Design of a generalized tool for the performance assessment under sail based on analytical, numerical and empirical results : a global sailing yacht meta-model

La evaluación de las prestaciones de las embarcaciones a vela ha constituido un objetivo para ingenieros navales y marinos desde los principios de la historia de la navegación. El conocimiento acerca de estas prestaciones, ha crecido desde la identificación de los factores clave relacionados con ellas(eslora, estabilidad, desplazamiento y superficie vélica), a una comprensión más completa de las complejas fuerzas y acoplamientos involucrados en el equilibrio. Junto con este conocimiento, la aparición de los ordenadores ha hecho posible llevar a cabo estas tareas de una forma sistemática. Esto incluye el cálculo detallado de fuerzas, pero también, el uso de estas fuerzas junto con la descripción de una embarcación a vela para la predicción de su comportamiento y, finalmente, sus prestaciones. Esta investigación tiene como objetivo proporcionar una definición global y abierta de un conjunto de modelos y reglas para describir y analizar este comportamiento. Esto se lleva a cabo sin aplicar restricciones en cuanto al tipo de barco o cálculo, sino de una forma generalizada, de modo que sea posible resolver cualquier situación, tanto estacionaria como en el dominio del tiempo. Para ello se comienza con una definición básica de los factores que condicionan el comportamiento de una embarcación a vela. A continuación se proporciona una metodología para gestionar el uso de datos de diferentes orígenes para el cálculo de fuerzas, siempre con el la solución del problema como objetivo. Esta última parte se plasma en un programa de ordenador, PASim, cuyo propósito es evaluar las prestaciones de diferentes ti pos de embarcaciones a vela en un amplio rango de condiciones. Varios ejemplos presentan diferentes usos de PASim con el objetivo de ilustrar algunos de los aspectos discutidos a lo largo de la definición del problema y su solución . Finalmente, se presenta una estructura global de cara a proporcionar una representación virtual de la embarcación real, en la cual, no solo e l comportamiento sino también su manejo, son cercanos a la experiencia de los navegantes en el mundo real. Esta estructura global se propone como el núcleo (un motor de software) de un simulador físico para el que se proporciona una especificación básica. ABSTRACT The assessment of the performance of sailing yachts, and ships in general, has been an objective for naval architects and sailors since the beginning of the history of navigation. The knowledge has grown from identifying the key factors that influence performance(length, stability, displacement and sail area), to a much more complete understanding of the complex forces and couplings involved in the equilibrium. Along with this knowledge, the advent of computers has made it possible to perform the associated tasks in a systematic way. This includes the detailed calculation of forces, but also the use of those forces, along with the description of a sailing yacht, to predict its behavior, and ultimately, its performance. The aim of this investigation is to provide a global and open definition of a set of models and rules to describe and analyze the behavior of a sailing yacht. This is done without applying any restriction to the type of yacht or calculation, but rather in a generalized way, capable of solving any possible situation, whether it is in a steady state or in the time domain. First, the basic definition of the factors that condition the behavior of a sailing yacht is given. Then, a methodology is provided to assist with the use of data from different origins for the calculation of forces, always aiming towards the solution of the problem. This last part is implemented as a computational tool, PASim, intended to assess the performance of different types of sailing yachts in a wide range of conditions. Several examples then present different uses of PASim, as a way to illustrate some of the aspects discussed throughout the definition of the problem and its solution. Finally, a global structure is presented to provide a general virtual representation of the real yacht, in which not only the behavior, but also its handling is close to the experience of the sailors in the real world. This global structure is proposed as the core (a software engine) of a physical yacht simulator, for which a basic specification is provided.

Peptide design by artificial neural networks and computer-based evolutionary search

A technique for systematic peptide variation by a combination of rational and evolutionary approaches is presented. The design scheme consists of five consecutive steps: (i) identification of a “seed peptide” with a desired activity, (ii) generation of variants selected from a physicochemical space around the seed peptide, (iii) synthesis and testing of this biased library, (iv) modeling of a quantitative sequence-activity relationship by an artificial neural network, and (v) de novo design by a computer-based evolutionary search in sequence space using the trained neural network as the fitness function. This strategy was successfully applied to the identification of novel peptides that fully prevent the positive chronotropic effect of anti-β1-adrenoreceptor autoantibodies from the serum of patients with dilated cardiomyopathy. The seed peptide, comprising 10 residues, was derived by epitope mapping from an extracellular loop of human β1-adrenoreceptor. A set of 90 peptides was synthesized and tested to provide training data for neural network development. De novo design revealed peptides with desired activities that do not match the seed peptide sequence. These results demonstrate that computer-based evolutionary searches can generate novel peptides with substantial biological activity.

