Engineering Commons^™

The Performance Of Tio2-Based Photocatalyst Coated Pet Films For Phi-X 174 Virus Inactivation, Purim Kusonsakul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Catalyst coated films are of great interest due to their high performance, reuse, and facility in separation. TiO2 has shown high efficiency for photocatalytic reactions. In this work, the optimal coating condition and efficiencies of catalyst films on the photocatalytic oxidation reactions are shown. The results are shown that the %wt of Ti on PET film depends on the ratio of Si:Ti (amount of TEOS) resulting in the ratio of 0.14 is optimal for P25 coating due to the highest %wt Ti on film. N-doped TiO2 and 5% loading silica with TiO2 Film catalysts were coated on film, N-doped on …

Fabrication And Optimization Of Thin Film Composite Membrane Incorporated With Tio2 Nanoparticles To Enhance Anti-Fouling Property, Sasakorn Charoenyuenyao

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The polyamide thin-film composite (PA-TFC) membranes containing the titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) were developed to improve the membrane performances, especially the anti-fouling properties such as normalized flux and flux recovery. The selective thin-film layer was fabricated over polysulfone (PSf) through the interfacial polymerization (IP) of m-phenylenediamine (MPD) and 1,3,5-benzenetricarbonyl chloride (TMC) monomers. The response surface methodology (RSM) with Box-Behnken strategy was applied to find the optimal fabrication condition of TiO2, pH, ethyl alcohol in MPD solution that could obtain the best overall performances for the synthesized membranes. The result indicated that the addition of TiO2 NPs together with ethyl …

การสังเคราะห์อนุภาคนาโนของทองแดงโดยใช้กระบวนการทางไฟฟ้าช่วย, พชร ชลายน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ทองแดงอนุภาคนาโนเป็นวัสดุที่มีการนำมาใช้งานอย่างแพร่หลาย ทั้งในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ทางด้านพลังงาน และทางการแพทย์ ทองแดงและออกไซด์ของทองแดงอนุภาคนาโนมีสมบัติการต้านเชื้อแบคมีเรียที่ใกล้เคียงกับเงินอนุภาคนาโนแต่มีราคาที่ต่ำกว่ามาก จึงมีแนวโน้มในการนำมาใช้งานที่เพิ่มมากขึ้น แต่เนื่องจากการสังเคราะห์ทองแดงอนุภาคนาโนมีข้อจำกัดหลายประการ ได้แก่ วิธีการสังเคราะห์ทางเคมีและไฟฟ้าเคมีมักใช้สารตั้งต้นและให้ผลิตผลพลอยได้ที่เป็นสารพิษ วิธีการสังเคราะห์บางวิธีจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนและบำรุงรักษายาก และวิธีการสังเคราะห์ส่วนใหญ่ควบคุมขนาดของอนุภาคที่สังเคราะห์ได้ยาก งานวิทยานิพนธ์นี้จึงได้พัฒนาวิธีการสังเคราะห์ทองแดงอนุภาคนาโนโดยใช้วิธีทางไฟฟ้าช่วย ที่ไม่เกิดผลิตผลพลอยได้ที่เป็นพิษ อุปกรณ์ที่ใช้ในการสังเคราะห์หาได้ง่าย และสามารถควบคุมขนาดของอนุภาคทองแดงที่สังเคราะห์ได้ โดยเป็นการพัฒนาต่อยอดมาจากวิธีทางไฟฟ้าเคมีที่ใช้แท่งทองแดงเป็นขั้วแอโนดเพื่อให้ไอออนของทองแดงแก่สารละลาย ใช้กรดแอสคอร์บิกเป็นสารรีดิวซ์ และใช้กัมอารบิกเป็นสารที่ทำให้เกิดการคงตัว โดยสามารถสังเคราะห์ทองแดงอนุภาคไมโครและนาโนได้โดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรงแรงดัน 1.5 V และไฟฟ้ากระแสสลับแบบ Rectangular pulse train ที่แอมพลิจูด 1.5 V ที่ความถี่ตั้งแต่ 1 Hz–10 kHz และสังเคราะห์คอปเปอร์ (II) ออกไซด์อนุภาคนาโน โดยใช้วิธีทางไฟฟ้าช่วยร่วมกับ Ultrasonication และสังเคราะห์คอปเปอร์ (I) ออกไซด์อนุภาคนาโนจากคอปเปอร์ (II) ออกไซด์อนุภาคนาโนโดยใช้วิธี Hydrothermal อนุภาคที่สังเคราะห์ได้ทั้งหมดได้นำไปตรวจสอบขนาดและธาตุองค์ประกอบด้วยวิธี Scanning Electron Microscopy (SEM) และ Energy Dispersive Spectrometry (EDS) ผลการตรวจสอบพบว่าค่าเฉลี่ยของขนาดของอนุภาคทองแดงลดลงเมื่อใช้ความถี่ของ Pulse train ที่สูงขึ้น และพบว่าทองแดงอนุภาคไมโครและนาโนที่สังเคราะห์ได้โดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรงที่แรงดัน 0.75 V ร่วมกับวิธี Ultrasonication มีขนาดเฉลี่ย 575 nm และ 118 nm ตามลำดับ อนุภาคของคอปเปอร์ (II) ออกไซด์ที่สังเคราะห์ได้ มีขนาดเฉลี่ยที่ 56 nm และอนุภาคของคอปเปอร์ (I) ออกไซด์ที่สังเคราะห์ได้ มีขนาดเฉลี่ยที่ 50 nm นอกจากนี้ได้นำอนุภาคที่สังเคราะห์ได้ทั้ง 4 ชนิดที่ความเข้มข้น 0.5 mmol/ml ไปทดสอบสมบัติการต้านเชื้อแบคทีเรีย (Antibacterial properties) โดยใช้วิธี Conventional total viable count test โดยใช้เชื้อแบคทีเรียมาตรฐาน 4 ชนิด คือ Escherichia …

