It is known that rolling element bearings are the second most extensively used machine components in various mechanisms and machines. Consequently, the demand of pursuing higher bearing performance, increased load carrying capacity and prolonged operation life is crucial. The lubrication regime in which rolling element bearings operate is called Elastohydrodynamic Lubrication (EHD). The EHD lubrication regime in steady-state conditions, where working parameters such as load, geometry or speed of the surfaces are constant, is nowadays well understood. Nevertheless, in practice EHD contacts never work in completely steady-state regimes. For example, the contacts of rolling element bearings operating in a machine, which runs at constant speed, has no shock loading from the end effector still experience variable loading when the rolling elements enter and exit the loaded zone and variable speed at the start up and shut down of the machine. Factors related to the working cycle of the machine or mechanism cannot be avoided or simply the start or stop of those will always introduce unsteadiness into the EHD contacts. Vibrations in EHD contacts cause variation of load, and implicitly pressure and contact size, fluctuations of film thickness, which in their turn cause localized fluctuations of the pressure. The vibrational behavior is directly related to noise generation, which significantly influences bearing performance. The current research is focused on the effect of forced harmonic vibrations on oil and grease lubricated EHD contacts. Experiments were carried out using a test rig that simulates real – life EHD contacts by a steel ball on glass disc contact. The method used for measuring the lubricant film thickness was optical interferometry, adapted for the specifics of this research. Lubricant film thickness was measured in systematically – designed tests where a wide range of lubricants and working parameters was employed. The trends of EHD film behaviour under variable loading were evaluated and maps of the likelihood of film thickness perturbation occurrence were drawn for the first time. An analytical model of the lubricant film thickness variation during rapid variation of load was also devised and successfully compared to the experimental findings. The systematic study of the effect of vibrations upon EHD film recovery in limited lubricant supply conditions was also carried out and published. An experimental study on the effect of vibrations was successfully extended into grease-lubricated contacts. The scientific information gained will be a useful tool in the hands of both, lubricants and machine elements producers, with the aim of extending the life expectancy of those elements.

Identified as one of the 7 Millennium Problems, the Riemann zeta hypothesis has successfully evaded mathematicians for over 100 years. Simply stated, Riemann conjectured that all of the nontrivial zeroes of his zeta function have real part equal to 1/2. This thesis attempts to explore the theory behind Riemann’s zeta function by first starting with Euler’s zeta series and building up to Riemann’s function. Along the way we will develop the math required to handle this theory in hopes that by the end the reader will have immersed themselves enough to pursue their own exploration and research into this fascinating subject.

Motivated by the action of XER site-specific recombinase on DNA, this thesis will study the topological properties of a type of local crossing change on oriented knots and links called nullification. One can define a distance between types of knots and links based on the minimum number of nullification moves necessary to change one to the other. Nullification distances form a class of isotopy invariants for oriented knots and links which may help inform potential reaction pathways for enzyme action on DNA. The minimal number of nullification moves to reach a è-component unlink will be called the è-nullification number. This thesis will demonstrate the relationship of the nullification numbers to a variety of knot invariants, and use these to solve the è-nullification numbers for prime knots up to 10 crossings for any è. A table of nullification numbers for oriented prime links up to 9 crossings is also presented, but not all cases are solved. In addition, we examine the families of rational links and torus links for explicit results on nullification. Nullification numbers of torus knots and a subfamily of rational links are solved. In doing so, we obtain an expression for the four genus of said subfamily of rational links, and an expression for the nullity of any torus link.

