Substitution-Newton-Raphson method applied to the modeling of a vapour compression refrigeration system using different representations of the thermodynamic properties of R-134a

This paper gives a detailed presentation of the Substitution-Newton-Raphson method, suitable for large sparse non-linear systems. It combines the Successive Substitution method and the Newton-Raphson method in such way as to take the best advantages of both, keeping the convergence features of the Newton-Raphson with the low requirements of memory and time of the Successive Substitution schemes. The large system is solved employing few effective variables, using the greatest possible part of the model equations in substitution fashion to fix the remaining variables, but maintaining the convergence characteristics of the Newton-Raphson. The methodology is exemplified through a simple algebraic system, and applied to a simple thermodynamic, mechanical and heat transfer modeling of a single-stage vapor compression refrigeration system. Three distinct approaches for reproducing the thermodynamic properties of the refrigerant R-134a are compared: the linear interpolation from tabulated data, the use of polynomial fitted curves and the use of functions derived from the Helmholtz free energy.

A comparative analysis of preprocessing techniques of cardiac event series for the study of heart rhythm variability using simulated signals

In the present study, using noise-free simulated signals, we performed a comparative examination of several preprocessing techniques that are used to transform the cardiac event series in a regularly sampled time series, appropriate for spectral analysis of heart rhythm variability (HRV). First, a group of noise-free simulated point event series, which represents a time series of heartbeats, was generated by an integral pulse frequency modulation model. In order to evaluate the performance of the preprocessing methods, the differences between the spectra of the preprocessed simulated signals and the true spectrum (spectrum of the model input modulating signals) were surveyed by visual analysis and by contrasting merit indices. It is desired that estimated spectra match the true spectrum as close as possible, showing a minimum of harmonic components and other artifacts. The merit indices proposed to quantify these mismatches were the leakage rate, defined as a measure of leakage components (located outside some narrow windows centered at frequencies of model input modulating signals) with respect to the whole spectral components, and the numbers of leakage components with amplitudes greater than 1%, 5% and 10% of the total spectral components. Our data, obtained from a noise-free simulation, indicate that the utilization of heart rate values instead of heart period values in the derivation of signals representative of heart rhythm results in more accurate spectra. Furthermore, our data support the efficiency of the widely used preprocessing technique based on the convolution of inverse interval function values with a rectangular window, and suggest the preprocessing technique based on a cubic polynomial interpolation of inverse interval function values and succeeding spectral analysis as another efficient and fast method for the analysis of HRV signals

Detection of point mutations by non-isotopic single strand conformation polymorphism

We have developed a procedure for nonradioactive single strand conformation polymorphism analysis and applied it to the detection of point mutations in the human tumor suppressor gene p53. The protocol does not require any particular facilities or equipment, such as radioactive handling, large gel units for sequencing, or a semiautomated electrophoresis system. This technique consists of amplification of DNA fragments by PCR with specific oligonucleotide primers, denaturation, and electrophoresis on small neutral polyacrylamide gels, followed by silver staining. The sensitivity of this procedure is comparable to other described techniques and the method is easy to perform and applicable to a variety of tissue specimens.

Spin Polarization and Normal Reflection at Nanoscale Point Contacts

This thesis presents point-contact measurements between superconductors (Nb, Ta, Sn,Al, Zn) and ferromagnets (Co, Fe, Ni) as well as non-magnetic metals (Ag, Au, Cu, Pt).The point contacts were fabricated using the shear method. The differential resistanceof the contacts was measured either in liquid He at 4.2 K or in vacuum in a dilutionrefrigerator at varying temperature down to 0.1 K. The contact properties were investigatedas function of size and temperature. The measured Andreev-reflection spectrawere analysed in the framework of the BTK model – a three parameter model that describescurrent transport across a superconductor - normal conductor interface. Theoriginal BTK model was modified to include the effects of spin polarization or finitelifetime of the Cooper pairs. Our polarization values for the ferromagnets at 4.2 K agree with the literature data, but the analysis was ambiguous because the experimental spectra both with ferromagnets and non-magnets could be described equally well either with spin polarization or finite lifetime effects in the BTK model. With the polarization model the Z parametervaries from almost 0 to 0.8 while the lifetime model produces Z values close to 0.5. Measurements at lower temperatures partly lift this ambiguity because the magnitude of thermal broadening is small enough to separate lifetime broadening from the polarization. The reduced magnitude of the superconducting anomalies for Zn-Fe contacts required an additional modification of the BTK model which was implemented as a scaling factor. Adding this parameter led to reduced polarization values. However, reliable data is difficult to obtain because different parameter sets produce almost identical spectra.