การพัฒนาระบบอัตโนมัติเพื่อตรวจสอบคุณภาพงานผนังฉาบเรียบโดยใช้ข้อมูลพอยท์คลาวด์, ศักดินนท์ นพฤทธิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การตรวจสอบคุณภาพงานผนังในโครงการก่อสร้างอาคารประกอบด้วยรายการที่ใช้ประเมิน วิธีการวัด และเกณฑ์การประเมิน ซึ่งรายการวัดเกี่ยวกับความเรียบอาจใช้เครื่องมือวัดเทียบกับเกณฑ์ หรือการใช้สายตาในการประเมินความเรียบ อย่างไรก็ตามการวัดด้วยเครื่องมือและสายตาส่วนบุคคลอาจใช้เวลาเนื่องจากปริมาณงานก่อสร้างผนังมีจำนวนมาก นอกจากนี้วิธีการตรวจสอบแบบเดิมมีข้อจำกัดด้านสายตาและประสบการณ์ส่วนบุคคลซึ่งไม่สามารถตรวจสอบข้อบกพร่องที่เป็นไปได้ทั้งหมด ปัจจุบันข้อมูลพอยท์คลาวด์ถูกประยุกต์ใช้ในการตรวจสอบความเรียบของผนังเนื่องจากประสิทธิภาพของข้อมูลที่แม่นยำ โดยการวิเคราะห์ข้อมูลพอยท์คลาวด์ด้วยเฉดสีเพื่อจำแนกมิติความเรียบของผนังมีหลายขั้นตอนทำให้ต้องใช้เวลา นอกจากนี้เกณฑ์การตรวจสอบผนังด้วยภาพแสดงเฉดสีอาจมีข้อจำกัดในการประเมินข้อบกพร่อง เนื่องจากภาพอาจมีความหนาแน่นของจุดต่างกันทำให้การวิเคราะห์บริเวณขอบเขตที่ต้องแก้ไขขาดความชัดเจน งานวิจัยนี้พัฒนาระบบอัตโนมัติสำหรับวิเคราะห์ข้อมูลพอยท์คลาวด์เพื่อตรวจสอบข้อบกพร่องด้านความเรียบของผนัง ระบบนี้ได้รับการพัฒนาโดยการเขียนโปรแกรมบน MATLAB เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลพอยท์คลาวด์ และนำเสนอแนวคิดในการพัฒนาเกณฑ์การประเมินเพื่อเป็นมาตรฐานสำหรับการประเมินข้อบกพร่องด้านความเรียบแบบอัตโนมัติโดยใช้ตรรกศาสตร์คลุมเครือ งานวิจัยนี้พัฒนาและทดสอบแนวคิดด้วยการเปรียบเทียบข้อมูลการตรวจสอบคุณภาพที่หน้างานจริงกับระบบตรวจสอบที่นำเสนอ ผลการทดสอบพบว่าระบบประเมินอัตโนมัติสามารถตรวจสอบข้อบกพร่องด้านความเรียบของผนังโดยการแสดงเฉดสีทั้งบริเวณผิวผนังที่นูนและยุบอย่างชัดเจน นอกจากนี้แนวคิดในการพัฒนาเกณฑ์เพื่อประเมินความเรียบโดยใช้ตรรกศาสตร์คลุมเครือ ช่วยสนับสนุนระบบการตรวจประเมินความเรียบของผนังแบบอัตโนมัติ โดยลดการตัดสินใจส่วนบุคคลของมนุษย์ที่เกี่ยวกับข้อบกพร่องด้านความเรียบของผนัง อย่างไรก็ตามการพัฒนาระบบควรเก็บข้อมูลกรณีศึกษาเพิ่มเติมเพื่อช่วยให้ระบบมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น

