Characteristics of undular hydraulic jumps: Experiments and analysis

The writers measured velocity, pressure and energy distributions, wavelengths, and wave amplitudes along undular jumps in a smooth rectangular channel 0.25 m wide. In each case the upstream flow was a fully developed shear flow. Analysis of the data shows that the jump has strong three-dimensional features and that the aspect ratio of the channel is an important parameter. Energy dissipation on the centerline is far from negligible and is largely constrained to the reach between the start of the lateral shock waves and the first wave crest of the jump, in which the boundary layer develops under a strong adverse pressure gradient. A Boussinesq-type solution of the free-surface profile, velocity, and energy and pressure distributions is developed and compared with the data. Limitations of the two-dimensional analysis are discussed.

Preliminary study on the production of functionally graded materials by friction stir processing

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Novel LTCC-potentiometric microfluidic device for biparametric analysis of organic compounds carrying plastic antibodies as ionophores: Application to sulfamethoxazole and trimethoprim

Monitoring organic environmental contaminants is of crucial importance to ensure public health. This requires simple, portable and robust devices to carry out on-site analysis. For this purpose, a low-temperature co-fired ceramics (LTCC) microfluidic potentiometric device (LTCC/μPOT) was developed for the first time for an organic compound: sulfamethoxazole (SMX). Sensory materials relied on newly designed plastic antibodies. Sol–gel, self-assembling monolayer and molecular-imprinting techniques were merged for this purpose. Silica beads were amine-modified and linked to SMX via glutaraldehyde modification. Condensation polymerization was conducted around SMX to fill the vacant spaces. SMX was removed after, leaving behind imprinted sites of complementary shape. The obtained particles were used as ionophores in plasticized PVC membranes. The most suitable membrane composition was selected in steady-state assays. Its suitability to flow analysis was verified in flow-injection studies with regular tubular electrodes. The LTCC/μPOT device integrated a bidimensional mixer, an embedded reference electrode based on Ag/AgCl and an Ag-based contact screen-printed under a micromachined cavity of 600 μm depth. The sensing membranes were deposited over this contact and acted as indicating electrodes. Under optimum conditions, the SMX sensor displayed slopes of about −58.7 mV/decade in a range from 12.7 to 250 μg/mL, providing a detection limit of 3.85 μg/mL and a sampling throughput of 36 samples/h with a reagent consumption of 3.3 mL per sample. The system was adjusted later to multiple analyte detection by including a second potentiometric cell on the LTCC/μPOT device. No additional reference electrode was required. This concept was applied to Trimethoprim (TMP), always administered concomitantly with sulphonamide drugs, and tested in fish-farming waters. The biparametric microanalyzer displayed Nernstian behaviour, with average slopes −54.7 (SMX) and +57.8 (TMP) mV/decade. To demonstrate the microanalyzer capabilities for real applications, it was successfully applied to single and simultaneous determination of SMX and TMP in aquaculture waters.

Analysis of Forest Effects in Wind Farm Performance

The objective of the thesis is to analyze the behaviour of the wind flow when it is passing beside the forest. To complete this analysis, a parametric study was done based upon generalized situations. Some abacus have been made, which are related to forest and wind characteristics. The abacus were compared with a particular real case, namely Alexandrovo (Bulgaria), where it was concluded that the applicability of the abacus in projects with complex terrain is low and they must be used, from a quantitative point of view, for flat terrain, being hc the most important parameter.

Masonry macro-block analysis

The structural analysis involves the definition of the model and selection of the analysis type. The model should represent the stiffness, the mass and the loads of the structure. The structures can be represented using simplified models, such as the lumped mass models, and advanced models resorting the Finite Element Method (FEM) and Discrete Element Method (DEM). Depending on the characteristics of the structure, different types of analysis can be used such as limit analysis, linear and non-linear static analysis and linear and non-linear dynamic analysis. Unreinforced masonry structures present low tensile strength and the linear analyses seem to not be adequate for assessing their structural behaviour. On the other hand, the static and dynamic non-linear analyses are complex, since they involve large time computational requirements and advanced knowledge of the practitioner. The non-linear analysis requires advanced knowledge on the material properties, analysis tools and interpretation of results. The limit analysis with macro-blocks can be assumed as a more practical method in the estimation of maximum load capacity of structure. Furthermore, the limit analysis require a reduced number of parameters, which is an advantage for the assessment of ancient and historical masonry structures, due to the difficult in obtaining reliable data.