Identifying effective behavioural components of Intervention and Comparison group support provided in SMOKing cEssation interventions (IC-SMOKE) : a systematic review protocol

Funding The research described in this paper is funded by Cancer Research UK, registered under application number C50862/A18446. The systematic review protocol reported in this paper was previously peer-reviewed by Cancer Research UK as part of the funding process. The funders had no role in protocol design, decision to publish, or preparation of the manuscript.

A Toolbox for Quantitative Gene Expression in Varroa destructor : RNA Degradation in Field Samples and Systematic Analysis of Reference Gene Stability

Funding: This project has received funding from the European Union’s Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration under grant agreement no. 613960 (SMARTBEES) (http://www.smartbees-fp7.eu/) and Veterinary Medicines Directorate, Department for Environment Food & Rural Affairs (Project # VM0517) (https://www.gov.uk/government/organisations/veterinary-medicines-directorate). CHM was supported by a Biosciences Knowledge Transfer Network Biotechnology and Biological Sciences Research Council (KTN-BBSRC CASE) Studentship (BB/L502467/1) (http://www.bbsrc.ac.uk/). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript. Acknowledgments We gratefully acknowledge Mr Sebastian Bacz’s expert help and advice with beekeeping.

A novel hybrid simulation-optimization approach for the optimal design of multicomponent distillation columns

Póster presentado en Escape 22, European Symposium on Computer Aided Process Engineering, University College London, UK, 17-20 June 2012.

A hybrid simulation-optimization approach for the design of internally heat-integrated distillation columns

Paper submitted to AIChE 2012 Annual Meeting: Energy Efficiency by Process Intensification, Pittsburgh, PA, October 28-November 2, 2012.

Gender inequalities in occupational health related to the unequal distribution of working and employment conditions: a systematic review

Introduction: Gender inequalities exist in work life, but little is known about their presence in relation to factors examined in occupation health settings. The aim of this study was to identify and summarize the working and employment conditions described as determinants of gender inequalities in occupational health in studies related to occupational health published between 1999 and 2010. Methods: A systematic literature review was undertaken of studies available in MEDLINE, EMBASE, Sociological Abstracts, LILACS, EconLit and CINAHL between 1999 and 2010. Epidemiologic studies were selected by applying a set of inclusion criteria to the title, abstract, and complete text. The quality of the studies was also assessed. Selected studies were qualitatively analysed, resulting in a compilation of all differences between women and men in the prevalence of exposure to working and employment conditions and work-related health problems as outcomes. Results: Most of the 30 studies included were conducted in Europe (n=19) and had a cross-sectional design (n=24). The most common topic analysed was related to the exposure to work-related psychosocial hazards (n=8). Employed women had more job insecurity, lower control, worse contractual working conditions and poorer self-perceived physical and mental health than men did. Conversely, employed men had a higher degree of physically demanding work, lower support, higher levels of effort-reward imbalance, higher job status, were more exposed to noise and worked longer hours than women did. Conclusions: This systematic review has identified a set of working and employment conditions as determinants of gender inequalities in occupational health from the occupational health literature. These results may be useful to policy makers seeking to reduce gender inequalities in occupational health, and to researchers wishing to analyse these determinants in greater depth.

Hybrid simulation-optimization based approach for the optimal design of single-product biotechnological processes

In this work, we present a systematic method for the optimal development of bioprocesses that relies on the combined use of simulation packages and optimization tools. One of the main advantages of our method is that it allows for the simultaneous optimization of all the individual components of a bioprocess, including the main upstream and downstream units. The design task is mathematically formulated as a mixed-integer dynamic optimization (MIDO) problem, which is solved by a decomposition method that iterates between primal and master sub-problems. The primal dynamic optimization problem optimizes the operating conditions, bioreactor kinetics and equipment sizes, whereas the master levels entails the solution of a tailored mixed-integer linear programming (MILP) model that decides on the values of the integer variables (i.e., number of equipments in parallel and topological decisions). The dynamic optimization primal sub-problems are solved via a sequential approach that integrates the process simulator SuperPro Designer® with an external NLP solver implemented in Matlab®. The capabilities of the proposed methodology are illustrated through its application to a typical fermentation process and to the production of the amino acid L-lysine.

