Modelos paramétricos simples e causais para cabos de cobre apropriados para caracterização de enlaces em sistemas G.fast

O G.fast é um novo padrão da União Internacional de Telecomunicações que almeja atingir 1 Gb/s sobre enlaces de cobre curtos, utilizando freqüências de até 212 MHz. Essa nova tecnologia requer modelos paramétricos precisos de cabo para fins de projeto, simulação e testes de avaliação de desempenho. A maioria dos modelos de cabo de cobre foram desenvolvidos focando o espectro VDSL - isto é, freqüências de até 30 MHz - e adotam suposições que são violadas quando a faixa de freqüência é estendida para freqüências G.fast. Esta tese apresenta novos modelos de cabo simples e causais capazes de caracterizar com precisão enlaces de cobre compostos por segmentos individuais ou múltiplos, tanto no domínio do tempo quanto no domínio da freqüência. Resultados utilizando as topologias de referência do padrão G.fast mostram que, além de serem precisos, os novos modelos são atrativos devido ao baixo custo computacional e fórmulas fechadas para ajuste de seus parâmetros junto a dados medidos.

Fuzzy Index for Public Supply Water Quality

Human population growth and increased industrial activity in recent decades have contributed to a range of environmental problems, including the contamination of groundwater and surface water. In order to help in the management of these resources, water quality indices are used as tools to summarize multiple parameters and express them in the form of a single number. The ability to provide both an integrated assessment of changes in environmental variables, as well as performance tracking, has resulted in such indices being increasingly employed in surface water monitoring programs. The aim of this study was to develop an Index for Public Supply Water Quality (IPS) using a fuzzy inference methodology. Linguistic systems generally provide satisfactory tools for qualitative purposes, enabling the inclusion of descriptive variables with reduced loss of individual information. Validation of the technique was achieved by analysis of measurement data obtained for the Sorocaba River, provided by CETESB. The new procedure proved more rigorous, compared to classical IPS. It could be readily applied in the evaluation of other water bodies, or be adjusted to incorporate additional parameters also considered important for the assessment of water quality.

Desenvolvimento de um sistema de gerenciamento de energia (EMS - Energy Management System) para a rede elétrica inteligente (Smart Grid)

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Effects of railway track vibration induced by passing trains on an energy harvesting device

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Comparison of the Clinical Expression of Patients with Ankylosing Spondylitis from Europe and Latin America

Objective. To compare the clinical, demographic, and serologic characteristics and the treatment of patients diagnosed with ankylosing spondylitis (AS) from Europe (EU) and Latin America (LA). Methods. We included 3439 patients from national registries: the Spanish Registry of Spondyloarthritis (REGISPONSER), the Belgian registry (ASPECT), and the Latin American Registry of Spondyloarthropathies (RESPONDIA). We selected patients with diagnosis of AS who met the modified New York classification criteria. Demographic, clinical, disease activity, functional, and metrological measurement data were recorded. Current treatment was recorded. The population was classified into 2 groups: patients with disease duration < 10 years and those with disease duration >= 10 years. A descriptive and comparative analysis of variables of both groups was carried out. Results. There were 2356 patients in EU group and 1083 in LA group. Prevalence of HLA-B27 was 71% in LA group and 83% in EU group (p < 0.001). We found a greater frequency of peripheral arthritis and enthesitis (p < 0.001) in the LA population; prevalence of arthritis was 57% in LA and 42% in EU, and for enthesitis, 54% and 38%. Except for treatment with anti-tumor necrosis factor (anti-TNF), the use of nonsteroidal antiinflammatory drugs (NSAID), corticosteroids, and disease-modifying antirheumatic drugs (DMARD), and the association of anti-TNF and methotrexate use showed a significant difference (p < 0.001) in the 2 populations. Conclusion. The principal differences in the clinical manifestations of patients with AS from EU and LA were the greater frequency of peripheral arthritis and enthesitis in LA group, the higher percentage of HLA-B27 in EU group, and the form of treatment, with a greater use of NSAID, steroids, and DMARD in the LA group. (First Release Nov 15 2012; J Rheumatol 2012;39:2315-20; doi:10.3899/jrheum.110687)

