Teses / dissertações: "Direct and inverse-Problem solving"

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Abdelaziz, Batoul. "Direct algorithms for solving some inverse source problems". Thesis, Compiègne, 2014. http://www.theses.fr/2014COMP1956/document.

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Cette thèse traite de problèmes inverses de sources dans deux cas : les sources fixes en 2D et 3D équations elliptiques et une source non-stationnaire dans une équation de diffusion. Dans le cadre de ce travail, nous considérons des sources ponctuelles (monopôles, dipôles et sources multipolaires) et des sources ayant support compact dans un nombre fini de petits sous-domaines qui modèlent les sources dans les problèmes EEG/MEG et le problème de tomographie par bioluminescence (BLT). Le but de cette thèse est de proposer des méthodes d’identification robustes qui permettent de déterminer leur nombre, leurs intensités et leurs positions. Des méthodes algébriques directes sont utilisées pour identifier les sources fixes et une méthode quasi-algébrique mélangée avec un problème d’optimisation est utilisé pour récupérer les sources avec des intensités variables dans le temps. Des résultats numériques sont effectués afin de mettre en évidence la robustesse de nos algorithmes d’identification
This thesis deals with inverse source problems in 2 cases : stationary sources in 2D and 3D elliptic equations and a non-stationary source in a diffusion equation. the main form of sources considered are pointwise sources (monopoles, dipoles and multipolar sources) having compact support within a finite number of small subdomains modeling EEG/MEG problems and Bioluminescence Tomography (BLT) problems. The purpose o this thesis is mainly to propose robust identification methods that enable us to reconstruct the number, the intensity and the location of the sources. Direct algebraic methods are used to identify the stationary siurces and a quasi-algebraic method mixed with an optimieation method is employed to recover sources with time-variable intensities. Numerical results are shown to prove the robustness of our identification algorithms

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Christofori, Pamela. "The effect of direct instruction math curriculum on higher-order problem solving". [Tampa, Fla.] : University of South Florida, 2005. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/SFE0001287.

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Lesnic, Daniel. "Boundary element methods for solving steady potential flow problems and direct and inverse unsteady heat conduction problems". Thesis, University of Leeds, 1995. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.404773.

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Manoochehrnia, Pooyan. "Characterisatiοn οf viscοelastic films οn substrate by acοustic micrοscοpy. Direct and inverse prοblems". Electronic Thesis or Diss., Normandie, 2024. http://www.theses.fr/2024NORMLH38.

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Dans le cadre de cette thèse de doctorat, la caractérisation des films épais et minces déposés sur un substrat a été réalisée à l'aide de la microscopie acoustique via des algorithmes de résolution de problèmes directs et inverses. La méthode de Strohm est utilisée pour la résolution directe des problèmes, tandis qu'une variété de modèles mathématiques comprenant le modèle de la série de Debye (DSM), le modèle de la ligne de transmission (TLM) et la méthode spectrale utilisant le modèle de la rapport entre les réflexions multiples (MRM) ont été utilisés pour résoudre les problèmes inverses. Une application spécifique de la microscopie acoustique a été utilisée, consistant à monter des transducteurs à ondes planes à haute fréquence (50 MHz et 200 MHz) au lieu d'utiliser les transducteurs à focalisation traditionnels utilisés pour l'imagerie acoustique, ainsi qu'à utiliser le A-Scan à ondes complètes, qui pourrait être étendu à l'analyse en vrac des A-Scan consécutifs. Les modèles ont été validés expérimentalement par un film épais en époxy-résine d'une épaisseur d'environ 100μm et un film mince en vernis d'environ 8μm. Les paramètres caractérisés comprennent des paramètres mécaniques (par exemple la densité et l'épaisseur) ainsi que des paramètres viscoélastiques (par exemple la vitesse longitudinale acoustique et l'atténuation acoustique) et parfois le déphasage du transducteur
In the framework of this PhD thesis, the characterisation of the thick and thin films deposited on asubstrate has been done using acoustic microscopy via direct and inverse problem-solving algorithms.Namely the Strohm’s method is used for direct problem-solving while a variety of mathematical modelsincluding Debye series model (DSM), transmission line model (TLM) and spectral method using ratiobetween multiple reflections model (MRM) have been used to solve inverse-problem. A specificapplication of acoustic microscopy has been used consisting of mounting the plane-wave high frequency(50 MHz and 200MHz) transducers instead of use of the traditional focus transducers used for acousticimaging as well as using full-wave A-scan which could be well extended to bulk analysis of consecutivescans. Models have been validated experimentally by a thick film made of epoxy-resin with thicknessof about 100μm and a thin film made of polish of about 8μm. The characterised parameters includemechanical parameters (e.g. density and thickness) as well as viscoelastic parameters (e.g. acousticlongitudinal velocity and acoustic attenuation) and occasionally transducer phase-shift

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Lopez, Lurdes. "HELPING AT-RISK STUDENTS SOLVE MATHEMATICAL WORD PROBLEMS THROUGH THE USE OF DIRECT INSTRUCTION AND PROBLEM SOLVING STRATEGIES". Master's thesis, University of Central Florida, 2008. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/3193.

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This action research study examined the influence mathematical strategies had on middle school students' mathematical ability. The purpose of this action research study was to observe students mathematical abilities and to investigate whether teaching students problem-solving strategies in mathematics will enhance student's mathematical thinking and their ability to comprehend and solve word problems. The study took place in an urban school in Orlando, Florida in the fall of 2004. The subjects will be 12 eighth grade students assigned to my intensive math class. Quantitative data was collected. Students' took a pre and post test designed to measure and give students practice on mathematical skills. Students worked individually on practice problems, answered questions daily in their problem solving notebook and mathematics journals. Results showed the effectiveness of the use of direct instruction and problem-solving strategies on at-risk students.
M.Ed.
Other
Graduate Studies;
K-8 Math and Science MEd

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Lee, Jeanette W. "The effectiveness of a novel direct instructional approach on math word problem solving skills of elementary students with learning disabilities". The Ohio State University, 1992. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1298983286.

