Simultaneous material and structural optimization by multiscale topology optimization

Acknowledgments The authors acknowledge the support from Engineering and Physical Sciences Research Council, grant number EP/M002322/1. The authors would also like to thank Numerical Analysis Group at the Rutherford Appleton Laboratory for their FORTRAN HSL packages (HSL, a collection of Fortran codes for large-scale scientific computation. See http://www.hsl.rl.ac.uk/).

Design and Implementation of a Low Cost Virtual Rugby Decision Making Interactive

The paper describes the design and implementation of a novel low cost virtual rugby decision making interactive for use in a visitor centre. Original laboratory-based experimental work in decision making in rugby, using a virtual reality headset [1] is adapted for use in a public visitor centre, with consideration given to usability, costs, practicality and health and safety. Movement of professional rugby players was captured and animated within a virtually recreated stadium. Users then interact with these virtual representations via use of a lowcost sensor (Microsoft Kinect) to attempt to block them. Retaining the principles of perception and action, egocentric viewpoint, immersion, sense of presence, representative design and game design the system delivers an engaging and effective interactive to illustrate the underlying scientific principles of deceptive movement. User testing highlighted the need for usability, system robustness, fair and accurate scoring, appropriate level of difficulty and enjoyment.

Laying out the future of final-form digital documents

It is just over 20 years since Adobe's PostScript opened a new era in digital documents. PostScript allows most details of rendering to be hidden within the imaging device itself, while providing a rich set of primitives enabling document engineers to think of final-form rendering as being just a sophisticated exercise in computer graphics. The refinement of the PostScript model into PDF has been amazingly successful in creating a near-universal interchange format for complex and graphically rich digital documents but the PDF format itself is neither easy to create nor to amend. In the meantime a whole new world of digital documents has sprung up centred around XML-based technologies. The most widespread example is XHTML (with optional CSS styling) but more recently we have seen Scalable Vector Graphics (SVG) emerge as an XML-based, low-level, rendering language with PostScript-compatible rendering semantics. This paper surveys graphically-rich final-form rendering technologies and asks how flexible they can be in allowing adjustments to be made to final appearance without the need for regenerating a whole page or an entire document. Particular attention is focused on the relative merits of SVG and PDF in this regard and on the desirability, in any document layout language, of being able to manipulate the graphic properties of document components parametrically, and at a level of granularity smaller than an entire page.

MLCut: exploring multi-level cuts in dendrograms for biological data.

Choosing a single similarity threshold for cutting dendrograms is not sufficient for performing hierarchical clustering analysis of heterogeneous data sets. In addition, alternative automated or semi-automated methods that cut dendrograms in multiple levels make assumptions about the data in hand. In an attempt to help the user to find patterns in the data and resolve ambiguities in cluster assignments, we developed MLCut: a tool that provides visual support for exploring dendrograms of heterogeneous data sets in different levels of detail. The interactive exploration of the dendrogram is coordinated with a representation of the original data, shown as parallel coordinates. The tool supports three analysis steps. Firstly, a single-height similarity threshold can be applied using a dynamic slider to identify the main clusters. Secondly, a distinctiveness threshold can be applied using a second dynamic slider to identify “weak-edges” that indicate heterogeneity within clusters. Thirdly, the user can drill-down to further explore the dendrogram structure - always in relation to the original data - and cut the branches of the tree at multiple levels. Interactive drill-down is supported using mouse events such as hovering, pointing and clicking on elements of the dendrogram. Two prototypes of this tool have been developed in collaboration with a group of biologists for analysing their own data sets. We found that enabling the users to cut the tree at multiple levels, while viewing the effect in the original data, is a promising method for clustering which could lead to scientific discoveries.

Visualisation of numerical models for paper damage mechanics

Abstract not available

Nonuniform Depth Distribution Selection with Discrete Fourier Transform

info:eu-repo/semantics/inPress

EACS: Effective Avoidance Combination Strategy

International audience

Visualization of flow fields in the web platform

Visualization of vector fields plays an important role in research activities nowadays -- Web applications allow a fast, multi-platform and multi-device access to data, which results in the need of optimized applications to be implemented in both high-performance and low-performance devices -- Point trajectory calculation procedures usually perform repeated calculations due to the fact that several points might lie over the same trajectory -- This paper presents a new methodology to calculate point trajectories over highly-dense and uniformly-distributed grid of points in which the trajectories are forced to lie over the points in the grid -- Its advantages rely on a highly parallel computing architecture implementation and in the reduction of the computational effort to calculate the stream paths since unnecessary calculations are avoided, reusing data through iterations -- As case study, the visualization of oceanic currents through in the web platform is presented and analyzed, using WebGL as the parallel computing architecture and the rendering Application Programming Interface