Creazione e sviluppo di un sistema di controllo in tempo reale per un sistema fuel cell

The control of a proton exchange membrane fuel cell system (PEM FC) for domestic heat and power supply requires extensive control measures to handle the complicated process. Highly dynamic and non linear behavior, increase drastically the difficulties to find the optimal design and control strategies. The objective is to design, implement and commission a controller for the entire fuel cell system. The fuel cell process and the control system are engineered simultaneously; therefore there is no access to the process hardware during the control system development. Therefore the method of choice was a model based design approach, following the rapid control prototyping (RCP) methodology. The fuel cell system is simulated using a fuel cell library which allowed thermodynamic calculations. In the course of the development the process model is continuously adapted to the real system. The controller application is designed and developed in parallel and thereby tested and verified against the process model. Furthermore, after the commissioning of the real system, the process model can be also better identified and parameterized utilizing measurement data to perform optimization procedures. The process model and the controller application are implemented in Simulink using Mathworks` Real Time Workshop (RTW) and the xPC development suite for MiL (model-in-theloop) and HiL (hardware-in-the-loop) testing. It is possible to completely develop, verify and validate the controller application without depending on the real fuel cell system, which is not available for testing during the development process. The fuel cell system can be immediately taken into operation after connecting the controller to the process.

HCHO, H 2 O 2 und CH 3 OOH in der Troposphäre

In dieser Arbeit wurden im Rahmen der UTOPIHAN- und HOHPEX04-Projekte Peroxid- und Formaldehydmessungen in der Troposphäre durchgeführt und wissenschaftlich interpretiert. Die Messungen während UTOPIHAN fanden dabei an Bord eines für Forschungszwecke umgerüsteten Flugzeuges (Learjet 35A) im Wesentlichen in der freien, insbesondere in der oberen Troposphäre über Europa statt. Die Messungen während HOHPEX04 waren hingegen als Bodenmessungen an der sich abwechselnd in der bodennahen Grenzschicht und in von dieser Schicht entkoppelten Luftmassen liegenden Bergstation Hohenpeißenberg (bayerisches Voralpenland) konzipiert. Um eine quantitative Auswertbarkeit der Messungen sicherzustellen, wurden die verwendeten, auf chemischer Derivatisierung und fluorimetrischer Detektion basierenden Messgeräte AL 2001CA (Peroxide) und AL 4021 (Formaldehyd) (AEROLASER) genau charakterisiert. Dabei wurde speziell die bekannte Ozoninterferenz beider Geräte in einer großen Zahl von Laborexperimenten mit unterschiedlichen Randbedingungen bezüglich Wasserdampf- und Kohlenwasserstoffgehalt der Luft untersucht. Für beide Verbindungen wurden Höhen- sowie Breitenprofile erstellt und mit Ergebnissen eines 3D-Chemie-Transport-Modells (CTM) sowie früherer Studien verglichen. In einem weiteren Kapitel werden Ergebnisse einer quantitativen Studie zum Einfluss hochreichender Konvektion auf das HCHO-Budget in der mittleren und oberen Troposphäre präsentiert. Diese Studie kommt zu dem Schluss, dass der rasche Aufwärtstransport von Vorläufergasen von HCHO und HOx wie Methanol, Aceton und sogar gut löslicher Spurengase wie CH3OOH beziehungsweise H2O2 aus der Grenzschicht einen signifikanten, auf Grund der längeren Lebensdauer von NOx über mehrere Tage andauernden und damit großräumigen Einfluss auf die Budgets von HCHO, HOx und auch O3 in der oberen Troposphäre haben kann. Die Befunde der Studie legen desweiteren nahe, dass fehlerhafte Modellvorhersagen für die NO-Mischungsverhältnisse in der Tropopausenregion, die zum Beispiel mit Mängeln des Modells bezüglich der Höhe der Konvektion und des Stratosphären-Troposphären-Austauschs zu tun haben, hauptverantwortlich sind für gefundene Differenzen zwischen Messdaten und dem verwendeten 3D-Chemie-Transport-Modell. Um die Signifikanz der Aussagen zu erhöhen, wurde eine Sensitivitätsstudie durchgeführt, in der die Konzentration einiger chemischer Verbindungen sowie die Photolyseraten variiert wurden. Eine weitere Studie zum Einfluss verschiedener Parameter auf das CH3OOH/H2O2-Verhältnis kommt zu dem Schluss, dass dieses Verhältnis keinen idealen Indikator für Wolkenprozessierung von Luftmassen darstellt, während eine signifikant positive Abweichung vom H2O2/H2O-Verhältnis in der oberen Troposphäre ein guter Indikator für rasch aufwärts transportierte Luftmassen sein kann. Im Rahmen dieser Studie werden auch Höhen- und Breitenprofile des CH3OOH/H2O2-Verhältnisses diskutiert. In einer letzten Untersuchung zu HCHO-Messungen am Observatorium Hohenpeißenberg im Sommer 2004 werden für die in zwei Windrichtungssektoren eingeteilten Daten Korrelationen anderer Spurengase wie O3, PAN, CO, NOy und Isopren mit HCHO interpretiert. In diesem Zusammenhang wird auch versucht, den beobachteten Tagesgang von HCHO zu erklären.

