On new maximal supergravity and its BPS domain-walls

We revise the SU(3)-invariant sector of N  = 8 supergravity with dyonic SO(8) gaugings. By using the embedding tensor formalism, analytic expressions for the scalar potential, superpotential(s) and fermion mass terms are obtained as a function of the electromagnetic phase ω and the scalars in the theory. Equipped with these results, we explore non-supersymmetric AdS critical points at ω ≠ 0 for which perturbative stability could not be analysed before. The ω-dependent superpotential is then used to derive first-order flow equations and obtain new BPS domain-wall solutions at ω ≠ 0. We numerically look at steepest-descent paths motivated by the (conjectured) RG flows.

Optimized design of the prestress in continuous bridge decks

In this paper a method for automatic design of the prestress in continuous bridge decks is presented. In a first step of the procedure the optimal prestressed force for a completely geometrically defined and feasible prestress layout is obtained by means of linear programming techniques. Further on, in a second step the prestress geometry and minimum force are automatically found by steepest descent optimization techniques. Finally this methodology is applied to two-span continuous bridge decks and from the obtained results some preliminary design rules can be drawn.

Two-dimensional isostatic meshes in the finite element method

In a Finite Element (FE) analysis of elastic solids several items are usually considered, namely, type and shape of the elements, number of nodes per element, node positions, FE mesh, total number of degrees of freedom (dot) among others. In this paper a method to improve a given FE mesh used for a particular analysis is described. For the improvement criterion different objective functions have been chosen (Total potential energy and Average quadratic error) and the number of nodes and dof's of the new mesh remain constant and equal to the initial FE mesh. In order to find the mesh producing the minimum of the selected objective function the steepest descent gradient technique has been applied as optimization algorithm. However this efficient technique has the drawback that demands a large computation power. Extensive application of this methodology to different 2-D elasticity problems leads to the conclusion that isometric isostatic meshes (ii-meshes) produce better results than the standard reasonably initial regular meshes used in practice. This conclusion seems to be independent on the objective function used for comparison. These ii-meshes are obtained by placing FE nodes along the isostatic lines, i.e. curves tangent at each point to the principal direction lines of the elastic problem to be solved and they should be regularly spaced in order to build regular elements. That means ii-meshes are usually obtained by iteration, i.e. with the initial FE mesh the elastic analysis is carried out. By using the obtained results of this analysis the net of isostatic lines can be drawn and in a first trial an ii-mesh can be built. This first ii-mesh can be improved, if it necessary, by analyzing again the problem and generate after the FE analysis the new and improved ii-mesh. Typically, after two first tentative ii-meshes it is sufficient to produce good FE results from the elastic analysis. Several example of this procedure are presented.

Coupled CFD Shape Optimization for aerodynamic profiles

The present document deals with the optimization of shape of aerodynamic profiles -- The objective is to reduce the drag coefficient on a given profile without penalising the lift coefficient -- A set of control points defining the geometry are passed and parameterized as a B-Spline curve -- These points are modified automatically by means of CFD analysis -- A given shape is defined by an user and a valid volumetric CFD domain is constructed from this planar data and a set of user-defined parameters -- The construction process involves the usage of 2D and 3D meshing algorithms that were coupled into own- code -- The volume of air surrounding the airfoil and mesh quality are also parametrically defined -- Some standard NACA profiles were used by obtaining first its control points in order to test the algorithm -- Navier-Stokes equations were solved for turbulent, steady-state ow of compressible uids using the k-epsilon model and SIMPLE algorithm -- In order to obtain data for the optimization process an utility to extract drag and lift data from the CFD simulation was added -- After a simulation is run drag and lift data are passed to the optimization process -- A gradient-based method using the steepest descent was implemented in order to define the magnitude and direction of the displacement of each control point -- The control points and other parameters defined as the design variables are iteratively modified in order to achieve an optimum -- Preliminary results on conceptual examples show a decrease in drag and a change in geometry that obeys to aerodynamic behavior principles

Hybrid Variable Neighborhood HyperHeuristics for Exam Timetabling Problems

This paper presents our work on analysing the high level search within a graph based hyperheuristic. The graph based hyperheuristic solves the problem at a higher level by searching through permutations of graph heuristics rather than the actual solutions. The heuristic permutations are then used to construct the solutions. Variable Neighborhood Search, Steepest Descent, Iterated Local Search and Tabu Search are compared. An analysis of their performance within the high level search space of heuristics is also carried out. Experimental results on benchmark exam timetabling problems demonstrate the simplicity and efficiency of this hyperheuristic approach. They also indicate that the choice of the high level search methodology is not crucial and the high level search should explore the heuristic search space as widely as possible within a limited searching time. This simple and general graph based hyperheuristic may be applied to a range of timetabling and optimisation problems.

