No description available.

No description available.

In 1981, Unruh suggested the possibility of simulating the dynamics of quantum fields in curved spacetimes using sound-waves propagating in moving fluids: a supersonic flow would indeed influence the dynamics of sound similarly to what happens to light when it’s dragged by the spacetime geometry in strong gravity environments. This simple yet groundbreaking observation has lead to the beginning of a whole new field of research, nowadays known as Analog Gravity. Due to their superfluid character, intrinsic quantum nature and impressive experimental tunability, Bose-Einstein condensates represent one of the most promising platforms to realize analog spacetimes, including black-hole geometries with horizons and ergoregions, as well as of time-dependent configurations relevant to cosmology. In this Thesis we go beyond the standard single-component BEC and focus on two-component mixtures of atomic condensates, possibly in the presence of a coherent coupling between the two-components: the availability of various branches of elementary excitations with different sound speed and effective mass may in fact lead to advantages in the implementation of interesting geometries and, eventually, to the exploration of a broader spectrum of physical processes. We first consider black-hole related phenomena (Hawking radiation and rotational superradiance) that have already been analysed with single-component systems, generalising the results to mixtures; we then proceed to tackle a problem (the decay from the false vacuum) which instead requires the additional degrees of freedom that only a mixture displays.

[EN] The combination of different materials to form a single structural member to take profit of their individual good characteristics is a successfully established practice in building industry. In concrete filled tubular columns (CFT) the combined action of steel and concrete results in many positive attributes at ambient temperature: high load-bearing capacity with smaller cross-section size, aesthetics, high stiffness and ductility and reduced construction cost. In the last decades, the use of CFT columns in building industry, especially in high-rise buildings, has increased not only because of their positive characteristics at room temperature, but also for their inherent high fire resistance. Besides, CFT sections are greatly versatile given that they admit different types of concrete infill such as plain concrete, bar-reinforced concrete or fiber reinforced concrete; and also a wide variety of shapes. Although the more commonly used shapes are circular, and rectangular, new configurations and shapes are continuously appearing together with innovative materials. The ambient temperature behavior of CFT columns has been deeply studied and, in turn, the investigations dealing with their fire behavior have increased. For its structural analysis, the column can be considered as an isolated member or as a column integrated in a structure interacting with other structural members. The review of the state of the art in the area of CFT columns in fire carried out in the framework of this thesis has pointed out that most works cover the fire response of isolated members and that the existing studies on columns within frames differ in their proposals and conclusions. In this thesis, the fire response of CFT columns is analyzed by means of a fiber beam element model. First, a realistic cross-sectional thermal model is implemented to be integrated in the thermo-mechanical model developed whose accuracy is validated against experimental results after its calibration. Parametric studies are carried out with the aim of investigating the main factors affecting the problem and developing a simple calculation method based on Eurocode 4 and using the concept of equivalent concrete core cross-section. Finally, given the reduced computational cost of the fiber model, the effects of axial and rotational restraint in the fire response of CFT columns are investigated by integrating the heated CFT column within a frame. A parametric analysis is performed in order to draw conclusions about this interaction and contrast the current code provisions. The scope of this thesis is limited to circular CFT columns subjected to concentric axial loads. / [ES] Combinar diferentes materiales en un único elemento estructural para aprovechar las fortalezas individuales de cada uno es una práctica consolidada con éxito