Entrainment Effects in Turbulent Boundary Layers

Esta tesis estudia el comportamiento de la región exterior de una capa límite turbulenta sin gradientes de presiones. Se ponen a prueba dos teorías relativamente bien establecidas. La teoría de semejanza para la pared supone que en el caso de haber una pared rugosa, el fluido sólo percibe el cambio en la fricción superficial que causa, y otros efectos secundarios quedarán confinados a una zona pegada a la pared. El consenso actual es que dicha teoría es aproximadamente cierta. En el extremo exterior de la capa límite existe una región producida por la interacción entre las estructuras turbulentas y el flujo irrotacional de la corriente libre llamada interfaz turbulenta/no turbulenta. La mayoría de los resultados al respecto sugieren la presencia de fuerzas de cortadura ligeramente más intensa, lo que la hace distinta al resto del flujo turbulento. Las propiedades de esa región probablemente cambien si la velocidad de crecimiento de la capa límite aumenta, algo que puede conseguirse aumentando la fricción en la pared. La rugosidad y la ingestión de masa están entonces relacionadas, y el comportamiento local de la interfaz turbulenta/no turbulenta puede explicar el motivo por el que las capas límite sobre paredes rugosas no se comportan como en el caso de tener paredes lisas precisamente en la zona exterior. Para estudiar las capas límite a números de Reynolds lo suficientemente elevados, se ha desarrollado un nuevo código de alta resolución para la simulación numérica directa de capas límite turbulentas sin gradiente de presión. Dicho código es capaz de simular capas límite en un intervalo de números de Reynolds entre ReT = 100 — 2000 manteniendo una buena escalabilidad hasta los dos millones de hilos en superordenadores de tipo Blue Gene/Q. Se ha guardado especial atención a la generación de condiciones de contorno a la entrada correctas. Los resultados obtenidos están en concordancia con los resultados previos, tanto en el caso de simulaciones como de experimentos. La interfaz turbulenta/no turbulenta de una capa límite se ha analizado usando un valor umbral del módulo de la vorticidad. Dicho umbral se considera un parámetro para analizar cada superficie obtenida de un contorno del módulo de la vorticidad. Se han encontrado dos regímenes distintos en función del umbral escogido con propiedades opuestas, separados por una transición topológica gradual. Las características geométricas de la zona escalan con o99 cuando u^/isdgg es la unidad de vorticidad. Las propiedades del íluido relativas a la posición del contorno de vorticidad han sido analizados para una serie de umbrales utilizando el campo de distancias esféricas, que puede obtenerse con independencia de la complejidad de la superficie de referencia. Las propiedades del fluido a una distancia dada del inerfaz también dependen del umbral de vorticidad, pero tienen características parecidas con independencia del número de Reynolds. La interacción entre la turbulencia y el flujo no turbulento se restringe a una zona muy fina con un espesor del orden de la escala de Kolmogorov local. Hacia el interior del flujo turbulento las propiedades son indistinguibles del resto de la capa límite. Se ha simulado una capa límite sin gradiente de presiones con una fuerza volumétrica cerca de la pared. La el forzado ha sido diseñado para aumentar la fricción en la pared sin introducir ningún efecto geométrico obvio. La simulación consta de dos dominios, un primer dominio más pequeño y a baja resolución que se encarga de generar condiciones de contorno correctas, y un segundo dominio mayor y a alta resolución donde se aplica el forzado. El estudio de los perfiles y los coeficientes de autocorrelación sugieren que los dos casos, el liso y el forzado, no colapsan más allá de la capa logarítmica por la complejidad geométrica de la zona intermitente, y por el hecho que la distancia a la pared no es una longitud característica. Los efectos causados por la geometría de la zona intermitente pueden evitarse utilizando el interfaz como referencia, y la distancia esférica para el análisis de sus propiedades. Las propiedades condicionadas del flujo escalan con 5QQ y u/uT, las dos únicas escalas contenidas en el modelo de semejanza de pared de Townsend, consistente con estos resultados. ABSTRACT This thesis studies the characteristics of the outer region of zero-pressure-gradient turbulent boundary layers at moderate Reynolds numbers. Two relatively established theories are put to test. The wall similarity theory states that with the presence of roughness, turbulent motion is mostly affected by the additional drag caused by the roughness, and that other secondary effects are restricted to a region very close to the wall. The consensus is that this theory is valid, but only as a first approximation. At the edge of the boundary layer there is a thin layer caused by the interaction between the turbulent eddies and the irroational fluid of the free stream, called turbulent/non-turbulent interface. The bulk of results about this layer suggest the presence of some localized shear, with properties that make it distinguishable from the rest of the turbulent flow. The properties of the interface are likely to change if the rate of spread of the turbulent boundary layer is amplified, an effect that is usually achieved by increasing the drag. Roughness and entrainment are therefore linked, and the local features of the turbulent/non-turbulent interface may explain the reason why rough-wall boundary layers deviate from the wall similarity theory precisely far from the wall. To study boundary layers at a higher Reynolds number, a new high-resolution code for the direct numerical simulation of a zero pressure gradient turbulent boundary layers over a flat plate has been developed. This code is able to simulate a wide range of Reynolds numbers from ReT =100 to 2000 while showing a linear weak scaling up to around two million threads in the BG/Q architecture. Special attention has been paid to the generation of proper inflow boundary conditions. The results are in good agreement with existing numerical and experimental data sets. The turbulent/non-turbulent interface of a boundary layer is analyzed by thresholding the vorticity magnitude field. The value of the threshold is considered a parameter in the analysis of the surfaces obtained from isocontours of the vorticity magnitude. Two different regimes for the surface can be distinguished depending on the threshold, with a gradual topological transition across which its geometrical properties change significantly. The width of the transition scales well with oQg when u^/udgg is used as a unit of vorticity. The properties of the flow relative to the position of the vorticity magnitude isocontour are analyzed within the same range of thresholds, using the ball distance field, which can be obtained regardless of the size of the domain and complexity of the interface. The properties of the flow at a given distance to the interface also depend on the threshold, but they are similar regardless of the Reynolds number. The interaction between the turbulent and the non-turbulent flow occurs in a thin layer with a thickness that scales with the Kolmogorov length. Deeper into the turbulent side, the properties are undistinguishable from the rest of the turbulent flow. A zero-pressure-gradient turbulent boundary layer with a volumetric near-wall forcing has been simulated. The forcing has been designed to increase the wall friction without introducing any obvious geometrical effect. The actual simulation is split in two domains, a smaller one in charge of the generation of correct inflow boundary conditions, and a second and larger one where the forcing is applied. The study of the one-point and twopoint statistics suggest that the forced and the smooth cases do not collapse beyond the logarithmic layer may be caused by the geometrical complexity of the intermittent region, and by the fact that the scaling with the wall-normal coordinate is no longer present. The geometrical effects can be avoided using the turbulent/non-turbulent interface as a reference frame, and the minimum distance respect to it. The conditional analysis of the vorticity field with the alternative reference frame recovers the scaling with 5QQ and v¡uT already present in the logarithmic layer, the only two length-scales allowed if Townsend’s wall similarity hypothesis is valid.

