Aerobic and anaerobic test performance among elite male football players in different team positions

The purpose was to determine the magnitude of aerobic and anaerobic performance factors among elite male football players in different team positions. Thirty-nine players from the highest Swedish division classified as defenders (n=18), midfield players (n=12) or attackers (n=9) participated. Their mean (± sd) age, height and body mass (bm) were 24.4 (±4.7) years, 1.80 (±5.9)m and 79 (±7.6)kg, respectively. Running economy (RE) and anaerobic threshold (AT) was determined at 10, 12, 14, and 16km/h followed by tests of maximal oxygen uptake (VO2max). Maximal strength (1RM) and average power output (AP) was performed in squat lifting. Squat jump (SJ), counter-movement jump with free arm swing (CMJa), 45m maximal sprint and the Wingate test was performed. Average VO2max for the whole population (WP) was 57.0mL O2•kg-1min-1. The average AT occurred at about 84% of VO2max. 1RM per kg bm0.67 was 11.9±1.3kg. Average squat power in the whole population at 40% 1RM was70±9.5W per kg bm0.67. SJ and CMJa were 38.6±3.8cm and 48.9±4.4cm,respectively. The average sprint time (45m) was 5.78± 0.16s. The AP in the Wingate test was 10.6±0.9W•kg-1. The average maximal oxygen uptake among players in the highest Swedish division was lower compared to international elite players but the Swedish players were better off concerning the anaerobic threshold and in the anaerobic tests. No significant differences were revealed between defenders, midfielders or attackers concerning the tested parameters presented above.

A simplified finite element model for assessing steel fibre reinforced concrete structural performance

The present numerical investigation offers evidence concerning the validity and objectivity of the predictions of a simple, yet practical, finite element model concerning the responses of steel fibre reinforced concrete structural elements under static monotonic and cyclic loading. Emphasis is focused on realistically describing the fully brittle tensile behaviour of plain concrete and the contribution of steel fibres on the post-cracking behaviour it exhibits. The good correlation exhibited between the numerical predictions and their experimental counterparts reveals that, despite its simplicity, the subject model is capable of providing realistic predictions concerning the response of steel fibre reinforced concrete structural configurations exhibiting both ductile and brittle modes of failure without requiring recalibration.

Towards a performance based design of shear walls based on damage criteria = Vers un dimensionnement performanciel des murs de refend basé sur des critères d'endommagement

Le dimensionnement basé sur la performance (DBP), dans une approche déterministe, caractérise les objectifs de performance par rapport aux niveaux de performance souhaités. Les objectifs de performance sont alors associés à l'état d'endommagement et au niveau de risque sismique établis. Malgré cette approche rationnelle, son application est encore difficile. De ce fait, des outils fiables pour la capture de l'évolution, de la distribution et de la quantification de l'endommagement sont nécessaires. De plus, tous les phénomènes liés à la non-linéarité (matériaux et déformations) doivent également être pris en considération. Ainsi, cette recherche montre comment la mécanique de l'endommagement pourrait contribuer à résoudre cette problématique avec une adaptation de la théorie du champ de compression modifiée et d'autres théories complémentaires. La formulation proposée adaptée pour des charges monotones, cycliques et de type pushover permet de considérer les effets non linéaires liés au cisaillement couplé avec les mécanismes de flexion et de charge axiale. Cette formulation est spécialement appliquée à l'analyse non linéaire des éléments structuraux en béton soumis aux effets de cisaillement non égligeables. Cette nouvelle approche mise en œuvre dans EfiCoS (programme d'éléments finis basé sur la mécanique de l'endommagement), y compris les critères de modélisation, sont également présentés ici. Des calibrations de cette nouvelle approche en comparant les prédictions avec des données expérimentales ont été réalisées pour les murs de refend en béton armé ainsi que pour des poutres et des piliers de pont où les effets de cisaillement doivent être pris en considération. Cette nouvelle version améliorée du logiciel EFiCoS a démontrée être capable d'évaluer avec précision les paramètres associés à la performance globale tels que les déplacements, la résistance du système, les effets liés à la réponse cyclique et la quantification, l'évolution et la distribution de l'endommagement. Des résultats remarquables ont également été obtenus en référence à la détection appropriée des états limites d'ingénierie tels que la fissuration, les déformations unitaires, l'éclatement de l'enrobage, l'écrasement du noyau, la plastification locale des barres d'armature et la dégradation du système, entre autres. Comme un outil pratique d'application du DBP, des relations entre les indices d'endommagement prédits et les niveaux de performance ont été obtenus et exprimés sous forme de graphiques et de tableaux. Ces graphiques ont été développés en fonction du déplacement relatif et de la ductilité de déplacement. Un tableau particulier a été développé pour relier les états limites d'ingénierie, l'endommagement, le déplacement relatif et les niveaux de performance traditionnels. Les résultats ont démontré une excellente correspondance avec les données expérimentales, faisant de la formulation proposée et de la nouvelle version d'EfiCoS des outils puissants pour l'application de la méthodologie du DBP, dans une approche déterministe.

