Deformations of canonical double covers

In this paper we show that if X is a smooth variety of general type of dimension m≥2 for which its canonical map induces a double cover onto Y, where Y is the projective space, a smooth quadric hypersurface or a smooth projective bundle over P1, embedded by a complete linear series, then the general deformation of the canonical morphism of X is again canonical and induces a double cover. The second part of the article proves the non-existence of canonical double structures on the rational varieties above mentioned. Our results have consequences for the moduli of varieties of general type of arbitrary dimension, since they show that infinitely many moduli spaces of higher dimensional varieties of general type have an entire “hyperelliptic” component. This is in sharp contrast with the case of curves or surfaces of lower Kodaira dimension.

Suivi par élastographie ultrasonore après réparation endovasculaire d’anévrisme aorto-iliaque : étude de faisabilité in vivo

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde et les anévrismes de l’aorte abdominale (AAAs) font partie de ce lot déplorable. Un anévrisme est la dilatation d’une artère pouvant conduire à la mort. Une rupture d’AAA s’avère fatale près de 80% du temps. Un moyen de traiter les AAAs est l’insertion d’une endoprothèse (SG) dans l’aorte, communément appelée la réparation endovasculaire (EVAR), afin de réduire la pression exercée par le flux sanguin sur la paroi. L’efficacité de ce traitement est compromise par la survenue d’endofuites (flux sanguins entre la prothèse et le sac anévrismal) pouvant conduire à la rupture de l’anévrisme. Ces flux sanguins peuvent survenir à n’importe quel moment après le traitement EVAR. Une surveillance par tomodensitométrie (CT-scan) annuelle est donc requise, augmentant ainsi le coût du suivi post-EVAR et exposant le patient à la radiation ionisante et aux complications des contrastes iodés. L’endotension est le concept de dilatation de l’anévrisme sans la présence d’une endofuite apparente au CT-scan. Après le traitement EVAR, le sang dans le sac anévrismal coagule pour former un thrombus frais, qui deviendra progressivement un thrombus plus fibreux et plus organisé, donnant lieu à un rétrécissement de l’anévrisme. Il y a très peu de données dans la littérature pour étudier ce processus temporel et la relation entre le thrombus frais et l’endotension. L’étalon d’or du suivi post-EVAR, le CT-scan, ne peut pas détecter la présence de thrombus frais. Il y a donc un besoin d’investir dans une technique sécuritaire et moins coûteuse pour le suivi d’AAAs après EVAR. Une méthode récente, l’élastographie dynamique, mesure l’élasticité des tissus en temps réel. Le principe de cette technique repose sur la génération d’ondes de cisaillement et l’étude de leur propagation afin de remonter aux propriétés mécaniques du milieu étudié. Cette thèse vise l’application de l’élastographie dynamique pour la détection des endofuites ainsi que de la caractérisation mécanique des tissus du sac anévrismal après le traitement EVAR. Ce projet dévoile le potentiel de l’élastographie afin de réduire les dangers de la radiation, de l’utilisation d’agent de contraste ainsi que des coûts du post-EVAR des AAAs. L’élastographie dynamique utilisant le « Shear Wave Imaging » (SWI) est prometteuse. Cette modalité pourrait complémenter l’échographie-Doppler (DUS) déjà utilisée pour le suivi d’examen post-EVAR. Le SWI a le potentiel de fournir des informations sur l’organisation fibreuse du thrombus ainsi que sur la détection d’endofuites. Tout d’abord, le premier objectif de cette thèse consistait à tester le SWI sur des AAAs dans des modèles canins pour la détection d’endofuites et la caractérisation du thrombus. Des SGs furent implantées dans un groupe de 18 chiens avec un anévrisme créé au moyen de la veine jugulaire. 