Weather radar imagery is important for several remote sensing applications including tracking of storm fronts and radar echo classification. In particular, tracking of precipitation events is useful for both forecasting and classification of rain/non-rain events since non-rain events usually appear to be static compared to rain events. Recent weather radar imaging-based forecasting approaches [3] consider that precipitation events can be modeled as a combination of localized functions using Radial Basis Function Neural Networks (RBFNNs). Tracking of rain events can be performed by tracking the parameters of these localized functions. The RBFNN-based techniques used in forecasting are not only computationally expensive, but also moderately effective in modeling small size precipitation events. In this thesis, an existing RBFNN technique [3] was implemented to verify its computational efficiency and forecasting effectiveness. The feasibility of modeling precipitation events using RBFNN effectively was evaluated, and several modifications to the existing technique have been proposed.

Nous proposons un algorithme basé sur une approche orientée d'ensemble de système dynamique pour extraire une organisation grossière de l'espace d'état de cerveau sur la base des signaux de l'EEG. Nous l'utilisons pour comparer l'organisation de l'espace d'état des données simulées à grande échelle avec la dynamique cérébrale réelle au repos chez des sujets sains et pathologiques (SEP). / We propose an algorithme based on set oriented approach of dynamical system to extract a coarse grained organization of brain state space on the basis of EEG signals. We use it for comparing the organization of the state space of large scale simulation of brain dynamics with actual brain dynamics of resting activity in healthy and SEP subjects.

La compréhension de la relation structure-propriétés des parois des cellules végétales s'appuie de plus en plus sur l'utilisation d'approches de modélisation moléculaire en général et de dynamique moléculaire en particulier. A ce jour, le poids numérique que représente une telle démarche à l'échelle de l'atome est la plupart du temps incompatible avec les puissances de calcul disponibles. C'est pourquoi des méthodes d'approximation sont indispensables pour pouvoir mettre en œuvre des simulations numériques à l'échelle de systèmes supramoléculaires réalistes. Dans le cadre de cette thèse, un modèle de dynamique moléculaire, dit « gros grain » a été mis au point à l'échelle du monomère de macromolécules pariétales. Les paramètres de ce modèle ont été calibrés à l'aide de simulations de dynamique moléculaire à l'échelle de l'atome. Ce modèle a fait l'objet de quatre applications : adsorption d'une chaine de xylane sur une surface de cellulose cristalline, arrachement d'une chaine de xylane adsorbée sur une surface de cellulose cristalline par une pointe AFM, adsorption d'une phase amorphe de xylane sur une surface de cellulose cristalline et adsorption d'une phase amorphe de xylane sur un monocristal de cellulose exposant trois surfaces différentes. Des effets de structuration au voisinage de la cellulose sont observés. / Nowadays, the understanding of plant cell walls' structure-properties relationship leans more and more on the use of molecular modeling approaches and of molecular dynamics in particular. To date, numerical weight of such an approach is usually out of the reach of available computing power if the atomic scale is used. As a consequence, building approximate methods is of crucial importance to perform numerical simulation of realistic supramolecular systems. Within the framework of this PhD, a “coarse grain” molecular dynamics model was built at plant cell wall macromolecule monomer's scale, it's parameters being fixed with the help of atom-scale molecular dynamics simulations. Then, several numerical studies were carried out: a single xylan chain was adsorbed on a crystalline cellulose surface, a single xylan chain was pulled from a crystalline cellulose surface with the help of the tip of an AFM cantilever, an amorphous xylan phase was adsorbed on a cellulose surface and an amorphous xylan phase was adsorbed on a cellulose crystal, which three surfaces were exposed. Local structuring effects were observed.