Interfaz AIS para aplicaciones en CAD/CAM/CG

Los modeladores geométricos más comunes en el mercado ofrecen, además de sus servicios de modelado, una API (Application Programming Interface) que permite la construcción de aplicaciones o software cliente -- Estas aplicaciones aprovechan los servicios básicos del modelador para proveer tareas específicas -- Sin embargo las diferencias entre API´s de distintos modeladores imposibilita el intercambio del software cliente entre ellos -- Application Interface Specification -AIS- es una API genérica para ser usada por aplicaciones cliente de los modeladores geométricos -- Este artículo reporta la implementación de AIS sobre AutoCAD® y MicroStation® y discute aspectos importantes de dicha implementación -- Además presenta una aplicación cliente neutra que habla lenguaje AIS y por lo tanto se ejecuta transparentemente sobre los dos modeladores -- AIS se presenta como una alternativa económica para escribir aplicaciones de CAD/CAM/CG -- Futuros desarrollos incluyen la implementación de AIS para labores gráficas y/o de base de datos

Analysis of the main phenomena affecting solid rocket motors internal ballistics

In solid rocket motors, the absence of combustion controllability and the large amount of financial resources involved in full-scale firing tests, increase the importance of numerical simulations in order to asses stringent mission thrust requirements and evaluate the influence of thrust chamber phenomena affecting the grain combustion. Among those phenomena, grain local defects (propellant casting inclusions and debondings), combustion heat accumulation involving pressure peaks (Friedman Curl effect), and case-insulating thermal protection material ablation affect thrust prediction in terms of not negligible deviations with respect to the nominal expected trace. Most of the recent models have proposed a simplified treatment to the problem using empirical corrective functions, with the disadvantages of not fully understanding the physical dynamics and thus of not obtaining predictive results for different configurations of solid rocket motors in a boundary conditions-varied scenario. This work is aimed to introduce different mathematical approaches to model, analyze, and predict the abovementioned phenomena, presenting a detailed physical interpretation based on existing SRMs configurations. Internal ballistics predictions are obtained with an in-house simulation software, where the adoption of a dynamic three-dimensional triangular mesh together with advanced computer graphics methods, allows the previous target to be reached. Numerical procedures are explained in detail. Simulation results are carried out and discussed based on experimental data.

Exploring domain-informed and physics-guided learning in image-to-image translation

Image-to-image (i2i) translation networks can generate fake images beneficial for many applications in augmented reality, computer graphics, and robotics. However, they require large scale datasets and high contextual understanding to be trained correctly. In this thesis, we propose strategies for solving these problems, improving performances of i2i translation networks by using domain- or physics-related priors. The thesis is divided into two parts. In Part I, we exploit human abstraction capabilities to identify existing relationships in images, thus defining domains that can be leveraged to improve data usage efficiency. We use additional domain-related information to train networks on web-crawled data, hallucinate scenarios unseen during training, and perform few-shot learning. In Part II, we instead rely on physics priors. First, we combine realistic physics-based rendering with generative networks to boost outputs realism and controllability. Then, we exploit naive physical guidance to drive a manifold reorganization, which allowed generating continuous conditions such as timelapses.

Studio di una app a supporto delle attività quotidiane di utenti con disabilità cognitive

L’autonomia è una competenza imprescindibile per poter vivere nella società in maniera attiva e partecipativa. Tuttavia, l’apprendimento di questa abilità non è per nulla scontato, soprattutto quando sono coinvolte persone con disabilità intellettive: infatti, un’attività di vita quotidiana relativa all’ambito dell’autonomia è composta da un certo numero di azioni che devono essere eseguite in una sequenza precisa da memorizzare. Questo può rappresentare uno scoglio complesso da superare, con il risultato che spesso il compito viene portato a termine solo ed esclusivamente in presenza di una persona di supporto, come un caregiver o un genitore, che si occupa di guidare l’assistito durante l’attività. Nasce quindi l’esigenza di fornire un supporto ed un sostegno all’acquisizione di alcune competenze di autonomia, il quale si sostituisca gradualmente all’aiuto di persone terze, compatibilmente al grado di abilità degli individui. In questo scenario si colloca il lavoro di tesi, che consiste nella progettazione, sviluppo e testing di una tecnologia assistiva che permetta di creare scenari di apprendimento per l’acquisizione di alcune competenze relative all’ambito dell’autonomia della vita quotidiana. Il documento ha l’obiettivo di presentare il contesto di partenza del progetto per poi illustrare tutte le fasi di design e progettazione, motivando le scelte implementative. Tutto il lavoro è stato fortemente condizionato dai principi del Design Thinking, ovvero metodologie di design che puntano a sviluppare soluzioni inclusive e accessibili, incentrate sui reali bisogni degli individui. Per questo motivo è stato indispensabile coinvolgere diversi utenti e stakeholder sin dagli inizi del progetto. I test presentati dimostrano che l’applicazione si può considerare una buona base per diventare una tecnologia assistiva accessibile e che possa rispondere a diversi bisogni educativi nell’ambito dell’acquisizione delle autonomie di vita quotidiana.

