Digital Commons Network^™

Exploring Substrate Specificity Of Fructose Transporters En Route To Glut Specific Probes For Biochemical And Biomedical Applications, Vagarshak Vigenovich Begoyan

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Carbohydrate Transporters (GLUTs) are responsible for the transportation of sugars into the cell and have been of great interest in research for decades. Alterations or mutations that result in overexpression of GLUTs have been linked to a great number of diseases including, obesity, diabetes, and cancer. Differentiation between transporters has been shown to be incredibly difficult due to the highly conserved nature of the transporter structure, and thus specific targeting of transporters has proven a difficult challenge. Additionally, the GLUTs have been shown to high flexibility in their conformations, so it is difficult to determine what can or cannot pass …

Critiquing Antipatterns In Novice Code, Leo C. Ureel Ii

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Students in introductory computer science courses, are learning to program. Indeed, most students perceive that learning to code is the central topic explored in the courses. Students spend an enormous amount of time struggling to learn the syntax and understand semantics of a particular language. Instructors spend a similar amount of time reading student code and explaining the meaning of the cryptic error messages displayed by compilers. Messages provided by compilers are intended to give feedback on the adherence of one’s code to the language specification and conventions. Unfortunately, these message are geared towards experts who have a clear understanding …

Rapid Assessment Of Breast Tumor Margins Using Deep Ultraviolet Fluorescence Scanning Microscopy, Tongtong Lu, Julie M. Jorns, Mollie Patton, Renee Fisher, Amanda Emmerich, Todd Doehring, Taly Gilat-Schmidt, Dong Hye Ye, Tina Yen, Bing Yu

Biomedical Engineering Faculty Research and Publications

Significance: Re-excision rates for women with invasive breast cancer undergoing breast conserving surgery (or lumpectomy) have decreased in the past decade but remain substantial. This is mainly due to the inability to assess the entire surface of an excised lumpectomy specimen efficiently and accurately during surgery.

Aim: The goal of this study was to develop a deep-ultraviolet scanning fluorescence microscope (DUV-FSM) that can be used to accurately and rapidly detect cancer cells on the surface of excised breast tissue.

Approach: A DUV-FSM was used to image the surfaces of 47 (31 malignant and 16 normal/benign) fresh breast tissue samples stained …

A Size‐Modified Poisson–Boltzmann Ion Channel Model In A Solvent Of Multiple Ionic Species: Application To Voltage‐Dependent Anion Channel, Dexuan Xie, Said H. Audi, Ranjan K. Dash

Biomedical Engineering Faculty Research and Publications

We present a new size‐modified Poisson–Boltzmann ion channel (SMPBIC) model and use it to calculate the electrostatic potential, ionic concentrations, and electrostatic solvation free energy for a voltage‐dependent anion channel (VDAC) on a biological membrane in a solution mixture of multiple ionic species. In particular, the new SMPBIC model adopts a membrane surface charge density and a natural Neumann boundary condition to reflect the charge effect of the membrane on the electrostatics of VDAC. To avoid the singularity difficulties caused by the atomic charges of VDAC, the new SMPBIC model is split into three submodels such that the solution of …

Electrospun Polyacrylonitrile/Graphene Oxide Nanofibers As Sorbent For Solid Phase Extraction Of Epichlorohydrin In Water, Chotitas Sribun

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this study, electrospun nanofibers of polyacrylonitrile functionalized with graphene oxide (PAN/GO) were fabricated and applied as a sorbent in solid phase extraction in a disk format (SPE disk). Graphene oxide were synthesized by chemical oxidation of graphite powder via Hummers and Tour methods and were characterized by X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). For electrospun PAN/GO nanofibers, the average diameters of fibers ranged from 117-147 nm and the surface area of PAN and PAN/GO nanofibers were ranged from 7.77-13.40 m2/g. Then, the PAN/GO nanofibers were assembled in a SPE disk format and …

Simulation Of Plasma Dynamic In Theta Pinch Device By Finite Element Method With Shock Wave Effect, Nipitpon Chueachot

