University of Macau / Faculty of Science and Technology. / Department of Computer and Information Science

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:16:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arthur Issa Mangili.pdf: 986316 bytes, checksum: 5bd8636e8f419fb55e6f9132606a92dc (MD5) Previous issue date: 2011-05-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to analyze the experiments made by Heinrich Rudolph Hertz about the photoelectric effect. To this end, we consulted the work Electric Waves: Being Researches On The Propagation Of Electric Action With Finite Velocity Through Space, mainly the part in which the experiment that refers to the photoelectric effect is described. So we want to understand in which context such effect is discussed, looking for evidence that has arisen its discovery / Este estudo teve por objetivo analisar os experimentos realizados por Heinrich Rudolph Hertz relativos ao efeito fotoelétrico. Para tanto, consultamos a obra Electric Waves: Being Researches on the Propagation of Electric Action With Finite Velocity Through Space, principalmente a parte em que o experimento que se refere ao efeito fotoelétrico é descrito. Buscamos assim compreender em que contexto tal efeito é abordado, procurando indícios que sugiram a sua descoberta

De nos jours, pour accroître le potentiel applicatif des machines de hautes puissances pulsées, il est nécessaire de développer des modulateurs compacts capables de délivrer des impulsions de l’ordre de plusieurs Mégawatts de durée pouvant atteindre plusieurs centaines de microsecondes. Cette amélioration requiert le développement de structures innovantes dont le but est de produire aussi bien des puissances moyennes que des puissances crêtes importantes. Les modulateurs étudiés dans ce mémoire sont basés sur l’utilisation de divers transformateurs pour la génération d’impulsions de très forte puissance. Le projet AGIR (acronyme de « Architecture pour la Génération d’Impulsions Rectangulaires de forte de puissance ») est réalisé dans le cadre d’un RAPID (Régime d’Appui Pour l’Innovation Duale) financé par la Direction Générale de l’Armement (DGA). Le projet est une collaboration avec EFFITECH, une entreprise spécialisée dans les puissances pulsées. L’objectif est de développer deux générateurs pour deux gammes de puissance crête (jusqu’à 10MW pour l’un et 1GW pour l’autre). Le premier modulateur « AGIR1 » repose sur l’association d’un convertisseur AC-DC et de 12 convertisseurs résonants DC-DC qui permettent la génération de plusieurs types d’impulsions (fort courant ou forte tension) en fonction de la configuration choisie. Le second modulateur repose sur le développement d’un transformateur impulsionnel à quatre primaires synchronisés. Chaque primaire est relié à un système de mise en forme de type Blumlein dont le déclenchement est assuré par un éclateur pressurisé à trois électrodes. La synchronisation des quatre éclateurs est assurée par un générateur impulsionnel innovant à faible gigue. La principale difficulté du travail effectué au laboratoire réside dans l’étude des différents transformateurs haute-tension utilisés (résonant ou impulsionnel) et du système de synchronisation des éclateurs. Chaque élément constituant le système est étudié et simulé de manière électrostatique, électromagnétique ou électrique avant d’être réalisé et assemblé. Des essais ponctue l’étude afin de valider le fonctionnement en récurrent avec un système de dissipation thermique adapté. / Nowadays, to increase the application potential of high power pulsed machines, it is necessary to develop compact modulators able to deliver pulses in the range of several megawatts with duration of up to several hundred microseconds. This improvement requires the development of innovative structures whose purpose is to produce both average power and large peak power. Modulators studied in this thesis are based on the use of various transformers for the generation of very high power pulses. The AGIR project (French acronym for "Architecture for Rectangular High Pulse power generation") is achieved within the framework of a RAPID (Dual Innovation Support Regime) funded by the French Defense (DGA). The project is carried on by a collaboration with EFFITECH, a company specialized in pulsed powers. The goal is to develop two generators for two peak power ranges (up to 10MW for one and 1GW for the other). The first modulator "AGIR1" is based on the association of an AC-DC converter and 12 DC-DC resonant converters allowing the generation of several types of pulses (high current or high voltage) depending on the chosen configuration. The second modulator is based on the development of a four synchronized primary pulse transformer. Each primary is connected to a Blumlein pulse forming line triggered by a three-electrode pressurized spark gap. The synchronization of the four spark gaps is ensured by an innovative pulse generator with low jitter. The main difficulty of the work which was completed in the laboratory relies in the study of the different high-voltage transformers used (resonant or pulse) and the spark gap synchronization system. Each element constituting the system is studied and simulated electrostatically, electromagnetically or electrically before being realized and assembled. Trials punctuate the study to validate the recurrent operation with a suitable heat dissipation system.