Sviluppo e caratterizzazione di bulk superconduttori in MgB2 per sistemi di levitazione

Superconduttori bulk in MgB2, ottenuti con tecnologia Mg-RLI brevettata da Edison Spa, sono stati oggetto di un'approfondita analisi in termini di forze di levitazione. Questo studio è stato preliminare per la progettazione di un innovativo sistema di levitazione lineare. I risultati ottenuti sperimentalmente sono stati validati attraverso modelli numerici sviluppati ad hoc. I campioni oggetto dello studio sono tre bulk in MgB2 rappresentativi delle tipiche forme usate nelle applicazioni reali: un disco, un cilindro, una piastra. I bulk sono stati misurati con un sistema di misura per le forze di levitazione realizzato a tale scopo. Un protocollo sperimentale è stato seguito per la caratterizzazione di base, sia in condizioni Field Cooling sia Zero Field Cooling, al quale sono state affiancate prove specifiche come la possibilità di mantenere inalterate le proprietà superconduttive attraverso la giunzione di più campioni con la tecnologia Mg-RLI. Un modello numerico è stato sviluppato per convalidare i risultati sperimentali e per studiare l'elettrodinamica della levitazione. Diverse configurazioni di rotori magnetici sono state accoppiate con un cilindro in MgB2 con lo scopo di valutare la soluzione ottimale; questo tema è stato apporofondito attraverso lo sviluppo di un software di simulazione che può tenere conto sia del numero di magneti sia della presenza di anelli in materiale magneti intercalati fra di essi. Studi analoghi sono stati portati avanti su una piastra di MgB2 per simulare il comportamento di una geometria piana. Un sistema di raffreddamento innovativo basato sull'azoto solido è stato studiato per poterlo accoppiare con un sistema di levitazione. Il criostato progettato è costituito da due dewar, uno dentro l'altro; quello interno ha lo scopo di raffreddare l'MgB2 mentre quello esterno di limitare delle perdite verso l'esterno. Il criopattino così ottenuto è accoppiato in condizioni FC ad una rotaia formata da magneti permanenti in NdFeB.

Sistema di fatturazione collegato a Google Drive

L'obbiettivo della tesi è quello di sviluppare una semplice web application per la creazione di fatture. La caratteristica principale è l'integrazione delle funzionalità di Google Drive permettendo all'utente di archiviare e condividere con pochi click le fatture con i clienti. L'utente potrà creare, personalizzare, salvare, archiviare e condividere le proprie ricevute in tempo reale. In questo documento verrà analizzato il processo di sviluppo del software che comprenderà: analisi dei requisiti, progettazione, sviluppo (scelte implementative), test e sviluppi futuri. Verranno anche documentate le tecnologie utilizzate al fine di raggiungere il prodotto finale.

Progettazione e sviluppo di un'applicazione iOS per il supporto di strategie di mobile marketing automation e di prossimità

In questa tesi vengono presentati la progettazione e lo sviluppo di un'applicazione iOS, denominata "Promotions", che ha lo scopo di essere il supporto alle strategie di mobile marketing automation e di prossimità di un ipotetico brand con una catena di negozi, che vuole proporre alla propria clientela promozioni, messaggi, sondaggi, sistemi di engagement e fidelity definiti in un determinato customer journey. L'elaborato parte da una descrizione e analisi del mobile marketing, del marketing automation e di prossimità, della piattaforma e delle tecnologie utilizzate. Prosegue con un'analisi sullo stato dell'arte di applicazioni e realtà simili a quella sviluppata già presenti sul mercato, per poi passare alla relazione sulla progettazione, sviluppo e realizzazione dell'app. Vengono poi evidenziate le scelte implementative attuate e descritte le simulazioni di utilizzo dell'app, terminando con gli obiettivi raggiunti e con le conclusioni finali.