La précision de tir d’une arme dépend de nombreux facteurs intervenant aux différentes étapes du parcours de la munition (balistique intérieure, intermédiaire et extérieure). Certains travaux ont démontré l’importance de l’influence de la phase de balistique intérieure, pendant laquelle la munition traverse le tube, sur les résultats à la cible. En effet, c’est cette phase qui détermine les conditions de sortie du tube de la munition et par conséquent son comportement au cours du vol. Les conditions d’entrée du projectile, la géométrie du tube et de l’arme, et les mouvements de ces derniers au cours du tir, sont autant de paramètres pouvant modifier l’interaction tube/projectile et ainsi entraîner un changement des vitesses angulaires et de translation de la munition au moment du largage. Cette étude a donc pour but de mettre en exergue les paramètres géométriques de l’arme et du tube qui influencent la justesse et la dispersion. Une analyse statistique a été réalisée à partir de la base de données des résultats de tir du 25 mm. Elle a permis de mettre en évidence l’influence de plusieurs paramètres dont la rectitude du tube. Par la suite, des essais ont été conduits en appareil de tir dans le but d’isoler la part de la géométrie du tube sur les écarts à la cible et ainsi de confirmer la contribution de la rectitude. Un modèle numérique tridimensionnel a été développé afin de faire varier ce paramètre et d’étudier son influence sur le comportement de la munition en phase de balistique intérieure. La représentativité du modèle a été vérifiée à l’aide d’accéléromètres embarqués dans la munition. Ces tirs ont nécessité le développement d’une solution innovante optoélectronique afin de transmettre les accélérations en temps réel. Les résultats expérimentaux obtenus ont permis de constater que les accélérations de la munition modélisée étaient représentatives. Le modèle permet maintenant de réaliser des études paramétriques et de déterminer les profils de tube les plus pénalisants pour la précision de tir. / Gun accuracy is influenced by several factors during the stages of the ammunition course (internal, intermediate and external ballistics). According to previous studies, internal ballistics are the major contributor to deviations from target. Indeed, this phase determines projectile exit conditions and, consequently, his behavior during the flight. The projectile entry conditions, the weapon and barrel geometry and their movements during firing, can modify the interaction tube / projectile and change ammunition angular rates and its transversal velocities. The purpose of this thesis is to determine the parameters related to barrel and gun geometry, which influence the bias and the dispersion. A statistical analysis was led thanks to the data base of the 25 mm firing results. It was found that some parameters, including barrel straightness, affect accuracy. Subsequently, tests were conducted with a firing appliance in order to isolate the barrel geometry influence on the deviations from the target and to confirm the straightness impact. A tridimensional numerical model was created in order to vary this parameter and to study its influence on the ammunition behavior during internal ballistics. The representativeness of the model was validated using accelerometers embedded in the ammunitions. The firing of these ammunitions has required the development of an optoelectronic system to transmit accelerations in real time. The comparison between experimental and numerical results has shown close amplitudes and similar shapes curves that proves the representativeness of the model. The model can be used now to lead parametric analysis and to determine the straightness shapes the most penalizing for gun accuracy.

Made available in DSpace on 2010-04-20T20:14:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1992-11-25T00:00:00Z / Faz uma avaliação da medida de retorno contábil da corporação (return on investment - ROI) à luz da verdadeira medida de retorno econômico (taxa interna de retorno - TIR). Apresenta modelo para cálculo da taxa interna de retorno da empresa, o qual é submetido à testes para aferir o seu valor informativo. Utilizando o conceito de taxa interna de retorno da corporação, é criado um modelo denominado de Modelo de Avaliação Econômica Base Caixa, aplicável a uma empresa brasileira de telecomunicações.