Bond Behavior Between Concrete And Embedded Through-Section Gfrp Bars, Nakares Kongmalai

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

There are many technologies and methods for strengthening and enhancing the performance of deteriorated reinforced concrete structures. The embedded through-section (ETS) is one of the significant techniques for shear strengthening using glass fiber reinforced polymer (GFRP) bars. This study aims to investigate the bond behavior between ETS bars and concrete interfaces. A series of 36 pullout test specimens was conducted to analyze the bond mechanism between ETS bars and concrete. The tested parameters consisted of concrete compressive strength, bar diameter, embedment length, concrete covering, and nut anchorage. The result shows that the increase in concrete compressive strength enhanced the average …

การผลิตฟิล์มดูดกลืนยูวีจากลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์จากลิกนินในน้ำดำของการผลิตเยื่อชานอ้อยด้วยวิธีโซดา, ชลธิดา บุญตามส่ง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในขั้นตอนการผลิตเยื่อกระดาษด้วยวิธีโซดาจะเกิดของเสียขึ้นเรียกว่า น้ำดำ ซึ่งมีลิกนินเป็นองค์ประกอบหลัก ลิกนินที่ได้นั้นสามารถนำไปสังเคราะห์เป็นลิกโนซัลโฟเนตซึ่งมีสมบัติเป็นสารอิมัลซิไฟเออร์และสามารถดูดกลืนรังสียูวี งานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาการผลิตแผ่นฟิล์มดูดกลืนยูวีจากลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์จากลิกนินในน้ำดำที่ได้จากการผลิตเยื่อชานอ้อยด้วยวิธีโซดา โดยเริ่มจากการศึกษาผลของความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในกระบวนการผลิตเยื่อต่อการสกัดลิกนิน โดยทดลองใช้ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในการต้มเยื่อที่ร้อยละ 12, 14, 16 และ 18 ของน้ำหนักเยื่อแห้ง เนื่องจากลิกนินมีความสามารถในการละลายที่ต่ำในตัวกลางที่เป็นกรด จึงได้ทำการแยกลิกนินโดยวิธีการเติมกรดซัลฟิวริกในน้ำดำ พบว่าลิกนินที่ได้จากความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์แตกต่างกันจะมีโครงสร้างเหมือนกันและเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ในการต้มเยื่อจะได้ปริมาณลิกนินที่เพิ่มขึ้น การใช้ความเข้มข้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ร้อยละ 12 ให้อัตราส่วนลิกนินต่อสารเคมีสูงที่สุดจึงได้เลือกลิกนินที่ได้จากภาวะนี้ไปตกตะกอนและนำไปสังเคราะห์เป็นลิกโนซัลโฟเนตผ่านปฏิกิริยาเมทิลซัลโฟเนชันโดยใช้ฟอร์มาลดีไฮด์และโซเดียมซัลไฟต์ พบว่าลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์ได้ภายในงานวิจัยมีโครงสร้างคล้ายกับลิกโนซัลโฟเนตเชิงการค้า จากนั้นได้นำลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์ได้ผสมกับพอลิเมอร์ที่สามารถย่อยสลายได้ เพื่อศึกษาสมบัติต่างๆ ของฟิล์ม