Demo: Have a Chat with Sensitive Artificial Listeners

Sensitive Artificial Listeners (SAL) are virtual dialogue partners based on audiovisual analysis and synthesis. Despite their very limited verbal understanding, they intend to engage the user in a conversation by paying attention to the user’s emotions and non- verbal expressions. The SAL characters have their own emotionally defined personality, and attempt to drag the user towards their dom- inant emotion through a combination of verbal and non-verbal ex- pression. The demonstrator shows the publicly available, fully au- tonomous SAL system.

Nearshore oscillating wave surge converters and the development of Oyster

Oscillating wave surge converters (OWSCs) are a class of wave power technology that exploits the enhanced horizontal fluid particle movement of waves in the nearshore coastal zone with water depths of 10–20 m. OWSCs predominantly oscillate horizontally in surge as opposed to the majority of wave devices, which oscillate vertically in heave and usually are deployed in deeper water. The characteristics of the nearshore wave resource are described along with the hydrodynamics of OWSCs. The variables in the OWSC design space are discussed together with a presentation of some of their effects on capture width, frequency bandwidth response and power take-off characteristics. There are notable differences between the different OWSCs under development worldwide, and these are highlighted. The final section of the paper describes Aquamarine Power’s 315kW Oyster 1 prototype, which was deployed at the European Marine Energy Centre in August 2009. Its place in the OWSC design space is described along with the practical experience gained. This has led to the design of Oyster 2, which was deployed in August 2011. It is concluded that nearshore OWSCs are serious contenders in the mix of wave power technologies. The nearshore wave climate has a narrower directional spread than the offshore, the largest waves are filtered out and the exploitable resource is typically only 10–20% less in 10m depth compared with 50m depth. Regarding the devices, a key conclusion is that OWSCs such as Oyster primarily respond in the working frequency range to the horizontal fluid acceleration; Oyster is not a drag device responding to horizontal fluid velocity. The hydrodynamics of Oyster is dominated by inertia with added inertia being a very significant contributor. It is unlikely that individual flap modules will exceed 1MW in installed capacity owing to wave resource, hydrodynamic and economic constraints. Generating stations will be made up of line arrays of flaps with communal secondary power conversion every 5–10 units.

Efficiency improvement study for small wind turbines through flow control

In this study, a constant suction technique for controlling boundary layer separation at low Reynolds numbers was designed and tested. This was later implemented on small wind turbines. Small wind turbines need to operate in low wind speeds, that is, in low Reynolds number regimes – typically in the range 104–105. Airfoils are prone to boundary layer separation in these conditions, leading to a substantial drop in aerodynamic performance of the blades. Under these conditions turbines will have reduced energy output. This paper presents experimental results of applying surface-suction over the suction-surface of airfoils for controlling boundary layer separation. The Reynolds numbers for the experiments are kept in the range 8×104–5×105. The air over the surface of the airfoil is drawn into the airfoil through a slit. It is found that the lift coefficient of the airfoils increases and the drag reduces. Based on the improved airfoil characteristics, an analysis of increase in Coefficient of Power (CP), versus input power for a small wind turbine blade with constant suction is presented.

Constrained Multi-Objective Aerofoil Design Using a Multi-Level Optimisation Strategy

A novel approach for the multi-objective design optimisation of aerofoil profiles is presented. The proposed method aims to exploit the relative strengths of global and local optimisation algorithms, whilst using surrogate models to limit the number of computationally expensive CFD simulations required. The local search stage utilises a re-parameterisation scheme that increases the flexibility of the geometry description by iteratively increasing the number of design variables, enabling superior designs to be generated with minimal user intervention. Capability of the algorithm is demonstrated via the conceptual design of aerofoil sections for use on a lightweight laminar flow business jet. The design case is formulated to account for take-off performance while reducing sensitivity to leading edge contamination. The algorithm successfully manipulates boundary layer transition location to provide a potential set of aerofoils that represent the trade-offs between drag at cruise and climb conditions in the presence of a challenging constraint set. Variations in the underlying flow physics between Pareto-optimal aerofoils are examined to aid understanding of the mechanisms that drive the trade-offs in objective functions.