Effets des procédés d’usinage de finition sur les propriétés de surface, la performance d’un vernis et l’émission de poussières du bois de chêne rouge

La performance d’un produit de finition sur le bois est influencée par la manière dont la surface est préparée. Le ponçage est très utilisé pour préparer les surfaces lors de la finition. Toutefois, ce procédé génère une grande quantité de poussières. Ainsi, les effets des procédés d’usinage sur les propriétés de surface, la performance d’un vernis et l’émission de poussières ont été étudiés dans le but de déterminer les modes de préparation des surfaces les plus adéquats pour le bois de chêne rouge. Dans un premier volet, les propriétés de surface et la performance d’un vernis ont été évaluées sur les surfaces préparées à l’aide du procédé traditionnel de ponçage et de trois procédés alternatifs de rabotage soit la coupe périphérique droite, la coupe hélicoïdale et la coupe oblique. La qualité de surface a été évaluée au moyen des caractéristiques de rugosité, d’endommagement cellulaire et de mouillabilité. Des essais de résistance à l’adhésion d’un vernis d’usage intérieur ont été effectués avant et après un traitement de vieillissement accéléré. Les résultats ont montré que le ponçage a induit une rugosité et un niveau de fibrillation supérieurs à ceux des autres procédés, ainsi qu’une mouillabilité et une adhésion du vernis après vieillissement accéléré élevées. Les surfaces rabotées avec la coupe périphérique droite ont présenté un certain niveau de fibrillation, une rugosité et une mouillabilité intermédiaires. Néanmoins, l’adhésion du vernis après vieillissement a été également inférieure par rapport aux autres procédés. La coupe hélicoïdale a produit une rugosité intermédiaire. D’autre part, la coupe oblique a été le procédé qui a présenté une perte d’adhésion après vieillissement similaire au ponçage. Ce procédé a généré des surfaces lisses avec rugosité et mouillabilité intermédiaires. Sur la base des résultats obtenus, le ponçage à l’aide d’un programme P100-grain et une vitesse d’avance de 7 m/min, la coupe périphérique droite avec un angle d’attaque de 25° et une onde d’usinage de 1,0 mm, la coupe hélicoïdale avec une onde d’usinage de 1,0 mm et la coupe oblique realisé avec un angle oblique de 15° ont permis d’obtenir les meilleures conditions d’usinage pour chaque procédé. Dans un deuxième volet, l’effet de différents paramètres de coupe sur l’émission de poussières et la rugosité de la surface a été étudié lors de la coupe hélicoïdale. Les émissions de poussières ont diminué avec la diminution de laprofondeur de coupe et l’augmentation de l’épaisseur moyenne du copeau. Cependant, les surfaces obtenues avec l’épaisseur moyenne du copeau plus élevée ont présenté une rugosité supérieure. Par contre, si une surface plus lisse est requise, une vitesse d’avance intermédiaire doit être utilisée afin de diminuer la rugosité des surfaces sans exposer les travailleurs à des niveaux élevés de poussière de bois. Par ailleurs, l’émission de poussières pour chaque fraction de particules peut être estimée à travers les modèles développés.

Influência do Dynamic Tape na funcionalidade do quadríceps na dor não especifica do joelho do atleta de judô

Introdução: O judô é um esporte que implica uma grande variedade de gestos, ações e aptidões físicas, entre as quais, capacidade de controlo postural, equilíbrio, flexibilidade e força. Quando observada as áreas mais afetas na pratica do judô a região do joelho é das que possui maior incidência. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da aplicação do Dynamic Tape (DT), um tape biomecânico, na funcionalidade do quadriceps de atletas de judô masculino com dor não específica no joelho em termos de equilíbrio, força, flexibilidade e dor. Metodologia: A amostra foi constituída por 37 indivíduos, tendo os participantes sido submetidos a testes, primeiramente sem Dynamic Tape (SDT) e posteriormente com Dynamic Tape (CDT). Os testes aplicados foram o Standing Stork Test (SST), o Y Balance Test (YBT), o Four Square Step Test (FSST),o Single Leg Hop Test (SLHT), e o Teste de flexão do membro inferior (TFMI) e o Teste de extensão do membros (TEMI) e a escala numérica de dor (END) no final de todos os testes. Resultados: Não foram observadas diferenças significativas para o teste SST (p=0,6794), porém os teste YBT, SLHT, TFMI, TEMI e END (p<0,0001), assim como FSST (p=0,0026) entre os momentos CDT e SDT demonstraram diferenças estatísticamente significativas, produzindo a aplicação do DT efeitos positivos. Na performance do atleta. Conclusão: A aplicação do DT não foi capaz de melhorar de forma significativa o equilíbrio estático, no então demonstrou influenciar o equilíbrio semi-dinâmico, dinâmico, a flexibilidade e a dor.