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La bonifica di acquiferi contaminati è una pratica che oggi dispone di diverse soluzioni a livello tecnologico, caratterizzate tuttavia da costi (ambientali ed economici) e problematiche tecniche di entità tale da rendere in alcuni casi poco conveniente la realizzazione dell’intervento stesso. Per questo motivo sempre maggiore interesse viene rivolto nell’ambito della ricerca alle tecnologie di bioremediation, ovvero sistemi in cui la degradazione degli inquinanti avviene ad opera di microorganismi e batteri opportunamente selezionati e coltivati. L’impiego di queste tecniche consente un minor utilizzo di risorse ed apparati tecnologici per il raggiungimento degli obiettivi di bonifica rispetto ai sistemi tradizionali. Il lavoro di ricerca presentato in questa tesi ha l’obiettivo di fornire, tramite l’utilizzo della metodologia LCA, una valutazione della performance ambientale di una tecnologia di bonifica innovativa (BEARD) e due tecnologie largamente usate nel settore, una di tipo passivo (Permeable Reactive Barrier) ed una di tipo attivo (Pump and Treat con Carboni Attivi). / At the present day, remediation of polluted groundwater can be performed through various technologies; however, these technologies are often associated with relevant costs (both economic and environmental) and technical issues which in some cases may affect the cost effectiveness and feasibility of remediation itself. This is why efforts in the field of research are being increasingly focused in the developement of bioremediation technologies which use the degrading potential of bacteria and microorganism to remove target pollutants. These technologies require a smaller demand for resources and technical equipment in order to achieve clean up targets compared to traditional systems. The aim of my research work is to provide an assessment of the environmental performance trough LCA methodology of an innovative bioremediation technology (BEARD) and two widespread remediation technologies, a Permeable Reactive Barrier (passive technology) and a Pump and treat system (active technology).

It is known that the binary Goldbach problem is one of the open problems on linear equations in primes, and it has the Goldbach-Linnik problem, that is, representation of an even integer in the form of two odd primes and powers of two, as its approximate problem. The theme of my research is on linear equations in primes and powers of two. Precisely, there are two cases: one pair of linear equations in primes and powers of two, and one class of pairs of linear equations in primes and powers of two, in this thesis. In 2002, D.R. Heath-Brown and P.C. Puchta obtained that every sufficiently large even integer is the sum of two odd primes and k powers of two. Here k = 13, or = 7 under the generalized Riemann hypothesis. In 2010, B. Green and T. Tao obtained that every pair of linear equations in four prime variables with coefficients matrix A = (a_ij)s×t with s ≤ t, satisfying nondegenerate condition, that is, A has full rank and the only elements of the row-space of A over Q with two or fewer nonzero entries is the zero vector, is solvable. The restriction on the coefficient matrix means that they excluded the case of the binary Goldbach problem. Motivated by the above results, it is obtained that for every pair of sufficiently large positive even integers B1, B2, the simultaneous equation {█({B1 = p1 + p2 + 2v1 + 2v2 + · · · + 2vk ,@B2 = p3 + p4 + 2v1 + 2v2 + · · · + 2vk ,)┤ (1) is solvable, where p1, · · · , p4 are odd primes, each vi is a positive integer, and the positive integer k ≥ 63 or ≥ 31 under the generalized Riemann hypothesis. Note that, in 1989, M.C. Liu and K.M. Tsang have obtained that subject to some natural conditions on the coefficients, every pair of linear equations in five prime variables is solvable. Therefore one class of pairs of linear equations in four prime variables with special coefficient matrix and powers of two is considered. Indeed, it is deduced that every pair of integers B1 and B2 satisfying B1 ≡ 0 (mod 2), 3BB1 > e^(eB^48 ), B2 ≡ ∑_1^4▒= 1^(a_i ) (mod 2) and |B2| < BB1, where B = max1≤j≤4(2, |aj|), can