ลักษณะของฟิล์มที่ได้มีความเป็นเนื้อเดียวกันแสดงถึงความเข้ากันได้ระหว่างลิกโนซัลโฟเนตและพอลิเมอร์ ฟิล์มที่ผสมลิกโนซัลโฟเนตสามารถดูดกลืนรังสีในช่วงยูวีได้ทั้งหมด เนื่องจากมีหมู่โครโมฟอร์ซึ่งมีความสามารถในการดูดกลืนยูวีอยู่ในโครงสร้าง ฟิล์มที่ผสมลิกโนซัลโฟเนตนั้นผิวหน้าของฟิล์มจะมีความชอบน้ำมากขึ้น การเติมลิกโนซัลโฟเนตที่สังเคราะห์ในงานวิจัยสามารถปรับปรุงสมบัติเชิงกลของฟิล์มได้โดยจะไปเพิ่มความต้านทานแรงดึงของฟิล์มและค่ายังมอดูลัส จากการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมโดยวิธีพื้นที่ผิวตอบสนองพบว่าความเข้มข้นที่เหมาะสมต่อการผลิตฟิล์มที่ต้านทานยูวีได้ร้อยละ 97 พบว่าต้องผสมลิกโนซัลโฟเนตที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.29 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ปริมาณพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.89 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร และกลีเซอรอลร้อยละ 0.89 โดยปริมาตร

Optical Metasurfaces, Fatih Balli

Theses and Dissertations--Physics and Astronomy

Traditional optical elements, such as refractive lenses, mirrors, phase plates and polarizers have been used for various purposes such as imaging systems, lithographic printing, astronomical observations and display technology. Despite their long-term achievements, they can be bulky and not suitable for miniaturization. On the other hand, recent nanotechnology advances allowed us to manufacture micro and nanoscale devices with ultra-compact sizes. Metasurfaces, 2D engineered artificial interfaces, have emerged as candidates to replace traditional refractive lenses with ultra-thin miniaturized optical elements. They possess sub-wavelength unit cell structures with a specific geometry and material selection. Each unit cell can uniquely tailor the phase, …

Double Pulse Mosfet Tester, Craig Simpson

Electrical and Computer Engineering

The Double Pulse MOSFET tester is a system used to characterize losses in Silicon-Carbide (SiC) high-power MOSFET semiconductor devices.

• Improve characterization of SiC switching losses
• Allow for better educated design decisions for power converters using these devices
• Perform automated sweeps of operating conditions across voltage, current, and temperature

Objectives:

• Test switching losses for SiC XM3 half bridge MOSFET modules
• Improve understanding of losses in SiC MOSFETs
• Allow for more informed decisions for power converters using these devices

Electric Roller Blades, Nathan Burk, Joshua Hatch

Electrical and Computer Engineering

Electric Roller Blades are designed to allow for fast and convenient transportation!