en el sector de la construcción. En los pilares tubulares de acero rellenos de hormigón (CFT) la acción conjunta del acero y el hormigón presenta muy buenas cualidades a temperatura ambiente: alta capacidad de carga con secciones pequeñas, buena apariencia, alta rigidez y ductilidad y bajo coste de puesta en obra. En las últimas décadas, el uso de pilares CFT en el sector de la construcción, especialmente en edificios de gran altura, ha aumentado no solo debido a sus buenas características a temperatura ambiente sino también por su inherente alta resistencia al fuego. Además, las secciones de pilares CFT son muy versátiles ya que admiten diferentes tipos de relleno, como hormigón en masa, con armaduras o reforzado con fibras; y también una amplia variedad de formas. Aunque los perfiles tubulares más usados son los circulares y rectangulares, nuevas configuraciones están continuamente en desarrollo junto con nuevos materiales. El comportamiento de los pilares CFT a temperatura ambiente ha sido ampliamente estudiado y, a su vez, las investigaciones sobre su comportamiento a fuego han aumentado. Para su análisis estructural, el pilar puede ser considerado como un elemento aislado o como un elemento integrado en una estructura que interactúa con otros elementos estructurales. La revisión del estado del arte en el área de los pilares CFT sometidos a fuego llevado a cabo en el marco de esta tesis ha puesto de manifiesto que la mayoría de los trabajos cubren la respuesta a fuego de elementos aislados y que los estudios existentes sobre pilares en estructuras difieren en sus propuestas y conclusiones. En esta tesis, la respuesta a fuego de pilares CFT se analiza por medio de un modelo de elementos viga con integración por fibras. En primer lugar, se implementa un modelo térmico realista para ser integrado en el modelo termo-mecánico desarrollado cuya precisión se valida con resultados experimentales después de ser calibrado. Un estudio paramétrico se lleva a cabo con el objeto de estudiar los principales factores que afectan al problema y desarrollar un modelo simplificado de cálculo basado en el Eurocódigo 4 Parte 1-1 y que emplea el concepto de sección equivalente del núcleo de hormigón. Finalmente, dado el reducido coste computacional del modelo de fibras, se investigan los efectos de la restricción axial y rotacional en la respuesta frente al fuego de los pilares CFT integrando la columna expuesta a fuego dentro de una subestructura. Se ejecuta un estudio paramétrico para extraer conclusiones sobre esta interacción y contrastar las prescripciones de la normativa actual. El alcance de esta tesis queda limitado a pilares CFT sin protección externa, de sección circular y sometidos a carga axial centrada. / [CA] Combinar distints materials en un únic membre estructural per a aprofitar les fortaleses individuals de cada u és una pràctica consolidada amb èxit en el sector de la construcció. En els pilars tubulars d'acer omplerts de formigó (CFT) l'acció conjunta de l'acer i el formigó presenta molt bones qualitats a temperatura ambient: alta capacitat de càrrega amb seccions xicotetes, bona aparença, alta rigidesa i ductilitat i baix cost de posada en obra. En les últimes dècades, l'ús de pilars CFT en el sector de la construcció, especialment en edificis de gran altura, ha augmentat no sols degut a les seues bones característiques a temperatura ambient, sinó també per la seua inherent alta resistència al foc. A més, les seccions de pilars CFT són molt versàtils, doncs admeten distints tipus de farcit, com formigó en massa, amb armadures o reforçat amb fibres; i també una àmplia varietat de formes. Encara que els perfils tubulars més usats són els circulars i rectangulars, noves configuracions estan contínuament en desenvolupament junt amb nous materials. El comportament dels pilars CFT a temperatura ambient ha sigut àmpliament estudiat i, al mateix temps, les investigacions sobre el seu comportament a foc han augmentat. Per a la seua anàlisi estructural, el pilar pot ser considerat com un element aïllat o com un element integrat en una estructura que interactua amb altres elements estructurals. La revisió de l'estat de l'art en l'àrea dels pilars CFT sotmesos a foc, duta a terme en el marc d'aquesta tesi, ha posat de manifest que la majoria dels treballs cobreixen la resposta a foc d'elements aïllats, i que els estudis existents sobre pilars en estructures difereixen en les seues propostes i conclusions. En aquesta tesi, la resposta a