4 anévrismes avaient une endofuite de type I, 13 avaient une endofuite de type II et un anévrisme n’avait pas d’endofuite. Des examens échographiques, DUS et SWI ont été réalisés à l’implantation, puis 1 semaine, 1 mois, 3 mois et 6 mois après le traitement EVAR. Une angiographie, un CT-scan et des coupes macroscopiques ont été produits au sacrifice. Les régions d’endofuites, de thrombus frais et de thrombus organisé furent identifiées et segmentées. Les valeurs de rigidité données par le SWI des différentes régions furent comparées. Celles-ci furent différentes de façon significative (P < 0.001). Également, le SWI a pu détecter la présence d’endofuites où le CT-scan (1) et le DUS (3) ont échoué. Dans la continuité de ces travaux, le deuxième objectif de ce projet fut de caractériser l’évolution du thrombus dans le temps, de même que l’évolution des endofuites après embolisation dans des modèles canins. Dix-huit anévrismes furent créés dans les artères iliaques de neuf modèles canins, suivis d’une endofuite de type I après EVAR. Deux gels embolisants (Chitosan (Chi) ou Chitosan-Sodium-Tetradecyl-Sulfate (Chi-STS)) furent injectés dans le sac anévrismal pour promouvoir la guérison. Des examens échographiques, DUS et SWI ont été effectués à l’implantation et après 1 semaine, 1 mois, 3 mois et 6 mois. Une angiographie, un CT-scan et un examen histologique ont été réalisés au sacrifice afin d’évaluer la présence, le type et la grosseur de l’endofuite. Les valeurs du module d’élasticité des régions d’intérêts ont été identifiées et segmentées sur les données pathologiques. Les régions d’endofuites et de thrombus frais furent différentes de façon significative comparativement aux autres régions (P < 0.001). Les valeurs d’élasticité du thrombus frais à 1 semaine et à 3 mois indiquent que le SWI peut évaluer la maturation du thrombus, de même que caractériser l’évolution et la dégradation des gels embolisants dans le temps. Le SWI a pu détecter des endofuites où le DUS a échoué (2) et, contrairement au CT-scan, détecter la présence de thrombus frais. Finalement, la dernière étape du projet doctoral consistait à appliquer le SWI dans une phase clinique, avec des patients humains ayant déjà un AAA, pour la détection d’endofuite et la caractérisation de l’élasticité des tissus. 25 patients furent sélectionnés pour participer à l’étude. Une comparaison d’imagerie a été produite entre le SWI, le CT-scan et le DUS. Les valeurs de rigidité données par le SWI des différentes régions (endofuite, thrombus) furent identifiées et segmentées. Celles-ci étaient distinctes de façon significative (P < 0.001). Le SWI a détecté 5 endofuites sur 6 (sensibilité de 83.3%) et a eu 6 faux positifs (spécificité de 76%). Le SWI a pu détecter la présence d’endofuites où le CT-scan (2) ainsi que le DUS (2) ont échoué. Il n’y avait pas de différence statistique notable entre la rigidité du thrombus pour un AAA avec endofuite et un AAA sans endofuite. Aucune corrélation n’a pu être établie de façon significative entre les diamètres des AAAs ainsi que leurs variations et l’élasticité du thrombus. Le SWI a le potentiel de détecter les endofuites et caractériser le thrombus selon leurs propriétés mécaniques. Cette technique pourrait être combinée au suivi des AAAs post-EVAR, complémentant ainsi l’imagerie DUS et réduisant le coût et l’exposition à la radiation ionisante et aux agents de contrastes néphrotoxiques.

Finite difference calculations of permeability in large domains in a wide porosity range.