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Li, Xiaobei. "Instrumentation and inverse problem solving for impedance imaging /". Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2006. http://hdl.handle.net/1773/5973.

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Kang, Sangwoo. "Direct sampling method in inverse electromagnetic scattering problem". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS417/document.

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Le problème de l'imagerie non itérative dans le cadre de la diffraction électromagnétique inverse utilisant la méthode d'échantillonnage direct (DSM) est considéré. Grâce à une combinaison de l'expression asymptotique du champ proche ou du champ lointain diffracté et de l'hypothèse de petits obstacles, les expressions analytiques de la fonction d'indicateur DSM sont présentées dans diverses configurations telles que des configurations 2D/3D, mono-/multi-configurations statiques, à vue limitée/complète et fréquence unique/ diversité en fréquence. Une fois l'expression analytique obtenue, sa structure est analysée et des améliorations proposées. Notre approche est validée à l’aide de données de simulation, et d’expériences le cas échéant. Premièrement, la structure mathématique du DSM à fréquence fixe en 2D dans divers problèmes de diffusion est établie, permettant une analyse théorique de son efficacité et de ses limites. Pour surmonter les limitations connues, une méthode alternative d'échantillonnage direct (DSMA) est proposée. Puis le cas multi-fréquence est investigué en introduisant et en analysant le DSM multi-fréquence (MDSM) et le DSMA multi-fréquence (MDSMA). Enfin, notre approche est étendue aux problèmes de diffraction électromagnétique inverse 3D pour lesquels le choix de la polarisation du dipôle de test est un paramètre clé. De par notre approche analytique, ce choix peut être effectué sur la base de la polarisation du champ incident
The non-iterative imaging problem within the inverse electromagnetic scattering framework using the direct sampling method (DSM) is considered. Thanks to the combination of the asymptotic expression of the scattered near-field or far-field and of the small obstacle hypothesis the analytical expressions of the DSM indicator function are presented in various configurations such as 2D/3D configurations and/or mono-/multi-static configurations and/or limited-/full-view case and/or mono-/multi-frequency case. Once the analytical expression obtained, its structure is analyzed and improvements proposed. Our approach is validated using synthetic data and experimental ones when available. First, the mathematical structure of DSM at a fixed frequency in 2D various scattering problems is established allowing a theoretical analysis of its efficiency and limitations. To overcome the known limitations an alternative direct sampling method (DSMA) is proposed. Next, the multi-frequency case is investigated by introducing and analyzing the multi-frequency DSM (MDSM) and the multi-frequency DSMA (MDSMA).Finally, our approach is extended to 3D inverse electromagnetic scattering problems for which the choice of the polarization of the test dipole is a key parameter. Thanks to our analytical analysis it can be made based on the polarization of the incident field

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MacNeil, Toinette. "An LP approach to solving the inverse problem of electrocardiography". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape3/PQDD_0021/MQ57220.pdf.

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Hilal, Mohammed Azeez. "Domain decomposition like methods for solving an electrocardiography inverse problem". Thesis, Nantes, 2016. http://www.theses.fr/2016NANT4060.

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L’objectif de cette thèse est d’étudier un problème électrocardiographique (ECG), modélisant l’activité électrique cardiaque en utilisant un modèle bidomaine stationnaire. Deux types de modélisation sont considérées : la modélisation basée sur un modèle mathématique directe et la modélisation basée sur un problème inverse de Cauchy. Dans le premier cas, le problème directe est résolu en utilisant la méthode de décomposition de domaine et l’approximation par la méthode des éléments finis. Dans le deuxième cas le problème inverse de Cauchy de l’ECG a été reformulé en un problème de point fixe. Puis, un résultat d’existence et l’unicité du point fixe basé sur les degrés topologique de Leray-Schauder a été démontré. Ensuite, quelques algorithmes itératifs régularisant et stables basés sur les techniques de décomposition de domaine ont été développés. Enfin, l’efficacité et la précision des résultats obtenus a été discutés
The aim of the this thesis is to study an electrocardiography (ECG) problem, modeling the cardiac electrical activity by using the stationary bidomain model. Tow types of modeling are considered :The modeling based on direct mathematical model and the modeling based on an inverse Cauchy problem. In the first case, the direct problem is solved by using domain decomposition methods and the approximation by finite elements method. For the inverse Cauchy problem of ECG, it was reformulated into a fixed point problem. In the second case, the existence and uniqueness of fixed point based on the topological degree of Leray-Schauder is showed. Then, some regularizing and stable iterative algorithms based on the techniques of domain decomposition method was developed. Finally, the efficiency and the accurate of the obtained results was discussed

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Rowden, Elizabeth Szydlo. "Response to Intervention: A Case Study Documenting one Elementary School's Successful Implementation". Diss., Virginia Tech, 2020. http://hdl.handle.net/10919/97953.