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Theta pinch is a device that generates plasma by induction from an external current. This study aims to investigate the dynamic of plasma with shock wave effect in microscopic species as the electron, ion, and neutral gas using Finite Element Method (FEM) simulation. Theta pinch device was simulated with argon gas at operating pressure of 2,5,8, and 10 Pa using an electromagnetic equation, a transport equation, and Navier-Stokes’s equation in the model. Plasma properties such as electron current, electron temperature, plasma radial position, and plasma radial velocity are compared with the Lee model at 10 Pa and experiment for verification. …

การออกแบบและการประเมินกระบวนการของระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดคาร์บอเนตหลอมเหลวร่วมกับระบบการแยกอากาศด้วยเคมิคอลลูปปิง, กวินทรา กอบกู้วิทยา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เซลล์เชื้อเพลิงชนิดคาร์บอเนตหลอมเหลวเป็นอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าผ่านกระบวนการทางไฟฟ้าเคมีที่มีประสิทธิภาพสูงและปล่อยมลพิษต่ำ อย่างไรก็ตามการใช้ไฮโดรคาร์บอนเป็นเชื้อเพลิงยังคงมีการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศ งานวิจัยนี้จึงมีแนวคิดที่จะพัฒนาระบบเซลล์เชื้อเพลิงชนิดคาร์บอเนตหลอมเหลวร่วมกับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้กระบวนการแยกอากาศด้วยเคมิคอลลูปปิง โดยการสร้างแบบจำลองของระบบเซลล์เชื้อเพลิงร่วมกับระบบการแยกอากาศด้วยกระบวนเคมิคอลลูปปิงด้วยโปรแกรม Aspen plus ในแบบจำลองใช้ดีเซลเป็นเชื้อเพลิงและแมงกานีสออกไซด์เป็นตัวพาออกซิเจน แบ่งการออกเป็น 2 กรณี คือ กรณีที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์และกรณีที่ใช้ไอน้ำเป็นตัวพาออกซิเจน จากผลการศึกษา พบว่า ระบบที่มีการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดยรวมต่ำกว่าระบบที่ไม่มีการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ แต่สามารถดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ได้สูงถึงร้อยละ 81.13 เมื่อเปรียบเทียบกรณีที่ใช้แก๊สตัวพาออกซิเจนต่างกัน พบว่า กรณีที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าสูงกว่ากรณีที่ใช้ไอน้ำโดยให้ค่าประสิทธิภาพ การผลิตไฟฟ้าโดยรวมเท่ากับร้อยละ 50.78 และ 50.03 ตามลำดับ นอกจากนี้ พบว่า กรณีที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์มีปริมาณการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์และดัชนีการใช้พลังงานต่อการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำกว่ากรณีที่ใช้ไอน้ำ ซึ่งมีค่า 2.72 และ 2.76 โมลต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง และ 109.27 และ 120.84 กิโลจูลต่อโมลคาร์บอนไดออกไซด์ ตามลำดับ นอกจากนี้จากการศึกษาผลของตัวแปรดำเนินการต่างๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าและความสามารถในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ พบว่า ภาวะดำเนินการที่ดีที่สุด ได้แก่ อัตราส่วนต่อไอน้ำเท่ากับ 3 อุณหภูมิรีฟอร์มิงเท่ากับ 800 องศาเซลเซียส อุณหภูมิดำเนินการของเซลล์เชื้อเพลิงเท่ากับ 750 องศาเซลเซียส สัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงเท่ากับร้อยละ 79 และสัดส่วนการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เท่ากับร้อยละ 65 โดยให้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดยรวมและดัชนีการใช้พลังงานต่อการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์เท่ากับร้อยละ 53.04 และ 122.12 กิโลจูลต่อโมลคาร์บอนไดออกไซด์