Les céramiques de type non-oxyde à base de silicium ont été très largement étudiées en raison deleurs incroyables propriétés thermostructurales généralement très supérieures à celles desmatériaux conventionnels. En particulier, les carbonitrures de bore et de silicium (SiBCN)proposent une grande fiabilité mécanique et sont stables jusqu’à des températures de l’ordre de2200 °C en raison de la faible mobilité atomique de leurs structures. Le développement de la voie« polymères précéramiques » s’est avéré primordial pour la réalisation de céramiques techniquesaux propriétés contrôlées. Au travers de la thermolyse des polymères, une large gamme decéramiques peut être obtenue à partir de précurseurs moléculaires en contrôlant à la fois lastructure de l’unité monomérique et le degré de polymérisation, mais aussi la procédure dethermolyse. La thermolyse directe des polymères est compatible avec plusieurs types detechniques de mise en forme et offre la possibilité de réaliser des structures et des objets deformes complexes. Le nanomoulage à partir d’un moule poreux et le co-assemblage d’unpolymère précéramique et d’un bloc copolymère sont deux voies largement empruntées pour laproduction de céramiques poreuses ordonnées. Ce manuscrit présente une étude sur l’élaborationde céramiques de type SiBCN mésoporeuses ordonnées selon la méthode du nanomoulage. Lamise en forme de ces poudres céramiques par frittage flash conduit alors à la fabrication demonolithes à porosité hiérarchisée. Une deuxième partie envisage également l’utilisation d’uncopolymère tribloc comme agent structurant pour la synthèse de matériaux mésoporeux ordonnésde type carbure de silicium. / SiC based non-oxide type ceramics have been largely studied due to high thermostructural properties.In particular, Silicoboron carbonitrides (SiBCN) display high mechanic reliability and stay stableuntil temperature such as 2200 °C due to a low atomic mobility in their structure. The developpementof the Polymer Derived Ceramics (PDCs) route played a major role in the production of technicalceramics with controlled properties. Through the thermolysis of preceramic polymers, a large rangeof ceramics can be obtained from molecular precursors while controlling at the same time themonomeric unit structure, the polymerization level but also the thermolysis process. Directthermolysis of polymers is compatible with many shaping techniques and offers the opportunity torealize complex shapes/structures. Nanocasting from a porous template and self-assembling of apreceramic polymer and multi-bloc copolymers are the main strategies leading to organized porousceramics. This document is about the fabrication of organized mesoporous SiBCN-type ceramics viananocasting. The shaping of such ceramic powders with the spark plasma sintering technique leads tomonoliths with hierarchical porosity. A second part considers the use of a commercial tri-blockcopolymer as structuring agent for the synthesis of SiC-type ordered materials.

A retificação é um dos processos mais utilizados em operações de acabamento, geralmente caracterizada pelo resultado dimensional atingido e baixas rugosidades. Apesar de seu uso intenso na indústria, há aspectos ainda desconhecidos do processo e de sua estabilidade, sendo considerados tempos excessivos de centelhamento para atingir boas condições dimensionais. Este trabalho propõe um novo modelo para determinar o menor tempo de centelhamento necessário para que as deformações do sistema máquina-rebolo-peça sejam absorvidas e a dimensão objetivo da peça alcançada. Esse modelo partiu do equacionamento descrito por S. Malkin para obtenção da rigidez da máquina e avançou na obtenção da constante característica do tempo τ de forma experimental. A comprovação do modelo proposto deu-se em dois experimentos, sendo o primeiro experimento aplicado para determinar o valor de τ em função da velocidade de avanço, segundo o modelo de Malkin. Comprovou-se que o τ varia, principalmente em baixas velocidades de avanço. O segundo experimento teve como objetivo determinar qual o menor tempo de centelhamento necessário para que as deformações do sistema máquina-rebolo-peça sejam plenamente absorvidas e compará-las com o modelo proposto. Os resultados teórico e experimental comprovaram que, para as velocidades de mergulho 3,0 e 2,5 mm/min, com τ = 0,219 e 0,204 s, respectivamente, o tempo mínimo de centelhamento de 1,0 s foi suficiente para absorver as deformações elásticas inseridas no sistema. De forma comparativa, o modelo proposto foi mais eficaz que o de Malkin para o cálculo do tempo de centelhamento e do erro diametral da peça para relações t1/τ menores ou iguais a 20, sendo t1 o tempo em segundos da fase de retificação em desbaste. Conclui-se que o modelo proposto neste trabalho mostrou-se eficiente para predizer o tempo mínimo necessário para centelhamento e a redução diametral da peça, considerando o valor experimental de τ. / Grinding is one of the processes most commonly used in finishing operations, usually characterized by good dimensional results and low roughness values. Despite the extensive use in industry, there are still unknown aspects of the grinding process and its stability, with excessive spark-out times being used to achieve good dimensional requirements. This research work proposed a new model to determine the shortest spark-out time required to absorb the machine-wheel-workpiece system deformations and to achieve the desired workpiece diameter. This model derived from the equation described by S. Malkin to obtain the machine stiffness and consisted in experimentally obtaining the time characteristic constant τ. The verification of the proposed model was done in two experiments. The first one was performed to determine the value of τ according to the radial infeed velocity (vf), as proposed by S. Malkin. It was shown that the τ varies, especially at low feed rates. The second objective was to determine the shortest spark-out time needed, in which all machine-wheel-workpiece system deformations were fully eliminated and to compare it to the one calculated by the proposed model. The theoretical and experimental results showed that for radial infeed velocities of 3.0 and 2.5 mm/min, with τ = 0.219 and 0.204 s, respectively, the spark-out time of 1 s was long enough to ensure that the elastic deformations introduced into the system were fully absorbed. Comparatively, the proposed model was more effective than the Malkin\'s one to predict the spark-out time and the diametric error for the ratio t1/τ lower that 20, being t1 the time in seconds for the rough grinding stage. As a conclusion, the proposed model proved to be effective in predicting the minimum spark-out time and the workpiece diameter reduction, when considering the experimental value of τ.