Spectrally Tuned Lanthanide Photoluminescence for Point-of-Care Testing

Point-of-care (POC) –diagnostics is a field with rapidly growing market share. As these applications become more widely used, there is an increasing pressure to improve their performance to match the one of a central laboratory tests. Lanthanide luminescence has been widely utilized in diagnostics because of the numerous advantages gained by the utilization of time-resolved or anti-Stokes detection. So far the use of lanthanide labels in POC has been scarce due to limitations set by the instrumentation required for their detection and the shortcomings, e.g. low brightness, of these labels. Along with the advances in the research of lanthanide luminescence, and in the field of semiconductors, these materials are becoming a feasible alternative for the signal generation also in the future POC assays. The aim of this thesis was to explore ways of utilizing time-resolved detection or anti-Stokes detection in POC applications. The long-lived fluorescence for the time-resolved measurement can be produced with lanthanide chelates. The ultraviolet (UV) excitation required by these chelates is cumbersome to produce with POC compatible fluorescence readers. In this thesis the use of a novel light-harvesting ligand was studied. This molecule can be used to excite Eu(III)-ions at wavelengths extending up to visible part of the spectrum. An enhancement solution based on this ligand showed a good performance in a proof-of-concept -bioaffinity assay and produced a bright signal upon 365 nm excitation thanks to the high molar absorptivity of the chelate. These features are crucial when developing miniaturized readers for the time-resolved detection of fluorescence. Upconverting phosphors (UCPs) were studied as an internal light source in glucose-sensing dry chemistry test strips and ways of utilizing their various emission wavelengths and near-infrared excitation were explored. The use of nanosized NaYF :Yb3+,Tm3+-particles enabled the replacement of an external UV-light source with a NIR-laser and gave an additional degree of freedom in the optical setup of the detector instrument. The new method enabled a blood glucose measurement with results comparable to a current standard method of measuring reflectance. Microsized visible emitting UCPs were used in a similar manner, but with a broad absorbing indicator compound filtering the excitation and emission wavelengths of the UCP. This approach resulted in a novel way of benefitting from the non-linear relationship between the excitation power and emission intensity of the UCPs, and enabled the amplification of the signal response from the indicator dye.

Hygienic-sanitary working practices and implementation of a Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) plan in lobster processing industries

This study aimed to verify the hygienic-sanitary working practices and to create and implement a Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) in two lobster processing industries in Pernambuco State, Brazil. The industries studied process frozen whole lobsters, frozen whole cooked lobsters, and frozen lobster tails for exportation. The application of the hygienic-sanitary checklist in the industries analyzed achieved conformity rates over 96% to the aspects evaluated. The use of the Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) plan resulted in the detection of two critical control points (CCPs) including the receiving and classification steps in the processing of frozen lobster and frozen lobster tails, and an additional critical control point (CCP) was detected during the cooking step of processing of the whole frozen cooked lobster. The proper implementation of the Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) plan in the lobster processing industries studied proved to be the safest and most cost-effective method to monitor each critical control point (CCP) hazards.

Use of the spray chilling method to deliver hydrophobic components: physical characterization of microparticles

Food industry has been developing products to meet the demands of increasing number of consumers who are concerned with their health and who seek food products that satisfy their needs. Therefore, the development of processed foods that contain functional components has become important for this industry. Microencapsulation can be used to reduce the effects of processing on functional components and preserve their bioactivity. The present study investigated the production of lipid microparticles containing phytosterols by spray chilling. The matrices comprised mixtures of stearic acid and hydrogenated vegetable fat, and the ratio of the matrix components to phytosterols was defined by an experimental design using the mean diameters of the microparticles as the response variable. The melting point of the matrices ranged from 44.5 and 53.4 ºC. The process yield was melting point dependent; the particles that exhibited lower melting point had greater losses than those with higher melting point. The microparticles' mean diameters ranged from 13.8 and 32.2 µm and were influenced by the amount of phytosterols and stearic acid. The microparticles exhibited spherical shape and typical polydispersity of atomized products. From a technological and practical (handling, yield, and agglomeration) points of view, lipid microparticles with higher melting point proved promising as phytosterol carriers.