ผลของอายุคอมพาวนด์ต่อยางไม่ผ่านมาตรฐานจากเครื่องอัดรีดแบบสี่หัวและสมบัติของหน้ายาง, ปิยธิดา จันทรางสุวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเติบโตของอุตสาหกรรมยานยนต์ส่งผลต่อการผลิตยางล้อ ยางคอมพาวนด์ จำนวนมาก ถูกทำลายจากการผลิตที่มากเกินไป เนื่องจากยางคอมพาวนด์ที่ถูกจัดเก็บ เป็นเวลานานอาจส่งผลต่อคุณภาพของยางรถยนต์ งานวิจัยชิ้นนี้ศึกษาผลกระทบของ ระยะเวลาการจัดเก็บยางคอมพาวนด์ที่อุณหภูมิ 25 °C เป็นเวลา 30 วัน และ 50 °C เป็นเวลา 6 วัน ยางคอมพาวนด์ถูกแบ่งประเภทโดยสารตัวเติมได้แก่ เขม่าดำ ซิลิกา – เขม่าดำที่อัตราส่วนโดยน้ำหนักเท่ากับ 1.3 และ 5.8 ทุกๆ 3 วันยางคอมพาวนด์ ถูกวิเคราะห์ผ่านเครื่องวัดความหนืดมูนนี่ และเครื่อง MDR รวมไปถึงการทดสอบ ค่าความแข็ง ความกระเด้งกระดอน สมบัติแรงดึง ความหนาแน่นของการเชื่อมขวาง และสัดส่วนเจลในยางวัลคาไนซ์ จากผลการศึกษา การเชื่อมขวางในตัวยางคอมพาวนด์ จะมีปริมาณมากขึ้นตามเวลา ส่งผลให้ค่าความหนืดมูนนี่มีปริมาณเพิ่มขึ้น โดยยางคอมพาวนด์ที่ใช้ซิลิกามีหมู่ไซลานอล (Si-OH) ที่พื้นผิวจะเกิดปฏิกิริยา ระหว่างสารตัวเติมมากกว่าเขม่าดำ การเพิ่มอุณหภูมิในการจัดเก็บยางคอมพาวนด์ส่งผลให้ เร่งการเกิดการเชื่อมขวาง สำหรับพฤติกรรมการคงรูป การเชื่อมขวางที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ระยะเวลาการสุกลดลง ค่าแรงบิดต่ำสุดมีค่าเพิ่มขึ้น และค่าแรงบิดสูงสุดลดลง สำหรับยางวัลคาไนซ์ การเชื่อมขวางเพิ่มขึ้นส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของค่าความแข็ง ความกระเด้งกระดอน ยางจะมีความแข็งแรงและเหนียวที่มากขึ้น โดยยางคอมพาวนด์ ที่ถูกจัดเก็บที่ 50 °C จะมีระยะเวลาการจัดเก็บไม่เกิน 3 วัน