Queering Memories of the Troubles: Performing LGBTQ testimonies in Northern Ireland

In Northern Ireland, decades of religious and political unrest led to the marginalization not only of rights but also the experiences and voices of those who identify as Lesbian, Gay, Bisexual, Trans and/or Queer (LGBTQ). The peace process has arguably created space in which sexual minorities can voice their experiences and articulate counter-memories to those that tend to dominate ethno-nationalist commemorations of the conflict. This essay explores two productions of Northern Ireland’s first publicly funded gay theatre company, TheatreofplucK, led by artistic director Niall Rea: D.R.A.G (Divided, Radical and Gorgeous) was first performed in 2011 and explores the personal experiences of a Belfast drag queen in the form of personal testimonial monologue. The forthcoming (November 2015) performed archive installation, Tr<uble, by Shannon Yee, assembles true-life testimonies of the LGBTQ community in Northern Ireland during and after the Troubles. I will explore how performed and performative memories have the potential to ‘queer’ remembrance of the Troubles.

Sex, Time and Place: Queer Histories of London, c.1850 to the Present

Sex, Time and Place extensively widens the scope of what we might mean by 'queer London studies'. Incorporating multidisciplinary perspectives – including social history, cultural geography, visual culture, literary representation, ethnography and social studies – this collection asks new questions, widens debates and opens new subject terrain. Featuring essays from an international range of established scholars and emergent voices, the collection is a timely contribution to this growing field. Its essays cover topics such as activist and radical communities and groups, AIDS and the city, art and literature, digital archives and technology, drag and performativity, lesbian London, notions of bohemianism and deviancy, sex reform and research and queer Black history. Going further than the existing literature on Queer London which focuses principally on the experiences of white gay men in a limited time frame, Sex, Time and Place reflects the current state of this growing and important field of study. It will be of great value to scholars, students and general readers who have an interest in queer history, London studies, cultural geography, visual cultures and literary criticism.

Plan för hantering av översvämningsriskerna i Helsingfors och Esbo kustområde för åren 2016 - 2021

Längs de finländska vattendragen och den finländska havskusten har identifierats 21 områden med betydande översvämningsrisk. För varje område med betydande översvämningsrisk har utarbetats en plan för hantering av översvämningsrisker. Den här planen för hantering av översvämningsrisker i Helsingfors och Esbo kustområde innehåller mål och åtgärder för att minimera översvämningsriskerna i huvudstadsregionens strandområden och i den närmaste skärgården. I gruppen som utsetts för att utarbeta planen har ingått företrädare för Nylands förbund, städerna Helsingfors och Esbo, Helsingfors och Nylands räddningsverk samt NTM-centralen i Nyland. Dessutom har Samkommunen Helsingforsregionens miljötjänster HRM deltagit i arbetet i egenskap av expert. Viktiga intressentgrupper har hörts enligt behov. Strandområdena i Helsingfors och Esbo har en mångformig natur som varierar från branta klippstränder till vassbevuxna och grunda havsvikar. En del av bäckarna som mynnar ut i havet från de låglänta landskapen når sig långt in i landet vilket gör att det område som påverkas av havsöversvämningar sträcker sig till och med flera kilometer från kusten. Strandområdena i huvudstadsregionen karaktäriseras av en allt tätare bosättning. I närheten av kusten finns utöver bosättning även bland annat flera industri- och samhällsteknikobjekt, låglänta vägar och hamnar. Därtill är underjordiska utrymmen och tunnlar typiska drag för Helsingfors. Målet med hanteringen av översvämningsriskerna är bland annat att trygga bostadsbyggnader, objekt som är svåra att evakuera, samhällsteknikstrukturer, viktiga trafikförbindelser, hamnar, objekt som är farliga för miljön, kulturarvsobjekt och annat byggnadsbestånd om havsvattenståndet stiger. Därtill har man bland annat som mål att minimera egendomsskadorna och att beakta klimatförändringen i det översvämningssäkra byggandet. Man strävar mot målen genom beredskap samt genom åtgärder såväl under som efter översvämningen. Åtgärderna strider inte mot målen för vattenvården. En av de viktigaste åtgärderna som minskar översvämningsrisken i Helsingfors och Esbo kustområde är beaktandet av översvämningsområden och klimatförändringen i planeringen av markanvändningen. Utgångspunkten är att man bör undvika byggande i områden med översvämningsrisk och vid placeringen av funktioner bör man beakta rekommendationerna för lägsta grundläggningsnivå. I fråga om riskobjekt bör man säkerställa att det finns uppdaterade och fungerande beredskapsplaner. Förutsättningarna för invånarnas egen beredskap ska förbättras bland annat genom ökad medvetenhet om översvämningar. I planen identifieras också flera regionala och lokala skyddsbehov.

