Experimentation on Wind Powered Hydraulic Heating System

It is common knowledge of the world’s dependency on fossil fuel for energy, its unsustainability on the long run and the changing trend towards renewable energy as an alternative energy source. This aims to cut down greenhouse gas emission and its impact on the rate of ecological and climatic change. Quite remarkably, wind energy has been one of many focus areas of renewable energy sources and has attracted lots of investment and technological advancement. The objective of this research is to explore wind energy and its application in household heating. This research aims at applying experimental approach in real time to study and verify a virtually simulated wind powered hydraulic house heating system. The hardware components comprise of an integrated hydraulic pump, flow control valve, hydraulic fluid and other hydraulic components. The system design and control applies hardware in-the-loop (HIL) simulation setup. Output signal from the semi-empirical turbine modelling controls the integrated motor to generate flow. Throttling the volume flow creates pressure drop across the valve and subsequently thermal power in the system to be outputted using a heat exchanger. Maximum thermal power is achieved by regulating valve orifice to achieve optimum system parameter. Savonius rotor is preferred for its low inertia, high starting torque and ease of design and maintenance characteristics, but lags in power efficiency. A prototype turbine design is used; with power output in range of practical Savonius turbine. The physical mechanism of the prototype turbine’s augmentation design is not known and will not be a focus in this study.

Modèle novateur de conception d’interface humain-ordinateur centrée sur l’utilisateur : le designer en tant que médiateur

Cette recherche porte sur des questions relatives à la conception des interfaces humain-ordinateur. Elle s’inscrit dans le courant des recherches sur l’utilisabilité et elle s’intéresse particulièrement aux approches centrées sur l’utilisateur. Nous avons été très souvent témoin des difficultés éprouvées par les utilisateurs dans l’usage de certaines interfaces interactives et nous considérons que ces difficultés découlent d’un problème de design. Le design d’interface doit être basé sur les besoins de l’utilisateur dans le cadre de ses activités, dont les caractéristiques devaient être bien comprises et bien prises en considération pour mener à la conception d’interfaces qui respectent les critères d’utilisabilité. De plus, la communauté des chercheurs ainsi que l’industrie admettent maintenant que pour améliorer le design, il est crucial de développer les interfaces humain-ordinateur au sein d’une équipe multidisciplinaire. Malgré les avancées significatives dans le domaine du design centrées sur l’utilisateur, les visées annoncées sont rarement réalisées. La problématique étudiée nous a conduit à poser la question suivante : En tant que designer d’une équipe multidisciplinaire de conception, comment modifier la dynamique de collaboration et créer les conditions d’une conception véritablement centrée sur l’interaction humain-ordinateur ? Notre démarche de recherche a été guidée par l’hypothèse voulant que l’activité de design puisse être le moyen de faciliter la création d’un langage commun, des échanges constructifs entre les disciplines, et une réflexion commune centrée sur l’utilisateur. La formulation de cette hypothèse nous a mené à réfléchir sur le rôle du designer. Pour mener cette recherche, nous avons adopté une méthodologie mixte. Dans un premier temps, nous avons utilisé une approche de recherche par projet (recherche-projet) et notre fonction était celle de designer-chercheur. La recherche-projet est particulièrement appropriée pour les recherches en design. Elle privilégie les méthodes qualitatives et interprétatives ; elle étudie la situation dans sa complexité et de façon engagée. Nous avons effectué trois études de cas successives. L’objectif de la première étude était d’observer notre propre rôle et nos interactions avec les autres membres de l’équipe de projet pendant le processus de design. Dans la seconde étude, notre attention a été portée sur les interactions et la collaboration de l’équipe. Nous avons utilisé le processus de design comme méthode pour la construction d’un langage commun entre les intervenants, pour enrichir les réflexions et pour favoriser leur collaboration menant à redéfinir les objectifs du projet. Les limites de ces deux cas nous ont conduit à une intervention différente que nous avons mise en œuvre dans la troisième étude de cas. Cette intervention est constituée par la mise en place d’un atelier intensif de conception où les intervenants au projet se sont engagés à développer une attitude interdisciplinaire permettant la copratique réflexive pour atteindre les objectifs d’un projet de construction d’un site web complexe centré sur l’utilisateur. L’analyse et l’interprétation des données collectées de ces trois études de cas nous ont conduit à créer un modèle théorique de conception d’interface humain-ordinateur. Ce modèle qui informe et structure le processus de design impliquant une équipe multidisciplinaire a pour objectif d’améliorer l’approche centrée sur l’utilisateur. Dans le cadre de ce modèle, le designer endosse le rôle de médiateur en assurant l’efficacité de la collaboration de l’équipe. Dans un deuxième temps, afin de valider le modèle et éventuellement le perfectionner, nous avons utilisé une approche ethnographique comportant des entrevues avec trois experts dans le domaine. Les données des entrevues confirment la validité du modèle ainsi que son potentiel de transférabilité à d’autres contextes. L’application de ce modèle de conception permet d’obtenir des résultats plus performants, plus durables, et dans un délai plus court.