ฟิล์มคอมพอสิตบริโภคได้จากโปรตีนถั่วเหลืองและเจลาตินปลาดัดแปรด้วยสารสกัดมะขามป้อมและการประยุกต์ในอาหาร, วรรณฉัตร สุขสวัสดิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของอัตราส่วนของโปรตีนถั่วเหลืองสกัดและเจลาตินปลา รวมทั้งผลของความเข้มข้นของสารสกัดมะขามป้อมต่อสมบัติของฟิล์มโปรตีนบริโภคได้ และเพื่อศึกษาผลของการประยุกต์ฟิล์มที่พัฒนาได้ต่อเสถียรภาพเชิงออกซิเดชันของตัวอย่างอาหาร ในขั้นตอนแรกเป็นการศึกษาผลของอัตราส่วนของโปรตีนถั่วเหลืองสกัดและเจลาตินปลาต่อสมบัติของฟิล์ม แปรอัตราส่วนของโปรตีนถั่วเหลืองสกัดและเจลาตินปลาเป็น 5 อัตราส่วน ได้แก่ 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 และ 0:100 พบว่าฟิล์มเจลาตินปลา (0:100) มีความต้านทานแรงดึงขาดสูงกว่าฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัด (100:0) (p≤0.05) สำหรับฟิล์มคอมพอสิตพบว่าฟิล์มที่มีอัตราส่วนของโปรตีนถั่วเหลืองสกัดต่อเจลาตินปลาเท่ากับ 25:75 มีความต้านทานแรงดึงขาดสูงที่สุดและไม่แตกต่างจากฟิล์มเจลาตินปลาอย่างมีนัยสำคัญ (p>0.05) สำหรับการยืดตัวถึงจุดขาด พบว่าฟิล์มคอมพอสิตที่มีอัตราส่วนของโปรตีนถั่วเหลืองสกัดต่อเจลาตินปลาเท่ากับ 25:75 มีการยืดตัวถึงจุดขาดสูงที่สุดและสูงกว่าฟิล์มเจลาตินปลาอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) นอกจากนี้ยังพบว่ามีความโปร่งใส สี ความไม่ชอบน้ำของผิว และความสามารถในการละลายน้ำใกล้เคียงกับฟิล์มเจลาตินปลา อย่างไรก็ตามฟิล์มดังกล่าวมีสภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำต่ำกว่าฟิล์มเจลาตินปลา เนื่องจากสมบัติเชิงกลที่ดีจึงคัดเลือกฟิล์มคอมพอสิตที่มีอัตราส่วนของโปรตีนถั่วเหลืองสกัดต่อเจลาตินปลาเท่ากับ 25:75 ไปศึกษาในขั้นตอนต่อไป ในขั้นตอนที่สองเป็นการศึกษาผลของสารสกัดมะขามป้อมต่อสมบัติของฟิล์มคอมพอสิตจากโปรตีนถั่วเหลืองและเจลาตินปลาที่อัตราส่วน 25:75 แปรความเข้มข้นของสารสกัดมะขามป้อมเป็น 5 ระดับได้แก่ 0, 2.5, 5.0, 7.5 และ 10.0% โดยน้ำหนักของโปรตีน พบว่าฟิล์มคอมพอสิตที่เติมสารสกัดมะขามป้อมเข้มข้น 5.0% มีความต้านทานแรงดึงขาดสูงที่สุด โดยคิดเป็น 1.3 เท่าของตัวอย่างควบคุมที่ไม่เติมสารสกัดมะขามป้อม ความแข็งแรงเชิงกลที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นผลมาจากการเชื่อมข้ามโปรตีนโดยพันธะโควาเลนต์ชนิด C-N และ C-S ซึ่งพิสูจน์ได้โดยใช้เทคนิคฟูเรียร์แทรนสฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีและรามานไมโครสโกปี ส่วนการยืดตัวถึงจุดขาดพบว่าการเติมสารสกัดมะขามป้อมทำให้การยืดตัวถึงจุดขาดของฟิล์มคอมพอสิตลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) นอกจากนี้ยังพบว่าการเติมสารสกัดมะขามป้อมทำให้ฟิล์มที่ได้มีความโปร่งใสลดลง มีสีเหลืองส้ม และมีความเข้มสีสูงขึ้น รวมทั้งมีสภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำและความไม่ชอบน้ำของผิวสูงกว่าฟิล์มคอมพอสิตที่ไม่เติมสารสกัด การเติมสารสกัดมะขามป้อมทำให้ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมดและฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน DPPH radical scavenging activity และ ferric reducing antioxidant power ของฟิล์มมีค่าสูงขึ้น จากความต้านทานแรงดึงขาดและฤทธิ์ต้านออกซิเดชันที่สูงที่สุด จึงคัดเลือกฟิล์มคอมพอสิตที่เติมสารสกัดมะขามป้อมเข้มข้น 5.0% ไปศึกษาในขั้นตอนต่อไป ในขั้นตอนที่สามเป็นการศึกษาการประยุกต์ฟิล์มคอมพอสิตจากโปรตีนถั่วเหลืองสกัดและเจลาตินปลาที่เติมสารสกัดมะขามป้อมกับผลิตภัณฑ์หมูแผ่นหวาน โดยแปรการห่อหุ้มหมูแผ่นหวานเป็น 3 แบบ ได้แก่ หมูแผ่นหวานที่ไม่ห่อหุ้มด้วยฟิล์ม (ตัวอย่างควบคุม) หมูแผ่นหวานที่ห่อหุ้มด้วยฟิล์มไนลอน (ตัวอย่างอ้างอิง) และหมูแผ่นหวานที่ห่อหุ้มด้วยฟิล์มคอมพอสิตที่มีอัตราส่วนของโปรตีนถั่วเหลืองสกัดต่อเจลาตินปลาเท่ากับ 25:75 และเติมสารสกัดมะขามป้อมเข้มข้น 5.0% (ตัวอย่างทดลอง) โดยเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ไว้ที่อุณหภูมิห้อง (25 องศาเซลเซียส) เป็นระยะเวลา 49 …