Étude de la régulation de la nitrogénase chez Rhodobacter capsulatus dans la noirceur

L’atmosphère terrestre est très riche en azote (N2). Mais cet azote diatomique est sous une forme très stable, inutilisable par la majorité des êtres vivants malgré qu’il soit indispensable pour la synthèse de matériels organiques. Seuls les procaryotes diazotrophiques sont capables de vivre avec le N2 comme source d’azote. La fixation d’azote est un processus qui permet de produire des substances aminées à partir de l’azote gazeux présent dans l’atmosphère (78%). Cependant, ce processus est très complexe et nécessite la biosynthèse d’une vingtaine de protéines et la consommation de beaucoup d’énergie (16 molécules d’ATP par mole de N2 fixé). C’est la raison pour laquelle ce phénomène est rigoureusement régulé. Les bactéries photosynthétiques pourpres non-sulfureuses sont connues pour leur capacité de faire la fixation de l’azote. Les études faites à la lumière, dans le mode de croissance préféré de ces bactéries (photosynthèse anaérobie), ont montré que la nitrogénase (enzyme responsable de la fixation du diazote) est sujet d’une régulation à trois niveaux: une régulation transcriptionnelle de NifA (protéine activatrice de la transcription des gènes nif), une régulation post-traductionnelle de l’activité de NifA envers l’activation de la transcription des autres gènes nif, et la régulation post-traductionnelle de l’activité de la nitrogénase quand les cellules sont soumises à un choc d’ammoniaque. Le système de régulation déjà décrit fait intervenir essentiellement une protéine membranaire, AmtB, et les deux protéines PII, GlnB et GlnK. Il est connu depuis long temps que la nitrogénase est aussi régulée quand une culture photosynthétique est exposée à la noirceur, mais jusqu’aujourd’hui, on ignore encore la nature des systèmes intervenants dans cette régulation. Ainsi, parmi les questions qui peuvent se poser: quelles sont les protéines qui interviennent dans l’inactivation de la nitrogénase lorsqu’une culture anaérobie est placée à la noirceur? Une analyse de plusieurs souches mutantes, amtB- , glnK- , glnB- et amtY- poussées dans différentes conditions de limitation en azote, serait une façon pour répondre à ces interrogations. Alors, avec le suivi de l’activité de la nitrogénase et le Western Blot, on a montré que le choc de noirceur provoquerait un "Switch-off" de l’activité de la nitrogénase dû à une ADP-ribosylation de la protéine Fe. On a réussit aussi à montrer que ii tout le système déjà impliqué dans la réponse à un choc d’ammoniaque, est également nécessaire pour une réponse à un manque de lumière ou d’énergie (les protéines AmtB, GlnK, GlnB, DraG, DraT et AmtY). Or, Rhodobacter capsulatus est capable de fixer l’azote et de croitre aussi bien dans la micro-aérobie à la noirceur que dans des conditions de photosynthèse anaérobies, mais jusqu'à maintenant sa régulation dans l’obscurité est peu étudiée. L’étude de la fixation d’azote à la noirceur nous a permis de montrer que le complexe membranaire Rnf n’est pas nécessaire à la croissance de R. capsulatus dans de telles conditions. Dans le but de développer une façon d’étudier la régulation de la croissance dans ce mode, on a tout d’abord essayé d’identifier les conditions opératoires (O2, [NH4 + ]) permettant à R. capsulatus de fixer l’azote en microaérobie. L’optimisation de cette croissance a montré que la concentration optimale d’oxygène nécessaire est de 10% mélangé avec de l’azote.