be represented as {█(B1 = 〖p1〗_1 + p2 + 2^(v_1 ) + 2^(v_2 )+ · · · + 2^(v_k )@B2 = a1p1 + a2p2 + a3p3 + a4p4 + 2^(v_1 )+ 2^(v_2 )+ · · · + 2^(v_k ) )┤ (2) with k being a positive integer. Here p1, · · · p4 are odd primes, each 〖v 〗_iis a positive integer and the integral coefficients ai (i = 1, 2, 3, 4) satisfy {█((〖a 〗_1- 〖a 〗_2, 〖a 〗_3, 〖a 〗_4) = 1,@〖a 〗_1 〖a 〗_2< 0, 〖a 〗_3 〖a 〗_4<0,)┤ Moreover it is calculated that the positive integer k ≥ g(〖a 〗_1- 〖a 〗_2, 〖a 〗_3, 〖a 〗_4) where g(〖a 〗_21- 〖a 〗_22, 〖a 〗_23, 〖a 〗_24) = [(log⁡〖G(〖a 〗_21, …, 〖a 〗_24 〗)-log⁡〖F (〖a 〗_21, …, 〖a 〗_24)〗)/log0.975805-84.0285], (3) G(〖a 〗_21, 〖a 〗_22, 〖a 〗_23, 〖a 〗_24) = (min(1/(|a_24 |), 1/(|a_23 |)) - (〖|a〗_(21 )- a_22 |)/(|〖a_23 a〗_24 |) 〖(3B)〗^(-1) ×〖(3B)〗^(-1) (1-0.000001)- 〖(3B)〗^(-1-4), with B = max1≤j≤4(2, |a2j|), and F(a_21, …, a_24) = √(f(a_21)f〖(a〗_22 )) with f(a_2i) = {█(4414.15h (a_21-1)+5.088331 if a_21≠1@59.8411 if a_21=1,)┤ for i = 1, 2, and h(n) =∏_(p|n,p>2)▒(p-1)/(p-2). This result, if without the powers of two, can make up some of the cases excluded in Green and Tao’s paper. / published_or_final_version / Mathematics / Doctoral / Doctor of Philosophy

published_or_final_version / abstract / toc / Mathematics / Master / Master of Philosophy

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Benessere delle popolazioni, gestione sostenibile delle risorse, povertà e degrado ambientale sono dei concetti fortemente connessi in un mondo in cui il 20% della popolazione mondiale consuma più del 75% delle risorse naturali. Sin dal 1992 al Summit della Terra a Rio de Janeiro si è affermato il forte legame tra tutela dell’ambiente e riduzione della povertà, ed è anche stata riconosciuta l’importanza di un ecosistema sano per condurre una vita dignitosa, specialmente nelle zone rurali povere dell’Africa, dell’Asia e dell’America Latina. La natura infatti, soprattutto per le popolazioni rurali, rappresenta un bene quotidiano e prezioso, una forma essenziale per la sussistenza ed una fonte primaria di reddito. Accanto a questa constatazione vi è anche la consapevolezza che negli ultimi decenni gli ecosistemi naturali si stanno degradando ad un ritmo impressionate, senza precedenti nella storia della specie umana: consumiamo le risorse più velocemente di quanto la Terra sia capace di rigenerarle e di “metabolizzare” i nostri scarti. Allo stesso modo aumenta la povertà: attualmente ci sono 1,2 miliardi di persone che vivono con meno di un dollaro al giorno, mentre circa metà della popolazione mondiale sopravvive con meno di due dollari al giorno (UN). La connessione tra povertà ed ambiente non dipende solamente dalla scarsità di risorse che rende più difficili le condizioni di vita, ma anche dalla gestione delle stesse risorse naturali. Infatti in molti paesi o luoghi dove le risorse non sono carenti la popolazione più povera non vi ha accesso per motivi politici, economici e sociali. Inoltre se si paragona l’impronta ecologica con una misura riconosciuta dello “sviluppo umano”, l’Indice dello Sviluppo Umano (HDI) delle Nazioni Unite (Cfr. Cap 2), il rapporto dimostra chiaramente che ciò che noi accettiamo generalmente come “alto sviluppo” è molto lontano dal concetto di sviluppo sostenibile accettato universalmente, in quanto i paesi cosiddetti “sviluppati” sono quelli con una maggior impronta ecologica. Se allora lo “sviluppo” mette sotto pressione gli ecosistemi, dal cui benessere dipende direttamente il benessere dell’uomo, allora vuol dire che il concetto di “sviluppo” deve essere rivisitato, perché ha come conseguenza non il benessere del pianeta e delle popolazioni, ma il degrado ambientale e l’accrescimento delle disuguaglianze sociali. Quindi da una parte vi è la “società occidentale”, che promuove l’avanzamento della tecnologia e dell’industrializzazione per la crescita economica, spremendo un ecosistema sempre più stanco ed esausto al fine di ottenere dei benefici solo per una ristretta fetta della popolazione mondiale che segue un modello di vita consumistico degradando l’ambiente e sommergendolo di rifiuti; dall’altra parte ci sono le famiglie di contadini rurali, i “moradores” delle favelas o delle periferie delle grandi