foc de pilars CFT s'analitza mitjançant un model d'elements biga amb integració per fibres. En primer lloc, s'implementa un model tèrmic realista per a ser integrat en el model termo-mecànic desenvolupat, i la seua precisió es valida amb resultats experimentals desprès de ser calibrat. Un estudi paramètric es du a terme amb l'objectiu d'estudiar els principals factors que afecten al problema i desenvolupar un model simplificat de càlcul basat en l'Eurocodi 4, Part 1-1 i que empra el concepte de secció equivalent del nucli de formigó. Finalment, tenint en compte el reduït cost computacional del model de fibres, s'investiguen els efectes de les restriccions axial i rotacional en la resposta a foc dels pilars CFT integrant la columna exposada a foc dins d'una subestructura. Un estudi paramètric s'executa per a obtenir conclusions sobre aquesta interacció i contrastar les prescripcions de la normativa actual. L'abast d'aquesta tesi queda limitat a pilars CFT sense protecció externa, de secció circular i sotmesos a càrrega axial centrada. / Ibáñez Usach, C. (2016). FIRE RESPONSE ANALYSIS OF CIRCULAR CONCRETE FILLED TUBULAR COLUMNS AND THE EFFECTS OF AXIAL AND ROTATIONAL RESTRAINTS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/60150 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

This study presents the design and optimization of a test rig tailored for upcoming wind turbine design applications. Initial decisions were made regarding component selection, focusing on a gearbox, electric motor, and motor controller. Requirements included continuous power output of 300 kW from the electric motor and the gearbox's ability to handle specified torque and reduce input speed to match the structural limitations. Key challenges revolved around gearbox design and performance, necessitating a right-angle configuration for converting horizontal to vertical torque efficiently. To meet the rotational speed requirements, a 30 to 1 ratio gearbox was selected, ensuring compatibility with the maximum structural rotational speed of 50 revolutions per minute. The electric motor, pivotal in the drivetrain, was chosen based on a balance between economic viability and rotational speed, resulting in a four-pole motor configuration. Coupling mechanisms were employed to connect the motor and gearbox, facilitating energy transfer between shafts. A motor controller was integrated to regulate current flow, voltage application, and frequency modulation, enhancing operational control and adaptability to specific requirements. Radial ball bearings were selected to minimize energy expenditure during rotation, particularly due to downward compressive forces. The test rig setup, situated indoors on a concrete floor, mandated a metal plate foundation to ease component attachment without drilling into the floor. Data simulations were conducted to determine bolt specifications capable of withstanding motor-induced forces. Furthermore, collaboration with industry experts facilitated component selection and quotation analysis, ensuring an optimized drivetrain solution meeting both technical and economic criteria. This research contributes to the advancement of wind turbine design testing methodologies, providing insights into component selection, integration, and optimization for enhanced performance and reliability.

Tesis por compendio / [ES] La disponibilidad de recursos hídricos a nivel mundial ha disminuido significativamente. Entre los principales agentes que han provocado esta situación se encuentran el cambio climático, la contaminación ambiental, las actividades humanas y las fallas en las estructuras hidráulicas, entre otros. Cada vez es más complicado acceder a fuentes apropiadas que cumplan con la calidad y cantidad del recurso. A pesar de ello, la pérdida de agua debida a fugas en sistemas de distribución presurizados todavía maneja valores considerables, con pérdidas significativas a nivel mundial. Teniendo en cuenta que la necesidad de agua es cada vez mayor, se deben implementar proyectos sostenibles que permitan optimizar al máximo la disponibilidad y el uso del recurso. El objetivo principal de esta tesis es desarrollar una propuesta metodológica, que permita estimar las curvas características de las bombas que trabajan como turbinas (PATs) a partir del número específico de la máquina y en función de la velocidad de giro, desarrollando las leyes modificadas de semejanza. El cumplimiento de los objetivos de esta tesis es a través de la elaboración