• The hope for the electric roller blades is to give college students and others walking through their city a way to quickly get from point A to B. Electric Skateboards and One Wheels are heavy and bulky. The Electric Roller Blades are meant to be a less cumbersome electric vehicle. As the majority of the time users will not be commuting, the electric roller blades are more convenient then One Wheels as they can be attached to a backpack.
• People traveling from one destination to another frequently, as …

Improving Patient-Specific Assessments Of Regional Aortic Mechanics Via Quantitative Magnetic Resonance Imaging With Early Applications In Patients At Elevated Risk For Thoracic Aortopathy, Patrick A. Jones

Theses and Dissertations

Unstable aortic aneurysms and dissections are serious cardiovascular conditions associated with high mortality. The current gold standards for assessment of stability, however, rely on simple geometric measurements, like cross-sectional area or increased diameter between follow-up scans, and fail to incorporate information about underlying aortic mechanics. Displacement encoding with stimulated echoes (DENSE) magnetic resonance imaging (MRI) has been used previously to determine heterogeneous circumferential strain patterns in the aortas of healthy volunteers. Here, I introduce technical improvements to DENSE aortic analysis and early pilot application in patients at higher risk for the development of aortopathies. Modifications to the DENSE aortic postprocessing …

Equations Of State For Warm Dense Carbon From Quantum Espresso, Derek J. Schauss

Theses and Dissertations

Warm dense plasma is the matter that exists, roughly, in the range of 10,000 to 10,000,000 Kelvin and has solid-like densities, typically between 0.1 and 10 grams per centimeter. Warm dense fluids like hydrogen, helium, and carbon are believed to make up the interiors of many planets, white dwarfs, and other stars in our universe. The existence of warm dense matter (WDM) on Earth, however, is very rare, as it can only be created with high-energy sources like a nuclear explosion. In such an event, theoretical and computational models that accurately predict the response of certain materials are thus very …

Using Deep Learning-Based Framework For Child Speech Emotion Recognition, Gerald N. Onwujekwe

Theses and Dissertations

Biological languages of the body through which human emotion can be detected abound including heart rate, facial expressions, movement of the eyelids and dilation of the eyes, body postures, skin conductance, and even the speech we make. Speech emotion recognition research started some three decades ago, and the popular Interspeech Emotion Challenge has helped to propagate this research area. However, most speech recognition research is focused on adults and there is very little research on child speech. This dissertation is a description of the development and evaluation of a child speech emotion recognition framework. The higher-level components of the framework …

Impact Dynamics Of Surfactant-Laden Droplets On Non-Wettable Coatings, Amir Esmaeili

Theses and Dissertations

Owing to their excellent water repellency, non-wettable (superhydrophobic) coatings have gained tremendous attention in the past couple of decades. Alkyl ketene dimer (AKD), an inexpensive polymer frequently used in paper industry as a sizing agent, has shown potentials to become superhydrophobic. The formation of a porous structure after curing the solidified AKD for an extra-long time (4–6 days) results in superhydrophobicity, i.e., a static contact angle with water of >150° and a roll-off angle of <10°. In this work, a facile and low-cost method was used to turn the surface of AKD superhydrophobic in a very short period of time by briefly treating the coatings, obtained from isothermally heated molten AKD at 40 °C for 3 min, with ethanol. The resulting superhydrophobicity is due to the formation of porous, entangled irregular micro/nano textures that create air cushions on the surface leading to droplet state transition from Wenzel to Cassie. As a proof of concept, the same material was applied to the co-sputtered nickel-tungsten thin films, commonly used in micro/nano-electro-mechanical systems, to improve their hydrophobicity. According to the results, at least 20% increase was observed in the dynamic contact angles of the treated substrates.

In addition, this work presents a detailed high-speed imaging analysis of the influence of the molecular weight, concentration and ionic nature of surfactants on droplet …

Rheological Analysis Of The Mechanical Properties Of Murine Lungs Over The Lifespan, Olajumoke Olufunke Harrison

Theses and Dissertations

To study the effects of aging in murine lungs, we characterized C57Bl6j mice from neonatal to 24-month-old mice. Samples were divided into two groups: Young Mice (YM) and Middle Age/Old Age Mice (MOM). The YM group included the neonatal and 6-10week. The MOM group included 7- and 22–24-month-old mice. Rheological testing was performed using a TA Instruments DHR-2 Rheometer to collect the mechanics of each mice sample. Utilizing a 20-mm parallel plate fixture, a gap of 0.8-1.0-mm, and a temperature setting of 25C, we conducted a frequency sweep. Samples were the decellularized over a four-day process then lyophilized for mass …