Detecting interfaces in a parabolic-elliptic problem from surface measurements

Assuming that the heat capacity of a body is negligible outside certain inclusions the heat equation degenerates to a parabolic-elliptic interface problem. In this work we aim to detect these interfaces from thermal measurements on the surface of the body. We deduce an equivalent variational formulation for the parabolic-elliptic problem and give a new proof of the unique solvability based on Lions’s projection lemma. For the case that the heat conductivity is higher inside the inclusions, we develop an adaptation of the factorization method to this time-dependent problem. In particular this shows that the locations of the interfaces are uniquely determined by boundary measurements. The method also yields to a numerical algorithm to recover the inclusions and thus the interfaces. We demonstrate how measurement data can be simulated numerically by a coupling of a finite element method with a boundary element method, and finally we present some numerical results for the inverse problem.

Photochemie der Troposphäre in niedrigen und mittleren Breiten: Die Rolle von Konvektion

Ozon (O3) ist in der Atmosphäre ein wichtiges Oxidanz und Treibhausgas. Während die höchsten Konzentrationen in der Stratosphäre beobachtet werden und die vor der gefährlichen UV-Strahlung schützende Ozonschicht bilden, können sich signifikante Änderungen der Ozon-Konzentration in der Region der Tropopause auf das Klima der Erde auswirken. Des Weiteren ist Ozon eine der Hauptquellen für das Hydroxylradikal (OH) und nimmt damit entscheidend Einfluss auf die Oxidationskraft der Atmosphäre. Der konvektive Transport von Ozon und seinen Vorläufergasen aus Regionen nahe der Erdoberfläche in die freie Troposphäre beeinflusst das Budget dieser Spezies in der Tropopausenregion.rnDie Datengrundlage der Studie in der vorliegenden Arbeit basiert auf den flugzeuggetragenen Messkampagnen GABRIEL 2005 (Suriname, Südamerika) sowie HOOVER I 2006 und HOOVER II 2007 (beide in Europa). Mit dem zur Verfügung stehenden Datensatz wird das Ozonbudget in der freien, unbelasteten Hintergrundatmosphäre und in der durch hochreichende Konvektion gestörten, oberen Troposphäre untersucht. Anhand der auf in-situ Messungen von O3, NO, OH, HO2 und dem aktinischen Strahlungsfluss basierten Berechnung der Netto-Ozonproduktionsrate (NOPR) werden für das Messgebiet Ozontendenzen in der unbelasteten Troposphäre abgeleitet und mit Simulationen des globalen Chemie-Transport-Modells MATCH-MPIC verglichen. Mit Hilfe zweier Fallstudien in den Tropen in Südamerika und den mittleren Breiten in Europa werden die Auswirkungen von hochreichender Konvektion auf die obere Troposphäre quantifiziert.rnDie Ergebnisse zeigen für die Grenzschicht in niedrigen und mittleren Breiten eine eindeutige Tendenz zur Produktion von Ozon, was für den tropischen Regenwald in der Messregion nicht der allgemeinen Erwartung entsprach, nach der diese Region durch die Zerstörung von Ozon charakterisiert sein sollte. In der oberen Troposphäre ab etwa 7 km wird für die beiden Regionen eine leichte Tendenz zur Ozonproduktion beobachtet. Signifikante Unterschiede zeigen die Ergebnisse für die mittlere Troposphäre. Während die Tropen in dieser Region durch eine eindeutige Tendenz zur Zerstörung von Ozon charakterisiert sind, lässt sich über den mittleren Breiten zwar eine hohe photochemische Aktivität aber keine derart klare Tendenz feststellen. Die hohen Breiten zeichnen sich durch eine neutrale Troposphäre in Bezug auf die Ozontendenz aus und weisen kaum