Este trabalho tem por objetivo simular a zona de grãos grosseiros da ZAC através da simulação computacional em software de elementos finitos e submeter amostras de um aço microligado API 5L X100M a ciclagens térmicas na Gleeble para representar a região de estudo e, dessa forma, caracterizar e comparar o comportamento mecânico e microestrutural do material frente a diferentes aportes térmicos. Foram realizadas simulações de soldagem por arco submerso (SAW) em software computacional de elementos finitos para os aportes térmicos 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 e 5.0 kJ/mm e obtidos os ciclos térmicos de um local correspondente à zona de grãos grosseiros da zona afetada pelo calor (ZAC). Em seguida, o ciclo obtido para cada aporte simulado foi utilizado como fonte para a simulação térmica na Gleeble de amostras do metal de base de um tubo produzido para a norma API 5L grau X100M. Em seguida, foram realizados ensaios de microdureza nos corpos de prova após simulações térmicas na Gleeble e no material de base como recebido, para efeitos de comparação dos resultados. Para cada aporte de calor simulado, um corpo de prova foi destinado para avaliação de microdureza e posterior análise microestrutural. As amostras remanescentes foram submetidas a ensaio de impacto charpy em temperatura de 0°C para as amostras de aporte de calor 2.5, 3.0, 4.0 e 4.5 kJ/mm e, para os demais aportes térmicos foi feito levantamento de curva de transição entre as temperaturas de -60 a 24°C. Os resultados obtidos demonstraram que existe uma correlação entre tenacidade, aporte de calor e morfologia do constituinte MA gerado na região de estudo, de maneira que foram obtidos menores valores de energia absorvida conforme maior o aporte de calor simulado. Também, nessas condições foi observado que o constituinte MA apresentou uma maior tendência ao formato globular que ao alongado. / The objective of this study is to simulate the coarse grain from the heat affected zone (CGHAZ) through computer simulation in finite element software and to submit samples of an API 5L X100M micro alloyed steel to thermal cycling in Gleeble to replicate this region and thus characterize and compare the mechanical and microstructural behavior of the material face to different heat inputs. Submerged Arc Welding (SAW) simulations were performed in finite elements software for heat inputs of 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 and 5.0 kJ/mm. Afterwards, the thermal cycle curve obtained for each simulated heat input was used as the source for the thermal simulation in Gleeble of samples taken from the base metal of a pipe produced for API 5L standard and X100M grade. Subsequently, microhardness tests were performed in the Gleeble simulated samples and in as received material for the purpose of comparing the results. For each heat input simulated, one test specimen was used for microhardness and microstructural analysis. The remaining samples were subjected to a charpy V notch impact test at the temperature of 0°C for the 2.5, 3.0, 4.0 e 4.5 kJ/mm heat inputs and a transition curve was plotted between -60 up to 24°C for heat inputs 2.0, 3.5 and 5.0 kJ/mm. The obtained results demonstrates that there is a correlation between toughness, heat input and the MA constituent morphology, in a way that lower values of absorbed energy were obtained as the simulated heat input increased. In this condition, it was also observed that the MA constituent showed a greater tendency to become more globular than elongated.