Iron mining in Goa (India) : an interdisciplinary study

En aquest article es presenten breument els diferents capítols d’un treball interdisciplinari per tal d’entendre el context de prohibició de la mineria de ferro a Goa a finals del 2012 i proporcionar la informació necessària per tal d’orientar i gestionar la presa de decisions sobre l’activitat minera en un futur. Els sis primers capítols consisteixen en l’estudi del medi abiòtic, medi biòtic, fluxos de materials, aspectes socials, aspectes econòmics i finalment aspectes polítics. En canvi, en els dos últims capítols s'avaluen i es gestionen els impactes ambientals de la mineria mitjançant, per una banda, una anàlisi DPSIR i, d'altra banda, es proposen tres escenaris per integrar les diferents variables i fomentar la participació en la presa de decisions. S’ha dut a terme una extensa recerca mitjançant la recopilació de dades, entrevistes i visites a les zones d’estudi d’interès per tal d’entendre el conflicte de la mineria a Goa.

Myymäläketjun hankintatoiminnan mittarit, Case Tiimari Oyj

Työn tavoitteena oli kehittää yritykselle selkeä ja toimiva hankintatoiminnan suorituskykymittaristo, jonka avulla tietojärjestelmien tuottama tietosaadaan hyötykäyttöön. Tavoitteena oli myös selvittää yrityksen hankintatoiminnan nykytila. Selvitys auttoi sopivien mittareiden valinnassa. Teoriaosassa käsiteltiin suorituskyvyn mittaamista hankintatoiminnassa, mittariston suunnittelua ja käyttöönoton vaiheita sekä erilaisia malliratkaisuja hankintatoiminnan suorituskyvyn mittaamiselle. Empiirisessä osassa perehdyttiin yrityksen hankintatoiminnan nykytilaan sekä rakennettiin teorian, nykytila-analyysin ja hankintahenkilökunnan näkemysten pohjalta suorituskykymittaristo yrityksen osto-osastolle. Hankintatoiminnan nykytilanteen arvioinnissa korostuivat parhaillaan tapahtuvat suuret muutokset. Suorituskykymittaristo laadittiin siten, että se kattaa tärkeimmät osa-alueet myymäläketjun hankintatoiminnassa. Työn tuloksena kehitetty mittaristo koostuu toimittaja-, valikoima-, materiaalivirta- sekä varastomittareista.

Teknisen kaupan lisäarvopalveluiden vaikutus toimitusvarmuuteen

Työn tarkoituksena oli selvittää toimitusvarmuuteen vaikuttavia tekijöitä sekä tuoda esille toimintaprosessia parantavia ehdotuksia. Selvitys pohjautui pääosin myöhästyneiden toimitusten ja tilausrivien tarkasteluun. Myöhästyneistä riveistä eroteltiin myöhästymisen aiheuttajat, joiden pohjalta kartoitettiin erilaisin menetelmin tilausten myöhästymisen syy. Toimitusvarmuuteen vaikuttavat tekijät löydettiin pääasiassa tuotannon ja myynnin yhteistyöhön liittyvistä tekijöistä. Tuotannon osalta ongelmiksi nousivat riittävän tarkkojen tuotannonohjaustietojen saanti ja runsaat vuorovaikutus- ja riippuvuussuhteet eri työvaiheiden välillä. Heikkojen tuotannonohjaustietojen johdosta tuotannon säätö ja ohjaus muuttuvissa olosuhteissa on hankalaa. Tämä ilmeni poissaolojen ja ruuhkien vaikutuksena toimitusvarmuuteen. Myynnin osalta ongelmat ilmenivät väärinä ja epärealistisina vahvistuksina. Tuotannon ja myynnin yhteistoiminnan lisäksi myyntikäyttäytymistä ohjaa ostokäyttäytyminen. Tämä voidaan johtaa yrityksen pyrkimyksestä palvella asiakkaitaan. Kehitysehdotukseksi rakennettiin koontivarastomalli, jonka avulla saadaan eri työpajojen välisiä riippuvuussuhteita vähennettyä. Lisäksi ko. malli mahdollistaa yksinkertaisemman ja helpomman tuotannon hallinnan ja tietojärjestelmän asianmukaisen käytön. Koontivarastomallin avulla on tarkoitus myös parantaa edellytyksiä ennakointikyvyn kehittämiseen sekä tuottaa tietoa toimitusaikojen määrityksen tueksi.