Geophysical Assessment Of The Lake Chesterfield Site, Missouri, Diya Ali Ahmad Alfuqara

Doctoral Dissertations

"Since construction of the Lake Chesterfield, Missouri in 1986, significant leaks have occurred causing the lake to lose substantive volumes of water. Mitigation efforts, have not solved the problem. Indeed, in June of 2017, the water level in Lake Chesterfield dropped at an alarmingly rapid rate. Prior to authorizing additional mitigation work, the Lake Chesterfield. Home Owners Association (LCHOA) decided to acquire geophysical data across the drained and dry lake bed. These information would help a geotechnical engineering firm determine the most appropriate mitigation plan.

In the summer of 2018, electrical resistivity tomography, multichannel analysis of surface wave, and spontaneous-potential …

Imaging In Karst Terrain Using The Electrical Resistivity Tomography (Ert) And Multi-Channel Analysis Of Surface Waves (Masw) Methods, Hassan Abdullah Alzahrani

Doctoral Dissertations

"Electrical Resistivity Tomography (ERT) and Multi-channel Analysis of Surface Waves (MASW) methods were used to image the subsurface in karst terrain in the southeast of Missouri. A SuperSting R8 system was used to acquire the ERT profiles; a multi-channel engineering seismograph was used to acquire the MASW data. The latter data were used to constrain and verify the ERT interpreted depth to top-of-rock and soil thickness. The ERT data were used to delineate the soil/rock interface and to identify zones of anomalously high moisture content within the bedrock.

The primary objective of the research was to determine the cause of …

Operation And Analysis Of High-Voltage-Gain Dc-Dc Converters With Voltage Multipliers, Mohammad Rashed M. Altimania

Doctoral Dissertations

"This research analyzes and investigates the steady-state operations of four different high-voltage-gain step-up dc- dc converters to achieve a high gain. These topologies consist of a two-phase interleaved boost stage with three various voltage multiplier (VM) stages. The first stage of the first three topologies is the same, which is a two-phase interleaved boost stage implemented by using inductors. The first family used in this research is based on a modified Dickson charge pump voltage multiplier stage, and this family has been studied in discontinuous conduction mode (DCM). The second family relies on a non-inverting or inverting diode-capacitors voltage multiplier …

Towards Efficacy And Efficiency In Sparse Delay Tolerant Networks, Douglas John Mcgeehan

Doctoral Dissertations

"The ubiquitous adoption of portable smart devices has enabled a new way of communication via Delay Tolerant Networks (DTNs), whereby messages are routed by the personal devices carried by ever-moving people. Although a DTN is a type of Mobile Ad Hoc Network (MANET), traditional MANET solutions are ill-equipped to accommodate message delivery in DTNs due to the dynamic and unpredictable nature of people's movements and their spatio-temporal sparsity. More so, such DTNs are susceptible to catastrophic congestion and are inherently chaotic and arduous. This manuscript proposes approaches to handle message delivery in notably sparse DTNs. First, the ChitChat system [69] …