Este trabalho consiste na avaliação do desempenho de uma instalação piloto de dupla filtração no tratamento de água superficial, apresentando turbidez entre 8,5 e 21 uT. A instalação piloto constituída de um sistema de filtração de duas fases, com filtração direta ascendente em areia grossa seguida da filtração rápida descendente em areia fina. A taxa de filtração variou de 120 a 360 m3/m2.dia no filtro ascendente e de 200 a 400 m3/m2.dia no filtro ascendente. Foram executadas descargas de fundo intermediários no filtro ascendente durante a carreira de filtração para avaliar a instalação piloto. Além disso, simulou pico de turbidez, para avaliar as condições. Baseado no trabalho experimental concluiu-se que: (i) a eficiência global do sistema de dupla filtração ascendente em areia grossa foi satisfatória, apresentando efluente final com turbidez inferior a 1 uT e cor verdadeira inferior a 1 uH; (ii) a distribuição da perda de carga nas camadas do meio granular do FAAG não apresentou diferenças significativas para as variadas taxas de filtração e modo de operação (com e sem execução de DIFs); (iii) os ensaios que foram realizados com a execução de DIFs apresentaram carreiras de filtração mais longas. / This work concerns the study of the performance of a double filtration pilot plant whom treating surface water, presenting turbidity between 8,5 and 21,0 NTU. The pilot plant consisted of a two-stage filtration system, with an upflow coarse sand direct filtrer followed by a dowflow fine sand filter. Filtration rats varied from 120 to 360 m/day in the upflow filter and from 200 to 400 m/day in the downflow filter. Intermediate downflow in the upflow filter were performed during the run length do evaluate the performance of the pilot plant in addition, a peak of turbidity in the for influent selected filter operating varabile, was studied here in. Based on the experimental work carried out, it was concluded that: (i) the global efficiency of the system of double filtration with upflow filtration in coarse sand was satisfactory, presenting final efflents with inferior turbidity to 1,0 NTU and inferior true color to 1 uH; (ii) the distribution of the load loss in the layers of the granular middle of FAAG didn\'t present significant differences for the varied filtration taxes and operation way (with and without execution of DFIs); (iii) the rehearsals that were accomplished with the execution of DFIs presented longer filtration runs.

Um grande número de rochas de granulação grosseira tem valor agregado muito alto quando usadas como materiais de construção, as chamadas rochas exóticas. No entanto, existem problemas com a utilização desses materiais dado a sua fragilidade, que está relacionada com a sua textura muito heterogênea. No Brasil é empregado empiricamente um reforço (compósito) que utiliza resina epóxi e fibra de vidro para melhorar o desempenho mecânico de tais rochas quando empregadas como materiais de construção. Os objetivos da presente pesquisa foram estudar o reforço tradicional brasileiro (telagem) para determinar sua eficiência e, ao mesmo tempo, propor outras soluções de reforço alternativas e mais eficientes, e avaliá-las através da caracterização mecânica experimental. Foi proposto um critério denominado Declive Global para avaliar as tensões de serviço dos materiais pegmatíticos estudados, quando os reforços propostos foram aplicados. Para validar esse critério foi utilizado um sistema de correlação digital de imagem (CDI) para observar e medir o comportamento de deformação e fratura durante a realização de testes de flexão em 4 pontos. Tanto o critério proposto como a CDI mostraram que a propagação de fissuras ocorre muito antes do material atingir a carga máxima. O reforço alternativo proposto, que emprega resina epóxi e uma fibra de vidro 600 g/m² apresentou o melhor desempenho mecânico, elevando a carga de ruptura até 6x em comparação com as amostras onde nenhum reforço foi aplicado. Os resultados demonstrados pelos reforços propostos são promissores e aumentam a possibilidade de aplicar rochas exóticas frágeis como materiais de construção, além do critério proposto fornecer uma ferramenta importante para a compreensão mecânica prévia de produtos de rocha que utilizam reforços compósitos. / A great number of coarse-grained natural stones have very high added-value when used as building materials, the so called exotic stones. However, problems using these materials arise from its brittleness behavior, which are related to its very heterogeneous texture. Glass fiber-reinforced epoxy composite (GFRC) is being used to improve mechanical performance of such stones when employed as building materials. The objectives of this present investigation it were studying the Brazilian traditional reinforcement to determinate its efficiency and, at the same time, a number of alternative solutions were proposed and evaluated through experimental mechanical characterization. It was proposed a slope-based criterion to evaluate the useful service loads of pegmatitic materials when glass fiber-reinforcement is applied. To validate the proposed criterion, a digital image correlation (DIC) system was employed to observe and measure strain and fracture behavior during the realization of 4-point bending tests. Both proposed criterion and DIC show that crack propagation occurs long before the material reaches maximum load. GFRC acts as a crack inhibitor, raising the breaking load up to 6x in comparison with the specimens where no reinforcement was applied. The results from this study enhance the capability to apply such materials as building materials and provide an important tool to perform prior mechanical understanding of stone products using GFRC.