metropoli del Sud del Mondo, i senza terra, gli immigrati delle baraccopoli, i “waste pickers” delle periferie di Bombay che sopravvivono raccattando rifiuti, i profughi di guerre fatte per il controllo delle risorse, gli sfollati ambientali, gli eco-rifugiati, che vivono sotto la soglia di povertà, senza accesso alle risorse primarie per la sopravvivenza. La gestione sostenibile dell’ambiente, il produrre reddito dalla valorizzazione diretta dell’ecosistema e l’accesso alle risorse naturali sono tra gli strumenti più efficaci per migliorare le condizioni di vita degli individui, strumenti che possono anche garantire la distribuzione della ricchezza costruendo una società più equa, in quanto le merci ed i servizi dell’ecosistema fungono da beni per le comunità. La corretta gestione dell’ambiente e delle risorse quindi è di estrema importanza per la lotta alla povertà ed in questo caso il ruolo e la responsabilità dei tecnici ambientali è cruciale. Il lavoro di ricerca qui presentato, partendo dall’analisi del problema della gestione delle risorse naturali e dal suo stretto legame con la povertà, rivisitando il concetto tradizionale di “sviluppo” secondo i nuovi filoni di pensiero, vuole suggerire soluzioni e tecnologie per la gestione sostenibile delle risorse naturali che abbiano come obiettivo il benessere delle popolazioni più povere e degli ecosistemi, proponendo inoltre un metodo valutativo per la scelta delle alternative, soluzioni o tecnologie più adeguate al contesto di intervento. Dopo l’analisi dello “stato del Pianeta” (Capitolo 1) e delle risorse, sia a livello globale che a livello regionale, il secondo Capitolo prende in esame il concetto di povertà, di Paese in Via di Sviluppo (PVS), il concetto di “sviluppo sostenibile” e i nuovi filoni di pensiero: dalla teoria della Decrescita, al concetto di Sviluppo Umano. Dalla presa di coscienza dei reali fabbisogni umani, dall’analisi dello stato dell’ambiente, della povertà e delle sue diverse facce nei vari paesi, e dalla presa di coscienza del fallimento dell’economia della crescita (oggi visibile più che mai) si può comprendere che la soluzione per sconfiggere la povertà, il degrado dell’ambiente, e raggiungere lo sviluppo umano, non è il consumismo, la produzione, e nemmeno il trasferimento della tecnologia e l’industrializzazione; ma il “piccolo e bello” (F. Schumacher, 1982), ovvero gli stili di vita semplici, la tutela degli ecosistemi, e a livello tecnologico le “tecnologie appropriate”. Ed è proprio alle Tecnologie Appropriate a cui sono dedicati i Capitoli successivi (Capitolo 4 e Capitolo 5). Queste sono tecnologie semplici, a basso impatto ambientale, a basso costo, facilmente gestibili dalle comunità, tecnologie che permettono alle popolazioni più povere di avere accesso alle risorse naturali. Sono le tecnologie che meglio permettono, grazie alle loro caratteristiche, la tutela dei beni comuni naturali, quindi delle risorse e dell’ambiente, favorendo ed incentivando la partecipazione delle comunità locali e valorizzando i saperi tradizionali, grazie al coinvolgimento di tutti gli attori, al basso costo, alla sostenibilità ambientale, contribuendo all’affermazione dei diritti umani e alla salvaguardia dell’ambiente. Le Tecnologie Appropriate prese in esame sono quelle relative all’approvvigionamento idrico e alla depurazione dell’acqua tra cui: - la raccolta della nebbia, - metodi semplici per la perforazione di pozzi, - pompe a pedali e pompe manuali per l’approvvigionamento idrico, - la raccolta dell’acqua piovana, - il recupero delle sorgenti, - semplici metodi per la depurazione dell’acqua al punto d’uso (filtro in ceramica, filtro a sabbia, filtro in tessuto, disinfezione e distillazione solare). Il quinto Capitolo espone invece le Tecnolocie Appropriate per la gestione dei rifiuti nei PVS, in cui sono descritte: - soluzioni per la raccolta dei rifiuti nei PVS, - soluzioni per lo smaltimento dei rifiuti nei PVS, - semplici tecnologie per il riciclaggio dei rifiuti solidi. Il sesto Capitolo tratta tematiche riguardanti la Cooperazione Internazionale, la Cooperazione Decentrata e i progetti di Sviluppo Umano. Per progetti di sviluppo si intende, nell’ambito della