Enriquecimiento de fuentes de datos con descripciones lingüísticas mediante bases de datos geográficas externas

El presente trabajo se ha centrado en la investigación de soluciones para automatizar la tarea del enriquecimiento de fuentes de datos sobre redes de sensores con descripciones lingüísticas, con el fin de facilitar la posterior generación de textos en lenguaje natural. El uso de descripciones en lenguaje natural facilita el acceso a los datos a una mayor diversidad de usuarios y, como consecuencia, permite aprovechar mejor las inversiones en redes de sensores. En el trabajo se ha considerado el uso de bases de datos abiertas para abordar la necesidad de disponer de un gran volumen y diversidad de conocimiento geográfico. Se ha analizado también el enriquecimiento de datos dentro de enfoques metodológicos de curación de datos y métodos de generación de lenguaje natural. Como resultado del trabajo, se ha planteado un método general basado en una estrategia de generación y prueba que incluye una forma de representación y uso del conocimiento heurístico con varias etapas de razonamiento para la construcción de descripciones lingüísticas de enriquecimiento de datos. En la evaluación de la propuesta general se han manejado tres escenarios, dos de ellos para generación de referencias geográficas sobre redes de sensores complejas de dimensión real y otro para la generación de referencias temporales. Los resultados de la evaluación han mostrado la validez práctica de la propuesta general exhibiendo mejoras de rendimiento respecto a otros enfoques. Además, el análisis de los resultados ha permitido identificar y cuantificar el impacto previsible de diversas líneas de mejora en bases de datos abiertas. ABSTRACT This work has focused on the search for solutions to automate the task of enrichment sensor-network-based data sources with textual descriptions, so as to facilitate the generation of natural language texts. Using natural language descriptions facilitates data access to a wider range of users and, therefore, allows better leveraging investments in sensor networks. In this work we have considered the use of open databases to address the need for a large volume and diversity of geographical knowledge. We have also analyzed data enrichment in methodological approaches and data curation methods of natural language generation. As a result, it has raised a general method based on a strategy of generating and testing that includes a representation using heuristic knowledge with several stages of reasoning for the construction of linguistic descriptions of data enrichment. In assessing the overall proposal three scenarios have been addressed, two of them in the environmental domain with complex sensor networks and another real dimension in the time domain. The evaluation results have shown the validity and practicality of our proposal, showing performance improvements over other approaches. Furthermore, the analysis of the results has allowed identifying and quantifying the expected impact of various lines of improvement in open databases.