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-02-05T12:26:48Z No. of bitstreams: 1 JOÃO RAFAEL SEVERO NOGUEIRA_ .pdf: 2326836 bytes, checksum: feff4e1efd0b8efb7dec079f29659d53 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T12:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO RAFAEL SEVERO NOGUEIRA_ .pdf: 2326836 bytes, checksum: feff4e1efd0b8efb7dec079f29659d53 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / A reciclagem dos resíduos de construção e demolição (RCD) classe A é incentivada e a viabilidade do seu emprego como agregado alternativo em concretos e argamassas já vem sendo estudada por diversos autores. A fração de concreto do RCD é indicada como a mais viável para o emprego como agregado na produção de concretos, pois apresentam propriedades mecânicas mais elevadas que outras frações do RCD classe A, e características próximas à matriz na qual são inseridos. Porém, apresentam-se mais porosos e possuem propriedades mecânicas inferiores aos agregados convencionais. A porosidade do agregado de concreto reciclado influencia na sua absorção de água, o que geralmente altera a demanda de água da nova mistura, podendo desta forma, trazer prejuízos ao novo concreto, principalmente no estado fresco e na durabilidade. Muitas pesquisas têm incorporado o Agregado Graúdo Reciclado de Concreto (AGRC) ao concreto no início da mistura, o que faz com que o mesmo tenha maior tempo para absorver a água de amassamento durante o preparo e manipulação, trazendo prejuízos a consistência do concreto. Um dos métodos para mitigar este efeito é o seu emprego saturado ou parcialmente saturado com água, o que introduz uma etapa prévia de preparação do AGRC na produção do concreto. A presente pesquisa tem por objetivo comparar dois diferentes métodos de incorporação do AGRC na mistura de concreto, com o intuito de mitigar os efeitos da sua maior absorção de água. Alternativamente ao método tradicional, foi avaliada neste estudo a incorporação do AGRC seco ao final da mistura. Para avaliar estes concretos, foram realizados os ensaios de abatimento de tronco de cone (slump), resistividade elétrica no estado fresco, resistência à compressão, absorção de água por capilaridade e resistividade elétrica no estado endurecido. A consistência do concreto sofre menos influência do AGRC quando ele é incorporado no final da mistura. No entanto, a resistividade no estado fresco não aponta diferenças significativas entre os dois métodos. Já no estado endurecido, percebe-se que, por absorver água de amassamento, e com isso reduzir a relação a/c efetiva, a incorporação do AGRC na primeira etapa da mistura traz resultados de resistência à compressão, em alguns traços, superiores ao concreto de referência. / The recycled concrete aggregate (RCA) have been widely studied and the results have been showed that its employ in partial replacement can be feasible. This recycled aggregate is more viable to use in concrete than those recycled from mixed construction and demolition waste. However, the RCA has a higher porosity than natural aggregate and sometimes their mechanical resistance is less than the new concrete resistance. The higher porosity leads the RCA to absorb the mixing water of new concrete and to reduce the concrete slump. To avoid these problems the consequences are an increase on the water demand and on the cement consumption, in order to maintain the water/binder ratio. There are some ways to mitigate these problems like as to add water to the mixture, use the RCA pre saturated, cover the RCA surface with resins, use carbonated RCA. Some researchers proposed different concrete mix methods to produce concrete with RCA with some good results. The aim of this research is to evaluate two methods of mixing concrete with recycled concrete aggregate and their influence in fresh and hardened concrete properties. Usually the RCA is added to the mixture in the same time as the natural aggregate. This practice put the RCA in contact with the fresh mixing for a large period time and lead to absorb a higher amount of water. In consequence, there is a great loss in concrete slump, but this can bring an increment in the concrete resistance. In alternative, this work proposed the adding of RCA in the end of the mixture, evaluating the influence of the two methods the properties of fresh concrete and hardened concrete. The loss in concrete slump is lower when the RCA is introduced at the end of the mixture. However there is no significant difference in the electrical resistivity of fresh concrete. For hardened concrete, the best results were from concretes where the RCA was added at the end of the mixture.