Hybrid Variable Neighborhood HyperHeuristics for Exam Timetabling Problems

This paper presents our work on analysing the high level search within a graph based hyperheuristic. The graph based hyperheuristic solves the problem at a higher level by searching through permutations of graph heuristics rather than the actual solutions. The heuristic permutations are then used to construct the solutions. Variable Neighborhood Search, Steepest Descent, Iterated Local Search and Tabu Search are compared. An analysis of their performance within the high level search space of heuristics is also carried out. Experimental results on benchmark exam timetabling problems demonstrate the simplicity and efficiency of this hyperheuristic approach. They also indicate that the choice of the high level search methodology is not crucial and the high level search should explore the heuristic search space as widely as possible within a limited searching time. This simple and general graph based hyperheuristic may be applied to a range of timetabling and optimisation problems.

Boosting the performance of metaheuristics for the MinLA problem using a more discriminating evaluation function

International audience

Strategie agroecologiche nel vigneto: influenza sul fenomeno delle crepacciature del suolo

La salvaguardia della risorsa suolo, bene comune da preservare per le future generazioni, sollecita l’adozione di principi dell’agroecologia nella gestione dei vigneti. In questo contesto, il lavoro di Tesi condotto in un vigneto della cv Sangiovese (Castel Bolognese, RA) si è focalizzato sugli effetti delle strategie agroecologiche di gestione del suolo e, in particolare, sul fenomeno delle crepacciature attraverso lo sviluppo di un approccio metodologico basato sull’elaborazione ed analisi di immagini. Il suolo gestito attraverso l’utilizzo di un inerbimento “modulato a strisce”, caratterizzato dalla presenza di un miscuglio a base di leguminose autoriseminanti lungo il filare, ha migliorato lo stato idrico delle viti. La Tesi ha dimostrato che le strategie agronomiche implementate nel campo sperimentale, riducendo le lavorazioni meccaniche del suolo e limitandole alle sole operazioni di semina dei miscugli, possono contribuire significativamente alla conservazione della risorsa suolo. La metodologia per lo studio delle crepacciature, ideata e resa replicabile nel lavoro di Tesi, potrà essere adottata e sviluppata per confermare i benefici delle strategie agroecologiche.

Il testo esposto. Forme iconotestuali ed ecfrastiche nella letteratura italiana contemporanea (1988-2021)

A partire dal dibattito teorico proposto dalla comunità scientifica, che afferma che negli iconotesti le immagini non illustrano il testo e i testi non descrivono le immagini, e che tra i due linguaggi esiste un rapporto di insubordinazione e conflitto, l’obiettivo principale della mia tesi è quello di individuare come tale rapporto prenda forma in un corpus composto da autori italiani (Daniele Del Giudice, Umberto Eco, Michele Mari, Giorgio Agamben, Tommaso Pincio, Filippo Tuena, Emanuele Trevi, Antonella Anedda) e stranieri (John Berger, Sophie Calle, W. G. Sebald, Julio Cortázar, Orhan Pamuk, Jorge Luis Borges). Dopo aver tracciato la storia dell'iconotesto, la tesi si propone di definire una nuova categoria di iconotesto, in cui immagini e testi sono esposti all'interno di altre immagini. Può trattarsi di fotografie scattate dagli autori o da altri fotografi, oppure di immagini d'archivio. L’obiettivo è quello di mostrare le influenze formali del "Bilderatlas Mnemosyne" di Aby Warburg nel corpus selezionato e di verificare come questa tipologia sia sempre più diffusa nella letteratura contemporanea, come proiezione di una tendenza all'ipertestualità: ricorrono alcuni elementi come il montaggio, la mise en abyme, la ripetizione e il dettaglio, e una particolare forma di ekphrasis-didascalia, secondo cui la presenza dell'immagine implica una metamorfosi della concezione tradizionale del testo che descrive un'immagine, attraverso il passaggio dalla descrizione alla mostrazione.

