This thesis presents a detailed study of the numerical errors and the associated accuracy-efficiency tradeoffs encountered in the solution of frequency- and time-domain integral equations. For frequency-domain integral equations, the potential integrals contain singular Green’s function kernels and the resulting singular and near-singular integrals must be carefully evaluated, using singularity extraction or cancellation techniques, to ensure the accuracy of the method-of-moments impedance matrix elements. This thesis presents a practical approach based on the progressive Gauss-Patterson quadrature rules for implementing the radial-angular-transform singularity-cancellation method such that all singular and near-singular integrals are evaluated to an arbitrary pre-specified accuracy. Numerical results for various scattering problems in the high- and low-frequency regimes are presented to quantify the efficiency of the method and contrast it to the singularity extraction method. For time-domain integral equations, the singular Green’s function kernels are functions of space and time and sub-domain temporal basis functions rather than entire-domain sinusoidal/Fourier basis functions are used to represent the time variation of currents/fields. This thesis also investigates the accuracy-efficiency tradeoff encountered when choosing sub-domain temporal basis functions by contrasting two prototypical ones: The causal piecewise polynomial interpolatory functions, sometimes called shifted Lagrange interpolants, and the band-limited interpolatory functions based on approximate prolate spheroidal wave functions. It is observed that the former is more efficient for low to moderate accuracy levels and the latter achieves higher, but extrapolation-limited, accuracy levels. / text

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τη μελέτη σφάλματος στο δρομέα τριφασικής ασύγχρονης μηχανής με τη δημιουργία δισδιάστατου μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων και σύγκριση με πειραματικά αποτελέσματα. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση της λειτουργίας τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα με βραχυκυκλωμένο δρομέα, με και χωρίς σφάλμα στο δακτύλιο βραχυκύκλωσης καθώς και ανίχνευση του σφάλματος. Με εφαρμογή της μεθόδου «Motor Current Signature Analysis» ή «ΜCSA» είμαστε σε θέση να εντοπίσουμε την ύπαρξη κάποιου σφάλματος στο κινητήρα. Η μέθοδος «ΜCSA» χρησιμοποιεί αισθητήρες οι οποίοι δεν διεισδύον στο εσωτερικό της μηχανής και η λειτουργία της βασίζεται στην ανάλυση του φάσματος του ρεύματος του στάτη (ρεύματος τροφοδοσίας) μίας ασύγχρονης μηχανής, με σκοπό να εντοπιστεί ένα σφάλμα εν τη γένεση του στον κινητήρα. Η ύπαρξη κάποιου σφάλματος προκαλεί την εμφάνιση αρμονικών συνιστωσών χαρακτηριστικών του συγκεκριμένου σφάλματος. Πραγματοποιήθηκε σχεδίαση μοντέλου τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα στις δύο διαστάσεις με χρήση του λογισμικού πεπερασμένων στοιχείων «Opera – 2d» για να μελετηθεί η λειτουργία του τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα με σφάλμα και χωρίς σφάλμα στο δακτύλιο βραχυκύκλωσης, καθώς και για εφαρμογή της μεθόδου «Motor Current Signature Analysis». Με εξομοίωση του κινητήρα παίρνουμε τις κυματομορφές του ρεύματος στάτη και της ροπής για εφαρμογή της μεθόδου «MCSA». Στη συνέχεια με υλοποίηση πειραματικής διάταξης πραγματοποιήθηκε μελέτη της συμπεριφοράς τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα με βραχυκυκλωμένο δρομέα, με και χωρίς σφάλμα στο δακτύλιο βραχυκύκλωσης. Από την πειραματική διάταξη παίρνουμε τις κυματομορφές του ρεύματος στάτη για εφαρμογή της μεθόδου «MCSA». Τέλος έγιναν οι απαραίτητες συγκρίσεις ανάμεσα στα αποτελέσματα του κινητήρα με σφάλμα και χωρίς σφάλμα στο δακτύλιο βραχυκύκλωσης καθώς και ανάμεσα στα αποτελέσματα της εξομοίωσης και των πειραματικών αποτελεσμάτων. Η διπλωματική εργασία χωρίζεται σε 6 κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια περιληπτική αναφορά στις βασικές αρχές που διέπουν την κατασκευή και την λειτουργία της τριφασικής ασύγχρονης μηχανής. Επίσης γίνεται αναφορά στα τυλίγματα των ασύγχρονων μηχανών καθώς και στις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την εκκίνηση των τριφασικών ασύγχρονων κινητήρων. Στο κεφάλαιο 2 γίνεται παρουσίαση της μεθόδου «Motor Current Signature Analysis» η οποία χρησιμοποιείται για την ανίχνευση σφαλμάτων καθώς και για την επιτήρηση της λειτουργίας τριφασικών ασύγχρονων μηχανών. Παρουσιάζονται οι λόγοι για τους οποίους είναι χρήσιμο ένα τέτοιο διαγνωστικό σύστημα, η διάταξη υλοποίησης, τι πρέπει να προσέχουμε κατά την εφαρμογή του και πως εφαρμόζεται σε πολύπλοκα συστήματα. Το κεφάλαιο 3 αναφέρεται στο πειραματικό σκέλος της διπλωματικής εργασίας. Γίνεται περιγραφή της πειραματικής διάταξης που υλοποιείται στο εργαστήριο για εφαρμογή της μεθόδου «Motor Current Signature Analysis». Από δύο όμοιους τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες, ένα με σφάλμα στο δακτύλιο βραχυκύκλωσης και ένα χωρίς σφάλμα παίρνουμε τις κυματομορφές του ρεύματος στάτη στις οποίες θα γίνει ανάλυση FFΤ έτσι ώστε να εντοπιστούν οι συχνότητες στις οποίες εισάγονται αρμονικές λόγω του σφάλματος στο δακτύλιο βραχυκύκλωσης. Στο κεφάλαιο 4 βλέπουμε τη σχεδίαση και εξομοίωση των δύο κινητήρων που χρησιμοποιήθηκαν στην πειραματική διάταξη, με χρήση του λογισμικού πεπερασμένων στοιχείων «Opera–2d». Παρουσιάζεται αναλυτικά η διαδικασία σχεδίασης των δύο κινητήρων καθώς και κάποια βήματα τα οποία προηγούνται της ανάλυσης. Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα τα οποία προκύπτουν από την εξομοίωση των δύο κινητήρων. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε δυναμική ανάλυση στα δύο μοντέλα του κινητήρα με δύο διαφορετικές μεθόδους : i) υπό σταθερό αριθμό στροφών ανά λεπτό του δρομέα και ii) υπό σταθερό φορτίο στο κινητήρα. Επίσης πραγματοποιήθηκε ανάλυση κατά την εκκίνηση των δύο κινητήρων καθώς και υπό φορτίο. Για το κινητήρα με σφάλμα πραγματοποιήσαμε και μη γραμμική ανάλυση υπό φορτίο. Τέλος στο κεφάλαιο 6 πραγματοποιήθηκε επεξεργασία των πειραματικών αποτελεσμάτων καθώς και των αποτελεσμάτων τα οποία προκύπτουν από την εξομοίωση των δύο κινητήρων. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε ανάλυση FFT στις κυματομορφές του ρεύματος στάτη καθώς και της ροπής για τους δύο κινητήρες. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν εξάγαμε σημαντικά συμπεράσματα όσο αφορά τη λειτουργία των δύο κινητήρων. Επίσης έγινε και μια σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων με τα αποτελέσματα της εξομοίωσης. / -