Submitted by Paulo Junior (paulo.jr@fgv.br) on 2010-12-14T19:22:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Luiz Henrique Muller.pdf: 1217174 bytes, checksum: 592e320669f34cdbe29d7dbfd2e05161 (MD5) / Approved for entry into archive by Paulo Junior(paulo.jr@fgv.br) on 2010-12-14T19:22:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Luiz Henrique Muller.pdf: 1217174 bytes, checksum: 592e320669f34cdbe29d7dbfd2e05161 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-12-16T12:44:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Luiz Henrique Muller.pdf: 1217174 bytes, checksum: 592e320669f34cdbe29d7dbfd2e05161 (MD5) Previous issue date: 2010-03-25 / O objetivo deste trabalho é analisar o modelo de regulação do equilíbrio econômico-financeiro das concessões de rodovias no Brasil com a utilização da Taxa Interna de Retorno (TIR) estática, tendo por referência a Teoria Econômica da Regulação. Foram analisadas concessões de rodovias em dois períodos distintos e analisadas as taxas de retorno contratadas e realizadas e avaliados os seus efeitos sobre as tarifas de pedágio. Foram estudadas as diversas formas de remuneração indireta do capital dos investidores, por meio de holding, transações com partes relacionadas e emissão de debêntures. Os resultados demonstraram que a TIR contratada é uma referência que pode estar distante da realidade e a sua fixação ao longo da vigência dos contratos de longo prazo pode acarretar apropriação de ganhos por parte dos monopólios naturais em detrimento da modicidade das tarifas. Este trabalho apresenta como alternativa a TIR de referência flutuante, atualizada aos custos de oportunidade efetivamente incorridos pela concessionária, sendo apresentadas simulações com as concessões contratadas em 2008, demonstrando seus efeitos nas tarifas de pedágio.

Cette thèse porte sur l’application de techniques de contrôle optimal et de contrôle géométriques au problème de transfert d’orbite de satellite et à la géométrie presque-riemannienne. Dans ces cas, le principe du maximum de Pontryagin permet d’étudier le flot extrémal pour des systèmes de contrôle affines.Dans le cas d’un satellite à faible poussée, la technique de moyennation permet d’approcher les trajectoires du système réel. La moyennation est explicite dans le cas de la minimisation de l’énergie et fait apparaître dans certains cas des problèmes presque-riemanniens. L’étude géométrique de tels problèmes est généralisée par l’étude de métriques sur la deux-sphère de révolution. On peut ainsi classifier les situations selon la transcendance des solutions et discuter l’optimalité selon la nature des lieux de coupure et de conjugaison.L’étude du problème moyenné du transfert orbital et de situations génériques sur la sphère de révolution est motivée par l’approche homotopique de résolution numérique du problème de transfert pour d’autres fonctions de coût. La méthode de continuation couplée à celle de tir simple est utilisée pour résoudre un problème de transfert à forte poussée à consommation minimale de carburant.Les outils géométriques sont aussi utilisés afin d’étudier la situation locale dans un voisinage des points de tangence en géométrie presque-riemannienne en dimension deux. On calcule pour les approximations nilpotente et d’ordre zéro le front d’onde, les sphères de petits rayons et les lieux de coupure et de conjugaison. / In this thesis we focus on optimal control techniques as well as geometric control techniques applied to the orbital transfer problem and to almost-Riemannian geometry. In these cases, Pontryagin’s Maximum Principle allows to analyse the extremal flow of affine control systems.In the case of a satellite with low-thrust propulsion, averaging techniques give an approximated system. Averaging is explicit in the energy minimization case and is directly related to almost-riemannian problems. The geometric analysis of such problems is generalized by the study of metrics on the two-sphere of revolution. In this way it is possible to classify the situations considering the transcendance of the solutions and to discuss the optimality problem considering the cut locus and the conjugate locus.The analysis of the averaged problem for the orbital transfer and of generic situations on the two-dimensional sphere of revolution is motivated by the homotopic approach to solve numerically the orbital transfer problem.The homotopy method using simple shooting techniques is applied to solve a transfer minimizing the fuel consumption.The geometric tools are also useful in the local analysis of tangency points in two-dimensional almost-Riemannian geometry. In this framework, we compute wavefronts, sphere of small radius and cut and conjugate loci.