Determining effective hydraulic, thermal, mechanical and electrical properties of porous materials by means of classical physical experiments is often time-consuming and expensive. Thus, accurate numerical calculations of material properties are of increasing interest in geophysical, manufacturing, bio-mechanical and environmental applications, among other fields. Characteristic material properties (e.g. intrinsic permeability, thermal conductivity and elastic moduli) depend on morphological details on the porescale such as shape and size of pores and pore throats or cracks. To obtain reliable predictions of these properties it is necessary to perform numerical analyses of sufficiently large unit cells. Such representative volume elements require optimized numerical simulation techniques. Current state-of-the-art simulation tools to calculate effective permeabilities of porous materials are based on various methods, e.g. lattice Boltzmann, finite volumes or explicit jump Stokes methods. All approaches still have limitations in the maximum size of the simulation domain. In response to these deficits of the well-established methods we propose an efficient and reliable numerical method which allows to calculate intrinsic permeabilities directly from voxel-based data obtained from 3D imaging techniques like X-ray microtomography. We present a modelling framework based on a parallel finite differences solver, allowing the calculation of large domains with relative low computing requirements (i.e. desktop computers). The presented method is validated in a diverse selection of materials, obtaining accurate results for a large range of porosities, wider than the ranges previously reported. Ongoing work includes the estimation of other effective properties of porous media.

Applications of synchrotron x-ray powder diffraction in hydrated cements: high-resolution and high-pressure studies

The main aim of this study is to apply synchrotron radiation techniques for the study of hydrated cement pastes. In particular, the tetracalcium aluminoferrite phase, C4AF in cement nomenclature, is the major iron-containing phase in Ordinary Portland Cement (OPC) and in iron rich belite calcium sulfoaluminate cements. In a first study, the hydration mechanism of pure tetracalcium aluminoferrite phase with water-to-solid ratio of 1.0 has been investigated by HR-SXRPD (high resolution synchrotron X-ray powder diffraction). C4AF in the presence of water hydrates to form mainly an iron-containing hydrogarnet-type (katoite) phase, C3A0.84F0.16H6, as single crystalline phase. Its crystal structure and stoichiometry were determined by the Rietveld method and the final disagreement factors were RWP=8.1% and RF=4.8% [1]. As the iron content in the product is lower than that in C4AF, it is assumed that part of the iron also goes to an amorphous iron rich gel, like the hydrated alumina-type gel, as hydration proceeds. Further results from the high-resolution study will be discussed. In a second study, the behavior of pure and iron-containing katoites (C3AH6 and C3A0.84F0.16H6) under pressure have been analyzed by SXRPD using a diamond anvil cell (DAC) and then their bulk moduli were determined. The role of the pressure transmitting medium (PTM) has also been studied. In this case, silicone oil as well as methanol/ethanol mixtures have been used as PTM. Some “new peaks” were detected in the pattern for C3A0.84F0.16H6 as pressure increases, when using ethanol/methanol as PTM. These new peaks were still present at ambient pressure after releasing the applied pressure. They may correspond to crystalline nordstrandite or doyleite from the crystallization of amorphous aluminium hydroxide. The results from the high-pressure study will also be discussed.

Structural and mechanical properties of La0.6Sr0.4M0.1Fe0.9O3-δ (M: Co, Ni and Cu) perovskites

La0.6Sr0.4M0.1Fe0.9O3-δ (M: Co, Ni and Cu) perovskite nanostructures were synthesized using low frequency ultrasound assisted synthesis technique and effect of substitution of Fe by Co, Ni and Cu on crystal structure and mechanical properties in La0.6Sr0.4FeO3-δ perovskite were studied. The HRTEM and Rietveld refinement analyses revealed the uniform equi-axial shape of the obtained nanostructures with the existence of La0.6Sr0.4M0.1Fe0.9O3−δ with mixed rhombohedral and orthorhombic structures. Substitution of Cu decreases the melting point of La0.6Sr0.4FeO3-δ. The results of mechanical characterizations show that La0.6Sr0.4Co0.1Fe0.9O3−δ and La0.6Sr0.4Ni0.1Fe0.9O3−δ have ferroelastic behavior and comparable elastic moduli, however, subtitution of Ni shows higher hardness and lower fracture toughness than Co in Bsite doping

Effect of elastic modulus and poisson's ratio on guided wave dispersion using transversely isotropic material modelling

