L’Influenza Aviaire Hautement Pathogène H5N1 (IAHP à H5N1) a été déclaré en Thaïlande lors de plusieurs vagues épidémiques puis lors de cas sporadiques entre 2004 et 2008, et le risque persiste encore en Thaïlande. La plupart des foyers confirmés d’IAHP à H5N1 en Thaïlande ont eu lieu dans les populations de volailles de basse-cour. Les poulets de basse-cour sont élevés pour de nombreuses raisons, y compris pour un revenu supplémentaire. Ce commerce est géré informellement par les collecteurs de volailles qui peuvent être classés en collecteur-abatteur (TS), sous-collecteur (HT) et collecteur de collecteurs (TT). Ces collecteurs se déplacent entre villages avec les mêmes véhicules et matériel non nettoyés. Nous avons mesuré leurs activités commerciales dans l'espace et le temps. Nous avons développé un modèle spatial dynamique compartimental et stochastique de la filière de poulet de basse-cour dans une province. Nos résultats indiquent que ces échanges commerciaux peuvent contribuer à la propagation d’IAHP à H5N1 grâce au chevauchement des zones de collecte et aux distances parcourues. Des variations temporelles ont été observées lors de certaines grandes fêtes rituelles tel le Nouvel An chinois. Nous avons développé un modèle SIR couplé au modèle de la filière de poulets. Nous avons supposé que la maladie peut se propager par deux moyens : localement entre villages voisins et par les échanges commerciaux. Nous avons utilisé ce modèle infectieux de base pour tester plusieurs mesures de contrôle connexes. Nos résultats suggèrent que lors d’un foyer une interdiction totale et rapide de tous les échanges de volailles devrait être mise en oeuvre ainsi qu’une campagne de désinfection. / Highly pathogenic avian influenza H5N1 (HPAI H5N1) was recognized in Thailand by multiple epidemic waves and some sporadic cases between 2004 and 2008 but the risk of disease remerging in Thailand still remains up to present. Most of HPAI H5N1 confirmed outbreaks in Thailand occurred in backyard chicken populations. Backyard chickens are reared for many purposes including for additional cash income. Backyard chicken trade is informally managed by poultry traders which can be categorized into trader–slaughterhouse (TS), household trader (HT) and trader of trader (TT). These traders roam around different villages with the same unclean vehicle and facilities. Thus, their trade patterns in space and time are necessary to be elaborately studied. In our study, we developed a spatial compartmental stochastic dynamic model of backyard chicken trade network in a province of Thailand. Our model results indicated that the structure of poultry networks may contribute to HPAI H5N1 spread through overlapped catchment areas and long distance trades. Also, temporal variations of live poultry movements were observed during some major ritual festivals especially Chinese New Year. Subsequently, we developed an SIR model upon the dynamic model of backyard chicken trade network. It was assumed in this study that the disease can spread by two means: local spread to neighboring uninfected villages and spread by poultry traders. Then, we used this baseline infectious model to test multiple related control measures. Our ultimate results suggested that a complete ban of all poultry traders should be promptly implemented with poultry area disinfection campaign once the outbreak occurs.