Continuous Manufacturing Of Pharmaceuticals Using Novel Platforms, Sarah S. Aboelela

Theses and Dissertations

Pharmaceuticals have been synonymously manufactured in a centralized, batch mode with less attention to process and formulation understanding. However, due to rising drug costs, shortages, and robustness issues, in addition to the alarming lack of flexibility and agility, regulatory agencies have pushed towards switching to continuous processes. They believed in continuous manufacturing, providing cleaner, flexible, and more efficient processes. Hence, it was foreseen to reduce development and manufacturing costs, time, and environmental impact and ensured drug product quality. Over the last two decades, continuous manufacturing quality, environmental, and economic advantages have been evident through many case studies and approved products …

Continuous Preparation And Application Of Novel Heterogeneous Catalysis, Michael B. Burkholder

Theses and Dissertations

Transition metal heterogeneous catalysts are widely used across many chemical industries to reduce waste and emissions and reduce production time while increasing rate. The prevalence of these materials results from the complex relationship between metal nanoparticles and supports affecting final catalytic performance. Rational catalyst synthesis describes the ability to precisely engineer structures through controlled preparation. Novel materials and continuous processing represent a promising approach for rational catalyst synthesis.

The application of these catalysts in continuous, multiphase processes, such as cross-coupling reactions, oxidation chemistry, and nitroreduction processes, are paramount to developing new commercial routes for high-value products. Pd/G catalysts synthesized by …

Therapeutic Modalities For Preventing Osteoarthritis Following Trauma To The Knee, Kayla M. Scott

Theses and Dissertations

Over 32.5 million adults in the United States and 300 million worldwide have osteoarthritis (OA). To date, there are no disease-modifying therapeutics, only strategies to slow OA progression through pain management, regenerative medicine approaches, and ultimately joint replacement.

On a microscale, a phenotypic shift of the normally quiescent articular chondrocytes leads to aberrant expression of pro-inflammatory and catabolic pathways, which are hypothesized to contribute to OA progression. Of note, interleukin-1β (IL-1β), tumor necrosis factor-α (TNF-α), and WNT/β-catenin signaling are key players disrupting cartilage homeostasis and driving inflammatory pathway activation. These pathways become dysregulated and form a positive feedback loop, increasing …

Surface Characterization Of Accident Tolerant Fuel Claddings Candidates After Prolonged Exposure To Steam Oxidation, Connor F. Donlan

Theses and Dissertations

Accident Tolerant Fuel Claddings are designed to improve fuel performance and safety in abnormal reactor conditions. The development of these cladding materials has become a top priority for the nuclear community, with incidents such as the Three Mile Island accident and the Fukashima Dai-chi accident. The development of these claddings has resulted in 2 subsections: coating current claddings or replacing cladding materials with new materials. The claddings studied in this thesis are a Zircaloy-4 cladding coated with chromium through physical vapor deposition, Zircaloy-4, and a FeCrAl alloy, C26M. This thesis assessed the surface chemistry, roughness, and wettability after extended exposure …

Evaluating Neuromuscular Function Of The Biceps Brachii After Spinal Cord Injury: Assessment Of Voluntary Activation And Motor Evoked Potential Input-Output Curves Using Transcranial Magnetic Stimulation, Thibault Roumengous

Theses and Dissertations

Activation of upper limb muscles is important for independent living after cervical spinal cord injury (SCI) that results in tetraplegia. An emerging, non-invasive approach to address post-SCI muscle weakness is modulation of the nervous system. A long-term goal is to develop neuromodulation techniques to reinnervate (i.e. resupply nerve to) muscle fiber and thereby increase muscle function in individuals with tetraplegia. Towards this goal, developing monitoring techniques to quantify neuromuscular function is needed to better direct neurorehabilitation. Assessment of voluntary activation (VA) is a promising approach because the location of the stimulus can be applied cortically using transcranial magnetic stimulation (TMS) …

A General Framework For Characterizing And Evaluating Attacker Models For Cps Security Assessment, Christopher S. Deloglos, Christopher Deloglos