The Role of Specific Amino Acids in the Formation of Ternary Complexes in Nitrogenase Regulation in the Photosynthetic Bacterium Rhodobacter capsulatus

L'azote est l'un des éléments les plus essentiels dans le monde pour les êtres vivants, car il est essentiel pour la production des éléments de base de la cellule, les acides aminés, les acides nucléiques et les autres constituants cellulaires. L’atmosphère est composé de 78% d'azote gazeux, une source d'azote inutilisable par la plupart des organismes à l'exception de ceux qui possèdent l’enzyme nitrogénase, tels que les bactéries diazotrophique. Ces micro-organismes sont capables de convertir l'azote atmosphérique en ammoniac (NH3), qui est l'une des sources d'azote les plus préférables. Cette réaction exigeant l’ATP, appelée fixation de l'azote, est catalysée par une enzyme, nitrogénase, qui est l'enzyme la plus importante dans le cycle de l'azote. Certaines protéines sont des régulateurs potentiels de la synthèse de la nitrogénase et de son activité; AmtB, DraT, DraG, les protéines PII, etc.. Dans cette thèse, j'ai effectué diverses expériences afin de mieux comprendre leurs rôles détailés dans Rhodobacter capsulatus. La protéine membranaire AmtB, très répandue chez les archaea, les bactéries et les eucaryotes, est un membre de la famille MEP / Amt / Rh. Les protéines AmtB sont des transporteurs d'ammonium, importateurs d'ammonium externe, et ont également été suggéré d’agir comme des senseurs d'ammonium. Il a été montré que l’AmtB de Rhodobacter capsulatus fonctionne comme un capteur pour détecter la présence d'ammonium externe pour réguler la nitrogénase. La nitrogénase est constituée de deux métalloprotéines nommées MoFe-protéine et Fe-protéine. L'addition d'ammoniaque à une culture R. capsulatus conduit à une série de réactions qui mènent à la désactivation de la nitrogénase, appelé "nitrogénase switch-off". Une réaction critique dans ce processus est l’ajout d’un groupe ADP-ribose à la Fe-protéine par DraT. L'entrée de l'ammoniac dans la cellule à travers le pore AmtB est contrôlée par la séquestration de GlnK. GlnK est une protéine PII et les protéines PII sont des protéines centrales dans la régulation du métabolisme de l'azote. Non seulement la séquestration de GlnK par AmtB est importante dans la régulation nitrogénase, mais la liaison de l'ammonium par AmtB ou de son transport partiel est également nécessaire. Les complexes AmtB-GlnK sont supposés de lier DraG, l’enzyme responsable pour enlever l'ADP-ribose ajouté à la nitrogénase par DraT, ainsi formant un complexe ternaire. Dans cette thèse certains détails du mécanisme de transduction du signal et de transport d'ammonium ont été examinés par la génération et la caractérisation d’un mutant dirigé, RCZC, (D335A). La capacité de ce mutant, ainsi que des mutants construits précédemment, RCIA1 (D338A), RCIA2 (G344C), RCIA3 (H193E) et RCIA4 (W237A), d’effectuer le « switch-off » de la nitrogénase a été mesurée par chromatographie en phase gazeuse. Les résultats ont révélé que tous les résidus d'acides aminés ci-dessus ont un rôle essentiel dans la régulation de la nitrogénase. L’immunobuvardage a également été effectués afin de vérifier la présence de la Fe-protéine l'ADP-ribosylée. D335, D388 et W237 semblent être cruciales pour l’ADP-ribosylation, puisque les mutants RCZC, RCIA1 et RCIA4 n'a pas montré de l’ADP-ribosylation de la Fe-protéine. En outre, même si une légère ADP-ribosylation a été observée pour RCIA2 (G344C), nous le considérons comme un résidu d'acide aminé important dans la régulation de la nitrogénase. D’un autre coté, le mutant RCIA3 (H193E) a montré une ADP-ribosylation de la Fe-protéine après un choc d'ammonium, par conséquent, il ne semble pas jouer un rôle important dans l’ADP-ribosylation. Par ailleurs R. capsulatus possède une deuxième Amt appelé AmtY, qui, contrairement à AmtB, ne semble pas avoir des rôles spécifiques. Afin de découvrir ses fonctionnalités, AmtY a été surexprimée dans une souche d’E. coli manquant l’AmtB (GT1001 pRSG1) (réalisée précédemment par d'autres membres du laboratoire) et la formation des complexes AmtY-GlnK en réponse à l'addition d’ammoniac a été examinée. Il a été montré que même si AmtY est en mesure de transporter l'ammoniac lorsqu'il est exprimé dans E. coli, elle ne peut pass’ associer à GlnK en réponse à NH4 +.