The role of automated feedback in training and retaining biological recorders for citizen science

© 2016 The Authors. Conservation Biology published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of Society for Conservation Biology. This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Acknowledgments The authors thank H. H. Nguyen for his early development work on the BeeWatch interface; E. O'Mahony, I. Pearce, and R. Comont for identifying numerous photographed bumblebees; B. Darvill, D. Ewing, and G. Perkins for enabling our partnership with the Bumblebee Conservation Trust; and S. Blake for his investments in developing the NLG feedback. The study was part of the Digital Conservation project of dot.rural, the University of Aberdeen's Digital Economy Research Hub, funded by RCUK (grant reference EP/G066051/1).

Using WYSIWYM to Create an Open-ended Interface for the Semantic Grid

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Transport of torsional stress in DNA

It is well known that transcription can induce torsional stress in DNA, affecting the activity of nearby genes or even inducing structural transitions in the DNA duplex. It has long been assumed that the generation of significant torsional stress requires the DNA to be anchored, forming a limited topological domain, because otherwise it would spin almost freely about its axis. Previous estimates of the rotational drag have, however, neglected the role of small natural bends in the helix backbone. We show how these bends can increase the drag several thousandfold relative to prior estimates, allowing significant torsional stress even in linear unanchored DNA. The model helps explain several puzzling experimental results on structural transitions induced by transcription of DNA.

Análise do aproveitamento múltiplo do reservatório de Barra Bonita - SP, através da aplicação de técnica de programação linear associada a modelo de rede de fluxo

O objeto deste trabalho é a análise do aproveitamento múltiplo do reservatório de Barra Bonita, localizado na confluência entre os rios Piracicaba e Tietê, no estado de São Paulo e pertencente ao chamado sistema Tietê-Paraná. Será realizada a otimização da operação do reservatório, através de programação linear, com o objetivo de aumentar a geração de energia elétrica, através da maximização da vazão turbinada. Em seguida, a partir dos resultados da otimização da geração de energia, serão utilizadas técnicas de simulação computacional, para se obter índices de desempenho conhecidos como confiabilidade, resiliência e vulnerabilidade, além de outros fornecidos pelo próprio modelo de simulação a ser utilizado. Estes índices auxiliam a avaliação da freqüência, magnitude e duração dos possíveis conflitos existentes. Serão analisados os possíveis conflitos entre a navegação, o armazenamento no reservatório, a geração de energia e a ocorrência de enchentes na cidade de Barra Bonita, localizada a jusante da barragem.

Generation of representation models for complex systems using Lagrangian functions

In this article, a new methodology is presented to obtain representation models for a priori relation z = u(x1, x2, . . . ,xn) (1), with a known an experimental dataset zi; x1i ; x2i ; x3i ; . . . ; xni i=1;2;...;p· In this methodology, a potential energy is initially defined over each possible model for the relationship (1), what allows the application of the Lagrangian mechanics to the derived system. The solution of the Euler–Lagrange in this system allows obtaining the optimal solution according to the minimal action principle. The defined Lagrangian, corresponds to a continuous medium, where a n-dimensional finite elements model has been applied, so it is possible to get a solution for the problem solving a compatible and determined linear symmetric equation system. The computational implementation of the methodology has resulted in an improvement in the process of get representation models obtained and published previously by the authors.