Changes in peak expiratory flow and respiratory strength during the menstrual cycle

This study evaluated the spirometry and respiratory static pressures in 17 young women, twice a week for three successive ovulatory menstrual cycles to determine if such variables changed across the menstrual, follicular, periovulatory, early-tomid luteal and late luteal phases. The factors phases of menstrual cycle and individual cycles had no significant effect on the spirometry variables except for peak expiratory flow (PEF) and respiratory static pressures. Significant weak positive correlations were found between the progesterone:estradiol ratio and PEF and between estrogen and tidal volume (r = 0.37), inspiratory time (r = 0.22), expiratory time (r = 0.19), maximal inspiratory pressure (r = 0.25) and maximal expiratory pressure (r = 0.20) and for progesterone and maximal inspiratory pressure (r = 0.32) during the early-to-mid luteal phase. Although most parameters of the spirometry results did not change during the menstrual cycle, the correlations observed between sexual hormones and respiratory control variables suggest a positive influence of sexual female hormones controlling the thoracic pump muscles in the luteal phase

Performance en fluage des assemblages antiglissement avec des surfaces métallisées dans les ponts en acier

Les éléments des ponts en acier sont exposés à de sévères conditions environnementales, tel l’épandage de sels déglaçant sur les routes. Ces éléments ont besoin d’un niveau suffisant de protection contre la corrosion afin de préserver leur intégrité à long terme. Une solution efficace, devenue populaire au Canada, est la métallisation. La métallisation est un revêtement anticorrosion formé par projection thermique de métal, généralement du zinc, sur la surface à protéger. La protection fournie au substrat d’acier est assurée par une barrière physique et une protection galvanique. Pour le calcul des assemblages boulonnés antiglissement, les codes de conception, tel le code Canadien sur le calcul des ponts routiers CAN/CSA S6-14, spécifient, en fonction des conditions des surfaces de contact désirées, un coefficient de glissement à utiliser. Actuellement, ces codes ne fournissent aucun coefficient de glissement entre deux surfaces métallisées. Donc, il est pratique courante pour les fabricants de ponts en acier de masquer les surfaces de contact des joints boulonnés avant de métalliser, ce qui est très couteux pour l’industrie puisque ce travail doit se faire manuellement. Récemment, des études ont évalué la résistance au glissement à court terme d’assemblages antiglissement ayant des surfaces de contact métallisées. Les résultats ont révélé une résistance au glissement supérieure aux assemblages sur acier nu grenaillés. Dans la présente recherche, la performance en fluage des assemblages antiglissement métallisés a été caractérisée pour s’assurer qu’une résistance en glissement de Classe B soit toujours valide à long terme. L’effet de la relaxation de la force de serrage sur la charge de glissement a aussi été évalué. Les résultats ont démontré une bonne performance en fluage. Aussi, les résultats ont révélé que la relaxation de la force de serrage n’a pas d’impact significatif sur la résistance au glissement des assemblages antiglissement métallisés. Les conclusions de cette étude pourraient bien influencer de futures révisions des codes de conception et avoir un impact sur l’industrie de l’acier en Amérique du Nord.Mots clés : Assemblage boulonné antiglissement, métallisation, pont routier en acier, fluage, relaxation