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The use of Response to Intervention, more commonly referred to as RTI has become more prevalent as school systems look to find ways of bridging the opportunity gap and provide support those students who are not successful in their attempts to access the general education curriculum. More research is needed in order to have a better understanding of not only how schools implement RTI, but also how they utilize data, monitor student progress and help to ensure fidelity of implementation. The purpose of this study was to examine and explain how one elementary school with a high quality RTI program implemented Response to Intervention while keeping all three essential components in consideration. The findings demonstrate that the subject elementary school combined several elements of Response to Intervention and in turn, created their own version of a hybrid RTI model that utilized components from both the standard protocol model and the problem-solving model. In order to monitor student progress, universal screeners were utilized several times throughout the year for both reading and math. Reading was also monitored through running records, PALS Quick Checks, Orton Gillingham assessments, and exit tickets, whereas Math utilized formative assessments, anecdotal notes, and exit tickets to track student progress. Each math and reading CLT met weekly to engage in dialogue around student data. An important finding is that the subject elementary school made RTI implementation decisions around what was best for their students, which allowed for a more flexible and adaptable approach. The system utilized targeted individual student needs and helped to ensure that ALL students had access to the necessary supports that would help to ensure student success.
Doctor of Education
As schools continue to face increasing demands, including how to meet the needs of students with diverse academic backgrounds, they have been charged with exploring new ways and methods of ensuring that students are successful in their attempts to access the general education curriculum. Response to Intervention, more commonly referred to as RTI, has become more widely used in school systems as they continue to work to ensure student success for all. RTI is seen as a tool to help accurately identify students who have a learning disability (Ciolfi and Ryan, 2011), however more research is needed in order to have a better understanding of how schools implement RTI, as well as how they utilize the data collected and monitor student progress. This qualitative case study analyzes how one subject elementary school implemented RTI, how they utilized data, as well as how they monitored the progress of their students.

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Hein, Torsten. "On solving implicitly defined inverse problems by SQP-approaches". Universitätsbibliothek Chemnitz, 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200702148.

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In this paper two basic SQP-approaches for solving implicitly defined inverse problems are presented. Such problems often arises in parameter identification for differential equations. We also include regularization strategies which differ from similar problems in Optimal control. The main focus is on formulating saddle point problems for calculating the next iterate. Conditions for the unique and stable solvability of these problems are presented. The analytical considerations are illustrated by two examples including their discretizations and a numerical case study.

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Linder, Olivia. "Solving an inverse problem for an elliptic equation using a Fourier-sine series". Thesis, Linköpings universitet, Matematiska institutionen, 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-162371.

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This work is about solving an inverse problem for an elliptic equation. An inverse problem is often ill-posed, which means that a small measurement error in data can yield a vigorously perturbed solution. Regularization is a way to make an ill-posed problem well-posed and thus solvable. Two important tools to determine if a problem is well-posed or not are norms and convergence. With help from these concepts, the error of the reg- ularized function can be calculated. The error between this function and the exact function is depending on two error terms. By solving the problem with an elliptic equation, a linear operator is eval- uated. This operator maps a given function to another function, which both can be found in the solution of the problem with an elliptic equation. This opera- tor can be seen as a mapping from the given function’s Fourier-sine coefficients onto the other function’s Fourier-sine coefficients, since these functions are com- pletely determined by their Fourier-sine series. The regularization method in this thesis, uses a chosen number of Fourier-sine coefficients of the function, and the rest are set to zero. This regularization method is first illustrated for a simpler problem with Laplace’s equation, which can be solved analytically and thereby an explicit parameter choice rule can be given. The goal with this work is to show that the considered method is a reg- ularization of a linear operator, that is evaluated when the problem with an elliptic equation is solved. In the tests in Chapter 3 and 4, the ill-posedness of the inverse problem is illustrated and that the method does behave like a regularization is shown. Also in the tests, it can be seen how many Fourier-sine coefficients that should be considered in the regularization in different cases, to make a good approximation.
Det här arbetet handlar om att lösa ett inverst problem för en elliptisk ekvation. Ett inverst problem är ofta illaställt, vilket betyder att ett litet mätfel i data kan ge en kraftigt förändrad lösning. Regularisering är ett tillvägagångssätt för att göra ett illaställt problem välställt och således lösbart. Två viktiga verktyg för att bestämma om ett problem är välställt eller inte är normer och konvergens. Med hjälp av dessa begrepp kan felet av den regulariserade lösningen beräknas. Felet mellan den lösningen och den exakta är beroende av två feltermer. Genom att lösa problemet med den elliptiska ekvationen, så är en linjär operator evaluerad. Denna operator avbildar en given funktion på en annan funktion, vilka båda kan hittas i lösningen till problemet med en elliptisk ekva- tion. Denna operator kan ses som en avbildning från den givna funktions Fouri- ersinuskoefficienter på den andra funktionens Fouriersinuskoefficienter, eftersom dessa funktioner är fullständigt bestämda av sina Fouriersinusserier. Regularise- ringsmetoden i denna rapport använder ett valt antal Fouriersinuskoefficienter av funktionen, och resten sätts till noll. Denna regulariseringsmetod illustreras först för ett enklare problem med Laplaces ekvation, som kan lösas analytiskt och därmed kan en explicit parametervalsregel anges. Målet med detta arbete är att visa att denna metod är en regularisering av den linjära operator som evalueras när problemet med en elliptisk ekvation löses. I testerna i kapitel 3 och 4, illustreras illaställdheten av det inversa problemet och det visas att metoden beter sig som en regularisering. I testerna kan det också ses hur många Fouriersinuskoefficienter som borde betraktas i regulariseringen i olika fall, för att göra en bra approximation.

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Sandberg, Richard. "A survey of optimization methods for solving the inverse shortest path routing problem". Thesis, Linköpings universitet, Optimeringslära, 2010. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-59536.

