Brillouin scattering of light by spin waves in ferromagnetic nanorods

We report the investigations of spin wave modes of arrays of Ni and Co nanorods using Brillouin light scattering. We have revealed the significant influence of spin wave modes along the nanorod axis in contrast to infinite magnetic nanowires. Unusual optical properties featuring an inverted Stokes/anti-Stokes asymmetry of the Brillouin scattering spectra have been observed. The spectrum of spin wave modes in the nanorod array has been calculated and compared with the experiment. Experimental observations are explained in terms of a combined numerical-analytical approach taking into account both the low aspect ratio of individual magnetic nanorods and dipolar magnetic coupling between the nanorods in the array. The optical studies of spin-wave modes in nanorod metamaterials with low aspect ratio nanorods have revealed new magnetic and magneto-optical properties compared to continuous magnetic films or infinite magnetic nanowires. Such magnetic artificial materials are important class of active metamaterials needed for prospective data storage and signal processing applications. © 2012 Elsevier B.V.

Are there latitudinal gradients in species turnover?

Aim To examine the effect on the observed relationship betw een spatial turnover and latitude of both the measure of beta diversity used and the method of analysis.

Location The empirical analyses presented herein are for the New World.

Methods We take the spatial distributions of the owls of the New World as an exemplar data set to investigate the patterns of beta diversity across latitudes revealed by different analytical methods. To illustrate the strengths and weaknesses of alternative measures of beta diversity and different analytical approaches, we also use a simple random distribution model, focusing in particular on the influence of richness gradients and landmass geometry.

Results Our simple spatial model of turnover demonstrates that different combinations of analytical approach and measure of beta diversity can give rise to strikingly different relationships between turnover and latitude. The analyses of the bird data for the owls of the New World demonstrate that this observation extends to real data.

Conclusions For the particular assemblage considered, we present strong evidence that species richness declines at higher latitudes, and there is also some evidence that species turnover is greater nearer the equator, despite conceptual and practical difficulties involved in analysing spatial patterns of species turnover. We suggest some ways of overcoming these difficulties.

Localized structures in complex plasmas in the presence of a magnetic field

In this work, the general framework in which fits our investigation is that of modeling the dynamics of dust grains therein dusty plasma (complex plasma) in the presence of electromagnetic fields. The generalized discrete complex Ginzburg-Landau equation (DCGLE) is thus obtained to model discrete dynamical structure in dusty plasma with Epstein friction. In the collisionless limit, the equation reduces to the modified discrete nonlinear Schrödinger equation (MDNLSE). The modulational instability phenomenon is studied and we present the criterion of instability in both cases and it is shown that high values of damping extend the instability region. Equations thus obtained highlight the presence of soliton-like excitation in dusty plasma. We studied the generation of soliton in a dusty plasma taking in account the effects of interaction between dust grains and theirs neighbours. Numerical simulations are carried out to show the validity of analytical approach.

Development of open models and tools for seismic risk assessment: application to Portugal

The exponential growth of the world population has led to an increase of settlements often located in areas prone to natural disasters, including earthquakes. Consequently, despite the important advances in the field of natural catastrophes modelling and risk mitigation actions, the overall human losses have continued to increase and unprecedented economic losses have been registered. In the research work presented herein, various areas of earthquake engineering and seismology are thoroughly investigated, and a case study application for mainland Portugal is performed. Seismic risk assessment is a critical link in the reduction of casualties and damages due to earthquakes. Recognition of this relation has led to a rapid rise in demand for accurate, reliable and flexible numerical tools and software. In the present work, an open-source platform for seismic hazard and risk assessment is developed. This software is capable of computing the distribution of losses or damage for an earthquake scenario (deterministic event-based) or earthquake losses due to all the possible seismic events that might occur within a region for a given interval of time (probabilistic event-based). This effort has been developed following an open and transparent philosophy and therefore, it is available to any individual or institution. The estimation of the seismic risk depends mainly on three components: seismic hazard, exposure and vulnerability. The latter component assumes special importance, as by intervening with appropriate retrofitting solutions, it may be possible to decrease directly the seismic risk. The employment of analytical methodologies is fundamental in the assessment of structural vulnerability, particularly in regions where post-earthquake building damage might not be available. Several common methodologies are investigated, and conclusions are yielded regarding the method that can provide an optimal balance between accuracy and computational effort. In addition, a simplified approach based on the displacement-based earthquake loss assessment (DBELA) is proposed, which allows for the rapid estimation of fragility curves, considering a wide spectrum of uncertainties. A novel vulnerability model for the reinforced concrete building stock in Portugal is proposed in this work, using statistical information collected from hundreds of real buildings. An analytical approach based on nonlinear time history analysis is adopted and the impact of a set of key parameters investigated, including the damage state criteria and the chosen intensity measure type. A comprehensive review of previous studies that contributed to the understanding of the seismic hazard and risk for Portugal is presented. An existing seismic source model was employed with recently proposed attenuation models to calculate probabilistic seismic hazard throughout the territory. The latter results are combined with information from the 2011 Building Census and the aforementioned vulnerability model to estimate economic loss maps for a return period of 475 years. These losses are disaggregated across the different building typologies and conclusions are yielded regarding the type of construction more vulnerable to seismic activity.