Le premier objectif de cette thèse est de bien comprendre les propriétés de la dynamique du problème circulaire restreint des trois corps et de les utiliser pour calculer des missions pour satellites pourvus de moteurs à faible poussée. Une propriété fondamentale est l'existence de variétés invariantes associées à des orbites périodiques autour des points de \bsc{Lagrange}. En suivant l'idée de l'\emph{Interplanetary Transport Network}, la connaissance et le calcul des variétés invariantes, comme courants gravitationnels, sont cruciaux pour le \emph{design} de missions spatiales. Une grande partie de ce travail de thèse est consacrée au développement de méthodes numériques pour calculer le transfert entre variétés invariantes de façon optimale. Le coût que l'on cherche alors à minimiser est la norme $L^{1}$ du contrôle car elle est équivalente à minimiser la consommation des moteurs. On considère aussi la norme $L^{2}$ du contrôle car elle est, numériquement, plus facile à minimiser. Les méthodes numériques que nous utilisons sont des méthodes indirectes rendues plus robustes par des méthodes de continuation sur le coût, sur la poussée, et sur l'état final. La mise en œuvre de ces méthodes repose sur l'application du Principe du Maximum de Pontryagin. Les algorithmes développés dans ce travail permettent de calculer des missions réelles telles que des missions entre des voisinages des points de \bsc{Lagrange}. L'idée principale est d'initialiser un tir multiple avec une trajectoire admissible composée de parties contrôlées (des transferts locaux) et de parties non-contrôlées suivant la dynamique libre (les variétés invariantes). Les méthodes mises au point ici, sont efficaces et rapides puisqu'il suffit de quelques minutes pour obtenir la trajectoire optimale complète. Enfin, on développe une méthode hybride, avec à la fois des méthodes directes et indirectes, qui permettent d'ajuster la positions des points de raccord sur les variétés invariantes pour les missions à grandes variations d'énergie. Le gradient de la fonction valeur est donné par les valeurs des états adjoints aux points de raccord et donc ne nécessite pas de calculs supplémentaire. Ainsi, l'implémentation de algorithme du gradient est aisée. / The first objective of this work is to understand the dynamical properties of the circular restricted three body problem in order to use them to design low consumption missions for spacecrafts with a low thrust engine. A fundamental property is the existence of invariant manifolds associated with periodic orbits around Lagrange points. Following the Interplanetary Transport Network concept, invariant manifolds are very useful to design spacecraft missions because they are gravitational currents. A large part of this work is devoted to designing a numerical method that performs an optimal transfer between invariant manifolds. The cost we want to minimize is the $L^{1}$-norm of the control which is equivalent to minimizing the consumption of the engines. We also consider the $L^{2}$-norm of the control which is easier to minimize numerically. The numerical methods are indirect ones coupled with different continuations on the thrust, on the cost, and on the final state, to provide robustness. These methods are based on the application of the Pontryagin Maximum Principal. The algorithms developed in this work allow for the design of real life missions such as missions between the realms of libration points. The basic idea is to initialize a multiple shooting method with an admissible trajectory that contains controlled parts (local transfers) and uncontrolled parts following the natural dynamics (invariant manifolds). The methods developed here are efficient and fast (less than a few minutes to obtain the whole optimal trajectory). Finally, we develop a hybrid method, with both direct and indirect methods, to adjust the position of the matching points on the invariant manifolds for missions with large energy gaps. The gradient of the value function is given by the values of the costates at the matching points and does not require any additional computation. Hence, the implementation of the gradient descent is easy.