photochemische Aktivität auf. Der Vergleich dieser Ergebnisse mit dem MATCH-MPIC Modell zeigt in weiten Teilen der Messregionen eine grundlegende Übereinstimmung in der Tendenz zur Produktion oder Zerstörung von Ozon. Die absoluten Werte werden vom Modell aber generell unterschätzt. Signifikante Unterschiede zwischen in-situ Daten und Modellsimulationen werden in der Grenzschicht über dem tropischen Regenwald identifiziert.rnDer Einfluss der Konvektion ist durch eine signifikant erhöhte NOPR gekennzeichnet. In dieser Arbeit wird in den Tropen mit einem Median-Wert von 0.20 ppbv h−1 eine um den Faktor 3.6 erhöhte NOPR im Vergleich zur ungestörten oberen Troposphäre abgeschätzt. In den mittleren Breiten führt die um eine Größenordnung höhere NO-Konzentration zu einem Wert von 1.89 ppbv h−1, was einer Überhöhung um einen Faktor 6.5 im Vergleich zum ungestörten Zustand entspricht. Diese Ergebnisse zeigen für beide Regionen in der oberen Troposphäre eine erhöhte Ozonproduktion als Folge konvektiver Aktivität. rnrnHochreichende Konvektion ist zudem ein sehr effektiver Mechanismus für den Vertikaltransport aus der Grenzschicht in die obere Troposphäre. Die schnelle Hebung in konvektiven Wolken führt bei Spurengasen mit Quellen an der Erdoberfläche zu einer Erhöhung ihrer Konzentration in der oberen Troposphäre. Die hochgradig löslichen Spurenstoffe Formaldehyd (HCHO) und Wasserstoffperoxid (H2O2) sind wichtige Vorläufergase der HOx-Radikale. Es wird angenommen, dass sie aufgrund ihrer Löslichkeit in Gewitterwolken effektiv ausgewaschen werden.rnIn der vorliegenden Arbeit wird eine Fallstudie von hochreichender Konvektion im Rahmen des HOOVER II Projekts im Sommer 2007 analysiert. Am 19.07.2007 entwickelten sich am Nachmittag am Südostrand eines in nordöstlicher Richtung ziehenden mesoskaligen konvektiven Systems drei zunächst isolierte konvektive Zellen. Flugzeuggetragene Messungen in der Aus- und der Einströmregion einer dieser Gewitterzellen stellen einen exzellenten Datensatz bereit, um die Auswirkungen von hochreichender Konvektion auf die Verteilung verschiedener Spurengase in der oberen Troposphäre zu untersuchen. Der Vergleich der Konzentrationen von Kohlenstoffmonoxid (CO) und Methan (CH4) zwischen der oberen Troposphäre und der Grenzschicht deutet auf einen nahezu unverdünnten Transport dieser langlebigen Spezies in der konvektiven Zelle hin. Die Verhältnisse betragen (0.94±0.04) für CO und (0.99±0.01) für CH4. Für die löslichen Spezies HCHO und H2O2 beträgt dieses Verhältnis in der Ausströmregion (0.55±0.09) bzw. (0.61±0.08). Dies ist ein Indiz dafür, dass diese Spezies nicht so effektiv ausgewaschen werden wie angenommen. Zum besseren Verständnis des Einflusses der Konvektion auf die Budgets dieser Spezies in der oberen Troposphäre wurden im Rahmen dieser Arbeit Boxmodell-Studien für den Beitrag der photochemischen Produktion in der Ausströmregion durchgeführt, wobei die gemessenen Spezies und Photolysefrequenzen als Randbedingungen dienten. Aus den Budgetbetrachtungen für HCHO und H2O2 wird eine Auswascheffizienz von (67±24) % für HCHO und (41±18) % für H2O2 abgeschätzt. Das für H2O2 überraschende Ergebnis lässt darauf schließen, dass dieses Molekül in einer Gewitterwolke deutlich effektiver transportiert werden kann, als aufgrund seiner hohen Löslichkeit aus der Henry-Konstanten zu erwarten wäre. Das Ausgasen von gelöstem H2O2 beim Gefrieren eines Wolkentropfens, d.h. ein Retentionskoeffizient kleiner 1, ist ein möglicher Mechanismus, der zum beobachteten Mischungsverhältnis dieser löslichen Spezies in der Ausströmregion beitragen kann.