Theses and Dissertations

Characterizing the attacker’s perspective is essential to assessing the security posture and resilience of cyber-physical systems. The attacker’s perspective is most often achieved by cyber-security experts (e.g., red teams) who critically challenge and analyze the system from an adversarial stance. Unfortunately, the knowledge and experience of cyber-security experts can be inconsistent leading to situations where there are gaps in the security assessment of a given system. Structured security review processes (such as TAM, Mission Aware, STPA-SEC, and STPA-SafeSec) attempt to standardize the review processes to impart consistency across an organization or application domain. However, with most security review processes, the …

Nebulizer-Based Systems To Improve Pharmaceutical Aerosol Delivery To The Lungs, Benjamin M. Spence

Theses and Dissertations

Combining vibrating mesh nebulizers with additional new technologies leads to substantial improvements in pharmaceutical aerosol delivery to the lungs across therapeutic administration methods. In this dissertation, streamlined components, aerosol administration synchronization, and/or Excipient Enhanced Growth (EEG) technologies were utilized to develop and test several novel devices and aerosol delivery systems. The first focus of this work was to improve the poor delivery efficiency, e.g., 3.6% of nominal dose (Dugernier et al. 2017), of aerosolized medication administration to adult human subjects concurrent with high flow nasal cannula (HFNC) therapy, a form of continuous-flow non-invasive ventilation (NIV). The developed Low-Volume Mixer-Heater (LVMH) …

Deep Learning Assisted Intelligent Visual And Vehicle Tracking Systems, Liang Xu

Theses and Dissertations

Sensor fusion and tracking is the ability to bring together measurements from multiple sensors of the current and past time to estimate the current state of a system. The resulting state estimate is more accurate compared with the direct sensor measurement because it balances between the state prediction based on the assumed motion model and the noisy sensor measurement. Systems can then use the information provided by the sensor fusion and tracking process to support more-intelligent actions and achieve autonomy in a system like an autonomous vehicle. In the past, widely used sensor data are structured, which can be directly …

Evaluation Of Regional Extrathoracic Deposition Of Low- And High-Momentum Aerosol Using Anatomically-Correct In Vitro Airway Models, Sana Hosseini

Theses and Dissertations

The popularity of pulmonary aerosol delivery is increasing due to numerous advantages including non-invasiveness, fast onset of action, avoidance of the first-pass metabolism, and relatively good patient compliance. However, aerosol delivery to the site of action within the extrathoracic regions is challenging to quantify from a regulatory perspective due to the combined effects of the device and formulation characteristics, complex morphology of the airways resulting in extreme anatomical variabilities, and user dependent administration methods. Besides the therapeutic aerosol delivery, electronic nicotine delivery systems (ENDS) are a user-driven aerosol technology used to deliver nicotine as one of the electronic liquid (e-liquid) …

Exploring Renewable Energy Futures In Humboldt County Consistent With The Goals Of California’S Renewable Portfolio Standard, Amin M. Younes

Cal Poly Humboldt theses and projects

Humboldt County has abundant wind, solar, and biomass resources, but has made limited progress towards the state’s 2045 requirement of 100% clean electricity. A recently rejected onshore wind project showed that technically and economically viable projects can fall to social and political challenges, emphasizing the need for social considerations in renewable transitions. I therefore integrated community members’ preferences into modeling of RPS-consistent renewable energy scenarios in Humboldt County. My model suggests that offshore wind, utility-scale solar, distributed solar, and biomass power are technically and economically viable sources of significant local generation at varying costs.

In interviews with energy-engaged residents, I …

A Techno-Economic Comparison Of Battery Electric And Hydrogen Fuel-Cell Transit Bus Fleet Options For Humboldt County, California, Aditya S. Kushwah Mr.

Cal Poly Humboldt theses and projects

This study analyzes the techno-economic feasibility of converting the conventional transit bus fleet of the Humboldt Transit Authority (HTA) into a battery-electric or a hydrogen-fueled bus fleet. The study identifies which of these technologies represents the more economically viable investment for HTA by analyzing the costs and benefits associated with each pathway. Both pathways involve zero-emission or low-emission technologies.