<p>In recent years, deep learning models have become popular in the real-time embedded application, but there are many complexities for hardware deployment because of limited resources such as memory, computational power, and energy. Recent research in the field of deep learning focuses on reducing the model size of the Convolution Neural Network (CNN) by various compression techniques like Architectural compression, Pruning, Quantization, and Encoding (e.g., Huffman encoding). Network pruning is one of the promising technique to solve these problems.</p> <p>This thesis proposes methods to prune the convolution neural network (SqueezeNet) without introducing network sparsity in the pruned model. </p> <p>This thesis proposes three methods to prune the CNN to decrease the model size of CNN without a significant drop in the accuracy of the model.</p> <p>1: Pruning based on Taylor expansion of change in cost function Delta C.</p> <p>2: Pruning based on L₂ normalization of activation maps.</p> <p>3: Pruning based on a combination of method 1 and method 2.</p><p>The proposed methods use various ranking methods to rank the convolution kernels and prune the lower ranked filters afterwards SqueezeNet model is fine-tuned by backpropagation. Transfer learning technique is used to train the SqueezeNet on the CIFAR-10 dataset. Results show that the proposed approach reduces the SqueezeNet model by 72% without a significant drop in the accuracy of the model (optimal pruning efficiency result). Results also show that Pruning based on a combination of Taylor expansion of the cost function and L₂ normalization of activation maps achieves better pruning efficiency compared to other individual pruning criteria and most of the pruned kernels are from mid and high-level layers. The Pruned model is deployed on BlueBox 2.0 using RTMaps software and model performance was evaluated.</p><p></p>

Esse trabalho tem como objetivo estabelecer um método simples de ensaio que permita determinar a resistência à tração e módulo elástico de partículas individuais de agregados graúdos naturais submetidas à carga de compressão. O método de ensaio foi desenvolvido baseado no ensaio de carga pontual (Point Load Test) que permite obter a resistência à tração de partículas. Para a determinação do módulo de elasticidade foi acoplado ao método um LVDT e foi satisfeita a condição para aplicação da teoria de contato de Hertz (contato curvo-plano entre as partículas e as fixações de aplicação da carga). Inicialmente a metodologia foi avaliada utilizando como material de referência partículas de vidro (com geometrias similares aos agregados). Após a validação no vidro, o método de ensaio foi aplicado em agregados graúdos de granito. Propôs-se um método de seleção de partículas com base na sua distribuição de frequência de absorção, com o intuito de reduzir a quantidade de partículas testadas mecanicamente necessárias para obter a distribuição de Weibull da resistência à tração (e módulo de elasticidade). Para tanto, foi feita a determinação da absorção de água individual de centenas de partículas selecionadas por amostragem a esmo da população de agregados. Com base nos resultados, foi possível determinar a distribuição de Weibull da resistência à tração e módulo de elasticidade das partículas. Observou-se que as resistências à tração variaram de 3 a 15 MPa. Os agregados possuíam aproximadamente 10% da população de partículas com resistência à tração inferior a 5 MPa, o que pode influenciar as classes de resistência à compressão de concretos >50MPa. Os módulos elásticos dos agregados também foram variáveis (18-67 GPa) e aproximadamente 10% da população de partículas com módulo elástico <30 GPa. Isso pode limitar o módulo de elasticidade do concreto (que geralmente é em torno de 27 GPa), dependendo do processo de escolha dos agregados. As funções exponenciais inversas fundamentais entre essas propriedades mecânicas e a porosidade foram confirmadas (para valores médios). / The aim of this work is to establish a simple test method to determine the tensile strength and elastic modulus of individual natural aggregate particles subjected to a compression load. The test method was developed based on the Point Load Test, that allows to obtain the tensile strength of particles. For the determination of the elastic modulus, an LVDT was coupled to the method and the condition for application of Hertz contact theory (curved-plane contact between the particles and the load