de tres artículos publicados, que permitieron: (i) Realizar la contextualización respecto al estado del arte en PATs con énfasis en las metodologías de obtención de la predicción del comportamiento en las mismas tales como la realización de modelos numéricos con CFDs; (ii) Proponer una nueva estrategia para desarrollar un modelo matemático para bombas que funcionan como turbinas (PATs), considerando las leyes de afinidad modificadas; (iii) Ejecutar la modelación numérica a través del paquete de código libre OpenFOAM de una bomba que trabaja como turbina y , (iv)Validar los resultados , tanto de la aplicación de las nuevas expresiones y de la modelación numérica, a través de la comparación con resultados experimentales obtenidos de los ensayos realizados a una PATs. En el Articulo 1, que corresponde a la Fase de Contextualización, se realizó una investigación en la literatura técnica sobre PATs: Características, aplicaciones y diferentes estrategias utilizadas para comprender el comportamiento del flujo. Dentro de estas estrategias, se encuentra la simulación numérica del fenómeno con paquetes CFD (Dinámica Fluido Computacional). Se analizaron 56 casos donde se estudian diferentes tipos de máquinas: axiales, mixtas y radiales bajo operación con velocidad de giro fija y velocidad de giro variable. En función de esta información se calculó el error entre la modelación numérica y los resultados experimentales; y se verificaron las principales características de las modelaciones tales como paquete CFD utilizado, modelos de cierre, tipo de mallado, etc. En el Artículo 2, que corresponde a la primera parte de la Fase del Procedimiento Analítico, se propuso un análisis con diez expresiones generales (polinómicas y exponenciales), considerando las variables más significativas. En función de este análisis se obtuvieron nuevas expresiones para obtener las curvas características de las PATs. Estas expresiones se verificaron y compararon con 15 máquinas diferentes, que se probaron variando su velocidad de rotación y su velocidad específica. En la segunda parte de la Fase del Procedimiento Analítico, se realizó una simulación numérica con el paquete CFD OpenFOAM de una PATs que ha sido ensayada en el instituto CERIS de Portugal. Por medio de los resultados experimentales se logró validar tanto las nuevas expresiones propuestas en el Artículo 2 así como la modelación numérica. En el Artículo 3 se presenta el desarrollo de esta metodología. / [CA] La disponibilitat de recursos hídrics a nivell mundial ha disminuït significativament. Entre els principals agents que han provocat aquesta situació es troben el canvi climàtic, la contaminació ambiental, les activitats humanes i les falles en les estructures hidràuliques, entre altres. Cada vegada és més complicat accedir a fonts apropiades que complisquen amb la qualitat i quantitat del recurs. Malgrat això, la pèrdua d'aigua deguda a fugides en sistemes de distribució pressuritzats encara maneja valors considerables, amb pèrdues significatives a nivell mundial. Tenint en compte que la necessitat d'aigua és cada vegada major, s'han d'implementar projectes sostenibles que permeten optimitzar al màxim la disponibilitat i l'ús del recurs. L'objectiu principal d'aquesta tesi és desenvolupar una proposta metodològica, que permeta estimar les corbes característiques de les bombes que treballen com a turbines (PATs) a partir del número específic de la màquina i en funció de la velocitat de gir, desenvolupant les lleis modificades de semblança. El compliment dels objectius d'aquesta tesi és a través de l'elaboració de tres articles publicats, que van permetre: (i) Realitzar la contextualització respecte a l'estat de l'art en PATs amb èmfasi en les metodologies d'obtenció de la predicció del comportament en les mateixes com ara la realització de models numèrics amb CFDs; (ii) Proposar una nova estratègia per a desenvolupar un model matemàtic per a bombes que funcionen com a turbines (PATs), considerant les lleis d'afinitat modificades; (iii) Executar el modelatge numèric a través del paquet de codi lliure OpenFOAM d'una bomba que treballa com a turbina i , (iv)Validar els resultats , tant de l'aplicació de les noves expressions i del modelatge numèric, a través de la comparació amb resultats experimentals obtinguts dels assajos realitzats a una PATs. En l'Articule 1 , que correspon a la Fase de Contextualització, es va realitzar una investigació en la literatura tècnica sobre PATs: Característiques, aplicacions