Les coulisses de la Toile : étude sur les demarches de conception de sites web

À l’ère du web 2.0, l’usage des sites web se multiplie et génère de nouveaux enjeux. La satisfaction en rapport à l’interactivité, facteur d’efficacité des sites, détermine la popularité, et donc la visibilité de ceux-ci sur la Toile. Par conséquent, dans cette étude, nous considérons que les utilisateurs ont un rôle à jouer lors du processus de conception de ces derniers. Certes, autant en théorie que dans la pratique, les concepteurs semblent bel et bien tenir compte des utilisateurs; toutefois, ils ne les intègrent pas comme participants actifs dans leurs démarches. Cette étude vise au moyen d’une recherche documentaire et d’observations sur le terrain à comprendre les principales catégories et morphologies des sites web ainsi que les usages qui en découlent. Une analyse des diverses démarches de conception et des perceptions et attentes des internautes est réalisée sur la base de ces résultats. Pour répondre à ces objectifs, cette analyse cible deux catégories de sites réalisés par des professionnels et par des amateurs. Celle-ci nous permet de démontrer que les résultats de chacune de ces démarches, exprimés à travers les interfaces graphiques des sites, diffèrent au niveau de la qualité perceptible. Cette étude souligne également l’importance d’un traitement efficace de la communication graphique des éléments des sites web, afin de structurer la lecture et transmettre au final un message clair et compréhensible aux internautes. Dans le but consolider nos propositions, nous faisons référence à deux théories de communication graphique, la Gestalt et la sémiotique, l’une s’intéressant à la perception visuelle, l’autre à l’interprétation des signes. Celles-ci se sont révélées pertinentes pour analyser la qualité et l’efficacité des éléments de contenus. Notre étude révèle que les participants ne sont pas satisfaits des deux sites testés car l’utilisabilité du site conçu par des professionnels est trop complexe et l’interface du site conçu par un amateur manque de professionnalisme et de cohérence. Ces résultats soulignent la pertinence d’une approche centrée sur l’utilisateur pour la conception de sites web, car elle permet d’identifier et de résoudre des erreurs de conception. Nos résultats permettent également de souligner que les professionnels ayant un savoir technique et théorique se démarquent des amateurs au niveau des intervenants, des outils et des limites. Des pistes de solution, via des critères de design centré sur l’utilisateur, sont proposées à la fin de cette étude dans le but d’optimiser la qualité et l’efficacité des interfaces graphiques web.

Les dispositifs d’aide à la consommation : une analyse qui prend compte des obstacles à la rationalité dans l’évaluation des biens de consommation

Ce projet de recherche vise à explorer le rôle du design dans l’acte d’achat et l’évaluation des produits. L’hypothèse de recherche repose sur le fait que le design est un obstacle à la rationalité dans le choix d’un bien, car ce dernier est rattaché à des singularités qui lui sont propres, le rendant difficilement comparable aux autres biens d’un même marché. Les produits deviennent difficiles à évaluer et à classer parmi les autres biens similaires dans le marché. En soi, la finalité et les vertus du design permettent aux consommateurs d’avoir une plus grande liberté de choix, mais ce rôle dynamique et économique que peut prendre le design peut aussi confondre les consommateurs devenant brouillés par l’abondance de choix. En ce sens, le design serait la clé de la voûte d’une économie des singularités telle que proposée par Lucien Karpik dans L’économie des singularités. Avec une méthodologie ethnologique, cinq projets d’évaluation de produits au sein de deux organismes produisant des dispositifs d’aide à la consommation ont été observés sur une période de deux ans. À la conclusion de cette étude, il a été démontré que certaines améliorations pouvaient être apportées aux processus d’évaluation, plus particulièrement en ce qui concerne les facteurs qui ne sont pas pris en compte dans les dispositifs d’aide à la consommation actuels, comme l’évaluation de produits centrée sur l’usager à l’aide de scénarios d’usages, plutôt que l’évaluation de produits centrée sur l’objet, ainsi que la considération de l’expérience de l’usager dans l’évaluation des biens.