application fixations) was satisfied. Initially, the method was evaluated using glass particles as reference (with geometries similar to aggregates). After validation on the glass, the test method was applied to coarse granite aggregates. A method of particle selection was proposed based on its absorption frequency distribution, in order to reduce the amount of mechanically tested particles required to obtain the Weibull distribution of tensile strength (and elastic modulus). For this purpose, the determination of the individual water absorption of hundreds of particles selected by random sampling of the population of aggregates was made. Based on the results, it was possible to determine the Weibull distribution of the tensile strength and elastic modulus of the particles. The tensile strengths ranged from 3 to 15 MPa. The aggregates had approximately 10% of the particles population with tensile strength less than 5 MPa, which may influence the classes of concrete with compressive strength > 50MPa. The elastic modulus of the aggregates was also variable (18-67 GPa), with approximately 10% of the particle population with elastic modulus <30 GPa. This may limit the elastic modulus of the concrete (usually around 27 GPa) depending on how the aggregates are selected. The fundamental inverse exponential functions between these mechanical properties and the porosity were confirmed (for mean values).

A liga de alumínio AA 6351 é uma liga endurecível por precipitação coerente do sistema Al-Si-Mg, contendo adicionalmente Mn e Fe. Neste trabalho foi realizada a caracterização microestrutural durante o processamento de um tubo extrudado de parede grossa da liga AA 6351. Foram utilizadas várias técnicas complementares de caracterização microestrutural, tais como microscopia óptica de luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura eletrônica (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), difração de elétrons retroespalhados (EBSD), medidas de dureza e de condutividade elétrica. Foram analisadas as principais características dos grãos e precipitados presentes. Após solidificação, foi constatada a presença de uma distribuição relativamente homogênea de grãos com diâmetro médio de aproximadamente 100 ?m e de uma fase intermetálica com morfologia alongada e rica em Al, Fe, Mn e Si. Durante a extrusão, o tamanho de grão inicial foi reduzido para cerca de um quinto do diâmetro inicial e a fase alongada, provavelmente ?-Al(FeMn)Si, foi fraturada e redistribuída e as partículas resultantes da fragmentação foram alinhadas na direção de extrusão. Foi detectada e analisada uma zona periférica de grãos grosseiros nas proximidades das superfícies externa e interna do tubo. Tratamentos térmicos complementares realizados na faixa de 400 a 550ºC em amostras retiradas do tubo na condição T6 e medidas de condutividade elétrica revelaram que a dissolução de partículas associada à queda de condutividade elétrica tem início por volta de 440ºC. / The aluminum alloy AA 6351 is a precipitation hardening alloy of the Al-Mg-Si system, additionally containing Mn and Fe. In this work the microstructural characterization during processing of a thick wall extruded tube of the AA 6351 was carried out. Several complementary techniques of microstructural characterization were used, such as polarized light optical microscopy, electronic scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), backscattered electron diffraction (EBSD), hardness and electrical conductivity measurements. The main characteristics of the grains and precipitates were analyzed. After solidification, the presence of a relatively homogeneous grain distribution with an average diameter of approximately 100 ?m and of an intermetallic phase with elongated morphology rich in Al, Fe, Mn and Si was observed. During extrusion, the initial grain size was reduced to about one-fifth of the initial diameter and the elongated phase, probably ?-Al (FeMn) Si, was fractured and redistributed and the resulting particles of the fragmentation were aligned in the extrusion direction. A peripheral coarse grain zone was detected and analyzed in the vicinity of the outer and inner surfaces of the tube. Complementary thermal treatments performed in the range of 400 to 550ºC in samples taken from the tube in the T6 condition and electrical conductivity measurements revealed that the precipitate particles dissolution associated with the electrical conductivity drop starts at around 440ºC.