Performance analysis in soccer: applications of player tracking technology

The aim of this thesis was threefold, firstly, to compare current player tracking technology in a single game of soccer. Secondly, to investigate the running requirements of elite women’s soccer, in particular the use and application of athlete tracking devices. Finally, how can game style be quantified and defined. Study One compared four different match analysis systems commonly used in both research and applied settings: video-based time-motion analysis, a semi-automated multiple camera based system, and two commercially available Global Positioning System (GPS) based player tracking systems at 1 Hertz (Hz) and 5 Hz respectively. A comparison was made between each of the systems when recording the same game. Total distance covered during the match for the four systems ranged from 10 830 ± 770 m (semi-automated multiple camera based system) to 9 510 ± 740m (video-based time-motion analysis). At running speeds categorised as high-intensity running (>15 km⋅h-1), the semi-automated multiple camera based system reported the highest distance of 2 650 ± 530 m with video-based time-motion analysis reporting the least amount of distance covered with 1 610 ± 370 m. At speeds considered to be sprinting (>20 km⋅h-1), the video-based time-motion analysis reported the highest value (420 ± 170 m) and 1 Hz GPS units the lowest value (230 ± 160 m). These results demonstrate there are differences in the determination of the absolute distances, and that comparison of results between match analysis systems should be made with caution. Currently, there is no criterion measure for these match analysis methods and as such it was not possible to determine if one system was more accurate than another. Study Two provided an opportunity to apply player-tracking technology (GPS) to measure activity profiles and determine the physical demands of Australian international level women soccer players. In four international women’s soccer games, data was collected on a total of 15 Australian women soccer players using a 5 Hz GPS based athlete tracking device. Results indicated that Australian women soccer players covered 9 140 ± 1 030 m during 90 min of play. The total distance covered by Australian women was less than the 10 300 m reportedly covered by female soccer players in the Danish First Division. However, there was no apparent difference in the estimated "#$%&', as measured by multi-stage shuttle tests, between these studies. This study suggests that contextual information, including the “game style” of both the team and opposition may influence physical performance in games. Study Three examined the effect the level of the opposition had on the physical output of Australian women soccer players. In total, 58 game files from 5 Hz athlete-tracking devices from 13 international matches were collected. These files were analysed to examine relationships between physical demands, represented by total distance covered, high intensity running (HIR) and distances covered sprinting, and the level of the opposition, as represented by the Fédération Internationale de Football Association (FIFA) ranking at the time of the match. Higher-ranking opponents elicited less high-speed running and greater low-speed activity compared to playing teams of similar or lower ranking. The results are important to coaches and practitioners in the preparation of players for international competition, and showed that the differing physical demands required were dependent on the level of the opponents. The results also highlighted the need for continued research in the area of integrating contextual information in team sports and demonstrated that soccer can be described as having dynamic and interactive systems. The influence of playing strategy, tactics and subsequently the overall game style was highlighted as playing a significant part in the physical demands of the players. Study Four explored the concept of game style in field sports such as soccer. The aim of this study was to provide an applied framework with suggested metrics for use by coaches, media, practitioners and sports scientists. Based on the findings of Studies 1- 3 and a systematic review of the relevant literature, a theoretical framework was developed to better understand how a team’s game style could be quantified. Soccer games can be broken into key moments of play, and for each of these moments we categorised metrics that provide insight to success or otherwise, to help quantify and measure different methods of playing styles. This study highlights that to date, there had been no clear definition of game style in team sports and as such a novel definition of game style is proposed that can be used by coaches, sport scientists, performance analysts, media and general public. Studies 1-3 outline four common methods of measuring the physical demands in soccer: video based time motion analysis, GPS at 1 Hz and at 5 Hz and semiautomated multiple camera based systems. As there are no semi-automated multiple camera based systems available in Australia, primarily due to cost and logistical reasons, GPS is widely accepted for use in team sports in tracking player movements in training and competition environments. This research identified that, although there are some limitations, GPS player-tracking technology may be a valuable tool in assessing running demands in soccer players and subsequently contribute to our understanding of game style. The results of the research undertaken also reinforce the differences between methods used to analyse player movement patterns in field sports such as soccer and demonstrate that the results from different systems such as GPS based athlete tracking devices and semi-automated multiple camera based systems cannot be used interchangeably. Indeed, the magnitude of measurement differences between methods suggests that significant measurement error is evident. This was apparent even when the same technologies are used which measure at different sampling rates, such as GPS systems using either 1 Hz or 5 Hz frequencies of measurement. It was also recognised that other factors influence how team sport athletes behave within an interactive system. These factors included the strength of the opposition and their style of play. In turn, these can impact the physical demands of players that change from game to game, and even within games depending on these contextual features. Finally, the concept of what is game style and how it might be measured was examined. Game style was defined as "the characteristic playing pattern demonstrated by a team during games. It will be regularly repeated in specific situational contexts such that measurement of variables reflecting game style will be relatively stable. Variables of importance are player and ball movements, interaction of players, and will generally involve elements of speed, time and space (location)".

Advanced Adhesion Strength Testing Methods of Thin Film Multilayers in Electronic Packaging Systems

With the continued miniaturization and increasing performance of electronic devices, new technical challenges have arisen. One such issue is delamination occurring at critical interfaces inside the device. This major reliability issue can occur during the manufacturing process or during normal use of the device. Proper evaluation of the adhesion strength of critical interfaces early in the product development cycle can help reduce reliability issues and time-to-market of the product. However, conventional adhesion strength testing is inherently limited in the face of package miniaturization, which brings about further technical challenges to quantify design integrity and reliability. Although there are many different interfaces in today's advanced electronic packages, they can be generalized into two main categories: 1) rigid to rigid connections with a thin flexible polymeric layer in between, or 2) a thin film membrane on a rigid structure. Knowing that every technique has its own advantages and disadvantages, multiple testing methods must be enhanced and developed to be able to accommodate all the interfaces encountered for emerging electronic packaging technologies. For evaluating the adhesion strength of high adhesion strength interfaces in thin multilayer structures a novel adhesion test configuration called “single cantilever adhesion test (SCAT)” is proposed and implemented for an epoxy molding compound (EMC) and photo solder resist (PSR) interface. The test method is then shown to be capable of comparing and selecting the stronger of two potential EMC/PSR material sets. Additionally, a theoretical approach for establishing the applicable testing domain for a four-point bending test method was presented. For evaluating polymeric films on rigid substrates, major testing challenges are encountered for reducing testing scatter and for factoring in the potentially degrading effect of environmental conditioning on the material properties of the film. An advanced blister test with predefined area test method was developed that considers an elasto-plastic analytical solution and implemented for a conformal coating used to prevent tin whisker growth. The advanced blister testing with predefined area test method was then extended by employing a numerical method for evaluating the adhesion strength when the polymer’s film properties are unknown.