Entwicklung und Anwendung von mobilen Messstrategien und Analysemethoden zur Untersuchung urbanen Aerosols

Seit Anbeginn der Menschheitsgeschichte beeinflussen die Menschen ihre Umwelt. Durch anthropogene Emissionen ändert sich die Zusammensetzung der Atmosphäre, was einen zunehmenden Einfluss unter anderem auf die Atmosphärenchemie, die Gesundheit von Mensch, Flora und Fauna und das Klima hat. Die steigende Anzahl riesiger, wachsender Metropolen geht einher mit einer räumlichen Konzentration der Emission von Luftschadstoffen, was vor allem einen Einfluss auf die Luftqualität der windabwärts gelegenen ruralen Regionen hat. In dieser Doktorarbeit wurde im Rahmen des MEGAPOLI-Projektes die Abluftfahne der Megastadt Paris unter Anwendung des mobilen Aerosolforschungslabors MoLa untersucht. Dieses ist mit modernen, zeitlich hochauflösenden Instrumenten zur Messung der chemischen Zusammensetzung und Größenverteilung der Aerosolpartikel sowie einiger Spurengase ausgestattet. Es wurden mobile Messstrategien entwickelt und angewendet, die besonders geeignet zur Charakterisierung urbaner Emissionen sind. Querschnittsmessfahrten durch die Abluftfahne und atmosphärische Hintergrundluftmassen erlaubten sowohl die Bestimmung der Struktur und Homogenität der Abluftfahne als auch die Berechnung des Beitrags der urbanen Emissionen zur Gesamtbelastung der Atmosphäre. Quasi-Lagrange’sche Radialmessfahrten dienten der Erkundung der räumlichen Erstreckung der Abluftfahne sowie auftretender Transformationsprozesse der advehierten Luftschadstoffe. In Kombination mit Modellierungen konnte die Struktur der Abluftfahne vertieft untersucht werden. Flexible stationäre Messungen ergänzten den Datensatz und ließen zudem Vergleichsmessungen mit anderen Messstationen zu. Die Daten einer ortsfesten Messstation wurden zusätzlich verwendet, um die Alterung des organischen Partikelanteils zu beschreiben. Die Analyse der mobilen Messdaten erforderte die Entwicklung einer neuen Methode zur Bereinigung des Datensatzes von lokalen Störeinflüssen. Des Weiteren wurden die Möglichkeiten, Grenzen und Fehler bei der Anwendung komplexer Analyseprogramme zur Berechnung des O/C-Verhältnisses der Partikel sowie der Klassifizierung der Aerosolorganik untersucht. Eine Validierung verschiedener Methoden zur Bestimmung der Luftmassenherkunft war für die Auswertung ebenfalls notwendig. Die detaillierte Untersuchung der Abluftfahne von Paris ergab, dass diese sich anhand der Erhöhung der Konzentrationen von Indikatoren für unprozessierte Luftverschmutzung im Vergleich zu Hintergrundwerten identifizieren lässt. Ihre eher homogene Struktur kann zumeist durch eine Gauß-Form im Querschnitt mit einem exponentiellen Abfall der unprozessierten Schadstoffkonzentrationen mit zunehmender Distanz zur Stadt beschrieben werden. Hierfür ist hauptsächlich die turbulente Vermischung mit Umgebungsluftmassen verantwortlich. Es konnte nachgewiesen werden, dass in der advehierten Abluftfahne eine deutliche Oxidation der Aerosolorganik im Sommer stattfindet; im Winter hingegen ließ sich dieser Prozess während der durchgeführten Messungen nicht beobachten. In beiden Jahreszeiten setzt sich die Abluftfahne hauptsächlich aus Ruß und organischen Partikelkomponenten im PM1-Größenbereich zusammen, wobei die Quellen Verkehr und Kochen sowie zusätzlich Heizen in der kalten Jahreszeit dominieren. Die PM1-Partikelmasse erhöhte sich durch