Road traffic information platform for energy and emissions savings

Apesar das recentes inovações tecnológicas, o setor dos transportes continua a exercer impactes significativos sobre a economia e o ambiente. Com efeito, o sucesso na redução das emissões neste setor tem sido inferior ao desejável. Isto deve-se a diferentes fatores como a dispersão urbana e a existência de diversos obstáculos à penetração no mercado de tecnologias mais limpas. Consequentemente, a estratégia “Europa 2020” evidencia a necessidade de melhorar a eficiência no uso das atuais infraestruturas rodoviárias. Neste contexto, surge como principal objetivo deste trabalho, a melhoria da compreensão de como uma escolha de rota adequada pode contribuir para a redução de emissões sob diferentes circunstâncias espaciais e temporais. Simultaneamente, pretende-se avaliar diferentes estratégias de gestão de tráfego, nomeadamente o seu potencial ao nível do desempenho e da eficiência energética e ambiental. A integração de métodos empíricos e analíticos para avaliação do impacto de diferentes estratégias de otimização de tráfego nas emissões de CO2 e de poluentes locais constitui uma das principais contribuições deste trabalho. Esta tese divide-se em duas componentes principais. A primeira, predominantemente empírica, baseou-se na utilização de veículos equipados com um dispositivo GPS data logger para recolha de dados de dinâmica de circulação necessários ao cálculo de emissões. Foram percorridos aproximadamente 13200 km em várias rotas com escalas e características distintas: área urbana (Aveiro), área metropolitana (Hampton Roads, VA) e um corredor interurbano (Porto-Aveiro). A segunda parte, predominantemente analítica, baseou-se na aplicação de uma plataforma integrada de simulação de tráfego e emissões. Com base nesta plataforma, foram desenvolvidas funções de desempenho associadas a vários segmentos das redes estudadas, que por sua vez foram aplicadas em modelos de alocação de tráfego. Os resultados de ambas as perspetivas demonstraram que o consumo de combustível e emissões podem ser significativamente minimizados através de escolhas apropriadas de rota e sistemas avançados de gestão de tráfego. Empiricamente demonstrou-se que a seleção de uma rota adequada pode contribuir para uma redução significativa de emissões. Foram identificadas reduções potenciais de emissões de CO2 até 25% e de poluentes locais até 60%. Através da aplicação de modelos de tráfego demonstrou-se que é possível reduzir significativamente os custos ambientais relacionados com o tráfego (até 30%), através da alteração da distribuição dos fluxos ao longo de um corredor com quatro rotas alternativas. Contudo, apesar dos resultados positivos relativamente ao potencial para a redução de emissões com base em seleções de rotas adequadas, foram identificadas algumas situações de compromisso e/ou condicionantes que devem ser consideradas em futuros sistemas de eco navegação. Entre essas condicionantes importa salientar que: i) a minimização de diferentes poluentes pode implicar diferentes estratégias de navegação, ii) a minimização da emissão de poluentes, frequentemente envolve a escolha de rotas urbanas (em áreas densamente povoadas), iii) para níveis mais elevados de penetração de dispositivos de eco-navegação, os impactos ambientais em todo o sistema podem ser maiores do que se os condutores fossem orientados por dispositivos tradicionais focados na minimização do tempo de viagem. Com este trabalho demonstrou-se que as estratégias de gestão de tráfego com o intuito da minimização das emissões de CO2 são compatíveis com a minimização do tempo de viagem. Por outro lado, a minimização de poluentes locais pode levar a um aumento considerável do tempo de viagem. No entanto, dada a tendência de redução nos fatores de emissão dos poluentes locais, é expectável que estes objetivos contraditórios tendam a ser minimizados a médio prazo. Afigura-se um elevado potencial de aplicação da metodologia desenvolvida, seja através da utilização de dispositivos móveis, sistemas de comunicação entre infraestruturas e veículos e outros sistemas avançados de gestão de tráfego.