Analyse des Ermüdungsverhaltens von Beton anhand der Dehnungsentwicklung

Die Weiterentwicklungen in der Betontechnologie führten in den letzten Jahrzehnten zu Hochleistungsbetonen mit immer höheren Festigkeiten. Der Ermüdungsnachweis wurde jedoch kaum weiterentwickelt und beinhaltet immer noch sehr grobe Herangehensweisen bei der Berücksichtigung des Materialwiderstands von Beton. Für eine grundlegende Weiterentwicklung dieses Nachweises fehlt noch das notwendige Wissen zu den Mechanismen der Betonermüdung. Das Ziel dieser Arbeit war es daher, grundlegende Erkenntnisse zum Ermüdungsverhalten hochfester Betone bei unterschiedlichen zyklischen Beanspruchungen zu ermitteln und hierdurch zu einem besseren Verständnis der Mechanismen der Betonermüdung beizutragen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Ermüdungsverhalten eines hochfesten Betons bei Druckschwellbeanspruchung anhand der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen untersucht. Betrachtet wurden dabei die Einflüsse der bezogenen Oberspannung, der Belastungsfrequenz und der Wellenform. Zusätzlich wurden, ausgehend von in der Literatur dokumentierten Ansätzen, Versuche bei monoton steigender Beanspruchung und Dauerstandbeanspruchung vergleichend durchgeführt. Die Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen werden durch die untersuchten Belastungsparameter der Ermüdungsbeanspruchung eindeutig beeinflusst. Charakteristische Zusammenhänge zwischen der Beeinflussung einzelner Kenngrößen der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklung und der Beeinflussung der Bruchlastwechselzahlen wurden aufgezeigt. Anhand der Dehnungen und Steifigkeiten an den Phasenübergängen konnten Hinweise auf beanspru-chungsartabhängige Gefügezustände abgeleitet werden. Die vergleichende Auswertung des Dehnungsverhaltens bei monoton steigender Beanspruchung, Ermüdungsbeanspruchung und Dauerstandbeanspruchung zeigte, dass das Ermüdungsverhalten von Beton nicht adäquat in Anlehnung an andere Beanspruchungsarten beschrieben werden kann. Die Untersuchungsergebnisse wurden in eine Modellvorstellung übertragen, die zur Beurteilung der baustofflichen Phänomene bei zyklischen Beanspruchungen geeignet ist. Dabei wurde die Hypothese aufgestellt, dass sich unterschiedlich ausgeprägte Kleinst-Gefügeveränderungen beanspruchungsabhängig einstellen, die die Entstehung und Ausbreitung von Mikrorissen beeinflussen. Die detaillierte Untersuchung der Dehnungs- und Steifigkeitsentwicklungen führte zu neuen und tiefergehenden Erkenntnissen und sollte ergänzt durch die Betrachtungen von Gefügezuständen zukünftig weiterverfolgt werden.

Development of ultra-high-performance concrete (UHPC) using waste glass materials ─ towards innovative eco-friendly concrete