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Ruttningen av trafik i IP-nätverk sker ofta med hjälp av bågvikter som bestämmer vilken väg trafiken tar (kortastevägruttning). Problemet här är att avgöra ifall det existerar en uppsättning vikter givet ett önskat ruttningsschema. Den hör rapporten undersöker prestandan hos ett antal modeller och optimeringsprogram avsedda att lösa denna typ av problem som ofta kallas inversa kortastevägruttningsproblemet. Undersökningen visar att det existerar en stor skillnad mellan modellerna och optimeringsprogrammen och att modellen baserad på cykelbaser löst med CPLEXdualopt lösaren är snabbast.
The routing of traffic in IP networks is often done with a set of weights that determinewhich way the traffic will go (shortest path routing). The problem here is todetermine if there exists a set of weights for a desired routing pattern. This thesis willinvestigate the performance of a number of different models and solvers for solvingthis type of problem which is usually called the inverse shortest path routing (ISPR)problem. The models tested are the same as described in [1]. The different solversused are mainly the linear CPLEX solvers but also a few multi commodity networksolvers. The tests showed that there is a big performance difference between the models andsolvers and that the cycle bases model solved with the CPLEX dualopt solver wasthe fastest overall.

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Ekeberg, Magnus. "Detecting contacts in protein folds by solving the inverse Potts problem - a pseudolikelihood approach". Thesis, KTH, Matematisk statistik, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-99181.

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Abstract Spatially proximate amino acid positions in a protein tend to co-evolve, so a protein's 3D-structure leaves an echo of correlations in the evolutionary record. Reverse engineering 3D-structures from such correlations is an open problem in structural biology, pursued with increasing vigor as new protein sequences continue to fill the data banks. Within this task lies a statistical stumbling block, rooted in the following: correlation between two amino acid positions can arise from firsthand interaction, but also be network-propagated via intermediate positions; observed correlation is not enough to guarantee proximity. The remedy, and the focus of this thesis, is to mathematically untangle the crisscross of correlations and extract direct interactions, which enables a clean depiction of co-evolution among the positions. Recently, analysts have used maximum-entropy modeling to recast this cause-and-effect puzzle as parameter learning in a Potts model (a kind of Markov random field). Unfortunately, a computationally expensive partition function puts this out of reach of straightforward maximum-likelihood estimation. Mean-field approximations have been used, but an arsenal of other approximate schemes exists. In this work, we re-implement an existing contact-detection procedure and replace its mean-field calculations with pseudo-likelihood maximization. We then feed both routines real protein data and highlight differences between their respective outputs. Our new program seems to offer a systematic boost in detection accuracy.

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Sarikaya, Sedat. "Combination Of Conventional Regularization Methods And Genetic Algorithms For Solving The Inverse Problem Of Electrocardiography". Master's thesis, METU, 2010. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/2/12611669/index.pdf.

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Distribution of electrical potentials over the surface of the heart, i.e., the epicardial potentials, is a valuable tool to understand whether there is a defect in the heart. However, it is not easy to detect these potentials non-invasively. Instead, body surface potentials, which occur as a result of the electrical activity of the heart, are measured to diagnose heart defects. However the source electrical signals loose some critical details because of the attenuation and smoothing they encounter due to body tissues such as lungs, fat, etc. Direct measurement of these epicardial potentials requires invasive procedures. Alternatively, one can reconstruct the epicardial potentials non-invasively from the body surface potentials
this method is called the inverse problem of electrocardiography (ECG). The goal of this study is to solve the inverse problem of ECG using several well-known regularization methods and using their combinations with genetic algorihm (GA) and finally compare the performances of these methods. The results show that GA can be combined with the conventional regularization methods and their combination improves the regularization of ill-posed inverse ECG problem. In several studies, the results show that their combination provide a good scheme for solving the ECG inverse problem and the performance of regularization methods can be improved further. We also suggest that GA can be initiated succesfully with a training set of epicardial potentials, and with the optimum, over- and under-regularized Tikhonov regularization solutions.

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Tyni, T. (Teemu). "Direct and inverse scattering problems for perturbations of the biharmonic operator". Doctoral thesis, Oulun yliopisto, 2018. http://urn.fi/urn:isbn:9789526220789.

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Abstract This dissertation is a combination of four articles on the topic of scattering problems for a biharmonic operator. The operator of interest has two coefficients which may be complex-valued and singular. Each of the articles concerns a different aspect of the problem. Namely, the first article discusses the direct scattering problem in higher dimensions and culminates in a proof of Saito's formula, which yields a uniqueness result for the inverse scattering problem. The second paper is about a backscattering problem in two and three dimensions. We prove that the inverse Born approximation can be used to recover the singularities in the coefficients of the operator. The third article fills in an answer to the question about recovering the complex-valued coefficients in three dimensions that was left open in the second article. The final article studies the inverse scattering problem on the line for a quasi-linear operator
Tiivistelmä Väitöskirjatyö koostuu neljästä artikkelista, jotka käsittelevät sirontaongelmia biharmoniselle operaattorille. Työn kohteena olevalla operaattorilla on kaksi kerrointa, jotka voivat olla kompleksiarvoisia ja singulaarisia. Kukin artikkeli käsittelee sirontaongelmaa eri näkökulmasta. Ensimmäinen artikkeli koostuu pääasiassa suorasta sirontateoriasta korkeammissa ulottuvuuksissa huipentuen lopulta Saiton kaavan todistukseen, jonka seurauksena saadaan yksikäsitteisyystulos käänteiselle sirontaongelmalle. Toisen artikkelin aiheena on takaisinsirontaongelma kahdessa ja kolmessa ulottuvuudessa. Todistamme, että käänteistä Bornin approksimaatiota voidaan käyttää paikantamaan kertoimien mahdolliset singulariteetit. Kolmas artikkeli vastaa toisessa artikkelissa avoimeksi jääneeseen kysymykseen kompleksiarvoisien kertoimien rekonstruoimisesta kolmessa ulottuvuudessa. Viimeisessä artikkelissa tutkitaan käänteistä sirontaongelmaa kvasilineaariselle operaattorille yhdessä ulottuvuudessa

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Pirttijärvi, M. (Markku). "Numerical modeling and inversion of geophysical electromagnetic measurements using a thin plate model". Doctoral thesis, University of Oulu, 2003. http://urn.fi/urn:isbn:951427119X.