Numerical and experimental analysis of 3D printed smart structures and systems

Three dimensional (3D) printers of continuous fiber reinforced composites, such as MarkTwo (MT) by Markforged, can be used to manufacture such structures. To date, research works devoted to the study and application of flexible elements and CMs realized with MT printer are only a few and very recent. A good numerical and/or analytical tool for the mechanical behavior analysis of the new composites is still missing. In addition, there is still a gap in obtaining the material properties used (e.g. elastic modulus) as it is usually unknown and sensitive to printing parameters used (e.g. infill density), making the numerical simulation inaccurate. Consequently, the aim of this thesis is to present several work developed. The first is a preliminary investigation on the tensile and flexural response of Straight Beam Flexures (SBF) realized with MT printer and featuring different interlayer fiber volume-fraction and orientation, as well as different laminate position within the sample. The second is to develop a numerical analysis within the Carrera' s Unified Formulation (CUF) framework, based on component-wise (CW) approach, including a novel preprocessing tool that has been developed to account all regions printed in an easy and time efficient way. Among its benefits, the CUF-CW approach enables building an accurate database for collecting first natural frequencies modes results, then predicting Young' s modulus based on an inverse problem formulation. To validate the tool, the numerical results are compared to the experimental natural frequencies evaluated using a digital image correlation method. Further, we take the CUF-CW model and use static condensation to analyze smart structures which can be decomposed into a large number of similar components. Third, the potentiality of MT in combination with topology optimization and compliant joints design (CJD) is investigated for the realization of automated machinery mechanisms subjected to inertial loads.

L'arte del videoclip: evoluzione e caratteristiche

A partire dagli anni Novanta del secolo scorso, il nostro rapporto con il videoclip è diventato pressoché quotidiano, oggi possiamo scegliere in ogni momento quali videoclip guardare grazie a siti come Youtube o Vimeo, ai social media, o a piattaforme come Spotify. Il videoclip da semplice sequenza di immagini che accompagnavano le parole e le melodie di una canzone, è diventato un genere dotato di piena dignità creativa e artistica, caratterizzato da fasi preparatorie spesso molto complesse e dall’utilizzo di tecnologie sofisticate e personale altamente qualificato che non lo rendono secondario a nessuno dei prodotti dell’universo cinematografico. Scopo di questa tesi è infatti dimostrare che il mondo del videoclip non è abitato da registi e operatori minori, ma popolato in gran parte da professionisti di grande spessore artistico che ambiscono a realizzare prodotti di importante valore creativo. Infatti, il presente lavoro intende, da un lato, rendere esplicita l’identità del videoclip, della sua morfologia, del suo linguaggio e dei suoi modelli, dall’altro far emergere il tema dell’autorialità del videoclip, nell’ottica, appunto, di nobilitarlo e rendere evidente che si tratti di un prodotto cinematografico non secondario ad altre tipologie di lavoro nel campo della pellicola.

Validation of microFE models of human metastatic vertebrae

La colonna vertebrale è uno dei principali siti per lo sviluppo delle metastasi ossee. Esse modificano le proprietà meccaniche della vertebra indebolendo la struttura e inducendo l’instabilità spinale. La medicina in silico e i modelli agli elementi finiti (FE) hanno trovato spazio nello studio del comportamento meccanico delle vertebre, permettendo una valutazione delle loro proprietà meccaniche anche in presenza di metastasi. In questo studio ho validato i campi di spostamento predetti da modelli microFE di vertebre umane, con e senza metastasi, rispetto agli spostamenti misurati mediante Digital Volume Correlation (DVC). Sono stati utilizzati 4 provini da donatore umano, ognuno composto da una vertebra sana e da una vertebra con metastasi litica. Per ogni vertebra è stato sviluppato un modello microFE omogeneo, lineare e isotropo basato su sequenze di immagini ad alta risoluzione ottenute con microCT (voxel size = 39 μm). Sono state imposte come condizioni al contorno gli spostamenti ottenuti con la DVC nelle fette prossimali e distali di ogni vertebra. I modelli microFE hanno mostrato buone capacità predittive degli spostamenti interni sia per le vertebre di controllo che per quelle metastatiche. Per range di spostamento superiori a 100 μm, il valore di R2 è risultato compreso tra 0.70 e 0.99 e il valore di RMSE% tra 1.01% e 21.88%. Dalle analisi dei campi di deformazione predetti dai modelli microFE sono state evidenziate regioni a maggior deformazione nelle vertebre metastatiche, in particolare in prossimità delle lesioni. Questi risultati sono in accordo con le misure sperimentali effettuate con la DVC. Si può assumere quindi che il modello microFE lineare omogeneo isotropo in campo elastico produca risultati attendibili sia per le vertebre sane sia per le vertebre metastatiche. La procedura di validazione implementata potrebbe essere utilizzata per approfondire lo studio delle proprietà meccaniche delle lesioni blastiche.