Analysing energy use in supply chains: the case of fruits & vegetables and furniture

An increasing number of producers, retailers and third-party logistics providers are interested in carrying out energy assessments of their product supply chain. This is due to sensitivity about climate change and carbon emissions, but also to high energy prices. This paper presents an analytical approach developed to measure energy use in logistics activities in product supply chains. The approach (based on the Life Cycle Approach) quantifies energy use in transport and logistics activities at all stages of a product supply chain. The work has demonstrated that such an assessment approach based on the supply chain is useful in comparing the energy use implications of different strategies. This supply chain approach can be used to consider options such as sourcing and distribution centre locations, transport modes, road freight vehicle types and weights, vehicle load factors, empty running, transport distance and the balance between consumer shopping trips and delivery to the home.

The effect of clock jitter on the performance of continuous-time delta-sigma ADC for GNSS signals

Next generation Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers will operate in multiple navigation bands. An efficient way to achieve this with lower power and cost is to employ BandPass Sampling (BPS); nevertheless, the sampling operation injects large amounts of jitter noise, which degrades the performance of the receiver. Continuous–Time (CT) Delta–Sigma (ΔΣ) modulators are capable of suppressing this noise but the impact of clock jitter at the output of the Digital– to–Analog Converter (DAC) in the feedback path of the modulator should be taken into account. This paper presents an analytical approach for describing clock jitter in GNSS receivers when a CT–ΔΣ modulator is utilized for Analog–to–Digital Conversion (ADC). The validity of the presented approach is verified through time–domain simulations using a behavioural model of the fourth–order CT–ΔΣ modulator with 1–bit NRZ DAC feedback pulse.

Gestão integrada de ativos num contexto real

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Manutenção

Reliable and Fast Hand-Offs in Low-Power Wireless Networks

Hand-off (or hand-over), the process where mobile nodes select the best access point available to transfer data, has been well studied in wireless networks. The performance of a hand-off process depends on the specific characteristics of the wireless links. In the case of low-power wireless networks, hand-off decisions must be carefully taken by considering the unique properties of inexpensive low-power radios. This paper addresses the design, implementation and evaluation of smart-HOP, a hand-off mechanism tailored for low-power wireless networks. This work has three main contributions. First, it formulates the hard hand-off process for low-power networks (such as typical wireless sensor networks - WSNs) with a probabilistic model, to investigate the impact of the most relevant channel parameters through an analytical approach. Second, it confirms the probabilistic model through simulation and further elaborates on the impact of several hand-off parameters. Third, it fine-tunes the most relevant hand-off parameters via an extended set of experiments, in a realistic experimental scenario. The evaluation shows that smart-HOP performs well in the transitional region while achieving more than 98 percent relative delivery ratio and hand-off delays in the order of a few tens of a milliseconds.

Comparing clustering solutions: the use of adjusted paired indices

In the present paper we compare clustering solutions using indices of paired agreement. We propose a new method - IADJUST - to correct indices of paired agreement, excluding agreement by chance. This new method overcomes previous limitations known in the literature as it permits the correction of any index. We illustrate its use in external clustering validation, to measure the accordance between clusters and an a priori known structure. The adjusted indices are intended to provide a realistic measure of clustering performance that excludes agreement by chance with ground truth. We use simulated data sets, under a range of scenarios - considering diverse numbers of clusters, clusters overlaps and balances - to discuss the pertinence and the precision of our proposal. Precision is established based on comparisons with the analytical approach for correction specific indices that can be corrected in this way are used for this purpose. The pertinence of the proposed correction is discussed when making a detailed comparison between the performance of two classical clustering approaches, namely Expectation-Maximization (EM) and K-Means (KM) algorithms. Eight indices of paired agreement are studied and new corrected indices are obtained.