Internal material logistics development in customer-driven production

Työn tavoitteena oli synkronoida yleinen materiaalivirta tuotannon kanssa. Pyrkimyksenä oli virtaviivaistaa materiaalivirta, jotta materiaalin määrä, sekä turhat työvaiheet tuotantoalueella vähenisivät. Päämääränä oli vähentää materiaalilavojen määrää lattialla, sekä parantaa materiaalitoimitusten OTD (On-Time-Delivery) prosenttia.Teoreettinen osa käsittelee nykypäivän toimitusketjun tärkeimpiä elementtejä. Keskeisenä asiana perehdytään materiaalivirtaan ja sen tehokkaaseen hallintaan. Työ esittelee myös synkronisen johtamismallin periaatteet, sekä materiaalivirran synkronoimisen tuotannon kanssa.Empiirinen osuus kuvaa yrityksen materiaalihallinnan nykypäivän tilanteen, sen keskeiset ongelmat, sekä uuden toimintamalliehdotuksen. Työ esittelee kaksi pilottia, joiden tulokset varmistivat uuden virtaviivaistetun materiaalivirran ja täydennysmallin toimivuuden.Työn tulokset osoittavat, miten uusi materiaalin täydennysmalli vähentää materiaalilavojen, sekä jalostamattoman työn määrää tuotantoalueella.

New method for measuring longitudinal fuctuations and directed flow in ultrarelativistic heavy ion reactions

It has been shown in recent ALICE@LHC measurements that the odd flow harmonics, in particular, a directed flow v1, occurred to be weak and dominated by random fluctuations. In this work we propose a new method, which makes the measurements more sensitive to the flow patterns showing global collective symmetries. We demonstrate how the longitudinal center of mass rapidity fluctuations can be identified, and then the collective flow analysis can be performed in the event-by-event center of mass frame. Such a method can be very effective in separating the flow patterns originating from random fluctuations, and the flow patterns originating from the global symmetry of the initial state.

Kassavirta-analyysi velkarahoittajan näkökulmasta

Tutkielman tavoitteena oli selvittää vuonna 2006 voimaan astuneen osakeyhtiölain, ja sen seurauksena parantuneen velkojainsuojan vaikutus suomessa käytettäviin kassavirtalaskelmiin yritysanalyysissa. Erityisesti tutkittiin maksukykyisyystestin vaikutusta kassavirtalaskelmissa käytettävään maksunsaantijärjestykseen. Aineisto kerättiin haastattelemalla merkittävimpien suomalaisten rahoittajien yritystutkimusten edustajia ja käymällä läpi suomalaista rahoitusalan kirjallisuutta. Tutkielmassa kävi ilmi, että suomen merkittävimpien rahoittajien käyttämissä, tai rahoitusalan kirjallisuudessa esitetyissä kassavirtalaskelmissa, ei ollut otettu huomioon maksukykyisyystestin vaikutusta kassavirta-analyysiin. Tutkielmassa esitetään uudenlainen kassavirtalaskelma, mikä noudattaa mahdollisimman hyvin osakeyhtiön maksunsaantijärjestystä. Uusi kassavirtalaskelma sopii nykyisin Suomessa yleisesti käytössä olevia kassavirtalaskelmia paremmin sekä yrityksen velkakapasiteetin arvioimiseen että osakeyhtiön maksukykyisyystestin tekemiseen osingonjakopäätöksen tueksi. Lisäksi tutkielmassa havainnollistetaan esimerkkilaskelmin kassavirtaanalyysin tekemistä sekä Yritystutkimusneuvottelukunnan suosittamalla kassavirtalaskelmalla että uudenlaisella kassavirtalaskelmalla

Virtaviivainen hankintatoimi osana tuotantoprosessia

Tutkimuksessa on pyritty löytämään tuotantoprosessin läpimenoa haittaavia ohjaus- ja toimintatapoja sekä tiedonkulusta aiheutuvia ongelmia. Tutkimuksen tavoitteena on saada toimittajien, hankintatoimen ja tuotannon logistinen arvoverkko toimimaan virtaviivaisesti. Työssä on käytetty teoriaosassa kirjallisuustutkimusta ja empiirisessä osassa toimintatutkimusta. Nykytilan selvityksessä tutkittiin prosessin tieto- ja materiaalivirrat sekä mitkä ovat tärkeimmät toiminnot toimitusketjussa. Tutkimuksen ja prosessianalyysin pohjalta määriteltiin kehitysehdotukset prosessin toimintojen tehostamiseksi. Nykytilan kartoituksessa ilmeni suurimmiksi ongelmiksi logistiikka prosessissa voimakkaan kysynnän kasvusta aiheutuvat komponenttien ja raaka-aineiden saatavuusongelmat sekä pudonneen kysynnän seurauksena varastoihin sitoutunut ylimääräinen vaihto-omaisuus. Tutkimuksen tuloksena syntyi kehitysehdotuksia, joiden pohjalta uudistettavaan toiminnanohjausjärjestelmään voitaneen toteuttaa johtopäätöksissä ilmenevät asiat, joista merkityksellisin on myynnin ennustamisvastuun siirtäminen myynnistä tulosvastuussa oleville henkilöille.