i diferents estratègies utilitzades per a comprendre el comportament del flux. Dins d'aquestes estratègies, es troba la simulació numèrica del fenomen amb paquets CFD (Dinàmica Fluid Computacional). Es van analitzar 56 casos on s'estudien diferents tipus de màquines: axials, mixtes i radials sota operació amb velocitat de gir fixa i velocitat de gir variable. En funció d'aquesta informació es va calcular l'error entre el modelatge numèric i els resultats experimentals; i es van verificar les principals característiques. dels modelatges com ara paquet CFD utilitzat, models de tancament,tipus d'emmallat, etc. En l'Article 2, que correspon a la primera part de la Fase del Procediment Analític, es va proposar una anàlisi amb deu expressions generals (polinòmiques i exponencials), considerant les variables més significatives. En funció d'aquesta anàlisi es van obtindre noves expressions per a obtindre les corbes característiques de les PATs. Aquestes expressions es van verificar i van comparar amb 15 màquines diferents, que es van provar variant la seua velocitat de rotació i la seua velocitat específica. En la segona part de la Fase del Procediment Analític, es va realitzar una simulació numèrica amb el paquet CFD OpenFOAM d'una PATs que ha sigut assajada en l'institut CERIS de Portugal. Per mitjà dels resultats experimentals es va aconseguir validar tant les noves expressions proposades en l'Article 2 així com el modelatge numèric. En l'Article 3 es presenta el desenvolupament d'aquesta metodologia. / [EN] The availability of water resources worldwide has decreased significantly. Among the main agents that have caused this situation are climate change, environmental pollution, human activities, and failures in hydraulic structures, among others. It is becoming increasingly difficult to access appropriate sources that meet the quality and quantity of the resource. Despite this, water loss due to leaks in pressurized distribution systems still manages considerable values, with significant losses worldwide. Considering that the need for water is increasing, sustainable projects should be implemented to optimize the availability and use of the resource to the maximum. The main objective of this thesis is to develop a methodological proposal that allows estimating the characteristic curves of pumps that work as turbines (PATs) from the specific number of the machine and, depending on the rotation speed, developing the modified laws of similarity. The fulfillment of the objectives of this thesis is through the elaboration of three published articles, which allowed: (i) To carry out the contextualization regarding the state of the art in PATs with emphasis on the methodologies of obtaining the prediction of the behavior in them such as the realization of numerical models with CFDs; (ii) To propose a new strategy to develop a mathematical model for pumps that work as turbines (PATs), considering the modified affinity laws; (iii) To execute the numerical modeling through the OpenFOAM free code package of a pump that works as a turbine and, (iv) Validate the results, both of the application of the new expressions and the numerical modeling, through the comparison with experimental results obtained from the tests carried out to a PATs. In Article 1, corresponding to the Contextualization Phase, an investigation was carried out in the technical literature on PATs: Characteristics, applications, and different strategies used to understand the flow behavior. The numerical simulation of the phenomenon with CFD (Computational Fluid Dynamics) packages is found within these strategies. 56 cases were analyzed where different types of machines were studied: axial, mixed, and radial under operation with fixed rotational speed and variable rotational speed. Based on this information, the error between the numerical modeling and the experimental results was calculated; and the main characteristics of the modeling were verified, such as the CFD package used, closure models, type of meshing, etc. In Article 2, which corresponds to the first part of the Phase of the Analytical Procedure, an analysis was proposed with ten general expressions (polynomial and exponential), considering the most significant variables. Based on this analysis, new expressions were obtained to obtain the characteristic curves of the PATs. These expressions were verified and compared with 15 different machines, which were tested by varying their rotation and specific speeds. In the second part of the Analytical Procedure Phase, a numerical simulation was performed with the OpenFOAM CFD package of a PATs that has been tested at the CERIS Institute in Portugal. The experimental results made it possible to validate both the new expressions proposed in Article 2 and the numerical modeling. The development of this methodology is presented in Article 3. / Plua Aguirre, FA. (2024). Metodología de análisis para la mejora de la predicción de las curvas características de bombas trabajando como turbina operando a velocidad variable [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203125 / Compendio