Le béton conventionnel (BC) a de nombreux problèmes tels que la corrosion de l’acier d'armature et les faibles résistances des constructions en béton. Par conséquent, la plupart des structures fabriquées avec du BC exigent une maintenance fréquent. Le béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) peut être conçu pour éliminer certaines des faiblesses caractéristiques du BC. Le BFUP est défini à travers le monde comme un béton ayant des propriétés mécaniques, de ductilité et de durabilité supérieures. Le BFUP classique comprend entre 800 kg/m³ et 1000 kg/m³ de ciment, de 25 à 35% massique (%m) de fumée de silice (FS), de 0 à 40%m de poudre de quartz (PQ) et 110-140%m de sable de quartz (SQ) (les pourcentages massiques sont basés sur la masse totale en ciment des mélanges). Le BFUP contient des fibres d'acier pour améliorer sa ductilité et sa résistance aux efforts de traction. Les quantités importantes de ciment utilisées pour produire un BFUP affectent non seulement les coûts de production et la consommation de ressources naturelles comme le calcaire, l'argile, le charbon et l'énergie électrique, mais affectent également négativement les dommages sur l'environnement en raison de la production substantielle de gaz à effet de serre dont le gas carbonique (CO[indice inférieur 2]). Par ailleurs, la distribution granulométrique du ciment présente des vides microscopiques qui peuvent être remplis avec des matières plus fines telles que la FS. Par contre, une grande quantité de FS est nécessaire pour combler ces vides uniquement avec de la FS (25 à 30%m du ciment) ce qui engendre des coûts élevés puisqu’il s’agit d’une ressource limitée. Aussi, la FS diminue de manière significative l’ouvrabilité des BFUP en raison de sa surface spécifique Blaine élevée. L’utilisation du PQ et du SQ est également coûteuse et consomme des ressources naturelles importantes. D’ailleurs, les PQ et SQ sont considérés comme des obstacles pour l’utilisation des BFUP à grande échelle dans le marché du béton, car ils ne parviennent pas à satisfaire les exigences environnementales. D’ailleurs, un rapport d'Environnement Canada stipule que le quartz provoque des dommages environnementaux immédiats et à long terme en raison de son effet biologique. Le BFUP est généralement vendu sur le marché comme un produit préemballé, ce qui limite les modifications de conception par l'utilisateur. Il est normalement transporté sur de longues distances, contrairement aux composantes des BC. Ceci contribue également à la génération de gaz à effet de serre et conduit à un coût plus élevé du produit final. Par conséquent, il existe le besoin de développer d’autres matériaux disponibles localement ayant des fonctions similaires pour remplacer partiellement ou totalement la fumée de silice, le sable de quartz ou la poudre de quartz, et donc de réduire la teneur en ciment dans BFUP, tout en ayant des propriétés comparables ou meilleures. De grandes quantités de déchets verre ne peuvent pas être recyclées en raison de leur fragilité, de leur couleur, ou des coûts élevés de recyclage. La plupart des déchets de verre vont dans les sites d'enfouissement, ce qui est indésirable puisqu’il s’agit d’un matériau non biodégradable et donc moins respectueux de l'environnement. Au cours des dernières années, des études ont été réalisées afin d’utiliser des déchets de verre comme ajout cimentaire alternatif (ACA) ou comme granulats ultrafins dans le béton, en fonction de la distribution granulométrique et de la composition chimique de ceux-ci. Cette thèse présente un nouveau type de béton écologique à base de déchets de verre à ultra-hautes performances (BEVUP) développé à l'Université de Sherbrooke. Les bétons ont été conçus à l’aide de déchets verre de particules de tailles variées et de l’optimisation granulaire de la des matrices granulaires et cimentaires. Les BEVUP peuvent être conçus avec une quantité réduite de ciment (400 à 800 kg/m³), de FS (50 à 220 kg/m³), de PQ (0 à 400 kg/m³), et de SQ (0-1200 kg/m³), tout en intégrant divers produits de déchets de verre: du sable de verre (SV) (0-1200 kg/m³) ayant un diamètre moyen (d[indice inférieur 50]) de 275 µm, une grande quantité de poudre de verre (PV) (200-700 kg/m³) ayant un d50 de 11 µm, une teneur modérée de poudre de verre fine (PVF) (50-200 kg/m³) avec d[indice inférieur] 50 de 3,8 µm. Le BEVUP contient également des fibres d'acier (pour augmenter la résistance à la traction et améliorer la ductilité), du superplastifiants (10-60 kg/m³) ainsi qu’un rapport eau-liant (E/L) aussi bas que celui de BFUP. Le remplacement du ciment et des particules de FS avec des particules de verre non-absorbantes et lisse améliore la rhéologie des BEVUP. De plus, l’utilisation de la PVF en remplacement de la FS réduit la surface spécifique totale nette d’un mélange de FS et de PVF. Puisque la surface spécifique nette des particules diminue, la quantité d’eau nécessaire pour lubrifier les surfaces des particules est moindre, ce qui permet d’obtenir un affaissement supérieur pour un même E/L. Aussi, l'utilisation de déchets de verre dans le béton abaisse la chaleur cumulative d'hydratation, ce qui contribue à minimiser le retrait de fissuration potentiel. En fonction de la composition des BEVUP et de la température de cure, ce type de béton peut atteindre des résistances à la compression allant de 130 à 230 MPa, des résistances à la flexion supérieures à 20 MPa, des résistances à la traction supérieure à 10 MPa et un module d'élasticité supérieur à 40 GPa. Les performances mécaniques de BEVUP sont améliorées grâce à la réactivité du verre amorphe, à l'optimisation granulométrique et la densification des mélanges. Les produits de déchets de verre dans les BEVUP ont un comportement pouzzolanique et réagissent avec la portlandite générée par l'hydratation du ciment. Cependant, ceci n’est pas le cas avec le sable de quartz ni la poudre de quartz dans le BFUP classique, qui réagissent à la température élevée de 400 °C. L'addition des déchets de verre améliore la densification de l'interface entre les particules. Les particules de déchets de verre ont une grande rigidité, ce qui augmente le module d'élasticité du béton. Le BEVUP a également une très bonne durabilité. Sa porosité capillaire est très faible, et le matériau est extrêmement résistant à la pénétration d’ions chlorure (≈ 8 coulombs). Sa résistance à l'abrasion (indice de pertes volumiques) est inférieure à 1,3. Le BEVUP ne subit pratiquement aucune détérioration aux cycles de gel-dégel, même après 1000 cycles. Après une évaluation des BEVUP en laboratoire, une mise à l'échelle a été réalisée avec un malaxeur de béton industriel et une validation en chantier avec de la construction de deux passerelles. Les propriétés mécaniques supérieures des BEVUP a permis de concevoir les passerelles avec des sections réduites d’environ de 60% par rapport aux sections faites de BC. Le BEVUP offre plusieurs avantages économiques et environnementaux. Il réduit le coût de production et l’empreinte carbone des structures construites de béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) classique, en utilisant des matériaux disponibles localement. Il réduit les émissions de CO[indice inférieur 2] associées à la production de clinkers de ciment (50% de remplacement du ciment) et utilise efficacement les ressources naturelles. De plus, la production de BEVUP permet de réduire les quantités de déchets de verre stockés ou mis en décharge qui causent des problèmes environnementaux et pourrait permettre de sauver des millions de dollars qui pourraient être dépensés dans le traitement de ces déchets. Enfin, il offre une solution alternative aux entreprises de construction dans la production de BFUP à moindre coût.