Le jour où la Terre en avait vu d'autres. Tome 1 ; suivi de La tension ajarienne

La partie création de ce mémoire se veut soutenue par une tension narrative reliée à la curiosité suscitée par le personnage principal, de prime abord énigmatique, qui se dévoile de façon capricieuse par un changement constant de focalisation et de temporalité. Nathan vit à une ère où l’humanité a frôlé l’extinction, et où tout est à repenser après l’annihilation du virus ramenant les morts à la vie. N’ayant pas été témoin de ces horreurs, ses plus grandes préoccupations concernent son cheminement vers l’authenticité. Saltimbanque de métier, il voyage de communauté en communauté, où chacune a fait ses choix pour recréer le monde. Sa volonté de prôner l’art dans un processus de reconstruction sociale et sa poursuite d’une image perdue le pousseront toujours plus loin dans ses pérégrinations; vers des réalités qui le conduiront à redéfinir son univers. La partie essai s’interroge sur les procédés formant la tension narrative des romans d’Émile Ajar, pseudonyme laissant deviner la plume expérimentée de Romain Gary qui se réinvente dans l’anonymat. L’attention est centrée sur les jeux de narration, le rôle actanciel des personnages et l’orchestration formelle des récits, à savoir s’ils sont assez similaires pour lier les opus et les constituer en une série unifiée. Cette réflexion à la recherche de l’essence de l’oeuvre ajarienne, touchante par ses antihéros souvent démunis dans leur quête existentielle, a été une inspiration pour la rédaction de Le jour où la Terre en avait vu d’autres. Les rêves de Nathan sont racontés à la première personne, rejoignant certaines modalités ajariennes où la psyché des protagonistes se révèle par une narration au “je”. Les questionnements sur la tension narrative ont été déclencheurs de cette première démarche d’écriture romanesque, même si elle est située dans un cadre complètement autre et use d’une plume bien différente de celle d’Ajar.

Rôle de l'AmtB dans la régulation de la nitrogénase et la production d'hydrogène chez la bactérie Rhodobacter capsulatus

L’azote est l’élément le plus abondant dans l’atmosphère terrestre avec un pourcentage atteignant 78 %. Composant essentiel pour la biosynthèse des matériels organiques cellulaires, il est inutilisable sous sa forme diatomique (N2) très stable par la plupart des organismes. Seules les bactéries dites diazotrophiques comme Rhodobacter capsulatus sont capables de fixer l’azote moléculaire N2 par le biais de la synthèse d’une enzyme, la nitrogénase. Cette dernière catalyse la réduction du N2 en ammonium (NH4) qui peut alors être assimilé par d’autres organismes. La synthèse et l’activité de la nitrogénase consomment beaucoup d’énergie ce qui implique une régulation rigoureuse et son inhibition tant qu’une quantité suffisante d’ammonium est disponible. Parmi les protéines impliquées dans cette régulation, la protéine d’intérêt AmtB est un transporteur membranaire responsable de la perception et le transport de l’ammonium. Chez R. capsulatus, il a été démontré que suite à l’addition de l’ammonium, l’AmtB inhibe de façon réversible (switch off/switch on) l’activité de la nitrogénase en séquestrant la protéine PII GlnK accompagnée de l’ajout d’un groupement ADP ribose sur la sous unités Fe de l’enzyme par DraT. De plus, la formation de ce complexe à lui seul ne serait pas suffisant pour cette inactivation, ce qui suggère la séquestration d’une troisième protéine, DraG, afin d’inhiber son action qui consiste à enlever l’ADP ribose de la nitrogénase et donc sa réactivation. Afin de mieux comprendre le fonctionnement de l’AmtB dans la régulation et le transport de l’ammonium à un niveau moléculaire et par la même occasion la fixation de l’azote, le premier volet de ce mémoire a été d’introduire une mutation ponctuelle par mutagénèse dirigée au niveau du résidu conservé W237 de l’AmtB. La production d’hydrogène est un autre aspect longtemps étudié chez R. capsulatus. Cette bactérie est capable de produire de l’hydrogène à partir de composés organiques par photofermentation suite à l’intervention exclusive de la nitrogénase. Plusieurs études ont été entreprises afin d’améliorer la production d’hydrogène. Certaines d’entre elles se sont intéressées à déterminer les conditions optimales qui confèrent une production maximale de gaz tandis que d’autres s’intéressent au fonctionnement de la bactérie elle même. Ainsi, le fait que la bioproduction de H2 par fermentation soit catalysée par la nitrogénase cela implique la régulation de l’activité de cette dernière par différents mécanismes dont le switch off par ADP ribosylation de l’enzyme. De ce fait, un mutant de R. capsulatus dépourvu d’AmtB (DG9) a été étudié dans la deuxième partie de cette thèse en termes d’activité de la nitrogénase, de sa modification par ADP ribosylation avec la détection des deux protéines GlnK et DraG qui interviennent dans cette régulation pour connaitre l’influence de différents acides aminés sur la régulation de la nitrogénase et pour l‘utilisation future de cette souche dans la production d’H2 car R. capsulatus produit de l’hydrogène par photofermentation grâce à cette enzyme. Les résultats obtenus ont révélé une activité de la nitrogénase continue et ininterrompue lorsque l’AmtB est absent avec une activité maximale quand la proline est utilisée comme source d’azote durant la culture bactérienne ce qui implique donc que l’abolition de l’activité de cette protéine entraine une production continue d’H2 chez R. capsulatus lorsque la proline est utilisée comme source d’azote lors de la culture bactérienne. Par ailleurs, avec des Western blots on a pu déterminer l’absence de régulation par ADP ribosylation ainsi que les expressions respectives de GlnK et DraG inchangées entre R. capsulatus sauvage et muté. En conclusion, la nitrogénase n’est pas modifiée et inhibée lorsque l’amtB est muté ce qui fait de la souche R. capsulatus DG9 un candidat idéal pour la production de biohydrogène en particulier lorsque du glucose et de la proline sont respectivement utilisés comme source de carbone et d'azote pour la croissance.