No description available.

Simulation modelling was used to quantify the accuracy of positions estimated in a three dimensional underwater environment. Time of arrival differences combined with multilateration methods were used to make positional estimates of a signal source (acoustic tag). The network studied was used to examine position estimates of aquatic organisms within a sensor (hydrophone) array. Hydrophone position uncertainty (distribution and variance), background noise converted to a measurement of signal strength in the form of a signal to noise ratio, a signal to noise ratio threshold and geometry of the hydrophone array were considered. Each of these factors was studied at two levels by way of a 2 to the power of 5 factorial design and analyzed with an ANOVA analysis to determine their influence on three dimensional positioning error. The level of background noise and hydrophone geometry were the two most influential factors in position accuracy. When a high level of background noise was present, it was essential that hydrophone geometry was as close to ideal as possible to ensure accurate position estimates.

No description available.

Human skin fibroblasts derived from patients with all 7 known inborn errors of vitamin B$ sb{12}$ metabolism have been studied for functional integrity of methylmalonyl CoA mutase and methionine synthase. Cocultivation of cblC and cblF fibroblasts in the absence of polyethylene glycol resulted in a twofold increase over the expected in both ($ sp{14}$C) propionate and ($ sp{14}$C) methyltetrahydrofolate incorporation into acid-precipitable material, suggesting that metabolic cooperation between cells occurs. CblD fibroblasts, which are biochemically similar to cblC cells (Goodman et al, 1970; Willard et al, 1977), do not cooperate metabolically when mixed with cblF cells. Partial correction in phenotype was seen in mixtures of cblD and cblG cells, but not cblC and cblG cells. These observations lend further support for the division of cblC and cblD disease into two discrete complementation classes. Cocultivation of cblF fibroblasts with both cblE and cblG cells also resulted in partial correction in phenotype. / ($ sp{14}$C) Propionate incorporation in both cblC and cblF cells exposed to conditioned medium from control cells was increased more than twofold. ($ sp{14}$C) methyltetrahydrofolate incorporation in cblC cells exposed to conditioned medium from cblF cells was increased twofold. This suggests the presence of a diffusible factor correcting the defect in the mutant cell lines.