die urbanen Emissionen im Vergleich zum Hintergrundwert im Sommer in der Abluftfahne im Mittel um 30% und im Winter um 10%. Besonders starke Erhöhungen ließen sich für Polyaromaten beobachten, wo im Sommer eine mittlere Zunahme von 194% und im Winter von 131% vorlag. Jahreszeitliche Unterschiede waren ebenso in der Größenverteilung der Partikel der Abluftfahne zu finden, wo im Winter im Gegensatz zum Sommer keine zusätzlichen nukleierten kleinen Partikel, sondern nur durch Kondensation und Koagulation angewachsene Partikel zwischen etwa 10nm und 200nm auftraten. Die Spurengaskonzentrationen unterschieden sich ebenfalls, da chemische Reaktionen temperatur- und mitunter strahlungsabhängig sind. Weitere Anwendungsmöglichkeiten des MoLa wurden bei einer Überführungsfahrt von Deutschland an die spanische Atlantikküste demonstriert, woraus eine Kartierung der Luftqualität entlang der Fahrtroute resultierte. Es zeigte sich, dass hauptsächlich urbane Ballungszentren von unprozessierten Luftschadstoffen betroffen sind, advehierte gealterte Substanzen jedoch jede Region beeinflussen können. Die Untersuchung der Luftqualität an Standorten mit unterschiedlicher Exposition bezüglich anthropogener Quellen erweiterte diese Aussage um einen Einblick in die Variation der Luftqualität, abhängig unter anderem von der Wetterlage und der Nähe zu Emissionsquellen. Damit konnte gezeigt werden, dass sich die entwickelten Messstrategien und Analysemethoden nicht nur zur Untersuchung der Abluftfahne einer Großstadt, sondern auch auf verschiedene andere wissenschaftliche und umweltmesstechnische Fragestellungen anwenden lassen.

The common G-allele of interleukin-18 single-nucleotide polymorphism is a genetic risk factor for atopic asthma. The SAPALDIA Cohort Study

BACKGROUND: IL-18 is a pleiotrophic cytokine involved in both, T-helper type 1 (Th1) and Th2 differentiation. Recently genetic variants in the IL-18 gene have been associated with increased risk of atopy and asthma. OBJECTIVE: To examine the relationship of a genetic, haplotype-tagging promotor variant -137G/C in the IL-18 gene with atopic asthma in a large, well-characterized and population-based study of adults. METHODS: Prospective cohort study design was used to collect interview and biological measurement data at two examination time-points 11 years apart. Multivariate logistic regression analysis was used to assess the association of genotype with asthma and atopy. RESULTS: The G-allele of the IL-18 promotor variant (-137G/C) was associated with a markedly increased risk for the prevalence of physician-diagnosed asthma with concomitant skin reactivity to common allergens. Stratification of the asthma cases by skin reactivity to common allergens revealed an exclusive association of IL-18 -137 G-allele with an increased prevalence of atopic asthma (adjusted odds ratio (OR): 3.63; 95% confidence interval: (1.64-8.02) for GC or GG carriers vs. CC carriers), and no according association with asthma and concomitant negative skin reactivity (adjusted OR: 1.13; 0.66-1.94). The interaction between IL-18 -137G/C genotype and positive skin prick test was statistically significant (P=0.029). None of 74 incident asthma cases with atopy at baseline exhibited the CC genotype. CONCLUSION: Our results strongly suggest that this variant of the IL-18 gene is an important genetic determinant involved in the development of atopic asthma.