Timber poles are commonly used for telecommunication and power distribution networks, wharves or jetties, piling or as a substructure of short span bridges. Most of the available techniques currently used for non-destructive testing (NDT) of timber structures are based on one-dimensional wave theory. If it is essential to detect small sized damage, it becomes necessary to consider guided wave (GW) propagation as the behaviour of different propagating modes cannot be represented by one-dimensional approximations. However, due to the orthotropic material properties of timber, the modelling of guided waves can be complex. No analytical solution can be found for plotting dispersion curves for orthotropic thick cylindrical waveguides even though very few literatures can be found on the theory of GW for anisotropic cylindrical waveguide. In addition, purely numerical approaches are available for solving these curves. In this paper, dispersion curves for orthotropic cylinders are computed using the scaled boundary finite element method (SBFEM) and compared with an isotropic material model to indicate the importance of considering timber as an anisotropic material. Moreover, some simplification is made on orthotropic behaviour of timber to make it transversely isotropic due to the fact that, analytical approaches for transversely isotropic cylinder are widely available in the literature. Also, the applicability of considering timber as a transversely isotropic material is discussed. As an orthotropic material, most material testing results of timber found in the literature include 9 elastic constants (three elastic moduli and six Poisson's ratios), hence it is essential to select the appropriate material properties for transversely isotropic material which includes only 5 elastic constants. Therefore, comparison between orthotropic and transversely isotropic material model is also presented in this article to reveal the effect of elastic moduli and Poisson's ratios on dispersion curves. Based on this study, some suggestions are proposed on selecting the parameters from an orthotropic model to transversely isotropic condition.

The properties of fly ash based geopolymer mortars made with dune sand

This paper reports the properties of fly ash based geopolymer mortars made with dune sand. The geopolymer mortars of different cation type, namely sodium based (Na), potassium based (K) and a mixed Na/K, were prepared with dune sand (DS) and river sand (RS). The corresponding geopolymer pastes were also prepared. A series of tests including compressive strength, modulus of elasticity, splitting tensile strength, microanalysis (using scanning electron microscopy), porosity (using mercury intrusion porosimetry), sorptivity and air void (using section analysis method) were carried out. The results showed a strong correlation between strength and porosity of geopolymeric materials. The addition of DS had influences on the chemical compositions and physical properties of geopolymer mortars. These influences were dependent on the type of cation. Based on the results of mechanical properties, DS can be utilised as the fine aggregate for the production of geopolymer based construction material.

Free and restrained shrinkage behaviours of OPC and slag concretes with admixed polypropylene fibres

This paper presents the results of an investigation that studied the effects of admixed polypropylene (PP) fibres on the long-term drying shrinkage of hardened concrete. Five concrete mixtures, made with 100% Ordinary Portland Cement (OPC) as the binder and containing different volume fractions of PP fibre (0%, 0.05%, 0.1%, 0.2% and 0.5%) were tested. Also, three concrete mixtures were made with 65 % slag-blended cement binder incorporating 0% and 0.2% volume fraction of PP. The results show higher water loss and higher drying shrinkages in concretes that incorporate PP fibres than concrete without fibre. The results of early age cracking tendency of slag concrete, with and without fibre, under fully restrained and drying conditions, show that that PP fibre concrete had higher cracking tendency than concrete without fibre. Higher cracking tendency of PP fibre concrete was due to higher drying shrinkage and elastic moduli.

Functionally graded porous scaffolds made of Ti-based agglomerates

Mono- and double-layer porous scaffolds were successfully fabricated using ball-milled agglomerates of Ti and Ti-10Nb-3Mo alloy. For selectively controlling the level of porosity and pore size, the agglomerates were sieved into two different size fractions of 100-300μm and 300-500μm. Compressive mechanical properties were measured on a series of cylindrical sintered compacts with different ratios of solid core diameter to porous layer width. The graded porous scaffolds exhibited stress-strain curves typical for metallic foams with a defined plateau region after yielding. The compressive strengths and elastic moduli ranged from 300 to 700MPa and 14 to 55GPa, respectively, depending on the core diameter and the material used. The obtained properties make these materials suitable for load-bearing implant applications.