Low-power high-performance SAR ADC design with digital calibration techniques

This dissertation presents the design of three high-performance successive-approximation-register (SAR) analog-to-digital converters (ADCs) using distinct digital background calibration techniques under the framework of a generalized code-domain linear equalizer. These digital calibration techniques effectively and efficiently remove the static mismatch errors in the analog-to-digital (A/D) conversion. They enable aggressive scaling of the capacitive digital-to-analog converter (DAC), which also serves as sampling capacitor, to the kT/C limit. As a result, outstanding conversion linearity, high signal-to-noise ratio (SNR), high conversion speed, robustness, superb energy efficiency, and minimal chip-area are accomplished simultaneously. The first design is a 12-bit 22.5/45-MS/s SAR ADC in 0.13-μm CMOS process. It employs a perturbation-based calibration based on the superposition property of linear systems to digitally correct the capacitor mismatch error in the weighted DAC. With 3.0-mW power dissipation at a 1.2-V power supply and a 22.5-MS/s sample rate, it achieves a 71.1-dB signal-to-noise-plus-distortion ratio (SNDR), and a 94.6-dB spurious free dynamic range (SFDR). At Nyquist frequency, the conversion figure of merit (FoM) is 50.8 fJ/conversion step, the best FoM up to date (2010) for 12-bit ADCs. The SAR ADC core occupies 0.06 mm2, while the estimated area the calibration circuits is 0.03 mm2. The second proposed digital calibration technique is a bit-wise-correlation-based digital calibration. It utilizes the statistical independence of an injected pseudo-random signal and the input signal to correct the DAC mismatch in SAR ADCs. This idea is experimentally verified in a 12-bit 37-MS/s SAR ADC fabricated in 65-nm CMOS implemented by Pingli Huang. This prototype chip achieves a 70.23-dB peak SNDR and an 81.02-dB peak SFDR, while occupying 0.12-mm2 silicon area and dissipating 9.14 mW from a 1.2-V supply with the synthesized digital calibration circuits included. The third work is an 8-bit, 600-MS/s, 10-way time-interleaved SAR ADC array fabricated in 0.13-μm CMOS process. This work employs an adaptive digital equalization approach to calibrate both intra-channel nonlinearities and inter-channel mismatch errors. The prototype chip achieves 47.4-dB SNDR, 63.6-dB SFDR, less than 0.30-LSB differential nonlinearity (DNL), and less than 0.23-LSB integral nonlinearity (INL). The ADC array occupies an active area of 1.35 mm2 and dissipates 30.3 mW, including synthesized digital calibration circuits and an on-chip dual-loop delay-locked loop (DLL) for clock generation and synchronization.

Modelling the relationship between biomechanics and performance of young sprinting swimmers

The aim of this study was to compute a swimming performance confirmatory model based on biomechanical parameters. The sample included 100 young swimmers (overall: 12.3 ± 0.74 years; 49 boys: 12.5 ± 0.76 years; 51 girls: 12.2 ± 0.71 years; both genders in Tanner stages 1-2 by self-report) participating on a regular basis in regional and national-level events. The 100 m freestyle event was chosen as the performance indicator. Anthropometric (arm span), strength (throwing velocity), power output (power to overcome drag), kinematic (swimming velocity) and efficiency (propelling efficiency) parameters were measured and included in the model. The path-flow analysis procedure was used to design and compute the model. The anthropometric parameter (arm span) was excluded in the final model, increasing its goodness-of-fit. The final model included the throw velocity, power output, swimming velocity and propelling efficiency. All links were significant between the parameters included, but the throw velocity-power output. The final model was explained by 69% presenting a reasonable adjustment (model's goodness-of-fit; x(2)/df = 3.89). This model shows that strength and power output parameters do play a mediator and meaningful role in the young swimmers' performance.