A model for linear programming optimization of I/O-bound programs /

"June, 1969."

Designs for generalized linear models with several variables and model uncertainty

Standard factorial designs sometimes may be inadequate for experiments that aim to estimate a generalized linear model, for example, for describing a binary response in terms of several variables. A method is proposed for finding exact designs for such experiments that uses a criterion allowing for uncertainty in the link function, the linear predictor, or the model parameters, together with a design search. Designs are assessed and compared by simulation of the distribution of efficiencies relative to locally optimal designs over a space of possible models. Exact designs are investigated for two applications, and their advantages over factorial and central composite designs are demonstrated.

Interlanguage variability in verb tense/aspect

This thesis presents a study of interlanguage variability in the use of three tense/aspect forms: the simple present, simple past, and the present perfect. The need for research in this area comes from the problems encountered in the classroom. Language performance in one task sometimes does not reflect that in another. How and why this ocurrs is what this thesis aims to discover. A preliminary study explores the viability of using the Labovian variable model to elicit and explain variability. Difficulties highlight problems which help refine the methodology used in the main study. A review of past research point the direction in which this study should go. Armed with a sample of 17 Chinese Singaporean university students, whose first language is Chinese or a dialect of Chinese, the investigation began with the elicitation of variability to be found in four tasks. Using the attention-to-speech framework, these four tasks are designed to reflect varying degrees of required attention to language form. The results show that there is variability in the use of tense/aspect in all the tasks. However, the framework on which the tasks are based cannot explain the variability pattern. Further analyses of contextual factors, primarily pragmatic ones, point to a complex interplay of factors affecting the variability found in the results.

Direction giving: an attempt to increase user engagement

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Summarising News Stories for Children

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A novel concept-level approach for ultra-concise opinion summarization

The Web 2.0 has resulted in a shift as to how users consume and interact with the information, and has introduced a wide range of new textual genres, such as reviews or microblogs, through which users communicate, exchange, and share opinions. The exploitation of all this user-generated content is of great value both for users and companies, in order to assist them in their decision-making processes. Given this context, the analysis and development of automatic methods that can help manage online information in a quicker manner are needed. Therefore, this article proposes and evaluates a novel concept-level approach for ultra-concise opinion abstractive summarization. Our approach is characterized by the integration of syntactic sentence simplification, sentence regeneration and internal concept representation into the summarization process, thus being able to generate abstractive summaries, which is one the most challenging issues for this task. In order to be able to analyze different settings for our approach, the use of the sentence regeneration module was made optional, leading to two different versions of the system (one with sentence regeneration and one without). For testing them, a corpus of 400 English texts, gathered from reviews and tweets belonging to two different domains, was used. Although both versions were shown to be reliable methods for generating this type of summaries, the results obtained indicate that the version without sentence regeneration yielded to better results, improving the results of a number of state-of-the-art systems by 9%, whereas the version with sentence regeneration proved to be more robust to noisy data.