This thesis proposes a series of multi-label learning algorithms for classification and feature selection implemented on the Apache Spark distributed computing model. Five approaches for determining the optimal architecture to speed up multi-label learning methods are presented. These approaches range from local parallelization using threads to distributed computing using independent or shared memory spaces. It is shown that the optimal approach performs hundreds of times faster than the baseline method. Three distributed multi-label k nearest neighbors methods built on top of the Spark architecture are proposed: an exact iterative method that computes pair-wise distances, an approximate tree-based method that indexes the instances across multiple nodes, and an approximate local sensitive hashing method that builds multiple hash tables to index the data. The results indicated that the predictions of the tree-based method are on par with those of an exact method while reducing the execution times in all the scenarios. The aforementioned method is then used to evaluate the quality of a selected feature subset. The optimal adaptation for a multi-label feature selection criterion is discussed and two distributed feature selection methods for multi-label problems are proposed: a method that selects the feature subset that maximizes the Euclidean norm of individual information measures, and a method that selects the subset of features maximizing the geometric mean. The results indicate that each method excels in different scenarios depending on type of features and the number of labels. Rigorous experimental studies and statistical analyses over many multi-label metrics and datasets confirm that the proposals achieve better performances and provide better scalability to bigger data than the methods compared in the state of the art.

Dans le cadre du développement durable, les nouvelles réglementations en matière d'isolation thermique dans le secteur du bâtiment, conduisent les chercheurs à la recherche de nouveaux matériaux pour constituer des systèmes économes en énergie tout en assurant le confort de l'habitat. Cette recherche s'est très vite dirigée vers l'utilisation de matériaux issus de la matière végétale. Parmi les nouveaux matériaux à base végétale, le chanvre est le plus utilisé dans la construction. Les recherches effectuées jusqu'à ce jour ont permis de déterminer les propriétés physiques de ce matériau. Ces valeurs ne reflètent que partiellement le confort ressenti dans les locaux dont les parois sont en béton de chanvre. L'objectif de cette thèse est d'étudier le comportement hygrothermique du béton de chanvre au niveau d'une paroi et à l'échelle d'un local. La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude bibliographique liée aux intérêts d'utilisation du béton de chanvre puis sa performance est comparée aux autres matériaux du génie civil. Après avoir présenté le modèle des transferts hygrothermiques dans le bâtiment ainsi que l'environnement de simulation SimSPARK, adapté à la résolution des systèmes d'équations non linéaires, les simulations ont été effectuées à l'échelle d'une paroi simple, d'une paroi multicouche et du bâtiment afin de valider les modèles par rapport à des résultats trouvés dans la littérature. La deuxième partie est consacrée à l'étude du comportement hygrothermique d'une paroi et d'un local en béton de chanvre sous des conditions climatiques statique et dynamique. Les résultats obtenus pour les conditions hivernales réelles ont montré que la combinaison de la ventilation hygroréglable avec la capacité de sorption des parois en béton de chanvre permet de réduire de 12% les besoins énergétiques par rapport à une ventilation classique. Enfin, la dernière partie est consacrée à l'étude préliminaire d'un nouveau matériau 100% végétal à base d'une matrice d'amidon de blé et de chènevotte. Sa performance hygrothermique dans le bâtiment est mise en évidence pour les conditions climatiques de Nancy.