Les théories actuelles suggèrent que l'efficacité de traduction (nombre de protéines produitespar ARN messager ; notion spécifique à chaque à gène) reste constante lorsque le taux decroissance varie. Néanmoins, une efficacité de traduction constante est incompatible avec lafaible corrélation observée, à l’échelle du génome, entre l’évolution en fonction du taux decroissance de la concentration des ARN messagers et des protéines pour lesquelles ils codent.Pour faire face à ce paradoxe, nous avons développé un modèle mathématique de la traductionbasé sur les connaissances actuelles de ce processus au niveau moléculaire. L’exploration despropriétés du modèle nous a amené à conduire des expériences de transcriptomique, de PCRquantitative et de Live Cell Array (LCA) dont l’analyse a montré que l'efficacité de traductiondiminue jusqu'à 4 fois entre faible et fort taux de croissance chez la bactérie modèle Bacillussubtilis. Notre modèle a révélé que la chute de l’efficacité de traduction repose sur une chutede la concentration des ribosomes libres. Pour étudier les conséquences de la chute desribosomes libres sur la production des protéines, nous avons rationnellement défini à partir dumodèle mathématique des constructions génétiques combinant des promoteurs, naturel ousynthétique, et différentes régions d'initiation de la traduction (TIRs) contrôlant l’expressiondu gène gfp. En utilisant ces constructions génétiques, nous avons montré que la productiondes protéines est non-linéaire en fonction de la concentration en ribosomes libres. Uneproduction non-linéaire entraine des efficacités de traduction différentielles des ARNmessagers en fonction de leurs TIRs. Ce mécanisme de régulation général des protéinesparticipe à la perte de corrélation entre la concentration des ARN messagers et des protéinescorrespondantes et nous a amené à revisiter la Physiologie Moléculaire Bactérienne. / Current theories suggest that translation efficiency (i.e. number of proteins produced permRNA) remains invariant with increasing growth rate, which is inconsistent with the scanty correlation between mRNAs and cognate proteins abundances at the genome-scale level. We tackled this apparent paradox using a systems biology approach. We developed a knowledgebased, nonlinear mathematical model of translation. The in-depth analysis of the model led us to reassess experimentally, using high-throughput and genome-wide technologies, each measurable RNA entity at different growth rates. In contrast to the current knowledge, the total mRNA abundance was not constant but linearly increased with respect to the growth rate. A model-driven integration of genome-wide and molecular experimental datasets demonstrated that the drop in abundance of a constitutively expressed protein with increasing growth rate is not only due to the dilution but also to an unexpected up to 4-fold decrease of translation efficiency. Our model revealed that this drop relies on a drastic decrease in free (untranslating) ribosomes, a non-measurable entity. Using a set of 18 Bacillus subtilis strains combining 9 synthetic translation initiation regions (TIRs) and 2 constitutive promoters, we show that TIRs together with free ribosome abundance strongly contribute to a nonlinear modulation of single proteins as a function of the growth rate. The nonlinearity accounted for the loss of correlation between mRNAs and cognate proteins abundances. Altogether, our results evidenced a unique, hard-coded and global growth-rate-dependent regulation of single bacterial proteins without dedicated regulators.