Caracterización sociodemográfica de las enfermedades huérfanas en Colombia

Las enfermedades huérfanas en Colombia, se definen como aquellas crónicamente debilitantes, que amenazan la vida, de baja prevalencia (menor 1/5000) y alta complejidad. Se estima que a nivel mundial existen entre 6000 a 8000 enfermedades raras diferentes(1). Varios países a nivel mundial individual o colectivamente, en los últimos años han creado políticas e incentivos para la investigación y protección de los pacientes con enfermedades raras. Sin embargo, a pesar del creciente número de publicaciones; la información sobre su etiología, fisiología, historia natural y datos epidemiológicos persiste escasa o ausente. Los registros de pacientes, son una valiosa herramienta para la caracterización de las enfermedades, su manejo y desenlaces con o sin tratamiento. Permiten mejorar políticas de salud pública y cuidado del paciente, contribuyendo a mejorar desenlaces sociales, económicos y de calidad de vida. En Colombia, bajo el decreto 1954 de 2012 y las resoluciones 3681 de 2013 y 0430 de 2013 se creó el fundamento legal para la creación de un registro nacional de enfermedades huérfanas. El presente estudio busca determinar la caracterización socio-demográfica y la prevalencia de las enfermedades huérfanas en Colombia en el periodo 2013. Métodos: Se realizó un estudio observacional de corte transversal de fuente secundaria sobre pacientes con enfermedades huérfanas en el territorio nacional; basándose en el registro nacional de enfermedades huérfanas obtenido por el Ministerio de Salud y Protección Social en el periodo 2013 bajo la normativa del decreto 1954 de 2012 y las resoluciones 3681 de 2013 y 0430 de 2013. Las bases de datos obtenidas fueron re-categorizadas en Excel versión 15.17 para la extracción de datos y su análisis estadístico posterior, fue realizado en el paquete estadístico para las ciencias sociales (SPSS v.20, Chicago, IL). Resultados: Se encontraron un total de 13173 pacientes con enfermedades huérfanas para el 2013. De estos, el 53.96% (7132) eran de género femenino y el 46.03% (6083) masculino; la mediana de la edad fue de 28 años con un rango inter-cuartil de 39 años, el 9% de los pacientes presentaron discapacidad. El registro contenía un total de 653 enfermedades huérfanas; el 34% del total de las enfermedades listadas en nuestro país (2). Las patologías más frecuentes fueron el Déficit Congénito del Factor VIII, Miastenia Grave, Enfermedad de Von Willebrand, Estatura Baja por Anomalía de Hormona de Crecimiento y Displasia Broncopulmonar. Discusión: Se estimó que aproximadamente 3.3 millones de colombianos debían tener una enfermedad huérfana para el 2013. El registro nacional logró recolectar datos de 13173 (0.4%). Este bajo número de pacientes, marca un importante sub-registro que se debe al uso de los códigos CIE-10, desconocimiento del personal de salud frente a las enfermedades huérfanas y clasificación errónea de los pacientes. Se encontraron un total de 653 enfermedades, un 34% de las enfermedades reportadas en el listado nacional de enfermedades huérfanas (2) y un 7% del total de enfermedades reportadas en ORPHANET para el periodo 2013 (3). Conclusiones: La recolección de datos y la sensibilización sobre las enfermedades huérfanas al personal de salud, es una estrategia de vital importancia para el diagnóstico temprano, medidas específicas de control e intervenciones de los pacientes. El identificar apropiadamente a los pacientes con este tipo de patologías, permite su ingreso en el registro y por ende mejora el sub-registro de datos. Sin embargo, cabe aclarar que el panorama ideal sería, el uso de un sistema de recolección diferente al CIE-10 y que abarque en mayor medida la totalidad de las enfermedades huérfanas.

studio e sperimentazione di tecniche di valutazione della significatività statistica in modelli nlp

Negli ultimi anni, il natural language processing ha subito una forte evoluzione, principalmente dettata dai paralleli avanzamenti nell’area del deep-learning. Con dimensioni architetturali in crescita esponenziale e corpora di addestramento sempre più comprensivi, i modelli neurali sono attualmente in grado di generare testo in maniera indistinguibile da quello umano. Tuttavia, a predizioni accurate su task complessi, si contrappongono metriche frequentemente arretrate, non capaci di cogliere le sfumature semantiche o le dimensioni di valutazione richieste. Tale divario motiva ancora oggi l’adozione di una valutazione umana come metodologia standard, ma la natura pervasiva del testo sul Web rende evidente il bisogno di sistemi automatici, scalabili, ed efficienti sia sul piano dei tempi che dei costi. In questa tesi si propone un’analisi delle principali metriche allo stato dell’arte per la valutazione di modelli pre-addestrati, partendo da quelle più popolari come Rouge fino ad arrivare a quelle che a loro volta sfruttano modelli per valutare il testo. Inoltre, si introduce una nuova libreria – denominata Blanche– finalizzata a raccogliere in un unico ambiente le implementazioni dei principali contributi oggi disponibili, agevolando il loro utilizzo da parte di sviluppatori e ricercatori. Infine, si applica Blanche per una valutazione ad ampio spettro dei risultati generativi ottenuti all’interno di un reale caso di studio, incentrato sulla verbalizzazione di eventi biomedici espressi nella letteratura scientifica. Una particolare attenzione è rivolta alla gestione dell’astrattività, un aspetto sempre più cruciale e sfidante sul piano valutativo.