Design and synthesis of efficient mac architectures for high speed decimal processor

Most of the commercial and financial data are stored in decimal fonn. Recently, support for decimal arithmetic has received increased attention due to the growing importance in financial analysis, banking, tax calculation, currency conversion, insurance, telephone billing and accounting. Performing decimal arithmetic with systems that do not support decimal computations may give a result with representation error, conversion error, and/or rounding error. In this world of precision, such errors are no more tolerable. The errors can be eliminated and better accuracy can be achieved if decimal computations are done using Decimal Floating Point (DFP) units. But the floating-point arithmetic units in today's general-purpose microprocessors are based on the binary number system, and the decimal computations are done using binary arithmetic. Only few common decimal numbers can be exactly represented in Binary Floating Point (BF P). ln many; cases, the law requires that results generated from financial calculations performed on a computer should exactly match with manual calculations. Currently many applications involving fractional decimal data perform decimal computations either in software or with a combination of software and hardware. The performance can be dramatically improved by complete hardware DFP units and this leads to the design of processors that include DF P hardware.VLSI implementations using same modular building blocks can decrease system design and manufacturing cost. A multiplexer realization is a natural choice from the viewpoint of cost and speed.This thesis focuses on the design and synthesis of efficient decimal MAC (Multiply ACeumulate) architecture for high speed decimal processors based on IEEE Standard for Floating-point Arithmetic (IEEE 754-2008). The research goal is to design and synthesize deeimal'MAC architectures to achieve higher performance.Efficient design methods and architectures are developed for a high performance DFP MAC unit as part of this research.

Dynamic bandwidth management as part of an integrated network management system based on distributed agents

We present a system for dynamic network resource configuration in environments with bandwidth reservation and path restoration mechanisms. Our focus is on the dynamic bandwidth management results, although the main goal of the system is the integration of the different mechanisms that manage the reserved paths (bandwidth, restoration, and spare capacity planning). The objective is to avoid conflicts between these mechanisms. The system is able to dynamically manage a logical network such as a virtual path network in ATM or a label switch path network in MPLS. This system has been designed to be modular in the sense that in can be activated or deactivated, and it can be applied only in a sub-network. The system design and implementation is based on a multi-agent system (MAS). We also included details of its architecture and implementation

Systems Design: Use Case Modelling Lab using Visual Paradigm

This lab follows the lecture 'System Design: Using UML Use Cases'http://www.edshare.soton.ac.uk/9619/ It introduces Visual Paradigm as a UML modelling tool. Students work through Visual Paradigm online Tutorials and then create two projects.

Systems Design: Activity and Sequence modelling using Visual Paradigm

This lab follows the lectures 'System Design: http://www.edshare.soton.ac.uk/9653/ and http://www.edshare.soton.ac.uk/6280/ . Students use Visual Paradigm for UML to build Activity and Sequence models through project examples: Library, Plant Nursery and a Health Spa

Systems Design: Class modelling using Visual Paradigm

This lab follows the lectures 'System Design: http://www.edshare.soton.ac.uk/6280/ http://www.edshare.soton.ac.uk/9653/ and http://www.edshare.soton.ac.uk/9713/ Students use Visual Paradigm for UML to build Class models through project examples: Aircraft Manufacturing Company, Library, Plant Nursery.