Parameter estimation for transformer modeling

Large Power transformers, an aging and vulnerable part of our energy infrastructure, are at choke points in the grid and are key to reliability and security. Damage or destruction due to vandalism, misoperation, or other unexpected events is of great concern, given replacement costs upward of $2M and lead time of 12 months. Transient overvoltages can cause great damage and there is much interest in improving computer simulation models to correctly predict and avoid the consequences. EMTP (the Electromagnetic Transients Program) has been developed for computer simulation of power system transients. Component models for most equipment have been developed and benchmarked. Power transformers would appear to be simple. However, due to their nonlinear and frequency-dependent behaviors, they can be one of the most complex system components to model. It is imperative that the applied models be appropriate for the range of frequencies and excitation levels that the system experiences. Thus, transformer modeling is not a mature field and newer improved models must be made available. In this work, improved topologically-correct duality-based models are developed for three-phase autotransformers having five-legged, three-legged, and shell-form cores. The main problem in the implementation of detailed models is the lack of complete and reliable data, as no international standard suggests how to measure and calculate parameters. Therefore, parameter estimation methods are developed here to determine the parameters of a given model in cases where available information is incomplete. The transformer nameplate data is required and relative physical dimensions of the core are estimated. The models include a separate representation of each segment of the core, including hysteresis of the core, λ-i saturation characteristic, capacitive effects, and frequency dependency of winding resistance and core loss. Steady-state excitation, and de-energization and re-energization transients are simulated and compared with an earlier-developed BCTRAN-based model. Black start energization cases are also simulated as a means of model evaluation and compared with actual event records. The simulated results using the model developed here are reasonable and more correct than those of the BCTRAN-based model. Simulation accuracy is dependent on the accuracy of the equipment model and its parameters. This work is significant in that it advances existing parameter estimation methods in cases where the available data and measurements are incomplete. The accuracy of EMTP simulation for power systems including three-phase autotransformers is thus enhanced. Theoretical results obtained from this work provide a sound foundation for development of transformer parameter estimation methods using engineering optimization. In addition, it should be possible to refine which information and measurement data are necessary for complete duality-based transformer models. To further refine and develop the models and transformer parameter estimation methods developed here, iterative full-scale laboratory tests using high-voltage and high-power three-phase transformer would be helpful.

The Getting-Out-of-Bed (GoB) scale: a measure of motivation and life outlook in older adults with cancer

OBJECTIVE: To develop and evaluate the psychometric properties of a measure of motivation and life outlook (Getting-Out-of-Bed [GoB]). DESIGN: Secondary analysis of baseline and 6-month data from a longitudinal follow-up study of older breast cancer survivors. PARTICIPANTS: Women (N = 660) diagnosed with primary breast cancer stage I-IIIA disease, age >or=65 years, and permission to contact from an attending physician in four geographic regions in the United States (city-based Los Angeles, California; statewide in Minnesota, North Carolina, and Rhode Island). MEASUREMENT: Data were collected over 6-months of follow-up from consenting patients' medical records and telephone interviews with patients. Data collected included the 4-item GoB, health-related quality of life (HRQoL), breast cancer, sociodemographic, and health-related characteristics. RESULTS: Factor analysis produced, as hypothesized, one principal component with eigen values of 2.74(baseline) and 2.91(6-months) which explained 68.6%(baseline) and 72.7%(6-months) of total variance. In further psychometric analyses, GoB exhibited good construct validity (divergent: low nonstatistically significant correlations with unrelated constructs; convergent: moderate statistically significant correlations with related constructs; discriminant: distinguished high HRQoL groups with a high level of significance), excellent internal reliability (Cronbach's alpha 0.84(baseline), 0.87(6-months)), and produced stable measurements over 6-months. Women with GoB scores >or=50 at baseline were more likely at 6-months to have good HRQoL, good self-perceived health, and report regular exercise, indicating good predictive ability. CONCLUSION: GoB demonstrated overall good psychometric properties in this sample of older breast cancer survivors, suggestive of a promising tool for assessing motivation and life outlook in older adults. Nevertheless, because it was developed and initially evaluated in a select sample, using measures with similar but not exact content overlap further evaluation is needed before it can be recommended for widespread use.

