosystémiques aussi bien que sur le concept de bouquet de services écosystèmiques. Par ailleurs, en s’inspirant du concept de niche écologique pour les espèces, nous évaluons l’adéquation spatiale entre la fourniture de services écosystèmiques et les caractéristiques socio-écologiques des milieux (i.e. leur niche socio-écologique). Nos résultats révèlent une grande variabilité dans les associations entre le service de production agricole et les services de régulation. Cette observation souligne le poids des modalités de gestion agricole dans l’orientation des associations entre services écosystèmiques. Par ailleurs, nous soulevons de nombreuses interrogations vis-à-vis de la robustesse des analyses courantes des bouquets de services écosystèmiques.L’influence de la résolution spatiale des données de modélisation sur la cartographie des services écosystèmiques est évaluée dans le chapitre II. Pour cela nous comparons les cartes utilisées dans le premier chapitre avec les informations apportées par un projet de cartographie de services écosystèmiques à haute résolution spatiale sur la région de Grenoble (projet ESNET). Cette analyse alimente une réflexion sur les limites des modèles utilisés pour cartographier les services écosystémiques.Dans le but d’améliorer la modélisation des services écosystémiques fournis par les terres agricoles, nous développons dans le chapitre III, une approche basée sur la télédétection pour cartographier l’utilisation des terres agricoles dans la région de Grenoble. L’utilisation conjointe de données satellitaires MODIS et RapidEye nous permet de déterminer les successions culturales sur 5 années à la résolution de la parcelle agricole. Validée par les données du registre parcellaire graphique, l’utilisation de ces données spatialement explicites améliore significativement notre capacité de cartographie de la production agricole et pourrait être utilisée pour cartographier de nombreux autres services écosystèmiques.Alors que le chapitre III est focalisé sur l’utilisation de la télédétection pour la cartographie de l’utilisation des terres agricoles, le chapitre IV propose une synthèse des autres utilisations des données de télédétection pouvant potentiellement contribuer à la modélisation des services écosystémiques. Ce travail est une mise en correspondance entre les capacités des approches de télédétection et les besoins des modélisateurs de services écosystémiques, sur la base d’une analyse bibliographique d’un large panel d’études de cartographie des services écosystémiques / Societal changes over the last century have strongly affected the majority of ecosystem dynamics. Our society is facing a complex paradox: how to maintain decent livelihoods for the world population while limiting negative effects of human activities on ecosystems? The concept of ecosystem services has been proposed to contribute to the solving of this paradox and it holds strong expectations. My PhD research aims at assessing the contribution of ecosystem services mapping to the definition of patterns and drivers of landscape multifunctionality.Chapter I analyses the spatial associations between the agricultural production service and four regulating services over the agricultural lands of the Rhône-Alpes region (France). This work allows us to insist on the ways trade-off and synergies between ecosystem services are defined as well as on the characterization of bundles of ecosystem services. Furthermore, taking advantage of the "ecological niches” concept usually applied to biodiversity, we assess spatial matching between the supply of ecosystem services and the socio-ecological specificities of associated areas, i.e. their social-ecological niche. Our results highlight a large variability concerning associations between agricultural production and regulating services, which illustrates the strong influence of farming practices (e.g., in terms of intensity) in defining the strength of associations between multiple services. In addition, we raised the issue of the robustness of standard statistical analyses to consistently identify bundles of ecosystem services.Chapter II assesses the influence of spatial resolution of modeled data on ecosystem services mapping. To this end, we compare the maps used in the first chapter with high spatial resolution data provided at Grenoble area scale (in the context of the ESNET project). Based on this comparison, we discuss the limits of models used to map ecosystem services.To improve the mapping of ecosystem services supplied by agricultural areas, we propose, in chapter III, a remote sensing-based approach to map agricultural land uses at high resolution on Grenoble region. Simultaneous use of MODIS and Rapideye satellite data allows us to determine cropping successions for 5 years at farming plot scale. These spatially explicit data significantly improved our abilities to map agricultural productions and may be used to map several other ecosystem services.To complete the third chapter, chapter IV gives a synthesis of remote sensing approaches that could be used to map ecosystem services, focusing on methods that are not linked to land uses identification. Based on a wide panel of ecosystem services mapping studies, we highlight data currently needed to map ecosystem services. Then we bridge these needs and the potential of remote sensing approaches for ecosystem services modelers.

Orientador: Luiz Antonio Barreira San Martin, Marco Antonio Teixeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-05T23:39:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patrao_MauroMoraesAlves_D.pdf: 1206233 bytes, checksum: 5ea367b133840cc39b04e05a28c59d28 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A presente tese fornece uma abordagem que estabelece conexões entre dinâmica e teoria de semigrupos. Esta abordagem, denominada de teoria de semigrupos de sombreamento, é aplicada com sucesso no estudo de semifluxos de endomorfismos de uma classe bastante ampla de fibrados, que inclui a classe dos fibrados projetivos. Os semifluxos de endomorfismos de um fibrado generalizam, por meio da linguagem geométrica de fibrados, os semifluxos de produto cruzado associados a um cociclo, definidos em fibrados triviais / Abstract: The present thesis provides an approach which establishes connections between dynamics and the theory of semigroup. This approach, named theory of shadowing semigroups, is successfully applied to study semiflows of endomorphisms of a wide class of fiber bundles, which includes the class of the projective bundles. The semiflows of endomorphisms of a fiber bundle generalize, by using the geometric concept of fiber bundle, the skew-product semiflows associated to a cocycle, which are defined in trivial bundles / Doutorado / Geometria e Topologia/Sistemas Dinamicos / Doutor em Matemática