Strategie di calcolo tra studenti discalculici e non

Sono stati analizzati i circuiti neurali addetti all'elaborazione matematica, a partire da quelli di start-up neurocognitivo per l'apprendimento del numero e del calcolo, capacità innate e già presenti alla nascita. I protagonisti sono il sistema della stima approssimativa del numero e quello di individuazione degli oggetti multipli e, spesso, le difficoltà che si incontrano durante un compito matematico (o la lentezza per portarlo a termine) sono date dalla difficile interazione tra questi e le loro sottocomponenti, continuamente riprogrammate dall'esecutivo centrale per poter supervisionare i processi di problem solving. Per la costruzione e lo sviluppo del calcolo più elevato, occorrono alcune capacità di base come il concetto di corrispondenza biunivoca, quello di ordinamento di un insieme, di maggioranza, di raddoppio e di dimezzamento, per mezzo delle quali ogni procedura si può ridurre ad una serie di operazioni più semplici. Queste funzioni vengono controllate e coordinate dal Sistema Attentivo Esecutivo che presiede tutte le attività di problem solving. I ragazzi che presentano deficit altamente specifici in una o più abilità matematiche di base vengono definiti discalculici e tra i loro tratti caratteristici vi sono l'incapacità di comprendere le numerosità, i principi delle operazioni e di elaborare strategie risolutive adatte ad ogni esercizio. Non tutti i ragazzi che presentano difficoltà in matematica sono discalculici: a tal proposito ho svolto una sperimentazione didattica in 10 classi di un I.T.I.S. , per cercare di capire se i concetti reputati consolidati alla scuola secondaria di 1° grado, lo sono realmente in quella di 2° e per mostrare le diverse tipologie di errori compiuti dai ragazzi clinici e non. I risultati sono stati largamente al di sotto delle aspettative, anche negli esercizi in cui è stato permesso l'uso della calcolatrice, lasciandomi presagire che gli errori commessi siano perlopiù di concetto piuttosto che di calcolo.

Analisi di mercato per pannelli fotovoltaici e cogeneratori

L'analisi di questa tesi si basa sui dati ottenuti contattando direttamente le aziende produttrici e/o di progettazione e riguarda due settori energetici: la cogenerazione e il solare fotovoltaico. Nel primo si sono studiate 60 unità complete di cogenerazione il cui studio si è basato sulla costruzione di grafici che mettono in relazione le potenze uscenti con il prezzo. Si è mostrato così la forte presenza di un fenomeno di economia di scala e la diversa ripartizione della potenza prodotta. Per unità di piccola-media potenza predomina la produzione di energia termica, la quale diminuisce la sua quota percentuale all’aumentare della taglia. Nel settore del solare fotovoltaico l’analisi è stata più diversificata e articolata. Si sono analizzati 70 pannelli di cui 35 monocristallini, 14 europei e 21 asiatici, e 35 policristallini, 26 europei e 9 asiatici, per i quali si sono graficati gli andamenti di resa, potenza specifica e costo specifico. I pannelli monocristallini, intrinsecamente più efficienti grazie al maggior grado di purezza, presentano un andamento crescente dei costi piuttosto ripido anche se non proporzionale con l’aumento delle prestazioni. Tra i pannelli policristallini invece si evidenzia l’assenza di un andamento nettamente crescente delle prestazioni all’aumentare dei costi. Confrontando i moduli divisi in base alla macro-regione di produzione si nota che l’Asia produce i pannelli al Si monocristallino più efficienti e più costosi mentre pannelli al Si policristallino più economici, ma con prestazioni in linea con quelli europei.Con i dati raccolti si è potuta svolgere anche una ristretta analisi sui pannelli al film sottile. Quelli che utilizzano il Si amorfo presentano prestazioni così basse da non permettere loro una vera affermazione sul mercato. Quest’ultima si presume che sarà invece possibile per pannelli basati su diversi materiali semiconduttori che presentano buoni livelli di prestazioni, ma prezzi ancora troppo elevati.