Reevaluation of the MASTER-2009 MLI and H-10 Debris Modeling

The current paper is an excerpt from the doctoral thesis ”Multi-Layer Insulation as Contribution to Orbital Debris”written at the Institute of Aerospace Systems of the Technische Universit ̈at of Braunschweig. The Multi-Layer In-sulation (MLI) population included in ESA’s MASTER-2009 (M eteoroid and Space-Debris Terrestrial Environment Reference) software is based on models for two mechanisms: One model simulates the release of MLI debris during fragmentation events while another estimates the continuo us release of larger MLI pieces due to aging related deterioration of the material. The aim of the thesis was to revise the MLI models from the base up followed by a re-validation of the simulated MLI debris population. The validation is based on comparison to measurement data of the GEO and GTO debris environment obtained by the Astronomical Institute of the University of Bern (AIUB) using ESA’s Space Debris Telescope (ESASDT), the 1-m Zeiss telescope located at the Optical Ground Station (OGS) at the Teide Observatory at Tenerife, Spain. The re-validation led to the conclusion that MLI may cover a much smaller portion of the observed objects than previously published. Further investigation of the resulting discrepancy revealed that the contribution of altogether nine known Ariane H-10 upper stage explosion events which occurred between 1984 and 2002 has very likely been underestimated in past simulations.

Evaluation of Polymer Gel Dosimeters for Measurements of Dose and LET in Proton Beams

This project assessed the effectiveness of polymer gel dosimeters as tools for measuring the dose deposited by and LET of a proton beam. A total of three BANG® dosimeter formulations were evaluated: BANG®-3-Pro-2 BANGkits™ for dose measurement and two BANG®-3 variants, the LET-Baseline and LET-Meter dosimeters, for LET measurement. All dosimeters were read out using an OCT scanner. The basic characteristics of the BANGkits™ were assessed in a series of photon and electron irradiations. The dose-response relationship was found to be sigmoidal with a threshold for response of approximately 15 cGy. The active region of the dosimeter, the volume in which dosimeter response is not inhibited by oxygen, was found to make up roughly one fourth of the total dosimeter volume. Delivering a dose across multiple fractions was found to yield a greater response than delivering the same dose in a single irradiation. The dosimeter was found to accurately measure a dose distribution produced by overlapping photon fields, yielding gamma pass rates of 95.4% and 93.1% from two planar gamma analyses. Proton irradiations were performed for measurements of proton dose and LET. Initial irradiations performed through the side of a dosimeter led to OCT artifacts. Gamma pass rates of 85.7% and 89.9% were observed in two planar gamma analyses. In irradiations performed through the base of a dosimeter, gel response was found to increase with height in the dosimeter, even in areas of constant dose. After a correction was applied, gamma pass rates of 94.6% and 99.3% were observed in two planar gamma analyses. Absolute dose measurements were substantially higher (33%-100%) than the delivered doses for proton irradiations. Issues encountered while calibrating the LET-Meter gel restricted analysis of the LET measurement data to the SOBP of a proton beam. LET-Meter overresponse was found to increase linearly with track-average LET across the LET range that could be investigated (1.5 keV/micron – 3.5 keV/micron).