Application of the finite element method in cold forging processes

The demand for more efficient manufacturing processes has been increasing in the last few years. The cold forging process is presented as a possible solution, because it allows the production of parts with a good surface finish and with good mechanical properties. Nevertheless, the cold forming sequence design is very empirical and it is based on the designer experience. The computational modeling of each forming process stage by the finite element method can make the sequence design faster and more efficient, decreasing the use of conventional "trial and error" methods. In this study, the application of a commercial general finite element software - ANSYS - has been applied to model a forming operation. Models have been developed to simulate the ring compression test and to simulate a basic forming operation (upsetting) that is applied in most of the cold forging parts sequences. The simulated upsetting operation is one stage of the automotive starter parts manufacturing process. Experiments have been done to obtain the stress-strain material curve, the material flow during the simulated stage, and the required forming force. These experiments provided results used as numerical model input data and as validation of model results. The comparison between experiments and numerical results confirms the developed methodology potential on die filling prediction.

Fuzzy real option analysis in patent related decision making and patent valuation

The shift towards a knowledge-based economy has inevitably prompted the evolution of patent exploitation. Nowadays, patent is more than just a prevention tool for a company to block its competitors from developing rival technologies, but lies at the very heart of its strategy for value creation and is therefore strategically exploited for economic pro t and competitive advantage. Along with the evolution of patent exploitation, the demand for reliable and systematic patent valuation has also reached an unprecedented level. However, most of the quantitative approaches in use to assess patent could arguably fall into four categories and they are based solely on the conventional discounted cash flow analysis, whose usability and reliability in the context of patent valuation are greatly limited by five practical issues: the market illiquidity, the poor data availability, discriminatory cash-flow estimations, and its incapability to account for changing risk and managerial flexibility. This dissertation attempts to overcome these impeding barriers by rationalizing the use of two techniques, namely fuzzy set theory (aiming at the first three issues) and real option analysis (aiming at the last two). It commences with an investigation into the nature of the uncertainties inherent in patent cash flow estimation and claims that two levels of uncertainties must be properly accounted for. Further investigation reveals that both levels of uncertainties fall under the categorization of subjective uncertainty, which differs from objective uncertainty originating from inherent randomness in that uncertainties labelled as subjective are highly related to the behavioural aspects of decision making and are usually witnessed whenever human judgement, evaluation or reasoning is crucial to the system under consideration and there exists a lack of complete knowledge on its variables. Having clarified their nature, the application of fuzzy set theory in modelling patent-related uncertain quantities is effortlessly justified. The application of real option analysis to patent valuation is prompted by the fact that both patent application process and the subsequent patent exploitation (or commercialization) are subject to a wide range of decisions at multiple successive stages. In other words, both patent applicants and patentees are faced with a large variety of courses of action as to how their patent applications and granted patents can be managed. Since they have the right to run their projects actively, this flexibility has value and thus must be properly accounted for. Accordingly, an explicit identification of the types of managerial flexibility inherent in patent-related decision making problems and in patent valuation, and a discussion on how they could be interpreted in terms of real options are provided in this dissertation. Additionally, the use of the proposed techniques in practical applications is demonstrated by three fuzzy real option analysis based models. In particular, the pay-of method and the extended fuzzy Black-Scholes model are employed to investigate the profitability of a patent application project for a new process for the preparation of a gypsum-fibre composite and to justify the subsequent patent commercialization decision, respectively; a fuzzy binomial model is designed to reveal the economic potential of a patent licensing opportunity.

Bit-Width Analysis for General Applications

It has been widely known that a significant part of the bits are useless or even unused during the program execution. Bit-width analysis targets at finding the minimum bits needed for each variable in the program, which ensures the execution correctness and resources saving. In this paper, we proposed a static analysis method for bit-widths in general applications, which approximates conservatively at compile time and is independent of runtime conditions. While most related work focus on integer applications, our method is also tailored and applicable to floating point variables, which could be extended to transform floating point number into fixed point numbers together with precision analysis. We used more precise representations for data value ranges of both scalar and array variables. Element level analysis is carried out for arrays. We also suggested an alternative for the standard fixed-point iterations in bi-directional range analysis. These techniques are implemented on the Trimaran compiler structure and tested on a set of benchmarks to show the results.