Philosophiae Doctor - PhD / Chirality is a nuclear symmetry which is suggested to occur in nuclei when the total angular momentum of the system has an aplanar orientation [Fra97, Fra01]. It can occur for nuclei with triaxial shape, which have valence protons and neutrons with predominantly particle and hole nature. It is expected that the angular momenta of an odd particle and an odd hole (both occupying high-j orbitals) are aligned predominantly along the short and the long axes of the nucleus respectively, whereas the collective rotation occurs predominantly around the intermediate axis of a triaxially deformed nucleus in order to minimize the total energy of the system. Such symmetry is expected to be exhibited by a pair of degenerate DI = 1 rotational bands, i.e. all properties of the partner bands should be identical. The results suggested that spin independence of the energy staggering parameter S(I ) within two-quasiparticle chiral bands (previously suggested a fingerprint of chirality) is found only if the Coriolis interaction can be completely neglected. However, if the configuration is nonrestricted, the Coriolis interaction is often strong enough to create considerable energy staggering. It was also found that staggering in the intra- and inter-band B(M1) reduced transition probabilities (proposed as another fingerprint of chirality) may be a result of effects other than strongly broken chirality. Therefore, the use of the B(M1) staggering as a fingerprint of strongly broken chiral symmetry seems rather risky, in particular if the phase of the staggering is not checked. / South Africa

Le présent mémoire de maîtrise est consacré à une étude spectroscopique de la température du gaz dans les plasmas hors équilibre thermodynamique d’argon à la pression atmosphérique. Nous avons notamment pu extraire, à l’aide de mesures par spectroscopie optique d’émission de structures rotationnelles des systèmes OH (A2Σ+- X2Πi) et N2+ (B2Σu+- X2Σg+), la température rotationnelle d’un plasma radiofréquence en régime capacitif et d’un plasma micro-onde produit par une onde électromagnétique de surface. En comparant ces mesures à celles obtenues par l’analyse de l’élargissement des raies 2p2-1s2 et 2p3-1s2 de l’argon avec un spectromètre à très haute résolution spectrale, nous avons pu démontrer que l’équilibre rotation-translation (Trot=Tg) n’est jamais atteint dans les configurations de plasmas étudiées. Cet écart entre les deux températures est attribué à l’influence des électrons, en compétition avec les atomes neutres, imposant leurs propres températures sur la distribution des niveaux rotationnels. De plus, l’effet du flux de gaz et de l’ajout de CO2 sur le chauffage du gaz a été étudié dans un plasma micro-onde d’argon à la pression atmosphérique. Nous avons noté des changements importants dans les profils axiaux de Tg en amont et en aval de l’excitateur à onde de surface selon les conditions opératoires. Pour séparer les facteurs gouvernant le chauffage du gaz à ceux associés au dépôt de puissance par l’onde électromagnétique, nous avons normalisé nos valeurs de Tg aux intensités des émissions de l’argon liées aux transitions 2p-1s entre 700 et 900 nm. Pour des temps de résidence dans le plasma d’argon suffisamment longs (et donc de faibles débits de gaz), les valeurs de Tg normalisées montrent un comportement assez constant, ce qui indique que le chauffage s’effectue principalement de manière locale. Au contraire, pour des temps plus longs (et donc des débits de gaz plus importants), les valeurs de Tg normalisées augmentent le long de la colonne à plasma, ce qui révèle que les phénomènes de transport commencent à jouer un rôle important. On note aussi un changement de comportement à plus hauts débits de gaz dû au passage d’un régime d’écoulement laminaire à un régime turbulent. En présence de CO2, dû