Amostragem Adaptativa em Redes de Sensores

Uma nova área tecnológica está em crescente desenvolvimento. Esta área, denominada de internet das coisas, surge na necessidade de interligar vários objetos para uma melhoria a nível de serviços ou necessidades por parte dos utilizadores. Esta dissertação concentra-se numa área específica da tecnologia internet das coisas que é a sensorização. Esta rede de sensorização é implementada pelo projeto europeu denominado de Future Cities [1] onde se cria uma infraestrutura de investigação e validação de projetos e serviços inteligentes na cidade do Porto. O trabalho realizado nesta dissertação insere-se numa das plataformas existentes nessa rede de sensorização: a plataforma de sensores ambientais intitulada de UrbanSense. Estes sensores ambientais que estão incorporados em Data Collect Unit (DCU), também denominados por nós, medem variáveis ambientais tais como a temperatura, humidade, ozono e monóxido de carbono. No entanto, os nós têm recursos limitados em termos de energia, processamento e memória. Apesar das grandes evoluções a nível de armazenamento e de processamento, a nível energético, nomeadamente nas baterias, não existe ainda uma evolução tão notável, limitando a sua operacionalidade [2]. Esta tese foca-se, essencialmente, na melhoria do desempenho energético da rede de sensores UrbanSense. A principal contribuição é uma adaptação do protocolo de redes Ad Hoc OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) para ser usado por nós alimentados a energia renovável, de forma a aumentar a vida útil dos nós da rede de sensorização. Com esta contribuição é possível obter um maior número de dados durante períodos de tempo mais longos, aproximadamente 10 horas relativamente às 7 horas anteriores, resultando numa maior recolha e envio dos mesmos com uma taxa superior, cerca de 500 KB/s. Existindo deste modo uma aproximação analítica dos vários parâmetros existentes na rede de sensorização. Contudo, o aumento do tempo de vida útil dos nós sensores com recurso à energia renovável, nomeadamente, energia solar, incrementa o seu peso e tamanho que limita a sua mobilidade. Com o referido acréscimo a determinar e a limitar a sua mobilidade exigindo, por isso, um planeamento prévio da sua localização. Numa primeira fase do trabalho analisou-se o consumo da DCU, visto serem estes a base na infraestrutura e comunicando entre si por WiFi ou 3G. Após uma análise dos protocolos de routing com iv suporte para parametrização energética, a escolha recaiu sobre o protocolo OLSR devido à maturidade e compatibilidade com o sistema atual da DCU, pois apesar de existirem outros protocolos, a implementação dos mesmos, não se encontram disponível como software aberto. Para a validação do trabalho realizado na presente dissertação, é realizado um ensaio prévio sem a energia renovável, para permitir caracterização de limitações do sistema. Com este ensaio, tornou-se possível verificar a compatibilidade entre os vários materiais e ajustamento de estratégias. Num segundo teste de validação é concretizado um ensaio real do sistema com 4 nós a comunicar, usando o protocolo com eficiência energética. O protocolo é avaliado em termos de aumento do tempo de vida útil do nó e da taxa de transferência. O desenvolvimento da análise e da adaptação do protocolo de rede Ad Hoc oferece uma maior longevidade em termos de tempo de vida útil, comparando ao que existe durante o processamento de envio de dados. Apesar do tempo de longevidade ser inferior, quando o parâmetro energético se encontra por omissão com o fator 3, a realização da adaptação do sistema conforme a energia, oferece uma taxa de transferência maior num período mais longo. Este é um fator favorável para a abertura de novos serviços de envio de dados em tempo real ou envio de ficheiros com um tamanho mais elevado.