Cooperazione, quei progetti che hanno come obiettivi la lotta alla povertà e il miglioramento delle condizioni di vita delle comunità beneficiarie dei PVS coinvolte nel progetto. All’interno dei progetti di cooperazione e di sviluppo umano gli interventi di tipo ambientale giocano un ruolo importante, visto che, come già detto, la povertà e il benessere delle popolazioni dipende dal benessere degli ecosistemi in cui vivono: favorire la tutela dell’ambiente, garantire l’accesso all’acqua potabile, la corretta gestione dei rifiuti e dei reflui nonché l’approvvigionamento energetico pulito sono aspetti necessari per permettere ad ogni individuo, soprattutto se vive in condizioni di “sviluppo”, di condurre una vita sana e produttiva. È importante quindi, negli interventi di sviluppo umano di carattere tecnico ed ambientale, scegliere soluzioni decentrate che prevedano l’adozione di Tecnologie Appropriate per contribuire a valorizzare l’ambiente e a tutelare la salute della comunità. I Capitoli 7 ed 8 prendono in esame i metodi per la valutazione degli interventi di sviluppo umano. Un altro aspetto fondamentale che rientra nel ruolo dei tecnici infatti è l’utilizzo di un corretto metodo valutativo per la scelta dei progetti possibili che tenga presente tutti gli aspetti, ovvero gli impatti sociali, ambientali, economici e che si cali bene alle realtà svantaggiate come quelle prese in considerazione in questo lavoro; un metodo cioè che consenta una valutazione specifica per i progetti di sviluppo umano e che possa permettere l’individuazione del progetto/intervento tecnologico e ambientale più appropriato ad ogni contesto specifico. Dall’analisi dei vari strumenti valutativi si è scelto di sviluppare un modello per la valutazione degli interventi di carattere ambientale nei progetti di Cooperazione Decentrata basato sull’Analisi Multi Criteria e sulla Analisi Gerarchica. L’oggetto di questa ricerca è stato quindi lo sviluppo di una metodologia, che tramite il supporto matematico e metodologico dell’Analisi Multi Criteria, permetta di valutare l’appropriatezza, la sostenibilità degli interventi di Sviluppo Umano di carattere ambientale, sviluppati all’interno di progetti di Cooperazione Internazionale e di Cooperazione Decentrata attraverso l’utilizzo di Tecnologie Appropriate. Nel Capitolo 9 viene proposta la metodologia, il modello di calcolo e i criteri su cui si basa la valutazione. I successivi capitoli (Capitolo 10 e Capitolo 11) sono invece dedicati alla sperimentazione della metodologia ai diversi casi studio: - “Progetto ambientale sulla gestione dei rifiuti presso i campi Profughi Saharawi”, Algeria, - “Programa 1 milhão de Cisternas, P1MC” e - “Programa Uma Terra e Duas Águas, P1+2”, Semi Arido brasiliano.

This work is an analysis of integrated urban waste management in the province of Bologna. It consists of five chapters and one enclosure. Primarily, it focuses on the legislative framework at european, national and local level. Then the study analyses the situation of urban waste system adopted in the reference territory from 2003 to 2007 to show its evolution process. Chapter 3 is based on considerations about the percentage of effective recover of materials derived from separate collection that has been reached in the province of Bologna in 2006. The following chapter describes the urban waste management at national level using dates of 2005 and 2006 by APAT (National Agency for environmental protection). Then, it has been made a comparison with Emilia-Romagna and district of Bologna. Chapter 5 focuses on the description of innovative strategies introduced in the district of Bologna to increase separate collection level and optimize waste management. In particular, it analyses two sperimental projects: one based on door to door collection and the other founded on an integrated collection system which provides the application of two collection models (door to door collection in industrial areas and collection by containers in urban ones). Finally, in the enclosure, it is also descrided best practices of waste management sector about collection models, treatment plants and innovative strategies available at that moment in Europe.