Assessing locomotion in cats trained on a flat treadmill and on a ladder treadmill before and after spinal cord injury (SCI)

Les effets des lésions de la moelle épinière sur la locomotion sont souvent évalués sur un tapis roulant avec une surface plane, ce qui demande peu d’implication active des structures supraspinales. L’objectif du présent travail est d’évaluer si un type d’entraînement nécessitant une plus grande part de contrôle volontaire (c.-à-d. supraspinal) pourrait améliorer la récupération de la marche chez le chat après une hémilésion unilatérale spinale au niveau thoracique (T10). Pour ce faire, pendant 6 semaines les chats ont été entrainés sur un tapis roulant conventionnel ou sur un tapis-échelle roulante, tâche requérant un placement des pattes plus précis. Les paramètres de la marche ont été évalués par cinématique et électromyographie (EMG) avant et une fois par semaine pendant 6 semaines après lésion. Nos résultats comparant la marche sur tapis conventionnel à celle sur échelle roulante montrent des différences dans les excursions angulaires et les couplages entre les membres. On observe aussi des différences dans l’amplitude des EMG notamment une augmentation de la deuxième bouffée du muscle Semitendineux (St) sur l’échelle roulante. Après l’hémilésion spinale cette bouffée disparait du côté de la lésion tandis qu’elle est maintenue du côté intact. Après l’entrainement sur échelle roulante, on observe des changements de trajectoire de la patte et une disparition du pied tombant (foot drag) qui suggèrent une amélioration du contrôle de la musculature distale. Nos résultats montrent que le patron locomoteur observé sur tapis conventionnel est influencé par le type d’entraînement procuré. De plus, certains paramètres de la locomotion suggèrent que l’entraînement sur échelle roulante, qui requiert plus de contrôle supraspinal, favorise une meilleure récupération de la marche après lésion spinale.

Dynamic and Thermodynamic Structure of the Monsoon Boundary Layer over India

The objective of the study is to examine the dynamic and thermodynamic structure and the variations that occur in the surface layer during the pre-monsoon, onset and post-monsoon periods over the Indian region. The variations caused during the occurrence of micro and mesoscale systems, structure and variation in the marine boundary layer over the Indian region is also investigated. The drag coefficient computed indirectly also shows variation during various seasons. The thermodynamic structure of the atmosphere shows variation during the various seasons. The onset monsoon causes lowering of the Lifting Condensation Levels. The outcome of the study is expected to provide a better understanding of the structure and variations in the boundary layer over India, which is useful for many applications especially for numerical modeling studies.