Patent pools and competition law : an examination of the enforcement strategies of competition authorities

"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de maîtrise en droit, option recherche"

L’assistance médicalisée pour mourir demandée dans le cadre des soins de fin de vie : enjeux d’une éthique réflexive et critique pour l’humanisation de la mort

Par une approche analytique, cette étude en éthique clinique a examiné la problématique de la demande d’assistance médicalisée pour mourir formulée dans le cadre des soins de fin de vie. Partant du fait que cette demande sollicite les soignants dans leur savoir et leur savoir-faire, surtout dans leur savoir-être, cette étude rend d’abord compte d’un fait : bon gré mal gré l’interdit de l’euthanasie par la loi et la déontologie médicale, ainsi que le débat contradictoire à son sujet qui dure déjà voici quelques décennies, il arrive de temps à autres que les soignants œuvrant en soins de fin de vie, soient confrontés à une demande d’assistance médicalisée pour mourir. Cette demande qui émane de certaines personnes en fin de vie et / ou de leurs proches, est souvent source de malaise pour les soignants à l’endroit de qui elle crée des défis majeurs et fait naître des dilemmes éthiques importants. Plus particulièrement, cette demande interroge toujours la finalité même des soins de fin de vie : est-ce que l’aide pour mourir fait partie de ces soins ? En réponse à cette question difficile, cette démarche réflexive de soignant chercheur en éthique montre qu’il est difficile de donner une réponse binaire en forme de oui / non ; il est difficile de donner une réponse d’application universalisable, et de définir une généralisable conduite à tenir devant une telle demande, car chaque cas est singulier et unique à son genre. Cette étude montre prioritairement que l’humanisation de la mort est à la fois un enjeu éthique important et un défi majeur pour notre société où la vie des individus est médicalisée de la naissance à la mort. En conséquence, parce que la demande d’assistance médicalisée pour mourir sollicite les soignants dans leur savoir et leur savoir-faire, cette étude montre toute l’importance de la réflexivité et de la créativité que doivent développer les soignants pour apporter une réponse constructive à chaque demande : une réponse humanisant le mourir et la mort elle-même, c’est-à-dire une réponse qui soit, sur le plan éthique, raisonnable et cohérente, une réponse qui soit sur le plan humain, porteuse de sens. D’où, outre l’axiologie, cette démarche réflexive montre que l’interdisciplinarité, la sémantique, l’herméneutique et les grilles d’analyse en éthique, constituent des outils réflexifs efficaces pouvant mieux aider les soignants dans leur démarche. Sur quelles bases éthiques, les soignants doivent-ils examiner une demande d’assistance médicalisée pour mourir, demande qui se présente toujours sous la forme d’un dilemme éthique? Cette question renvoie entre autre au fait que cette demande sollicite profondément les soignants dans leur savoir-être en relation des soins de fin de vie. Aussi bonnes les unes que les autres, qu’on soit pour ou contre l’euthanasie, plusieurs stratégies et méthodes d’analyse sont proposées aux soignants pour la résolution des conflits des valeurs et des dilemmes éthiques. Mais, ce n’est pas sur cette voie-là que cette étude invite les soignants. C’est plutôt par leur réflexivité et leur créativité, enrichies principalement par leur humanisme, leur expérience de vie, leur intuition, et secondairement par les différentes méthodes d’analyse, que selon chaque contexte, les soignants par le souci permanent de bien faire qui les caractérisent, trouveront toujours par eux-mêmes ce qui convient de faire dans l’ici et maintenant de chaque demande. C’est pourquoi, devant une demande d’assistance médicalisée pour mourir qui leur est adressée dans le cadre des soins de fin de vie, cette démarche éthique invite donc les soignants à être « des cliniciens créatifs, des praticiens réflexifs» . C’est pour cette raison, sur le plan proprement dit de la réflexion éthique, cette étude fait apparaître les repères de l’éthique humaniste de fin de vie comme bases axiologiques sur lesquels les soignants peuvent construire une démarche crédible pour répondre au mieux à cette demande. L’éthique humaniste de fin de vie située dans le sillage de l’humanisme médical , où l’humain précède le médical, renvoie au fait qu’en soins de fin de vie où émerge une demande d’aide à la mort, entre le demandeur de cette aide et le soignant, tout doit être basé sur une confiante relation d’homme à homme, même si du côté du soignant, son savoir être dans cette relation est aussi enrichi par sa compétence, ses connaissances et son expérience ou son savoir-faire. Basée sur l’humanité du soignant dans la démarche de soins, l’éthique humaniste de fin de vie en tant que pratique réflexive émerge de la créativité éthique du soignant lui-même et de l’équipe autour de lui ; et cette éthique se situe entre interrogation et transgression, et se définit comme une éthique « du vide-de-sens-à-remplir » dans un profond souci humain de bien faire. Car, exclue l’indifférence à la demande de l’assistance médicalisée pour mourir, son acceptation ou son refus par le soignant, doit porter sur l’humanisation de la mort. Cette dernière étant fondamentalement définie par rapport à ce qui déshumanise la fin de vie.