The Combined Toxic Effect Of Nanoparticles And Lead In The Presence Of Algae (Raphidocelis), Xuesong Liu

Doctoral Dissertations

"The elevated toxicity of toxic metals in the presence of nanoparticles (NPs) has raised significant concerns on the NP environmental safety. This research focuses on the impact of environmental conditions, specifically algae, on this type of toxicity. An indicator aquatic organism, Ceriodaphnia dubia (C. dubia), was used to examine the combined toxicity and toxicity mitigation from algae by monitoring its 24-h mortality. Four papers are included in this research, which focus on four aspects of the combined toxicity and the corresponding algae (Raphidocelis) impact. The first paper examines the algae impact on the combined toxicity of …

Experimental Investigation Of Ionic Liquid Mixtures For Electrospray Propulsion, Mitchell J. Wainwright

Doctoral Dissertations

"In recent years, there has been a dramatic increase in the number of small satellites (namely MicroSats, NanoSats, and CubeSats) in earth orbit; many of these are launched without propulsion systems. Multi-mode propulsion systems, capable of operating in either chemical or electric mode, have been proposed as attractive candidates for use in small satellites. Such systems are mass and volume optimal and flexible in terms of thrust requirements. Most previous work on multi-mode systems has focused on chemical mode performance.The work in this dissertation focuses on the electric mode performance of these propulsion systems.

The work in this research is …

Strengthening Qc Relaxations Of Optimal Power Flow Problems By Exploiting Various Coordinate Changes, Mohammad Rasoul Narimani

Doctoral Dissertations

"Motivated by the potential for improvements in electric power system economics, this dissertation studies the AC optimal power flow (AC OPF) problem. An AC OPF problem optimizes a specified objective function subject to constraints imposed by both the non-linear power flow equations and engineering limits. The difficulty of an AC OPF problem is strongly connected to its feasible space's characteristics. This dissertation first investigates causes of nonconvexities in AC OPF problems. Understanding typical causes of nonconvexities is helpful for improving AC OPF solution methodologies.

This dissertation next focuses on solution methods for AC OPF problems that are based on convex …

Experimental Study On A Novel Eor Method -- Polymeric Nanogel Combined With Surfactant And Low Salinity Water Flooding To Enhance Oil Recovery, Mustafa M. Almahfood

Doctoral Dissertations

“Extracting higher amounts of oil from current reservoirs is a necessity for the oil industry to enhance their profitability and sustainability. The desire to recover more oil from the existing reservoirs has led to a growing interest of nanoparticle application in enhanced oil recovery (EOR). However, most researchers have focused on the evaluation and surface modification of non-deformable nanoparticles. This dissertation evaluates the potential of deformable nanogel particles as an EOR material when they are combined with two other promising technologies - surfactant and low salinity water floodings. The particle size distribution, ζ-potential and interfacial tension were measured for a …

An Integrated Wellbore Stability Study To Mitigate Expensive Wellbore Instability Problems While Drilling Into Zubair Shale/Sand Sequence, Southern Iraq, Ahmed Khudhair Abbas

Doctoral Dissertations

”The Zubair Formation is the most prolific reservoir in Iraq, which is comprised of sandstones interbedded with shale sequences. Due to the weak nature of the shale sequence, the instability of a wellbore is one of the most critical challenges that continuously appears during drilling across this formation. Historically, over 90% of wellbore problems in the Zubair Formation were due to wellbore instability. Problems associated with wellbore instability, such as tight hole, shale caving, stuck logging tools along with subsequent fishing, stuck pipe, and sidetracking result in increasing the non-productive time. This non-productive time has cost an enormous amount of …

Multi-Physics-Based Approach To Active Microwave Thermography, Seyed Ali Mirala

Doctoral Dissertations

“The goal of this work is to advance a novel nondestructive testing (NDT) method for controlled, rapid, and effective inspection of a structure through the integration of microwave NDT and thermography, referred to as Active Microwave Thermography (AMT). In AMT, the structure under test is exposed to microwave radiation and the thermal profile of the structure is monitored via a thermal camera in order to obtain desired information regarding the structure. This new technique is applicable across a wide range of NDT needs including detection of voids, delamination, water ingress, debonding, and cracks in numerous structures such as carbon fiber …