<p>For every operating condition of an internal combustion engine there exists an optimal spark timing, called maximum brake torque (MBT), which maximises the output torque and the efficiency of the engine. Traditionally MBT timing is implemented as an open-loop control where the ignition timing is found by using a combination of static lookup tables and sensor information. With a direct closed-loop control from the combustion process the performance of internal combustion engines could be improved. The thesis investigates if it is possible to estimate the MBT timing from the ionization current for every operating condition of a spark ignited engine where the operating conditions are defined by the engine parameters lambda, internal exhaust gas recirculation, engine load, engine speed and spark advance.</p><p>First an investigation of how much loss of torque an error from the MBT position corresponds to is made. Then the influence of the engine parameters on the shape of the ionization current was studied. Last different peak pressure position (PPP) estimating algorithms are presented and a new technique is developed where an engine operating point dependant part of the ionization current is used depending on the current operating condition of the engine. Two of the presented PPP estimating algorithms are then complemented with this technique and the results look promising.</p>

Des apatites nanocristallines biomimétiques (ANB), de formule Ca10-x-Z(PO4)6-x(HPO4)x(OH)2-x-2Z, (H2O)n, ont été synthétisées par précipitation en milieu aqueux puis consolidées par frittage flash (Spark Plasma Sintering, SPS). Elles sont composées de nanocristaux munis d'un coeur apatitique entouré d'une couche phosphocalcique hydratée de surface contenant des ions phosphate, hydrogénophosphate et calcium "non-apatitiques" mobiles et facilement échangeables, qui leur confère une forte réactivité. La composition chimique, la structure et la morphologie des nanocristaux synthétisés évoluent avec le vieillissement en solution et ils tendent vers une plus grande stabilité thermodynamique. Bien que la teneur en espèces chimiques non-apatitiques diminue dans la couche hydratée, leur présence reste importante même après une longue maturation. Le procédé de frittage par SPS à basse température (150°C) de ces ANB a permis d'élaborer des céramiques poreuses fortement cohésives. Le phénomène de frittage ainsi observé suggère une consolidation de type "fusion cristalline" qui met à contribution la forte réactivité de surface des nanocristaux via leur couche hydratée de surface. Le module d'élasticité (12 à 35 GPa) et la résistance à la rupture en flexion (environ 10 MPa) de ces céramiques sont voisins de ceux du minéral osseux. De plus, la taille nanométrique des cristaux, bénéfique à la biorésorption après implantation en site osseux, et la présence d'espèces ioniques nonapatitiques mobiles favorable à la bioactivité sont préservées après SPS. Ces propriétés offrent aux céramiques d'ANB un potentiel particulièrement intéressant pour des applications en ingénierie tissulaire osseuse.

Inorganic porous materials are widely used in a number of applications, where is a need to functionalize and produce materials with a multiscale porosity. The first part of the thesis describes how a novel and facile powder processing approach, using pulsed current processing (PCP) or, as it is commonly called, spark plasma sintering (SPS), has been employed to produce mechanically stable, hierarchically porous bodies from different porous powders. Surfactant-templated mesoporous spheres were PCP-treated to yield meso/macro porous monoliths. The bimodal pore size can be tailored by choice of templating molecules in the aerosol-assisted synthesis process and by the particle size of the spheres. Diatomite powders were used to produce macro/macroporous monoliths. The densification behaviour of this inexpensive and renewable macroporous raw material was evaluated in detail, and an optimum temperature range was identified where the PCP process yields mechanically strong monoliths. Binder-less, hierarchically porous zeolite monoliths were produced from various zeolite powders, e.g. silicalite-1, ZSM-5 and zeolite Y. Line-broadening analysis of X-ray powder diffraction data by the Rietveld method and electron microscopy showed that the formation of strong interparticle bonds during the PCP process is associated with a local amorphization reaction that is induced by the high contact stress and temperature. Xylene isomerisation studies showed that binder-less ZSM-5 monoliths display a high catalytic selectivity. Direct (in-situ) nanoparticle functionalization of surfactant templated mesoporous silica particles has also been demonstrated. Pre-synthesized TiO2 nanoparticles were dispersed in a precursor solution, containing surfactant and silica source, and processed in an aerosol-generator to produce spherical nanoparticle-functionalized mesoporous particles.