The role of intrapartum intravenous therapy and method of delivery on newborn weight loss : challenging the 7% rule

It is common practice to initiate supplemental feeding in newborns if body weight decreases by 7-10% in the first few days after birth (7-10% rule). Standard hospital procedure is to initiate intravenous therapy once a woman is admitted to give birth. However, little is known about the relationship between intrapartum intravenous therapy and the amount of weight loss in the newborn. The present research was undertaken in order to determine what factors contribute to weight loss in a newborn, and to examine the relationship between the practice of intravenous intrapartum therapy and the extent of weight loss post-birth. Using a cross-sectional design with a systematic random sample of 100 mother-baby dyads, we examined properties of delivery that have the potential to impact weight loss in the newborn, including method of delivery, parity, duration of labour, volume of intravenous therapy, feeding method, and birth attendant. This study indicated that the volume of intravenous therapy and method of delivery are significant predictors of weight loss in the newborn (R2=15.5, p<0.01). ROC curve analysis identified an intravenous volume cut-point of 1225 ml that would elicit a high measure of sensitivity (91.3%), and demonstrated significant Kappa agreement (p<0.01) with excess newborn weight loss. It was concluded that infusion of intravenous therapy and natural birth delivery are discriminant factors that influence excess weight loss in newborn infants. Acknowledgement of these factors should be considered in clinical practice.

Mise au point de nanoparticules polymères pour l'administration parentérale d'agents anticancéreux hydrophobes

Plusieurs agents anticancéreux très puissants sont caractérisés par une solubilité aqueuse limitée et une toxicité systémique importante. Cette dernière serait liée d’une part à la solubilisation des agents anticancéreux à l’aide de surfactifs de bas poids moléculaire, connus pour leur toxicité intrinsèque, et d’autre part, par le manque de spécificité tissulaire des anticancéreux. Les vecteurs colloïdaux à base de polymères permettraient de résoudre certains défis liés à la formulation d’agents anticancéreux hydrophobes. D’abord, les polymères peuvent être sélectionnés afin de répondre à des critères précis de compatibilité, de dégradation et d’affinité pour le médicament à formuler. Ensuite, le fait d’encapsuler l’agent anticancéreux dans un vecteur peut améliorer son efficacité thérapeutique en favorisant son accumulation au niveau du tissu cible, i.e. la tumeur, et ainsi limiter sa distribution au niveau des tissus sains. Des travaux antérieurs menés au sein de notre laboratoire ont mené à la mise au point de micelles à base de poly(N-vinyl-pyrrolidone)-bloc-poly(D,L-lactide) (PVP-b-PDLLA) capables de solubiliser des agents anticancéreux faiblement hydrosolubles dont le PTX. Ce dernier est commercialisé sous le nom de Taxol® et formulé à l’aide du Crémophor EL (CrEL), un surfactif de bas poids moléculaire pouvant provoquer, entre autres, des réactions d’hypersensibilité sévères. Bien que les micelles de PVP-b-PDLLA chargées de PTX aient démontré une meilleure tolérance comparée au Taxol®, leur potentiel de ciblage tumoral et leur efficacité thérapeutique étaient similaires à la forme commerciale à doses égales. Ceci était possiblement dû au fait que les micelles étaient rapidement déstabilisées et ne pouvaient retenir leur cargo suite à leur administration intraveineuse. Nous avons donc décidé de poursuivre les travaux avec un autre type de vecteur, soit des nanoparticules, qui possèdent une stabilité intrinsèque supérieure aux micelles. L’objectif principal de cette thèse de doctorat était donc de mettre au point des nanoparticules polymères pour l’administration parentérale d’agents anticancéreux faiblement solubles dans l’eau. Les nanoparticules devaient permettre d’encapsuler des agents anticancéreux hydrophobes et de les libérer de manière contrôlée sur plusieurs jours. De plus, elles devaient démontrer un temps de circulation plasmatique prolongée afin de favoriser l’accumulation passive du médicament encapsulé au niveau de la tumeur. La première partie du travail visait à employer pour la première fois le copolymère amphiphile PVP-b-PDLLA comme émulsifiant dans la préparation de nanoparticules polymères. Ainsi, une méthode de fabrication des nanoparticules par émulsion huile-dans-eau a été appliquée afin de produire des nanoparticules à base de PDLLA de taille inférieure à 250 nm. Grâce aux propriétés lyoprotectrices de la couronne de PVP présente à la surface des nanoparticules, celles-ci pouvaient retrouver leur distribution de taille initiale après lyophilisation et redispersion en milieu aqueux. Deux anticancéreux hydrophobes, soit le PTX et l’étoposide (ETO), ont été encapsulés dans les nanoparticules et libérés de ces dernières de façon contrôlée sur plusieurs jours in vitro. Une procédure de « salting-out » a été appliquée afin d’améliorer le taux d’incorporation de l’ETO initialement faible étant donnée sa solubilité aqueuse légèrement supérieure à celle du PTX. Le second volet des travaux visait à comparer le PVP comme polymère de surface des nanoparticules au PEG, le polymère le plus fréquemment employé à cette fin en vectorisation. Par le biais d’études d’adsorption de protéines, de capture par les macrophages et de biodistribution chez le rat, nous avons établi une corrélation in vitro/in vivo démontrant que le PVP n’était pas un agent de surface aussi efficace que le PEG. Ainsi, malgré la présence du PVP à la surface des nanoparticules de PDLLA, ces dernières étaient rapidement éliminées de la circulation sanguine suite à leur capture par le système des phagocytes mononucléés. Par conséquent, dans le troisième volet de cette thèse, le PEG a été retenu comme agent de surface, tandis que différents polymères biodégradables de la famille des polyesters, certains synthétiques (PDLLA et copolymères d’acide lactique/acide glycolique), d’autres de source naturelle (poly(hydroxyalkanoates)(PHAs)), ont été investiguées comme matériaux formant le cœur des nanoparticules. Il en est ressorti que les propriétés physicochimiques des polyesters avaient un impact majeur sur l’efficacité d’encapsulation du PTX et son profil de libération des nanoparticules in vitro. Contrairement aux PHAs, les polymères synthétiques ont démontré des taux d’incorporation élevés ainsi qu’une libération contrôlée de leur cargo. Des études de pharmacocinétique et de biodistribution ont démontré que les nanoparticules de PDLLA dotées d’une couronne de PEG conféraient un temps de circulation plasmatique prolongé au PTX et favorisaient son accumulation tumorale. Les nanoparticules polymères représentent donc une alternative intéressante au Taxol®.