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Abstract The thesis deals with numerical methods designed for the modeling and inversion of geophysical electromagnetic (EM) measurements using a conductive thin plate model. The main objectives are to study the EM induction problem in general and to develop practical interpretation tools for mineral prospecting in particular. The starting point is a linearized inversion method based on the singular value decomposition and a new adaptive damping method. The inversion method is introduced to the interpretation of time-domain EM (TEM) measurements using a thin plate in free-space. The central part of the thesis is a new approximate modeling method, which is based on an integral equation approach and a special lattice model. At first the modeling method is applied to the interpretation of frequency-domain EM (FEM) data using a thin plate in conductive two-layered earth. After this time-domain responses are modeled applying a Fourier-sine transform of broadband FEM computations. The results demonstrate that the approximate computational method can model the geophysical frequency and time-domain EM responses of a thin conductor in conductive host medium with sufficient accuracy, and that the inversion method can provide reliable estimates for the model parameters. The fast forward computation enables interactive interpretation of FEM data and feasible forward modeling of TEM responses. The misfit function mapping and analysis of the singular value decomposition have provided additional information about the sensitivity, resolution, and the correlation behavior of the thin plate parameters.

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Simina, Marin. "Enterprise-directed reasoning : opportunism and deliberation in creative reasoning". Diss., Georgia Institute of Technology, 1999. http://hdl.handle.net/1853/9149.

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Yin, Ke. "New algorithms for solving inverse source problems in imaging techniques with applications in fluorescence tomography". Diss., Georgia Institute of Technology, 2013. http://hdl.handle.net/1853/48945.

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This thesis is devoted to solving the inverse source problem arising in image reconstruction problems. In general, the solution is non-unique and the problem is severely ill-posed. Therefore, small perturbations, such as the noise in the data, and the modeling error in the forward problem, will cause huge errors in the computations. In practice, the most widely used method to tackle the problem is based on Tikhonov-type regularizations, which minimizes a cost function combining a regularization term and a data fitting term. However, because the two tasks, namely regularization and data fitting, are coupled together in Tikhonov regularization, they are difficult to solve. It happens even if each task can be efficiently solved when they are separate. We propose a method to overcome the major difficulties, namely the non-uniqueness of the solution and noisy data fitting, separately. First we find a particular solution called the orthogonal solution that satisfies the data fitting term. Then we add to it a correction function in the kernel space so that the final solution fulfills the regularization and other physical requirements. The key idea is that the correction function in the kernel has no impact to the data fitting, and the regularization is imposed in a smaller space. Moreover, there is no parameter needed to balance the data fitting and regularization terms. As a case study, we apply the proposed method to Fluorescence Tomography (FT), an emerging imaging technique well known for its ill-posedness and low image resolution in existing reconstruction techniques. We demonstrate by theory and examples that the proposed algorithm can drastically improve the computation speed and the image resolution over existing methods.

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Kendricks, Kimberly. "Solving the inverse kinematic robotics problem a comparison study of the Denavit-Hartenberg matrix and Groebner basis theory /". Auburn, Ala., 2007. http://repo.lib.auburn.edu/07M%20Dissertations/KENDRICKS_KIMBERLY_56.pdf.

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Nguyen, Thi Phong. "Direct and inverse solvers for scattering problems from locally perturbed infinite periodic layers". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX004/document.