Lantmännen is a Swedish agricultural cooperative in agriculture, machinery, bioenergy and food. With over 10,000 employees and 5 divisions, Lantmännen is the Nordic region’s largest ethanol manufacturer. In the Energy division business area are Agroetanol, which produces sustainable ethanol that is used for, among other things, biofuels. To produce ethanol, grains such as wheat, barley, triticale, corn and rye are mixed. The grain is purchased through forward contracts for up to a year before it is used in production. Depending on which mixture of grain is used, the amount of ethanol that is produced differs. Therefore, is it of great importance which mixture is used. Agroetanol currently use mixtures based on what is available in the procured contracts and production stocks, without regard to ethanol yields. The purpose of the master thesis is to provide a basis for Lantmännen Agroetanol that can help the company choose which mixture of raw grain is most suitable in relation to the ethanol yield. The main goal of the thesis is to create a model for calculating the expected ethanol yield in the production of specific mixtures, as well as an optimization model to optimize which mixtures are to be used from available stocks at each quarter. To achieve the goal, a statistical model was created based on data from Agroetanol. The model was created using a regression analysis in several steps. The steps began with a literature search on similar studies to determine what form the predictable model would take. At the same time as the literature search was ongoing, several interviews were conducted with staff from Agroetanol. The interviews aimed to collect historical data regarding ethanol production at the plant, as well as a survey of how the production was carried out and how the plant functioned. Based on the historical data collected, a statistical model could be produced. The model can be used to estimate the expected ethanol yield of different combinations of raw grains. The standard error of the regression was 1.3898 percentage points. The model can be used to determine the amount of each grain to be procured, to have a high ethanol yield. Based on the regression model, a mathematical mixing model for grains (BMFS) was created with the goal to plan how the available grain should be distributed in different mixtures. BMFS was based on the information about Agroetanol’s processes and production facility obtained through interviews. The model’s solution consists of which grains are to be included in each mixture for each week, how much of each grain is to be included in the mixture, from which contract the grain is to be procured and in which silo at Agroetanol it is to be stored before it is used in production. BMFS was optimized in AMPL as an optimization model, with the BARON solver. The solution is time consuming and therefore EpsR is used to make the solution easier. The EpsR value means that Baron stops looking for better solutions if the objective functioan value does not become better than the EpsR value. With the help of the regression model and BMFS, Agroetanol can improve its long-term production planning. With the regression model, they can already, when buying grain, plan according to which mixtures give the highest ethanol content. The solution from BMFS means that Agroetanol can plan the ethanol production for the entire quarter before the quarter begins. / Lantmännen är ett svenskt lantbrukskooperativ inom lantbruk, maskin, bioenergi och livsmedel. Med över 10 000 anställda och 5 divisioner är Lantmännen Nordens största etanolproducent. I divisionen Energi finns affärsområdet Agroetanol där tillverkningen av hållbar etanol som används till bland annat biodrivmedel. För att tillverka etanol används spannmål såsom vete, korn, rågvete, majs och råg. Spannmålen inhandlas genom forwardkontrakt i upp till ett år innan de används i produktionen. Beroende på vilken blandning spannmål som används skiljer sig etanolhalten åt och därav är det av stor betydelse vilken blandning som används. I dagsläget väljer Agroetanol sina blandningar utefter vad som finns i tillgängligt i de upphandlade kontrakten och produktionslagren utan hänsyn till etanolutbytet. Syftet med examens-arbetet är att bidra med ett underlag för Lantmännen Agroetanol som kan hjälpa företaget att välja vilken blandning av spannmålsråvaror som är mest lämplig i förhållande till etanolutbytet. Examensarbetets huvudmål blev därmed att skapa en statistisk modell för att beräkna förväntad etanolutbyte, samt en matematisk blandningsmodell för att optimera vilka blandningar som ska användas utifrån de tillgängliga spannmålen vid varje kvartal. För att uppnå målet skapades en statistisk modell baserad på data från Agroetanol. Modellen skapades med hjälp av en regressionsanalys i flera steg. Stegen började med en litteratursökning kring liknande studier för att avgöra vilken form prediktormodellen skulle ha. Samtidigt som litteratursökningen pågick genomfördes flera intervjuer med personal från Agroetanol. Intervjuerna syftade till att samla in historisk data angående etanolproduktionen på anläggningen, samt en kartläggning över hur produktionen genomfördes och hur anläggningen fungerade. Baserat på den historiska data som samlades in kunde en regressionsmodell framställas. Modellen kan användas för att uppskatta förväntat etanolutbyte vid olika fördelningar av spannmålen i blandningarna. Regressionens standardavvikelse hamnade på 1,3898 procentenheter. Modellen kan användas för att avgöra vilken mängd av varje spannmål som ska införskaffas för att ge ett högt etanolutbyte. Utifrån regressionsmodellen skapades en matematisk blandningsmodell för spannmål (BMFS), vars mål är att planera hur det tillgängliga spannmålet ska fördelas i olika blandningar. BMFS baserades på information kring Agroetanols processer och produktionsanläggning som införskaffats genom intervjuer. Modellens lösning består av vilka spannmål som ska ingå i varje blandning för varje vecka, hur stor del av varje spannmål ska ingå i blandningen, från vilket kontrakt ska spannmålet införskaffas och i vilken silo hos Agroetanol det ska lagras innan det används i produktionen. BMFS optimerades i AMPL som en optimeringsmodell, med lösaren BARON. Lösningen är tidskrävande och därav används EpsR för att göra lösningen lättare. EpsR-värdet innebär att Baron slutar leta bättre lösningar ifall målfunktionsvärdet inte blir bättre än EpsR-värdet. Med hjälp av regressionsmodellen och BMFS kan Agroetanol planera sin produktion mer långsiktigt. Med hjälp av regressionsmodellen kan de redan vid inköp av spannmål planera utefter vilka blandningar som ger högst etanolhalt. BMFS lösning bidrar till att Agroetanol kan planera produktionen av etanol för ett helt kvartal, innan kvartalet påbörjas. / <p>Examensarbetet är utfört vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Tekniska fakulteten, Linköpings universitet</p>

This Thesis deals with problematics of residual current circuit breaker and its eventual operation malfunction due to DC components. There are magnetic phenomena described in details which occur inside of the apparatus. Consequently, there is proposed a mathematical model of the circuit breaker in Simulink program. The comparison of B-H curves of transformer core is composed and achieved results are incorporated into the proposed model in order to verify a correct operation of the circuit breaker and its reaction to different conditions. The verification of the symmetry of the magnetic field in residual current circuit breaker in Ansys Maxwell program is also a part of the study.