The study outcomes suggest that the conversion of the HTA’s current conventional fleet to an electric fleet is more feasible than conversion to a hydrogen fuel cell bus fleet. The total discounted cost (3% rate) of converting the 21-bus conventional fleet …

Telehealth Optimization – Role Of Clinical Athletic Trainers In Orthopedic/Sports Medicine Practice, Katie Harbacheck, Laura Grambo, Shaun Keefer, Eric Klein, Christine Boyd, Carolyn Ford-Hemann, Cameron D’Alpe, Steve Frick, Kevin Shea

Clinical Practice in Athletic Training

Background: Prior to COVID-19, telehealth (TH) implementation in most health systems was minimal. The transition to high rates of TH was dramatic in response to COVID-19, and many health systems struggled to develop optimal, efficient TH workflows. Hypothesis/Purpose: The primary purpose of this study was to evaluate the role of clinically integrated athletic trainers (ATs) into the TH transition of a major orthopedic academic center through growth of TH visits as well as physician satisfaction. Methods: Workflows and tip sheets were designed to include considerations of TH visit increases, adoption of appropriate technology platforms and optimal staff models. The rapid …

Novel Fast Terminal Sliding Mode Controller With Current Constraint Forpermanent-Magnet Synchronous Motor, Yao Fang, Huifang Kong, Daoyuan Ding

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

Under the noncascade structure, the balance between q-axis current constraint and dynamic performance in permanent-magnet synchronous motor system has become a critical problem. On the one hand, large transient current is required to provide high torque to achieve fast dynamic performance. On the other hand, current constraint becomes a state constraint problem, instead of governing q-axis reference current in the cascade structure directly. Aiming at this issue, a novel fast terminal sliding mode control (FTSMC)-based controller with current constraint is developed in this paper. The novelty of this scheme is related to the proposed penalty function based on interior point …

Joint Optimization Of Target Wake Time Mechanism And Scheduling For Ieee802.11ax, Mehmet Karaca

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

IEEE 802.11ax as the newest wireless local area networks (WLANs) standard brings enormous improvements in network throughput, coverage and energy efficiency in densely populated areas. Unlike previous IEEE 802.11 WLAN standards where power saving mechanisms have a limited capability and flexibility, 802.11ax comes with a different mechanism called target wake time (TWT) where stations (STAs) wake up only after each TWT interval and different STAs can wake up at different time instance depending on their application requirements. As an example, for a periodic data arrival occurring in IoT applications, STA can wake up by following the data period and go …

Impact Of Hybrid Power Generation On Voltage, Losses, And Electricity Cost Indistribution Networks, Yavuz Ateş, Tayfur Gökçek, Ahmet Yi̇ği̇t Arabul

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

Energy and its capacity has emerged as one of the biggest distribution challenges all over the world. The existing grid becomes insufficient along with the expansion of the consumption. Therefore, the number of distributed generation (DG) in distribution networks increases and it allows us to sell back the extra energy. However, the efficiency of energy must be maintained into optimal values from the grid to the end-users. In spite of a lot of advantages of DG units, there are some disadvantages like fluctuations in voltage, increments of power losses, wrong protection coordination, harmonic and energy quality issues etc.. If the …

Analysis And Simulation Of Efficiency Optimized Ipm Drives In Constant Torqueregion With Reduced Computational Burden, Mi̇kai̇l Koç, Selçuk Emi̇roğlu, Bünyami̇n Tamyürek

Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences

Moving from internal combustion engine based towards electric based transportation is crucial for wide societies as they facilitate the use of green energy technologies such as wind and solar. Interior mounted permanent magnet (IPM) machines, also known as salient brushless alternating current (AC) machines, are commonly employed in traction applications as they have superior features, such as high efficiency operation, high torque, and power densities. The efficiency optimization in IPM drives is achieved by obtaining and operating at accurate and unique current angle for a certain electromagnetic torque demand. In conventional drives, the optimum current angle is obtained by online …