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Nous sommes intéressés dans cette thèse par l'analyse de la diffraction directe et inverse des ondes par des couches infinies périodiques localement perturbées à une fréquence fixe. Ce problème a des connexions avec le contrôle non destructif des structures périodiques telles que des structures photoniques, des fibres optiques, des réseaux, etc. Nous analysons d'abord le problème direct et établissons certaines conditions sur l'indice de réfraction pour lesquelles il n'existe pas de modes guidés. Ce type de résultat est important car il montre les cas pour lesquels les mesures peuvent être effectuées par exemple sur une couche au dessus de la structure périodique sans perdre des informations importantes dans la partie propagative de l'onde. Nous proposons ensuite une méthode numérique pour résoudre le problème de diffraction basée sur l'utilisation de la transformée de Floquet-Bloch dans les directions de périodicité. Nous discrétisons le problème de manière uniforme dans la variable de Floquet-Bloch et utilisons une méthode spectrale dans la discrétisation spatiale. La discrétisation en espace exploite une reformulation volumétrique du problème dans une cellule (équation intégrale de Lippmann-Schwinger) et une périodisation du noyau dans la direction perpendiculaire à la périodicité. Cette dernière transformation permet d'utiliser des techniques de type FFT pour accélérer le produit matrice-vecteur dans une méthode itérative pour résoudre le système linéaire. On aboutit à un système d'équations intégrales couplées (à cause de la perturbation locale) qui peuvent être résolues en utilisant une décomposition de Jacobi. L'analyse de la convergence est faite seulement dans le cas avec absorption et la validation numérique est réalisées sur des exemples 2D. Pour le problème inverse, nous étendons l'utilisation de trois méthodes d'échantillonnage pour résoudre le problème de la reconstruction de la géométrie du défaut à partir de la connaissance de données mutistatiques associées à des ondes incidentes planes en champ proche (c.à.d incluant certains modes évanescents). Nous analysons ces méthodes pour le problème semi-discrétisée dans la variable Floquet-Bloch. Nous proposons ensuite une nouvelle méthode d'imagerie capable de visualiser directement la géométrie du défaut sans savoir ni les propriétés physiques du milieux périodique, ni les propriétés physiques du défaut. Cette méthode que l'on appelle imagerie-différentielle est basée sur l'analyse des méthodes d'échantillonnage pour un seul mode de Floquet-Bloch et la relation avec les solutions de problèmes de transmission intérieurs d'un type nouveau. Les études théoriques sont corroborées par des expérimentations numériques sur des données synthétiques. Notre analyse est faite d'abord pour l'équation d'onde scalaire où le contraste est sur le terme d'ordre inférieur de l'opérateur de Helmholtz. Nous esquissons ensuite l'extension aux cas où la le contraste est également présent dans l'opérateur principal. Nous complémentons notre travail par deux résultats sur l'analyse du problème de diffraction pour des matériaux périodiques ayant des indices négatifs. Nous établissons en premier le caractère bien posé du problème en 2D dans le cas d'un contraste est égal à -1. Nous montrons également le caractère Fredholm de la formulation Lipmann-Schwinger du problème en utilisant l'approche de T-coercivité dans le cas d'un contraste différent de -1
We are interested in this thesis by the analysis of scattering and inverse scattering problems for locally perturbed periodic infinite layers at a fixed frequency. This problem has connexions with non destructive testings of periodic media like photonics structures, optical fibers, gratings, etc. We first analyze the forward scattering problem and establish some conditions under which there exist no guided modes. This type of conditions is important as it shows that measurements can be done on a layer above the structure without loosing substantial informations in the propagative part of the wave. We then propose a numerical method that solves the direct scattering problem based on Floquet-Bloch transform in the periodicity directions of the background media. We discretize the problem uniformly in the Floquet-Bloch variable and use a spectral method in the space variable. The discretization in space exploits a volumetric reformulation of the problem in a cell (Lippmann-Schwinger integral equation) and a periodization of the kernel in the direction orthogonal to the periodicity. The latter allows the use of FFT techniques to speed up Matrix-Vector product in an iterative to solve the linear system. One ends up with a system of coupled integral equations that can be solved using a Jacobi decomposition. The convergence analysis is done for the case with absorption and numerical validating results are conducted in 2D. For the inverse problem we extend the use of three sampling methods to solve the problem of retrieving the defect from the knowledge of mutistatic data associated with incident near field plane waves. We analyze these methods for the semi-discretized problem in the Floquet-Bloch variable. We then propose a new method capable of retrieving directly the defect without knowing either the background material properties nor the defect properties. This so-called differential-imaging functional that we propose is based on the analysis of sampling methods for a single Floquet-Bloch mode and the relation with solutions toso-called interior transmission problems. The theoretical investigations are corroborated with numerical experiments on synthetic data. Our analysis is done first for the scalar wave equation where the contrast is the lower order term of the Helmholtz operator. We then sketch the extension to the cases where the contrast is also present in the main operator. We complement our thesis with two results on the analysis of the scattering problem for periodic materials with negative indices. Weestablish the well posedness of the problem in 2D in the case of a contrast equals -1. We also show the Fredholm properties of the volume potential formulation of the problem using the T-coercivity approach in the case of a contrast different from -1

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Wikström, Patrik. "A study of surface temperature and heat flux estimations in heating processes by solving an Inverse Heat Conduction Problem". Licentiate thesis, KTH, Materials Science and Engineering, 2006. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-605.

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The topic of this thesis is estimation of the dynamic changes of the surface temperatureand heat flux during heating processes by using an inverse method. The local transient surface temperature and heat flux of a steel slab are calculated based on measurements in the interior of the slab.

The motivations for using an inverse method may be manifold. Sometimes, especially in the field of thermal engineering, one wants to calculate the transient temperature or heat flux on the surface of a body. This body may be a slab, or billet in metallurgical applications. However, it may be the case that the surface for some reason is inaccessible to exterior measurements with the aid of some measurement device. Such a device could be a thermocouple if contact with the surface in question is possible or a pyrometer if an invasive method is preferred. Sometimes though, these kinds of devices may be an inappropriate choice. It could be the case that the installation of any such device may disturb the experiment in some way or that the environment is chemically destructive or just that the instruments might give incorrect results. In these situations one is directed to using an inverse method based on interior measurements in the body, and in which the desired temperature is calculated by a numerical procedure.

The mathematical model used was applied to experimental data from a small scale laboratory furnace as well as from a full scale industrial reheating furnace and the results verified that the method can be successfully applied to high temperature thermal applications.

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Wikström, Patrik. "A study of surface temperature- and heat flux estimations in heating processes by solving an Inverse Heat Conduction Problem /". Stockholm, 2006. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-605.

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Hu, Kai. "Solving Inverse Problems Using Particle Swarm Optimization: An Application to Aircraft Fuel Measurement Considering Sensor Failure". Cincinnati, Ohio : University of Cincinnati, 2006. http://www.ohiolink.edu/etd/view.cgi?acc%5Fnum=ucin1141398269.

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Thesis (M.S.)--University of Cincinnati, 2006.
Title from electronic thesis title page (viewed Apr. 19, 2006). Includes abstract. Keywords: Inverse Problem, Particle Swarm Optimization, Neural Networks, Aircraft Fuel Measurement, Sensor Failure Includes bibliographical references.

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Gonzalez, Marion. "Détermination des incertitudes de mesures de charge en essais en vol". Thesis, Toulouse, ISAE, 2015. http://www.theses.fr/2015ESAE0006/document.