Předložená diplomová práce byla zpracována s cílem vytvořit přehled poznatků v oblasti akvaponické potravinové produkce. Informace získané během tvorby tohoto přehledu pak měly vést, v kombinaci s daty získanými z funkčního provozu, k vytvoření matematického modelu akvaponického cyklu. Na akvaponické farmě provozované společností Flenexa plus s.r.o., která byla zdrojem potřebných procesních dat, měla být dále zpracována a vyhodnocena bilance energie a vody. Nakonec měla být v průběhu práce posouzena možnost implementace mikrořasového fotobioreaktoru do akvaponického cyklu. Úvod práce představuje motivaci vedoucí k potřebě inovovat dnešní potravinovou produkci. Kriticky jsou zhodnoceny predikce vývoje lidské populace, a to pak hlavně z pohledu dopadu, který by tento růst měl na zemědělskou produkci. Současná situace se na základě získaných poznatků ukazuje jako neudržitelná, primárně pak v oblastech vodohospodářství a energetické spotřeby. Následně je jako možné řešení vedoucí ke zlepšení udržitelnosti potravinové produkce zkoumána akvaponie. Akvaponie je definována a její jednotlivé komponenty jsou představeny z hlediska mechanismu jejich fungování a z pohledu jejich návrhu. Mezi popsané oblasti patří například principy tzv. coupled a decoupled akvaponie a popis možných typů hydroponického komponentu. V této části práce je pozornost věnována také představení cyklů jednotlivých živin v rámci akvaponie. Následující a poslední teoretická část práce je pak věnována mikrořasovému fotobioreaktoru. Jsou zde popsány mechanismy, jak motivující, tak odrazující od zakomponování bioreaktoru do akvaponie. V oblasti výhod se jedná hlavně o jeho roli ve stabilizaci pH a spotřebě toxikého amoniaku. Na druhou stranu jeho ekonomické dopady na profitabilitu akvaponie jsou velmi proměnlivé v závislosti na způsobu implementace. Samotný mikrořasový fotobioreaktor je pak v práci detailněji představen. Jednotlivé procesní ukazatele ovlivňující růst řas jsou rozebrány, a to společně s jednotlivými typy fotobioreaktoru, metodami sklizně a využitími pro vyprodukované mikrořasy. Na základě poznatků schromážděných v této práci pak lze jako nejvhodnější k implementaci do akvaponie doporučit hybridní fotobioreaktory, u kterých je většina osvětlení zajištěna v podobě slunečního svitu. Samotná experimentální část práce pak začíná popisem zkoumaného provozu společnosti Flenexa plus s.r.o. z pohledu aplikovaného akvaponického procesu. Jednotka podrobená měření byla provozně stabilní a využívala implementace hydroponického komponentu typu Deep Water Culture (DWC). Spolu s detailním popisem celého provozu jsou poskytnuty a vyhodnoceny vypracované bilance vody a energií. Pozornost je pak přesunuta k matematickým modelům vypracovaným a ověřeným na základě dat a poznatků shromážděných z provozu společnosti Felenexa plus s.r.o. Logika a algoritmy, na kterých jsou oba modely postaveny, jsou v této části vysvětleny a diskutovány společně s hlavními funkcemi a schopnostmi obou modelů. První, primárně statistický model je představen jako nástroj pro použití při uvádění akvaponie do provozu. Druhý, fyzikální model pak v uživatelsky přívětivém formátu představuje základ pro model řízení akvaponické farmy s mikrořasovým fotobioreaktorem. V neposlední řadě jsou nastíněny také cesty možného budoucího vývoje pro oba vytvořené modely. Práce je následně završena shrnutím a diskusí nad poznatky a výstupy získanými během celého tvůrčího procesu.

This work is focused on solving problems in Industry 4.0. Main part of this work describes development of a discreet simulation model based on queuing theory. This model will be used for a heuristic optimization of a production line. Model will be validated with data from real production line. Improvement of effectivity using discrete model and heuristic optimization will be shown on virtual production line.

This work deals with multi-rotor helicopters, known as copters. The first part is a review of existing solutions, and an appropriate platform for use as aerial reconnaissance vehicle is chosen. In the next part a mathematical model of copter is created and its parameters are estimated. Based on this model a state-space controller for control system is designed. This is then tested on the created model and implemented in real copter.

The main objective of the master`s thesis was to prove, if permanent magnet synchronous generator made by company JULI Motorenwerk s.r.o. could reach higher maximum active power with active rectifier than with six-pulse bridge rectifier. For this reason a mathematical model was made in Matlab/Simulink. The influence of the rectifiers with various kinds of loading was observed and compared by simulations on output variables, like line-to-line voltage and active power. The simulations were also compared with measurement.

Subject of the diploma thesis was to resolve influence of grey cast iron on penetration into cement sand. Methodology of trial was designed and its attestation was implemented in experimental and running conditions. On boundary-line cement sand and pouring metal was certified generation of complex allied substances. Created mathematical model of mechanical penetration proved influence of temperature and chemical composition of grey cast iron on range of penetration.

This diploma thesis deals with reducing the time of sucking water into the rotating impeller of the centrifugal pump as used in firesport. The suction is carried out by the ejector, which is powered by combustion engine exhaust gases. A mathematical model was created, which shows the flow in the ejector. It was also used as a basis for the creation of a new ejector, which has an increased airflow when getting closer to atmospheric pressure.