Magnetic Control Of Transport Of Particles And Droplets In Low Reynolds Number Shear Flows, Jie Zhang

Doctoral Dissertations

“Magnetic particles and droplets have been used in a wide range applications including biomedicine, biological analysis and chemical reaction. The manipulation of magnetic microparticles or microdroplets in microscale fluid environments is one of the most critical processes in the systems and platforms based on microfluidic technology. The conventional methods are based on magnetic forces to manipulate magnetic particles or droplets in a viscous fluid.

In contrast to conventional magnetic separation method, several recent experimental and theoretical studies have demonstrated a different way to manipulate magnetic non-spherical particles by using a uniform magnetic field in the microchannel. However, the fundamental mechanism …

Geo-Engineered Induced Seismicity And The Effects On Federal Infrastructure, Merissa L. Zuzulock

Doctoral Dissertations

“The study of human-induced seismicity and the effects on civil engineering systems are not completely understood or often studied. Moreover, existing studies are focused on the cause of the seismicity and not on the potential damage to infrastructure from these seismic events. There are recent studies that are beginning to focus on shallow induced seismic activity and the effects on infrastructure by establishing innovative ways to quantify that damage. These studies that focus on the potential damage neglect to included considerations for small magnitude cluster events. As geo-induced seismic events increase, soil fatigue becomes of greater concern to structures within …

Advanced Control Methods On Three-Phase Inverters In Distributed Energy Resources, Sara Yazdani

Doctoral Dissertations

“This research is an endeavor to apply new and well-established control methodologies to improve transient response, stability and reliability of three-phase inverters in grid-connected and isolated mode of operation. In the course of studying the effect of these methodologies, model-based control is introduced and is extensively applied which is relatively a new approach. In addition, the application of this concept has been studied on developing “grid-forming” controls to allow wind and solar inverters to support voltage and frequency levels like traditional generators.

This research encloses the details of three major works of this research and their possible contributions on improving …

An Approach To System Of Systems Resiliency Using Architecture And Agent-Based Behavioral Modeling, Paulette Bootz Acheson

Doctoral Dissertations

”In today’s world it is no longer a question of whether a system will be compromised but when the system will be compromised. Consider the recent compromise of the Democratic National Committee (DNC) and Hillary Clinton emails as well as the multiple Yahoo breaches and the break into the Target customer database. The list of exploited vulnerabilities and successful cyber-attacks goes on and on. Because of the amount and frequency of the cyber-attacks, resiliency has taken on a whole new meaning. There is a new perspective within defense to consider resiliency in terms of Mission Success.

This research develops a …

Development Of Tools For Water Management In The Hatra Watershed (Northwestern Iraq) Using Satellite Technologies, Majid S. Mohamod

Doctoral Dissertations

“All around the world the demand for water is increasing, especially in arid and semi-arid regions, including Iraq which subject to continuous desertification that is worsening, more importantly the Jezira region in northwestern Iraq. Thus, it’s crucial to have a better strategy for water management. One of these strategies is to promote groundwater recharge for restoring the aquifer depletion. The successful groundwater recharge is limited by some potential data such as the annual water budge and precipitation measurements. The atomospheric and hydrological observations are limited by sparse population which tends to be less in arid and semi-arid regions. Therefore, an …

Integrating Resilience Into Military Infrastructure Mission Assurance Assessments And Decision Making, John Richards

Doctoral Dissertations

“This research created the Mission Assurance Resilience Matrix, a decision framework that integrates existing infrastructure assessment methods with emerging resilience research to model resilience under uncertainty as part of a detailed infrastructure management system. This framework enables military decision makers to easily visualize deficiencies in infrastructure resilience and assess where to most efficiently allocate resources. This research further extends results by including modules on training and education as a component of the scope of work.