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Les charges que subit la voilure d’un avion ne peuvent pas être directement mesurées en vol. Ces charges sont leplus souvent estimées à partir des déformations de la voilure, mesurées par des ponts de jauge. La relation entreles déformations et les charges est typiquement modélisée par un modèle de régression linéaire. L'estimation descharges en vol est ainsi réalisée par une méthode en 2 étapes, connue sous le nom de méthode de Skopinski :- l'étalonnage au sol : des essais sont réalisés pour identifier les paramètres du modèle reliant les déformations,mesurées au sol, aux charges, connues à partir des efforts appliqués sur la structure.- les essais en vol : les charges sont estimées à partir des déformations, mesurées en vol, et des paramètres dumodèle identifiés au sol.Dans cette méthode, les incertitudes existant à chaque étape ne sont pas prises en compte. Ces incertitudescorrespondent aux bruits de mesure mais aussi aux erreurs de modélisation. De plus, le domaine d'application dumodèle est différent du domaine dans lequel ses paramètres sont identifiés. En effet, le modèle est étalonné au soldans des conditions de pression, de température et de chargement différentes des conditions existant en vol. Le butde cette thèse est de développer une méthode permettant de prendre en compte ces différentes sourcesd’incertitude afin, d’une part, de mieux identifier le modèle et, d’autre part, de quantifier l’incertitude qu’il entraînelors de son utilisation
The loads on the wings of aircraft cannot be directly measured in flight. These loads are most of the time estimatedfrom the strains of the wing, which are measured by strain gages bridges. The relation between the strains and theloads is typically modeled by a linear regression model. The estimation of flight loads is so performed by a methodin 2 steps, known as the Skopinski method :- the ground calibration : tests are performed in order to identify the model parameters linking the strains, measuredon ground, to the loads, known from the loads which are applied on the structure.- the flight tests : the loads are estimated from the strains, measured in flight, and from the model parameters,identified on ground.In this method, the existing uncertainties at each step are not taken into account. These uncertainties correspond tothe measurement noises and the modeling errors. Furthermore, the model is applied in a domain which is differentfrom the domain where its parameters are identified. Indeed, the model is calibrated on ground in pressure, thermaland loading conditions which are different from those existing in flight. The aim of this PhD is to develop a methodtaken into account these different sources of uncertainties to better identify the model on one hand and to quantifythe uncertainty which is caused by its use

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Moustafa, Hayat. "Étude du problème inverse d'un modèle d'intrusion saline". Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2177/document.

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Cette thèse porte sur l’étude d’un problème inverse de sources pour un modèle bidimensionnel d’intrusion saline. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la modélisation du phénomène d’intrusion saline dans un aquifère côtier non confiné. En tenant compte des hypothèses particulières, nous obtenons dans le cas stationnaire une équation elliptique de la charge hydraulique dont le second membre est constitué des sources ponctuelles. L’étude du problème direct consiste à analyser le modèle dérivé et à établir un résultat d’existence et d’unicité d’une solution. Ensuite, dans la partie problème inverse, il s’agit de l’identification de termes sources à partir des mesures locales. Nous traitons les trois questions relatives à ce problème inverse, l’identifiabilité, l’identification et la stabilité. Concernant l’identification, nous formulons le problème inverse comme un problème de contrôle avec une fonctionnelle coût qui calcule l’écart quadratique entre les mesures expérimentales et celles obtenues par la résolution du problème direct. L’optimisation de cette fonction nécessite le calcul de son gradient que nous obtenons par la méthode de sensibilités et par la méthode de l’état adjoint. Quant à la stabilité, nous établissons deux types d’estimations, logarithmiques et lipschitziennes, pour les positions et les intensités de sources dans le cas de l’équation elliptique obtenue et en considérant toujours des mesures intérieures. De plus, nous avons généralisé les résultats des estimations lipschitziennes pour l’équation elliptique de la forme –Δu+k2u=F. La dernière partie de la thèse est destinée à montrer les résultats de l’identification numérique en fonction des paramètres intervenant dans le modèle principal
This thesis deals with the study of an inverse source problem for a two dimensional seawater intrusion model. First, we focus on the modeling of the seawater intrusion phenomenon in a costal unconfined aquifer. Then considering some specific assumptions, we obtain, in the steady state, an elliptic equation of the hydraulic head with a left hand side formed by point wise sources. The study of the direct problem aims to analyze the derived model and to establish a result of existence and uniqueness of solution. The inverse problem concerns the identification of sources from local measurements. We are interested in the study of uniqueness, identification and stability.Concerning the identification, we transform the inverse problem to a control problem with a cost functional computing the quadratic error between the experimental measures and those obtained by solving the direct problem. To optimize this function, we need to compute its gradient and this can be done by the sensibility and the adjoint methods. Moreover, regarding the stability, we establish two types of estimates, logarithmic and lipschitz, for sources positions and intensities in the case of the elliptic equation assuming interior observations. Furthermore, we have generalized the results of Lipschitz estimates for the elliptic equation –Δu+k2u=F. The last part of the thesis is intended to show the results of the numerical identification based on parameters involved in the main model

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Brodd, Louise. "The help-seeking behaviour of dogs (Canis familiaris)". Thesis, Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-108919.