Les expériences sismiques actives sont largement utilisées pour caractériser la structure de la subsurface. Les méthodes dites d’analyse de vitesse par migration ont pour but la détermination d’un macro-modèle de vitesse, lisse, et contrôlant la cinématique de propagation des ondes. Le modèle est estimé par des critères de cohérence d’image ou de focalisation d’image. Les images de réflectivité obtenues par les techniques de migration classiques sont cependant contaminées par des artefacts, altérant la qualité de la remise à jour du macro-modèle. Des résultats récents proposent de coupler l’inversion asymptotique, qui donne des images beaucoup plus propres en pratique, avec l’analyse de vitesse pour la version offset en profondeur. Cette approche cependant demande des capacités de calcul et de mémoire importantes et ne peut actuellement être étendue en 3D.Dans ce travail, je propose de développer le couplage entre l’analyse de vitesse et la migration plus conventionnelle par point de tir. La nouvelle approche permet de prendre en compte des modèles de vitesse complexes, comme par exemple en présence d’anomalies de vitesses plus lentes ou de réflectivités discontinues. C’est une alternative avantageuse en termes d’implémentation et de coût numérique par rapport à la version profondeur. Je propose aussi d’étendre l’analyse de vitesse par inversion au domaine des données pour les cas par point de tir. J’établis un lien entre les méthodes formulées dans les domaines données et images. Les méthodologies sont développées et analysées sur des données synthétiques 2D. / Active seismic experiments are widely used to characterize the structure of the subsurface. Migration Velocity Analysis techniques aim at recovering the background velocity model controlling the kinematics of wave propagation. The first step consists of obtaining the reflectivity images by migrating observed data in a given macro velocity model. The estimated model is then updated, assessing the quality of the background velocity model through the image coherency or focusing criteria. Classical migration techniques, however, do not provide a sufficiently accurate reflectivity image, leading to incorrect velocity updates. Recent investigations propose to couple the asymptotic inversion, which can remove migration artifacts in practice, to velocity analysis in the subsurface-offset domain for better robustness. This approach requires large memory and cannot be currently extended to 3D. In this thesis, I propose to transpose the strategy to the more conventional common-shot migration based velocity analysis. I analyze how the approach can deal with complex models, in particular with the presence of low velocity anomaly zones or discontinuous reflectivities. Additionally, it requires less memory than its counterpart in the subsurface-offset domain. I also propose to extend Inversion Velocity Analysis to the data-domain, leading to a more linearized inverse problem than classic waveform inversion. I establish formal links between data-fitting principle and image coherency criteria by comparing the new approach to other reflection-based waveform inversion techniques. The methodologies are developed and analyzed on 2D synthetic data sets.

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Recombinant DNA technology has been commonly used in a number of fields to synthesize new products or generate products with a new pathway. Conventional cloning methods are expensive and require significant time and labor; λ-PCR, a new cloning method developed in the Senger lab, has a number of advantages compared to other cloning processes due to its employment of relatively inexpensive and widely available materials and time-efficiency. While the amount of lab work required for the cloning process is minimal, the importance of accurate primer design cannot be overstated. The target of this study was to create an effective procedure for λ-PCR primer design that ensures accurate cloning reactions. Additionally, synthetic ribosome binding sites (RBS) were included in the primer designs to test heterologous protein expression of the cyan fluorescent reporter with different RBS strengths. These RBS sequences were designed with an online tool, the RBS Calculator. A chimeric primer design procedure for λ-PCR was developed and shown to effectively create primers used for accurate cloning with λ-PCR; this method was used to design primers for CFP cloning in addition to two enzymes cloned in the Senger lab. A total of five strains of BL21(DE3) with pET28a + CFP were constructed, each with the same cyan fluorescent protein (CFP) reporter but different RBS sequences located directly upstream of the start codon of the CFP gene. Expression of the protein was measured using both whole-cell and cell-free systems to determine which system yields higher protein concentrations. A number of other factors were tested to optimize conditions for high protein expression, including: induction time, IPTG concentration, temperature, and media (for the cell-free experiments only). Additionally, expression for each synthetic RBS sequence was investigated to determine an accurate method for predicting protein translation. NUPACK and the Salis Lab RBS Calculator were both used to evaluate the effects of these different synthetic RBS sequences. The results of the plate reader experiments with the 5 CFP strains revealed a number of factors to be statistically significant when predicting protein expression, including: IPTG concentration, induction time, and in the cell-free experiments, type of media. The whole-cell system consistently produced higher amounts of protein than the cell-free system. Lastly, contrasts between the CFP strains showed each strain's performance did not match the predictions from the RBS Calculator. Consequently, a new method for improving protein expression