Dynamic characteristics of Atmospheric boundary Layer during different phases of Monsoon

Atmospheric Boundary layer (ABL) is the layer just above the earth surface and is influenced by the surface forcing within a short period of an hour or less. In this thesis, characteristics of the boundary layer over ocean, coastal and inland areas of the atmosphere, especially over the monsoon regime are thoroughly studied. The study of the coastal zone is important due to its high vulnerability mainly due to sea breeze circulation and associated changes in the atmospheric boundary layer. The major scientific problems addressed in this thesis are diurnal and seasonal variation of coastal meteorological properties, the characteristic difference in the ABL during active and weak monsoons, features of ABL over marine environment and the variation of the boundary layer structure over an inland station. The thesis describes the various features in the ABL associated with the active and weak monsoons and, the surface boundary layer properties associated with the active and weak epochs. The study provides knowledge on MABL and can be used as the estimated values of boundary layer parameters over the marine atmosphere and to know the values and variabilities of the ABL parameters such as surface wind, surface friction, drag coefficient, wind stress and wind stress curl.

Techniques for Enhancing Wind Energy Generation - A CFD Based Multibody Dynamics Approach in Horizontal Axis Wind Turbines

Wind energy has emerged as a major sustainable source of energy.The efficiency of wind power generation by wind mills has improved a lot during the last three decades.There is still further scope for maximising the conversion of wind energy into mechanical energy.In this context,the wind turbine rotor dynamics has great significance.The present work aims at a comprehensive study of the Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) aerodynamics by numerically solving the fluid dynamic equations with the help of a finite-volume Navier-Stokes CFD solver.As a more general goal,the study aims at providing the capabilities of modern numerical techniques for the complex fluid dynamic problems of HAWT.The main purpose is hence to maximize the physics of power extraction by wind turbines.This research demonstrates the potential of an incompressible Navier-Stokes CFD method for the aerodynamic power performance analysis of horizontal axis wind turbine.The National Renewable Energy Laboratory USA-NREL (Technical Report NREL/Cp-500-28589) had carried out an experimental work aimed at the real time performance prediction of horizontal axis wind turbine.In addition to a comparison between the results reported by NREL made and CFD simulations,comparisons are made for the local flow angle at several stations ahead of the wind turbine blades.The comparison has shown that fairly good predictions can be made for pressure distribution and torque.Subsequently, the wind-field effects on the blade aerodynamics,as well as the blade/tower interaction,were investigated.The selected case corresponded to a 12.5 m/s up-wind HAWT at zero degree of yaw angle and a rotational speed of 25 rpm.The results obtained suggest that the present can cope well with the flows encountered around wind turbines.The areodynamic performance of the turbine and the flow details near and off the turbine blades and tower can be analysed using theses results.The aerodynamic performance of airfoils differs from one another.The performance mainly depends on co-efficient of performnace,co-efficient of lift,co-efficient of drag, velocity of fluid and angle of attack.This study shows that the velocity is not constant for all angles of attack of different airfoils.The performance parameters are calculated analytically and are compared with the standardized performance tests.For different angles of ,the velocity stall is determined for the better performance of a system with respect to velocity.The research addresses the effect of surface roughness factor on the blade surface at various sections.The numerical results were found to be in agreement with the experimental data.A relative advantage of the theoretical aerofoil design method is that it allows many different concepts to be explored economically.Such efforts are generally impractical in wind tunnels because of time and money constraints.Thus, the need for a theoretical aerofoil design method is threefold:first for the design of aerofoil that fall outside the range of applicability of existing calalogs:second,for the design of aerofoil that more exactly match the requirements of the intended application:and third,for the economic exploration of many aerofoil concepts.From the results obtained for the different aerofoils,the velocity is not constant for all angles of attack.The results obtained for the aerofoil mainly depend on angle of attack and velocity.The vortex generator technique was meticulously studies with the formulation of the specification for the right angle shaped vortex generators-VG.The results were validated in accordance with the primary analysis phase.The results were found to be in good agreement with the power curve.The introduction of correct size VGs at appropriate locations over the blades of the selected HAWT was found to increase the power generation by about 4%