Optimal static and sequential design : a critical review

The aim of this thesis is to review and augment the theory and methods of optimal experimental design. In Chapter I the scene is set by considering the possible aims of an experimenter prior to an experiment, the statistical methods one might use to achieve those aims and how experimental design might aid this procedure. It is indicated that, given a criterion for design, a priori optimal design will only be possible in certain instances and, otherwise, some form of sequential procedure would seem to be indicated. In Chapter 2 an exact experimental design problem is formulated mathematically and is compared with its continuous analogue. Motivation is provided for the solution of this continuous problem, and the remainder of the chapter concerns this problem. A necessary and sufficient condition for optimality of a design measure is given. Problems which might arise in testing this condition are discussed, in particular with respect to possible non-differentiability of the criterion function at the design being tested. Several examples are given of optimal designs which may be found analytically and which illustrate the points discussed earlier in the chapter. In Chapter 3 numerical methods of solution of the continuous optimal design problem are reviewed. A new algorithm is presented with illustrations of how it should be used in practice. It is shown that, for reasonably large sample size, continuously optimal designs may be approximated to well by an exact design. In situations where this is not satisfactory algorithms for improvement of this design are reviewed. Chapter 4 consists of a discussion of sequentially designed experiments, with regard to both the philosophies underlying, and the application of the methods of, statistical inference. In Chapter 5 we criticise constructively previous suggestions for fully sequential design procedures. Alternative suggestions are made along with conjectures as to how these might improve performance. Chapter 6 presents a simulation study, the aim of which is to investigate the conjectures of Chapter 5. The results of this study provide empirical support for these conjectures. In Chapter 7 examples are analysed. These suggest aids to sequential experimentation by means of reduction of the dimension of the design space and the possibility of experimenting semi-sequentially. Further examples are considered which stress the importance of the use of prior information in situations of this type. Finally we consider the design of experiments when semi-sequential experimentation is mandatory because of the necessity of taking batches of observations at the same time. In Chapter 8 we look at some of the assumptions which have been made and indicate what may go wrong where these assumptions no longer hold.

Heat transfer performance investigation of nanofluids flow in pipe

Different types of base fluids, such as water, engine oil, kerosene, ethanol, methanol, ethylene glycol etc. are usually used to increase the heat transfer performance in many engineering applications. But these conventional heat transfer fluids have often several limitations. One of those major limitations is that the thermal conductivity of each of these base fluids is very low and this results a lower heat transfer rate in thermal engineering systems. Such limitation also affects the performance of different equipments used in different heat transfer process industries. To overcome such an important drawback, researchers over the years have considered a new generation heat transfer fluid, simply known as nanofluid with higher thermal conductivity. This new generation heat transfer fluid is a mixture of nanometre-size particles and different base fluids. Different researchers suggest that adding spherical or cylindrical shape of uniform/non-uniform nanoparticles into a base fluid can remarkably increase the thermal conductivity of nanofluid. Such augmentation of thermal conductivity could play a more significant role in enhancing the heat transfer rate than that of the base fluid. Nanoparticles diameters used in nanofluid are usually considered to be less than or equal to 100 nm and the nanoparticles concentration usually varies from 5% to 10%. Different researchers mentioned that the smaller nanoparticles concentration with size diameter of 100 nm could enhance the heat transfer rate more significantly compared to that of base fluids. But it is not obvious what effect it will have on the heat transfer performance when nanofluids contain small size nanoparticles of less than 100 nm with different concentrations. Besides, the effect of static and moving nanoparticles on the heat transfer of nanofluid is not known too. The idea of moving nanoparticles brings the effect of Brownian motion of nanoparticles on the heat transfer. The aim of this work is, therefore, to investigate the heat transfer performance of nanofluid using a combination of smaller size of nanoparticles with different concentrations considering the Brownian motion of nanoparticles. A horizontal pipe has been considered as a physical system within which the above mentioned nanofluid performances are investigated under transition to turbulent flow conditions. Three different types of numerical models, such as single phase model, Eulerian-Eulerian multi-phase mixture model and Eulerian-Lagrangian discrete phase model have been used while investigating the performance of nanofluids. The most commonly used model is single phase model which is based on the assumption that nanofluids behave like a conventional fluid. The other two models are used when the interaction between solid and fluid particles is considered. However, two different phases, such as fluid and solid phases is also considered in the Eulerian-Eulerian multi-phase mixture model. Thus, these phases create a fluid-solid mixture. But, two phases in the Eulerian-Lagrangian discrete phase model are independent. One of them is a solid phase and the other one is a fluid phase. In addition, RANS (Reynolds Average Navier Stokes) based Standard κ-ω and SST κ-ω transitional models have been used for the simulation of transitional flow. While the RANS based Standard κ-ϵ, Realizable κ-ϵ and RNG κ-ϵ turbulent models are used for the simulation of turbulent flow. Hydrodynamic as well as temperature behaviour of transition to turbulent flows of nanofluids through the horizontal pipe is studied under a uniform heat flux boundary condition applied to the wall with temperature dependent thermo-physical properties for both water and nanofluids. Numerical results characterising the performances of velocity and temperature fields are presented in terms of velocity and temperature contours, turbulent kinetic energy contours, surface temperature, local and average Nusselt numbers, Darcy friction factor, thermal performance factor and total entropy generation. New correlations are also proposed for the calculation of average Nusselt number for both the single and multi-phase models. Result reveals that the combination of small size of nanoparticles and higher nanoparticles concentrations with the Brownian motion of nanoparticles shows higher heat transfer enhancement and thermal performance factor than those of water. Literature suggests that the use of nanofluids flow in an inclined pipe at transition to turbulent regimes has been ignored despite its significance in real-life applications. Therefore, a particular investigation has been carried out in this thesis with a view to understand the heat transfer behaviour and performance of an inclined pipe under transition flow condition. It is found that the heat transfer rate decreases with the increase of a pipe inclination angle. Also, a higher heat transfer rate is found for a horizontal pipe under forced convection than that of an inclined pipe under mixed convection.