Intervention policière en milieu scolaire : expérience et point de vue des acteurs

Contexte et objectif. Afin de résorber le problème de la violence en milieu scolaire, de nombreux programmes et partenariats « police-école » ont vu le jour. Malgré la popularité de ces initiatives, les évaluations établissent toutefois que leurs effets sur la violence et la délinquance sont plutôt triviaux. Récemment, le programme de prévention « Unité sans violence » a été implanté dans plusieurs écoles de la région métropolitaine de Montréal et une évaluation préliminaire rapporte que son introduction fut suivie d’une baisse significative de la victimisation. À l’aide d’une approche mixte, l’objectif de ce mémoire est d’explorer la pertinence des concepts du rôle paradoxale et de l’intervention en contexte d’autorité afin de mieux comprendre les interactions entre les partenaires du programme et d’identifier de nouvelles pistes permettant de mieux comprendre les effets des programmes policiers en milieu scolaire. Méthodologie. La recherche repose sur des données qualitatives et quantitatives. D’une part, des entretiens semi-directifs ont été réalisés auprès des intervenants (policiers, enseignants et éducateurs spécialisés) afin de recueillir leur point de vue et expérience par rapport au programme. D’autre part, des questionnaires ont été administrés aux élèves de cinquième et sixième année de 20 écoles, ce qui a permis de documenter leur perception des policiers. Résultats. Les résultats aux entrevues suggèrent que les rôles d’aidant du policier et celui plus répressif s’inscrivent en continuité plutôt qu’en contradiction. Les rôles d’éducateur et de « grand frère » du policier seraient très bien reçus par les élèves. L’expérience des policiers, leur approche empathique et personnalisée ainsi que leur intérêt pour le travail communautaire apparaissent comme des éléments clés du bon déroulement du programme. Les résultats aux questionnaires montrent d’ailleurs que les élèves ont une perception très favorable des policiers. Conclusion. Les concepts de rôle et d’intervention en contexte d’autorité apparaissent comme des éléments clés qui devraient être intégrés à toute recherche évaluative visant à mieux comprendre l’effet des programmes policiers sur la délinquance. De plus, d’autres évaluations quantitatives du programme « Unité sans violence » sont nécessaires pour mieux comprendre l’influence de certaines de ses composantes, soit le renforcement positif, l’étalement du programme tout au long de l’année scolaire, le rôle des enseignants dans la transmission du message et l’exposition continue au programme entre la cinquième et sixième année.