with synthetic RBS sequences was developed using relationships between Gibbs free energy of the RBS-rRNA complex and expression levels obtained through experimentation. Additionally, secondary structure present at the RBS in the mRNA transcript was modeled with strain expression since these structures cause deviations in the relationship between Gibbs free energy of the mRNA-rRNA complex and CFP expression. / Master of Science / Recombinant DNA technology has been used to genetically enhance organisms to produce greater amounts of a product already made by the organism or to make an organism synthesize a new product. Genes are commonly modified in organisms using cloning practices which typically involves inserting a target gene into a plasmid and transforming the plasmid into the organism of interest. A new cloning process developed in the Senger lab, λ-PCR, improves the cloning process compared to other methods due to its use of relatively inexpensive materials and high efficiency. A primary goal of this study was to develop a procedure for λ-PCR primer design that allows for accurate use of the cloning method. Additionally, this study investigated the use of synthetic ribosome binding sites to control and improve expression of proteins cloned into an organism. Ribosome binding sites are sequences located upstream of the gene that increase the molecule’s affinity for the rRNA sequence on the ribosome, bind to the ribosome just upstream of the beginning of the gene, and initiate expression of the gene. Tools have been developed that create synthetic ribosome binding sites designed to produce specific amounts of protein. For example, the tools can increase or decrease expression of a gene depending on the application. These tools, the Salis Lab RBS Calculator and NUPACK, were used to design and evaluate the effects of the synthetic ribosome binding sites. Additionally, a new method was created to design synthetic ribosome binding sites since the methods used during the design process yielded inaccuracies. Each strain of E. coli contained the same gene, a cyan fluorescent protein (CFP), but had different RBS sequences located upstream of the gene. Expression of CFP was controlled via induction, meaning the addition of a particular molecule, IPTG in this system, triggered expression of CFP. Each of the CFP strains were tested with a variety of v conditions in order to find the conditions most suitable for protein expression; the variables tested include: induction time, IPTG (inducer) concentration, and temperature. Media was also tested for the cell-free systems, meaning the strains were grown overnight for 18 hours and lysed, a process where the cell membrane is broken in order to utilize the cell’s components for protein expression; the cell lysate was resuspended in new media for the experiments. ANOVA and multiple linear regression revealed IPTG concentration, induction time, and media to be significant factors impacting protein expression. This analysis also showed each CFP strain did not perform as the RBS Calculator predicted. Modeling each strain’s CFP expression using the RBS-rRNA binding strengths and secondary structures present in the RBS allowed for the creation of a new model for predicting and designing RBS sequences.

Dans une première partie de ce travail, nous avons développé de nouveaux outils pour la micromanipulation d'ADN en pinces magnétiques. Cet appareil permet d'appliquer une force contrôlée à une molécule d'ADN tout en mesurant son extension. Nous avons amélioré la résolution spatiale du dispositif, limitée par le bruit de photons affectant la détection optique, et la mesure de force, limitée par la résolution temporelle de la microscopie vidéo. Nous avons donc couplé une imagerie haute-fréquence par ondes évanescentes aux pinces magnétiques et l'avons appliqué à un nouveau principe de séquençage d'ADN démontrant une résolution sub-nanométrique. Pour mesurer de hautes forces, nous avons mis au point un protocole de modulation de l'exposition vidéo qui permet d'échantillonner correctement les fluctuations browniennes du système senseur magnétique-brin d'ADN et de restaurer leur niveau au-delà de la fréquence de coupure du système d'acquisition. Dans une seconde partie, nous proposons une imagerie photothermique, en champ large et en temps réel, de nanoparticules métalliques pour le marquage de moteurs moléculaires uniques. Nous avons démontré la possibilité d'imager rapidement des nanoparticules d'or uniques par effet photothermique, cependant des améliorations restent à produire pour visualiser des nanoparticules de taille adaptée aux applications biologiques. Dans cette optique, nous avons aussi exploré un nouveau mode de chauffage périodique et spatialement étendu: les interactions électromagnétiques entre champ radio-fréquence et nanoparticules métalliques. Finalement, nous avons appliqué le principe de démodulation optique utilisé pour la photothermie à l'identification sélective d'espèces biochimiques résonantes, visualisées en microscopie de fluorescence.

Cette thèse porte sur l'étude de modèles non linéaires issus de la mécanique quantique relativiste.Dans la première partie, nous démontrons à l'aide d'une méthode de tir l'existence d'une infinité de solutions d'équations de Dirac non linéaires provenant d'un modèle de hadrons et d'un modèle de la physique des noyaux.Dans la seconde partie, nous prouvons par des méthodes variationnelles l'existence d'un état fondamental et d'états excités pour deux modèles de la physique des hadrons. Par la suite, nous étudions la transition de phase reliant les deux modèles grâce à la Gamma-convergence.La dernière partie est consacrée à l'étude d'un autre modèle de hadrons dans lequel les fonctions d'onde des quarks sont parfaitement localisées. Nous énonçons quelques résultats préliminaires que nous avons obtenus.