Admittance Control for Robotic Loading: Design and Experiments with a 1-Tonne Loader and a 14-Tonne LHD

This paper describes the design, tuning, and extensive field testing of an admittance-based Autonomous Loading Controller (ALC) for robotic excavation. Several iterations of the ALC were tuned and tested in fragmented rock piles—similar to those found in operating mines—by using both a robotic 1-tonne capacity Kubota R520S diesel-hydraulic surface loader and a 14-tonne capacity Atlas Copco ST14 underground load-haul-dump (LHD) machine. On the R520S loader, the ALC increased payload by 18 % with greater consistency, although with more energy expended and longer dig times when compared with digging at maximum actuator velocity. On the ST14 LHD, the ALC took 61 % less time to load 39 % more payload when compared to a single manual operator. The manual operator made 28 dig attempts by using three different digging strategies, and had one failed dig. The tuned ALC made 26 dig attempts at 10 and 11 MN target force levels. All 10 11 MN digs succeeded while 6 of the 16 10 MN digs failed. The results presented in this paper suggest that the admittance-based ALC is more productive and consistent than manual operators, but that care should be taken when detecting entry into the muck pile

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Systematic review of outcome domains and instruments used in clinical trials of tinnitus treatments in adults

BACKGROUND: There is no evidence-based guidance to facilitate design decisions for confirmatory trials or systematic reviews investigating treatment efficacy for adults with tinnitus. This systematic review therefore seeks to ascertain the current status of trial designs by identifying and evaluating the reporting of outcome domains and instruments in the treatment of adults with tinnitus. METHODS: Records were identified by searching PubMed, EMBASE CINAHL, EBSCO, and CENTRAL clinical trial registries (ClinicalTrials.gov, ISRCTN, ICTRP) and the Cochrane Database of Systematic Reviews. Eligible records were those published from 1 July 2006 to 12 March 2015. Included studies were those reporting adults aged 18 years or older who reported tinnitus as a primary complaint, and who were enrolled into a randomised controlled trial, a before and after study, a non-randomised controlled trial, a case-controlled study or a cohort study, and written in English. Studies with fewer than 20 participants were excluded. RESULTS: Two hundred and twenty-eight studies were included. Thirty-five different primary outcome domains were identified spanning seven categories (tinnitus percept, impact of tinnitus, co-occurring complaints, quality of life, body structures and function, treatment-related outcomes and unclear or not specified). Over half the studies (55 %) did not clearly define the complaint of interest. Tinnitus loudness was the domain most often reported (14 %), followed by tinnitus distress (7 %). Seventy-eight different primary outcome instruments were identified. Instruments assessing multiple attributes of the impact of tinnitus were most common (34 %). Overall, 24 different patient-reported tools were used, predominantly the Tinnitus Handicap Inventory (15 %). Loudness was measured in diverse ways including a numerical rating scale (8 %), loudness matching (4 %), minimum masking level (1 %) and loudness discomfort level (1 %). Ten percent of studies did not clearly report the instrument used. CONCLUSIONS: Our findings indicate poor appreciation of the basic principles of good trial design, particularly the importance of specifying what aspect of therapeutic benefit is the main outcome. No single outcome was reported in all studies and there was a broad diversity of outcome instruments. PROSPERO REGISTRATION: The systematic review protocol is registered on PROSPERO (International Prospective Register of Systematic Reviews): CRD42015017525 . Registered on 12 March 2015 revised on 15 March 2016.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Test of vehicle seating reference using the SAE J826b H-point machine. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Washington, D.C.

Practical design of manufacturing tools, dies, and fixtures. Prepared under supervision of A.S.T.E. Book Committee.

"Reprinted verbatim from the Tool engineers handbook, an official publication of the American Society of Tool Engineers."

Optimization and Machine Learning Frameworks for Complex Network Analysis

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06