Il contributo della risonanza magnetica funzionale per la valutazione diagnostica e prognostica della sclerosi multipla

La Sclerosi Multipla (SM) è una malattia neurodegenerativa che colpisce la mielina che riveste i neuroni, indebolendo così la trasmissione del segnale. I sintomi più comuni sono intorpidimento della sensazione tattile e difficoltà motoria, accompagnato da stanchezza e altri sintomi. Per la diagnosi della malattia si utilizza la Risonanza Magnetica (RM) per visualizzare la presenza delle lesioni e la Risonanza Magnetica Funzionale (fRM) per valutare il grado di attivazione delle aree cerebrali. In ambito medico l’utilizzo della RM, in supporto alle altre tecniche di analisi, ha permesso di migliorare e velocizzare la diagnosi e la prognosi della SM. Procedendo all’acquisizione di immagini RM è possibile notare la presenza delle lesioni e controllarne l’evoluzione. Infatti, a seguito della scoperta di lesioni, in base alla gravità e alla tipologia di lesione formatasi, è possibile stabilire il trattamento farmacologico da seguire. In particolare, per il caso dell’atrofia cerebrale la RM ha consentito di visualizzare le aree cerebrali affette e valutare la variabilità dei risultati del confronto tra carico lesionale e atrofia per le prestazioni cognitive. La fRM ha inoltre permesso di poter valutare i cambiamenti dei flussi ematici cerebrali e di visualizzare quindi le zone più o meno colpite dalla patologia. Questa tecnica di imaging funzionale è in grado di valutare le aree cerebrali preservate e promuovere un trattamento mirato per le aree affette. Studiando i flussi ematici si possono ricavare delle mappe spaziali che permettono di visualizzare nell’insieme la malattia. Per lo studio dell’affaticamento è stata utile la fRM poiché ha permesso di rilevare le aree che si sono attivate durante l’esecuzione del task motorio. A seguito di questi esami si è concluso che in presenza di SM si attivano aree cerebrali che in condizioni normali non si attiverebbero, comportando così un affaticamento del soggetto.

Studio e sviluppo di un metodo per il monitoraggio della posizione dell'esofago durante l'ablazione transcatetere

Lo scopo del presente lavoro di tesi è l’implementazione di un metodo per la detezione automatica dei contorni dell’esofago in immagini ecografiche intracardiache acquisite durante procedure di ablazione transcatetere per il trattamento della fibrillazione atriale. Il progetto si è svolto in collaborazione con il laboratorio di elettrofisiologia, Unità Operativa di Cardiologia, Dipartimento Cardiovascolare, dell’ospedale ‘’ S. Maria delle Croci ’’ di Ravenna, Azienda Unità Sanitaria Locale della Romagna e si inserisce in un progetto di ricerca più ampio in cui sono stati sviluppati due differenti metodi per il tracciamento automatico della parete posteriore dell’atrio sinistro. L’obiettivo è consentire al clinico il monitoraggio della posizione dell’esofago rispetto all’atrio sinistro per ridurre il rischio di lesioni della parete esofagea. L’idea di base dell’algoritmo è di lavorare sull’immagine per linee di scansione orizzontali, valutando la distribuzione dei livelli di intensità di grigio. Una volta individuati i punti appartenenti alle pareti anteriore e posteriore dell’esofago, sono stati utilizzati dei polinomi rispettivamente del quarto e secondo ordine per interpolare i dati. Per assicurarsi che la detezione sia corretta è stato introdotto un check aggiuntivo che consente la correzione del risultato qualora il clinico non sia soddisfatto, basandosi su input manuale di due punti richiesto all’operatore. L’algoritmo è stato testato su 15 immagini, una per ogni paziente, e i contorni ottenuti sono stati confrontati con i tracciamenti manuali effettuati da un cardiologo per valutare la bontà del metodo. Le metriche di performance e l’analisi statistica attestano l’accuratezza del metodo. Infine sono state calcolate delle misure di interesse clinico, quali la distanza tra parete posteriore dell’atrio sinistro e parete anteriore dell’esofago e la larghezza media di quest’ultimo che risulta comparabile con quanto riportato in letteratura.