Zoning of the commercial poultry industry in Ontario as a method of avian influenza mitigation

L’Organisation mondiale de la santé animale (OIE) est l’institution internationale responsable de la mise en place des mesures sanitaires associées aux échanges commerciaux d’animaux vivants. Le zonage est une méthode de contrôle recommandée par l’OIE pour certaines maladies infectieuses, dont l’influenza aviaire. Les éclosions d’influenza aviaire été extrêmement coûteuses pour l’industrie avicole partout dans le monde. Afin d’évaluer la possibilité d’user de cette approche en Ontario, les données sur les sites de production avicole ont été fournies par les fédérations d’éleveurs de volailles ce cette province. L’information portant sur les industries associées à la production avicole, soit les meuneries, les abattoirs, les couvoirs, et les usines de classification d’œufs, a été obtenue par l’entremise de plusieurs sources, dont des représentants de l’industrie avicole. Des diagrammes de flux a été crée afin de comprendre les interactions entre les sites de production et les industries associées à ceux-ci. Ces industries constituaient les éléments de bas nécessaires au zonage. Cette analyse a permis de créer une base de données portant sur intrants et extrants de production pour chaque site d’élevage avicole, ainsi que pour les sites de production des industries associées à l’aviculture. À l’aide du logiciel ArcGIS, cette information a été fusionnée à des données géospatiales de Statistique Canada de l’Ontario et du Québec. La base de données résultante a permis de réaliser les essais de zonage. Soixante-douze essais ont été réalisés. Quatre ont été retenus car celles minimisaient de façon similaire les pertes de production de l’industrie. Ces essais montrent que la méthode utilisée pour l’étude du zonage peut démontrer les déficits et les surplus de production de l’industrie avicole commerciale en Ontario. Ceux-ci pourront servir de point de départ lors des discussions des intervenants de l’industrie avicole, étant donné que la coopération et la communication sont essentielles au succès du zonage.

Variation dans le lien négligence/pauvreté entre les territoires québécois : étude des caractéristiques sociodémographiques et du point de vue des intervenants

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L’implication des enfants en médiation familiale : le point de vue et l’expérience des parents dans un contexte de partage des responsabilités parentales

Cette recherche, de type exploratoire et descriptif, s’intéresse à l’expérience et au point de vue des parents à l’égard de l’implication directe de leurs enfants en médiation familiale. La méthodologie privilégiée pour réaliser cette étude est qualitative, et la perspective théorique utilisée est la phénoménologie. L’échantillon est constitué de huit parents, tous ayant participé à une entrevue semi-dirigée au sujet de l’implication de leurs enfants dans le processus de médiation familiale. Les données ont été recueillies entre le mois de mai et octobre 2013, et ont été analysées en s’appuyant sur la méthode d’analyse de contenu telle que proposée par L’Écuyer (1990) ainsi que Mayer et Deslauriers (2000). Il ressort de cette recherche que l’implication directe des enfants en médiation familiale a une influence considérable sur le processus. En effet, la majorité des participants de la présente étude ont rapporté que l’implication de leurs enfants a été déterminante afin de conclure une entente au sujet du partage des responsabilités parentales. Aussi, les résultats suggèrent que la majorité des participants ont vécu de manière positive la participation de leurs enfants et sont satisfaits des retombées de l’implication. Par contre, quelques parents ont vécu de manière négative cette expérience. De tels résultats mettent en lumière les limites et risques liés à l’implication directe des enfants en médiation familiale. De plus, les modalités d’implication choisies par les médiateurs familiaux semblent avoir influencé le vécu des parents et de leurs enfants dans le processus. Les résultats donnent également accès à la perception des parents au sujet du vécu de leurs enfants avant, pendant et après le processus d’implication. Une suggestion qui émane de cette recherche est que l’enfant, bien qu’amené à prendre parole dans la médiation familiale, ne doit pas être tenu responsable d’une décision liée au partage des responsabilités parentales. Les conclusions de ce mémoire alimentent une stratégie en médiation familiale qui est peu documentée à partir de l’expérience et du point de vue des parents.

Simulation de la nage anguilliforme

Ce document traite premièrement des diverses tentatives de modélisation et de simulation de la nage anguilliforme puis élabore une nouvelle technique, basée sur la méthode de la frontière immergée généralisée et la théorie des poutres de Reissner-Simo. Cette dernière, comme les équations des fluides polaires, est dérivée de la mécanique des milieux continus puis les équations obtenues sont discrétisées afin de les amener à une résolution numérique. Pour la première fois, la théorie des schémas de Runge-Kutta additifs est combinée à celle des schémas de Runge-Kutta-Munthe-Kaas pour engendrer une méthode d’ordre de convergence formel arbitraire. De plus, les opérations d’interpolation et d’étalement sont traitées d’un nouveau point de vue qui suggère l’usage des splines interpolatoires nodales en lieu et place des fonctions d’étalement traditionnelles. Enfin, de nombreuses vérifications numériques sont faites avant de considérer les simulations de la nage.

Construction of fractal interpolation surfaces on rectangular grids

We present a general method of generating continuous fractal interpolation surfaces by iterated function systems on an arbitrary data set over rectangular grids and estimate their Box-counting dimension.