aux mécanismes de chauffage additionnels, les valeurs de Tg normalisées sont systématiquement plus élevées. / The present master thesis is devoted to a spectroscopic study of the gas temperature in non-thermodynamic equilibrium argon plasmas at atmospheric pressure. In particular, we were able to extract, by means of optical emission spectroscopy measurements of rotational structures of the systems OH (A2Σ+- X2Πi) and N2+ (B2Σu+- X2Σg+), the rotational temperature of a radiofrequency plasma in capacitive mode and of a microwave plasma produced by an electromagnetic surface wave. By comparing these measurements with those obtained by the analysis of line broadening from 2p2-1s2 et 2p3-1s2 of argon with an ultrahigh spectral resolution spectrometer, we were able to demonstrate that the rotational-translational equilibrium (Trot=Tg) is never achieved in the plasma configurations studied. The departure from both temperatures is ascribed to the influence of electrons competing with neutrals to impose their own temperature on the distribution of rotational levels. In addition, the effect of gas flow and addition of CO2 admixtures on the gas heating has been studied in a microwave argon plasma at atmospheric pressure. We noted significant changes in the axial profiles of Tg on the upstream and downstream plasma column according to operating conditions. To separate the factors governing the heating of gas from those associated with the deposition of power by the electromagnetic wave, we have normalized our Tg values to the intensities of the argon emissions linked to the transitions 2p-1s between 700 and 900 nm. For long enough gas residence times in the argon plasma (and therefore low gas flow rates), normalized Tg values show a fairly constant behaviour, which indicates that the heating takes place mainly locally. On the contrary, for longer times (and therefore higher gas flow rates), normalized Tg values increases along the plasma column, which reveals that transport phenomena are starting to play an important role. There is also a change in behaviour at higher gas flow rates due to the change from a laminar flow regime to a turbulent regime. In the presence of CO2 admixtures, due to additional heating mechanisms, normalized Tg values are consistently higher.

A traumatic brain injury is usually caused by a direct impact to the head and is a common cause of disability and death all around the world. The most effective method to predict brain injury today, is to use a finite element head model. In this investigation, the three injury predictors strain, strain rate, and the product of strain and strain rate were investigated using a rat brain finite element model. The main goal was to find which injury predictor most effectively would predict injury. To find the injury predictor with the highest area under curve value, comparisons between experimental results obtained from simulations and results from previously performed experiments on rats were made. To better understand how different factors can affect the severity of symptoms from a traumatic brain injury, a parametric study with a focus on rotational direction and rotational duration was conducted. Simulations were run on a rat brain finite element model for three rotational directions and three rotational durations.  The statistical analysis was completed for six experiments and nine brain regions. The three injury predictors were extracted from 26 simulations completed on a rat brain finite element model, and the maximum values of the 95th percentile for each brain region were extracted. The results showed that the product of the strain and the strain rate was the most effective injury predictor for four out of six experiments (unconscious time, EPM arm change, EPM open duration, and MWM session 3). The parametric study investigated rotation in the axial, coronal, and sagittal plane against the three rotational durations 1.5 ms, 3 ms, and 6 ms. The parametric study revealed that both the direction and duration of rotation importantly influence the extent of damage in traumatic brain injuries. The results showed that rotation in the axial plane and a 3 ms duration caused the most brain damage. It was also concluded that the results need to undergo additional verification to further define the relationships between the rotational direction, the rotational duration, and the injury predictors. / En traumatisk hjärnskada orsakas vanligtvis av våld mot huvudet och är en vanlig orsak till både funktionsnedsättningar och dödsfall världen över. Den effektivastemetoden för att kunna förutsäga en hjärnskada idag är att använda en finit elementmetodmodell av en hjärna.  