Integration of knowledge-based, qualitative and numeric tools for real time dynamic systems supervision

The proposal presented in this thesis is to provide designers of knowledge based supervisory systems of dynamic systems with a framework to facilitate their tasks avoiding interface problems among tools, data flow and management. The approach is thought to be useful to both control and process engineers in assisting their tasks. The use of AI technologies to diagnose and perform control loops and, of course, assist process supervisory tasks such as fault detection and diagnose, are in the scope of this work. Special effort has been put in integration of tools for assisting expert supervisory systems design. With this aim the experience of Computer Aided Control Systems Design (CACSD) frameworks have been analysed and used to design a Computer Aided Supervisory Systems (CASSD) framework. In this sense, some basic facilities are required to be available in this proposed framework: ·

Learning to talk to users in participatory design situations

In participatory design situations the competence of the facilitator will influence the opportunities for a user group to become engaged in the process of design. Based on the observation of the conversations from a series of design workshops, the performance of design facilitation expertise by an expert architect is compared with a less experienced architectural graduate. The skills that are the focus of this research are the conversational competences deployed by architects to engage users in the design of an architectural project. The difference between the conversational behaviour of a project architect and a less experienced graduate was observed to illustrate with examples the effect the performance of facilitation had on the opportunity for user engagement in design, and of learning the skill of facilitation that occurred in these situations.

Simplifying Bode's maximum available feedback design

Bode's method for obtaining 'maximum obtainable feedback' is a good example of a nontrivial feedback system design technique, but it is largely overlooked. This paper shows how the associated mathematics can be simplified and linear elements used in its implementation, so as to make it accessible for teaching to undergraduates.

Neurofuzzy design and model construction of nonlinear dynamical processes from data

A common problem in many data based modelling algorithms such as associative memory networks is the problem of the curse of dimensionality. In this paper, a new two-stage neurofuzzy system design and construction algorithm (NeuDeC) for nonlinear dynamical processes is introduced to effectively tackle this problem. A new simple preprocessing method is initially derived and applied to reduce the rule base, followed by a fine model detection process based on the reduced rule set by using forward orthogonal least squares model structure detection. In both stages, new A-optimality experimental design-based criteria we used. In the preprocessing stage, a lower bound of the A-optimality design criterion is derived and applied as a subset selection metric, but in the later stage, the A-optimality design criterion is incorporated into a new composite cost function that minimises model prediction error as well as penalises the model parameter variance. The utilisation of NeuDeC leads to unbiased model parameters with low parameter variance and the additional benefit of a parsimonious model structure. Numerical examples are included to demonstrate the effectiveness of this new modelling approach for high dimensional inputs.

Head-controlled assistive telerobot with extended physiological proprioception capability

People with disabilities such as quadriplegia can use mouth-sticks and head-sticks as extension devices to perform desired manipulations. These extensions provide extended proprioception which allows users to directly feel forces and other perceptual cues such as texture present at the tip of the mouth-stick. Such devices are effective for two principle reasons: because of their close contact with the user's tactile and proprioceptive sensing abilities; and because they tend to be lightweight and very stiff, and can thus convey tactile and kinesthetic information with high-bandwidth. Unfortunately, traditional mouth-sticks and head-sticks are limited in workspace and in the mechanical power that can be transferred because of user mobility and strength limitations. We describe an alternative implementation of the head-stick device using the idea of a virtual head-stick: a head-controlled bilateral force-reflecting telerobot. In this system the end-effector of the slave robot moves as if it were at the tip of an imaginary extension of the user's head. The design goal is for the system is to have the same intuitive operation and extended proprioception as a regular mouth-stick effector but with augmentation of workspace volume and mechanical power. The input is through a specially modified six DOF master robot (a PerForceTM hand-controller) whose joints can be back-driven to apply forces at the user's head. The manipulation tasks in the environment are performed by a six degree-of-freedom slave robot (the Zebra-ZEROTM) with a built-in force sensor. We describe the prototype hardware/software implementation of the system, control system design, safety/disability issues, and initial evaluation tasks.

Analyzing the persuasion context of the persuasive systems design model with the 3D-RAB model

Research into design methodology is one of the most challenging issues in the field of persuasive technology. However, the introduction of the Persuasive Systems Design model, and the consideration of the 3-Dimensional Re-lationship between Attitude and Behavior, offer to make persuasive technolo-gies more practically viable. In this paper we demonstrate how the 3-Dimensional Relationship between Attitude and Behavior guides the analysis of the persuasion context in the Persuasive System Design model. As a result, we propose a modification of the persuasion context and assert that the technology should be analyzed as part of strategy instead of event.