Prolidase deficiency (McKusick 26413) is a rare autosomal recessive disorder characterized by iminodipeptiduria, skin lesions and mental retardation. The enzyme prolidase hydrolyzes dipeptides containing C-terminal proline or hydroxyproline. / The results presented here indicate that prolidase plays a major role in the recycling of dipeptide bound proline. Control fibroblasts were able to use iminodipeptides in lieu of proline to sustain normal growth and protein synthesis whereas prolidase deficient cells were not. / Iminodipeptides added to the media of control and mutant cells showed no adverse effects on protein synthesis or cell growth. These results are consistent with a mechanism of biochemical pathology in which proline deprivation caused by the enzyme deficit is the cause of damage to skin cells. / Prolidase regulation by product and substrate was studied. A two fold decrease of prolidase activity was observed in fibroblasts grown in excess proline. However, cells grown in medium in which iminodipeptides replaced proline showed no significant difference in prolidase activity.

Methylmalonic aciduria (MMA) is an autosomal recessive metabolic disorder with an incidence of 1 in 48,000, which may be due to a defect in the mitochondrial homodimeric enzyme methylmalonyl CoA mutase (mut MMA). mut MMA is subdivided into $mut sp circ$ and $mut sp-$ subclasses on the basis of complementation analysis; $mut sp circ$ cell lines have very low incorporation of ($ sp{14}$C) from propionate into acid precipitable material while incorporation in $mut sp-$ cells is increased when cells are incubated in cobalamin. Intragenic complementation was first observed with WG 1130, a $mut sp circ$ fibroblast line with a homozygous R93H mutation, that is capable of complementing MCM activity when fused with some $mut sp circ$ and some $mut sp-$ cells (1). Extensive intragenic complementation in mut MMA was subsequently observed. Fibroblasts cultured from thirteen unrelated patients (6 $mut sp-$, 7 $mut sp circ$) were fused in all possible pairwise combination and MCM activity was assayed in the heterokaryons by measuring the incorporation of ($ sp{14}$C) from propionate into acid precipitable material. Intragenic complementation, indicated by stimulation of ($ sp{14}$C) -propionate incorporation following cell fusion with polyethylene glycol, was observed in fusions involving twelve of the thirteen strains. Of these thirteen strains, mutations have been identified in six; four have a homozygous mutation (WG 1130 (R93H), WG 1511 (H678R), WG 1610 (G717V), WG 1609 (G630E)), and two cell lines are compound heterozygous (WG 1681 (G623R and G703R), WG 1607 (W105R and A377E)); the remainders are yet to be determined. These intragenic complementations will provide information for grouping the mutations in defined domains in order to correlate structure and function of MCM.

Methylmalonic aciduria is an autosomal recessive metabolic disorder, which may be due to a defect in the methylmalonyl CoA mutase (MCM) apoenzyme. The mut$ sp circ$ mutation is characterized by undetectable enzyme activity in cell extracts, and by the low incorporation of ($ sp{14}$C) propionate in the presence of hydroxocobalamin in culture. A mut$ sp circ$ fibroblast cell line, WG 1681, from an African-American male infant was shown to complement another mut$ sp circ$ cell line, WG 1130. Subsequent cloning and sequencing of cDNA from WG 1681 identified two previously described homozygous polymorphisms: H532R and V671I(1). In addition, compound heterozygosity was observed for two novel changes at highly conserved sites: G623R and G703R. Hybridization of allele specific oligonucleotides to PCR amplified MCM exons from WG 1681 and family members identified a clinically normal mother, sister and half-brother as carriers of the G703R change in cis with both polymorphisms. The putative father was not identified as a carrier of the G623R change. transfection of each change, singly and in cis with both polymorphisms, into GM1673 cells demonstrated a lack of stimulation of ($ sp{14}$C) propionate uptake in the absence and presence of OH-Cbl, in comparison to controls. Co-transfection of each separate mutation with the previously identified R93H mutation of WG 1130 (2) stimulated propionate uptake. These results indicate that G623R and G703R are novel mutations responsible for deficient MCM activity and the mut$ sp circ$ phenotype in WG 1681, and both mutations are independently capable of complementing the R93H mutation of WG 1130.

No description available.