I denna undersökning har de tre skadeprediktorerna belastning, belastningshastighet och produkten av belastningen och belastningshastigheten undersöktes med hjälp av simuleringar genomförda på en modell av en råtthjärna, byggd med hjälp av finita elementmetoden. Målet var att ta reda på vilken skadeprediktor som mest effektivt kunde förutsäga hjärnskada. För att hitta skadeprediktorn med högst area under curve-värde gjordes jämförelser mellan experimentella resultat från simuleringar mot resultat från tidigare utförda experiment på råttor. För att få en djupare förståelse för vilka parametrar som kan påverka graden av symptom från en traumatisk hjärnskada genomfördes en parametrisk studie med fokus på rotationsriktning och rotationstid. Nya simuleringar genomfördes på en finit elementmodell av en råtthjärna i tre rotationsriktningar och under tre rotationstider.  Den statistiska analysen utfördes på sex experiment och för nio regioner i hjärnan. Belastningen, belastningshastigheten samt produkten av belastningen och belastningshastigheten extraherades från 26 simulerade finita element råtthjärnor och maximumvärdet från den 95.e percentilen sparades. Resultatet av den statistiska analysen visade att produkten av belastningen och belastningshastigheten var den skadeprediktorn med bäst skadeförutsägelse för fyra av sex experiment(medvetslös tid, EPM arm förflyttning, EPM varaktighet i öppet utrymme och MWM session 3). Under den parametriska studien undersöktes axial, koronal och sagittal rotationsriktning mot de tre rotationstiderna 1.5 ms, 3 ms och 6 ms. Resultatet av den parametriska studien visade att både rotationsriktning och rotationstid spelar viktiga roller när det kommer till omfattningen av symptom som kan uppstå vid en traumatisk hjärnskada. För de undersökta delarna av hjärnan var den rotationsriktning som orsakade störst skada rotation i det axiala planet och den rotationstid som orsakade mest skada var vid 3 ms. Slutsatsen att resultatet bör genomgå ytterligare verifiering drogs. Detta för att ytterligare definiera sambanden mellan rotationsriktning, rotationstid och skadeprediktorerna.

<p>We have studied fundamental aspects of time-resolved two-photon excited fluorescence depolarisation. The thesis presents experimental as well as theoretical progress. We show that a multi-photon induced instrumental response function obtained from a suspension of gold nanoparticles is appropriate for the analysis of two-photon excited fluorescence decays obtained using time-correlated single photon counting detection. Theoretical expressions have been derived for the fluorescence anisotropy decay obtained upon two-photon excitation of various molecular systems in liquid solutions: a) an anisotropic rigid rotor that undergoes rotational diffusion in the presence of ultrafast unresolved restricted reorientations, e.g. librations. b) a molecular group covalently attached to a stationary macromolecule, and undergoing local reorientation in a uniaxial ordering potential. A new approach to the analysis of two-photon excited fluorescence depolarisation experiments was developed, which combines data obtained by using linearly and circularly polarised excitation light, in a global manner. In the analysis, knowledge about unresolved reorientations was obtained from one-photon excitation studies of the corresponding systems. By means of this procedure it has been possible to obtain quantitative information about the molecular two-photon absorption tensor for perylene and two of its derivatives. Thereby the symmetry of the final excited and intermediate vibronic states could be assigned. The analysis reveals that the two-photon transition studied with the 800 nm laser exhibits mixed character. An important finding from the experiments was that the two-photon absorption tensor appears to be solvent dependent. Furthermore, the thesis presents the first theoretical treatment of two-photon excited donor-donor energy migration in the presence of molecular reorientation and which applies the extended Förster theory. Explicit expressions for molecules that belong to the point groups D_2h, D₂ and C_2v are given. Preliminary experiments are finally also reported on a two-photon excited donor-donor energy migration system consisting of a bisanthryl-bisteroid. </p>