Studio e realizzazione dell’emulatore μARM e del progetto JaeOS per la didattica dei Sistemi Operativi

La maggior parte degli strumenti per la didattica dei sistemi operativi sono basati sull'architettura MIPS, che è ampiamente superata. Questo lavoro introduce μARM, un emulatore, basato su architettura ARM7TDMI adeguato all'insegnamento a livello universitario. Inoltre viene presentato JaeOS, un manuale di specifiche per un sistema operativo multi-strato che supporti esecuzione multi-processo, memoria virtuale, sincronizzazione dei thread, gestione di dispositivi esterni ed un file system. I progetti tradizionali, come OSP2 o OS/161, forniscono un buon quantitativo di codice già sviluppato agli studenti, i quali devono modificare i moduli del sistema già implementati ed aggiungerne di nuovi. Con μARM/JaeOS gli studenti sono sottoposti ad un'esperienza pedagogicamente differente, partendo dal solo emulatore hardware e finendo con un sistema operativo, interamente sviluppato da loro, in grado di eseguire programmi sviluppati dagli studenti stessi.

Routex: un Router Multitecnologia per Internet of Things

L'Internet of Things (IoT) è oggetto di grande interesse per la ricerca e per l'industria. Le numerose tecnologie che sono state sviluppate rendono possibile la creazione di nuovi e utili servizi, ma introducono problemi legati alla reciproca incompatibilità. Nell'elaborato si analizza nel dettaglio questa situazione e si descrive l'implementazione di un sistema che ha come obiettivo la realizzazione di una rete composta da dispositivi che fanno uso di tecnologie differenti. Il progetto usa un Raspberry Pi come router, il cui scopo è quello di gestire le differenze fra gli standard di comunicazione utilizzati. Le tecnologie wireless supportate sono: WiFi, Bluetooth, ZigBee, nRF24L01 e moduli radio 433MHz. Sulla rete cosi formata è inoltre possibile lo sviluppo di applicazioni IoT, grazie alle logiche di funzionamento messe a disposizione dal sistema.

RSLT: trasformazione di Open LinkedData in testi in linguaggio naturaletramite template dichiarativi

La diffusione del Semantic Web e di dati semantici in formato RDF, ha creato la necessità di un meccanismo di trasformazione di tali informazioni, semplici da interpretare per una macchina, in un linguaggio naturale, di facile comprensione per l'uomo. Nella dissertazione si discuterà delle soluzioni trovate in letteratura e, nel dettaglio, di RSLT, una libreria JavaScript che cerca di risolvere questo problema, consentendo la creazione di applicazioni web in grado di eseguire queste trasformazioni tramite template dichiarativi. Verranno illustrati, inoltre, tutti i cambiamenti e tutte le modi�che introdotte nella versione 1.1 della libreria, la cui nuova funzionalit�à principale �è il supporto a SPARQL 1.0.

Classical electrodynamics: retarded potentials and power emission by accelerated charges

L'obiettivo di questo lavoro è quello di analizzare la potenza emessa da una carica elettrica accelerata. Saranno studiati due casi speciali: accelerazione lineare e accelerazione circolare. Queste sono le configurazioni più frequenti e semplici da realizzare. Il primo passo consiste nel trovare un'espressione per il campo elettrico e il campo magnetico generati dalla carica. Questo sarà reso possibile dallo studio della distribuzione di carica di una sorgente puntiforme e dei potenziali che la descrivono. Nel passo successivo verrà calcolato il vettore di Poynting per una tale carica. Useremo questo risultato per trovare la potenza elettromagnetica irradiata totale integrando su tutte le direzioni di emissione. Nell'ultimo capitolo, infine, faremo uso di tutto ciò che è stato precedentemente trovato per studiare la potenza emessa da cariche negli acceleratori.