There are three significant contributions of this research. The first identifies the gaps of how and where modeling under uncertainty, infrastructure systems management, and resilient …

Tools To Evaluate Nanodiamond-Mediated Delivery Of Tiopronin For Cataract Prevention, Justin Beltz

Doctoral Dissertations

”There is a growing demand for non-surgical means of cataract treatment. This dissertation presents three bodies of work that reflect the early-stage development of eye drop formulations aimed at delaying cataract progression. These formulations consist of the antioxidant 2-mercaptopropionylglycine (MPG) loaded onto nanodiamond particles.

Cataractogenesis is linked to oxidative damage to lens proteins. To investigate the potential of MPG for protection against oxidative damage, A549 cells were incubated in 0.6 mM tert-butylhydroperoxide (tBHP). Cells exposed to tBHP without MPG exhibited elevated levels of reactive oxygen species, which led to the depletion of the vital antioxidant glutathione and, ultimately, apoptosis. Co-administration …

Predictive Geohazard Mapping Using Lidar And Satellite Imagery In Missouri And Oklahoma, Usa, Olufeyisayo B. Ososami

Doctoral Dissertations

”Light Detection and Ranging (LiDAR) and satellite imagery have become the most utilized remote sensing technologies for compiling inventories of surficial geologic conditions. Point cloud data obtained from multi-spectral remote sensing methods provide a detailed characterization of the surface features, in particular, the detailed surface manifestations of underlying geologic structures. When combined, point clouds eliminate bias from visual inconsistencies and/or statistical values. This research explores the competence of point clouds derived from LiDAR and Unmanned Aerial Systems (UAS) as a predictive tool in evaluating various geohazards. It combines these data sets with other remote sensing techniques to evaluate the sensitivity …

Investigation Of Wide Bandgap Semiconductors For Room Temperature Spintronic, And Photovoltaic Applications, Vishal Saravade

Doctoral Dissertations

"Suitability of wide bandgap semiconductors for room temperature (RT) spintronic, and photovoltaic applications is investigated.

Spin properties of metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) – grown gadolinium-doped gallium nitride (GaGdN) are studied and underlying mechanism is identified. GaGdN exhibits Anomalous Hall Effect at room temperature if it contains oxygen or carbon atoms but shows Ordinary Hall Effect in their absence. The mechanism for spin and ferromagnetism in GaGdN is a combination of intrinsic, metallic conduction, and carrier-hopping mechanisms, and is activated by oxygen or carbon centers at interstitial or similar sites. A carrier-related mechanism in MOCVD-grown GaGdN at room temperature makes …

Development Of Horizontal Axis Hydrokinetic Turbine Using Experimental And Numerical Approaches, Abdulaziz Abutunis

Doctoral Dissertations

“Hydrokinetic energy conversion systems (HECSs) are emerging as viable solutions for harnessing the kinetic energy in river streams and tidal currents due to their low operating head and flexible mobility. This study is focused on the experimental and numerical aspects of developing an axial HECS for applications with low head ranges and limited operational space. In Part I, blade element momentum (BEM) and neural network (NN) models were developed and coupled to overcome the BEM’s inherent convergence issues which hinder the blade design process. The NNs were also used as a multivariate interpolation tool to estimate the blade hydrodynamic characteristics …

Novel Approaches For Constructing Persistent Delaunay Triangulations By Applying Different Equations And Different Methods, Esraa Habeeb Khaleel Al-Juhaishi

Doctoral Dissertations

“Delaunay triangulation and data structures are an essential field of study and research in computer science, for this reason, the correct choices, and an adequate design are essential for the development of algorithms for the efficient storage and/or retrieval of information. However, most structures are usually ephemeral, which means keeping all versions, in different copies, of the same data structure is expensive. The problem arises of developing data structures that are capable of maintaining different versions of themselves, minimizing the cost of memory, and keeping the performance of operations as close as possible to the original structure. Therefore, this research …