Le jeune téléspectateur, objet de discours social : le cas du Chili «post-1990»

Cette thèse s’interroge sur le phénomène du jeune téléspectateur contemporain. Je questionne cette « réalité », qui fait l’objet de discours et de pratiques sociales au quotidien. L’idée de l’existence « objective » de l’enfant téléspectateur depuis l’avènement de la télévision est si fertile, qu’elle a même contribué au développement d’un sous-domaine de recherche en communication : la communication jeunesse. J’inclus également ce sous-domaine dans la problématique. Ce faisant, je tente d’esquisser une théorisation de l’enfant téléspectateur, en le comprenant comme une formation discursive et sociale. Suivant le point de vue de l’analyse de discours de Michel Foucault (1969), j’axe son étude en articulant deux éléments qui forment les objets sociaux : le régime de vérité et les formations discursives. Ainsi, je réfléchis au jeune téléspectateur comme objet de savoir et de vérité, et comme fruit d’un ensemble de formations discursives. J’ancre empiriquement le questionnement du jeune téléspectateur contemporain dans le Chili « post-1990 ». Je propose une approche méthodologique et analytique me permettant de rendre compte de l’articulation d’éléments hétérogènes qui participent au façonnement discursif et social de celui-ci. Cet outil exploratoire est « le rhizome », que j’emprunte à Gilles Deleuze et à Félix Guattari (1976). Le rhizome m’est utile pour rendre compte des multiples portes d’entrée dans la formation discursive de l’enfant téléspectateur, du déplacement comme chercheuse à l’intérieur de celle-ci, et des figures qui se forment par l’articulation du discours et des pratiques entreprises à son égard. Ce faisant, je propose une archive d’époque de l’enfant téléspectateur du Chili « post-1990 ». Dans celle-ci, je montre des modalités particulières de sa formation discursive et des figures hétéroclites de celui-ci qui ont émergé dans les analyses. Finalement, je présente un ensemble de pratiques discursives qui ont également fait surface dans les analyses. Ces pratiques emploient la figure de l’enfant téléspectateur pour instaurer discursivement d’autres « réalités », qui ne le concernent pas directement. M’appuyant sur Jean-Michel Berthelot (1992), notamment sur son concept d’« opérateur discursif », je qualifie ainsi ces pratiques observées.

La configuration spatiale et la hiérarchie urbaine en Colombie

Ce mémoire présente les résultats d'une recherche portant sur cinq villes colombiennes sélectionnées selon leur taille et le nombre d’emplois par secteur économique, d’après les données des recensements du Département Administratif National des Statistiques (DANE) qui s’étalent entre 1985 et 2005. La méthode d'analyse adoptée est de type descriptif et met l'accent sur des facteurs de taille et de nombre d’habitants afin d’évaluer la hiérarchie entre les villes entre 1985 et 2005, et de comprendre, pour la même période, la spécialisation des cinq villes à travers leurs données d’emplois respectives. Cette méthode est complétée par l’utilisation des outils d’évaluation régionale et urbaine pour comprendre le processus de polarisation en Colombie. L’économie colombienne est dominée par les villes de grande taille ou les régions métropolitaines qui constituent les plus grands marchés (économies d'agglomération). Cependant, ces zones (Bogota, Medellin, Cali, Barranquilla et Bucaramanga) ne sont pas intégrées. Par conséquent, la prédominance de ces centres s’est considérablement réduite.