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During domestication, the dog( Canis familiaris), have become skilful in understanding human communication and also in communicating with humans. The wolf ( Canis lupus), is not as skilled with this interspecific communication. When dogs are faced with an unsolvable problem, they seek help from human by e.g. gazing at them. This behaviour has been studied and both age and breed group differences have been showed. In this study, we presented dogs with a task that consisted of a solvable and unsolvable problem in order to see if they gazed at their owner and/or an unfamiliar person for help. Although we did not find any difference in breed groups regarding gazing at humans, we did find that adult dogs (dogs older than 2 years) gazed more frequently at their owner and for a longer duration than adolescent dogs (6 months to 2 years). This may be because the adult dogs have more experience of this communication with humans, as they have lived longer with them. These findings empathize the bond between a dog and its owner that seems to grow stronger during the dogs’ life.

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Muscoloni, Alessandro [Verfasser], Carlo Vittorio [Akademischer Betreuer] Cannistraci, Michael [Gutachter] Schroeder e Giuseppe [Gutachter] Mangioni. "Generative modelling and inverse problem solving for networks in hyperbolic space / Alessandro Muscoloni ; Gutachter: Michael Schroeder, Giuseppe Mangioni ; Betreuer: Carlo Vittorio Cannistraci". Dresden : Technische Universität Dresden, 2019. http://d-nb.info/122690226X/34.

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Lübcke, Eva [Verfasser], e Martin Ulrich [Akademischer Betreuer] Schmidt. "The direct and the inverse problem of finite type Fermi curves of two-dimensional double-periodic Schrödinger operators / Eva Lübcke ; Betreuer: Martin Ulrich Schmidt". Mannheim : Universitätsbibliothek Mannheim, 2017. http://d-nb.info/1151446688/34.

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Lübcke, Eva [Verfasser], e Martin U. [Akademischer Betreuer] Schmidt. "The direct and the inverse problem of finite type Fermi curves of two-dimensional double-periodic Schrödinger operators / Eva Lübcke ; Betreuer: Martin Ulrich Schmidt". Mannheim : Universitätsbibliothek Mannheim, 2017. http://d-nb.info/1151446688/34.

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Maksymenko, Kostiantyn. "Nouvelles approches algorithmiques pour les problèmes directs et inverses en M/EEG". Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR4112.

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La Magnéto- et l'Electro-encéphalographie (M/EEG) sont deux modalités d'imagerie fonctionnelle non invasives qui mesurent l'activité électromagnétique du cerveau. Ces techniques sont utilisées pour des études cognitives ainsi que pour des applications cliniques, comme l'épilepsie. Après une présentation de quelques notions de base sur ces modalités M/EEG, cette thèse développe deux contributions principales. La première est une méthode d’approximation efficace d’un ensemble de solutions de problèmes directs d’EEG paramétrés par des valeurs de conductivité pour différents tissus. Ce problème direct consiste à calculer comment une activité corticale spécifique serait mesurée par des capteurs EEG. Le principal avantage de notre méthode est qu’elle accélère considérablement le temps de calcul tout en contrôlant l'erreur d'approximation. Les valeurs de conductivités des tissus de la tête varient selon les sujets et il serait intéressant de les estimer à partir des données EEG. Notre méthode est un pas important pour la résolution efficace d'un tel problème d'estimation de conductivités. La deuxième contribution est une nouvelle méthode de reconstruction de sources qui estime des configurations de sources corticales étendues expliquant les mesures M/EEG. La principale originalité de cette méthode réside dans le fait qu’au lieu de fournir une reconstruction unique, comme le font la majorité des méthodes de l’état de l'art, elle propose plusieurs solutions candidates valables. Nous avons validé nos deux contributions sur des données M/EEG simulées et réelles
Magneto- and Electro-encephalography (M/EEG) are two non-invasive functional imaging modalities which measure the electromagnetic activity of the brain. These tools are used in cognitive studies as well as in clinical applications as, for example, epilepsy. Besides the presentation of some background material about the M/EEG modalities, this thesis describes two main contributions. The first one is a method for a fast approximation of a set of EEG forward problem solutions, parametrized by tissue conductivity values. This forward problem consists in computing how a specific cortical activity would be measured by EEG sensors. The main advantage of our method is that it significantly accelerates the computation time, while controlling the approximation error. Head tissue conductivity values vary across subjects and it might be interesting to estimate them from the EEG data. Our method is an important step towards an efficient solution of such a head tissues conductivity estimation problem. The second contribution is a novel source reconstruction method, which estimates extended cortical sources explaining the M/EEG measurements. The main originality of the method is that instead of providing a unique reconstruction, as the majority of the state-of-the-art methods do, it proposes several equally valid candidates. We validated both our contributions on simulated and real M/EEG data

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El, Kanfoud Ibtissam. "Résolution de problèmes de rayonnement électromagnétique appliqués à l’imagerie médicale avec FreeFEM++". Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR4000/document.

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L'utilisation des microondes pour le diagnostic est en plein essor dans le domaine médical. Une des toutes dernières applications concerne la détection d'AVC (Accident vasculaire Cérébral) par imagerie microonde. La Société EMTensor GmbH basée à Vienne en Autriche étudie actuellement un tel système en collaboration avec le LEAT, le LJAD de l’Université Côte d’Azur et le LJLL de Sorbonne Université, pour le diagnostic et le contrôle de l'efficacité de traitement. Le but de ce travail était de modéliser le système de mesure de l'imagerie du cerveau, développé par la société EMTensor GmbH. Il s'agit d'un système d'émission/réception composé de 160 antennes disposées en 5 couronnes de 32 antennes réparties sur une cuve métallique cylindrique de section circulaire semi-ouverte. Un des enjeux majeurs de ce travail consiste en la modélisation et la simulation électromagnétique (EM) du système complet incluant un modèle réaliste de cerveau. La difficulté réside à la fois dans la taille du problème EM à simuler en raison du rapport entre la taille considérable du système et la taille très faible de certaines inhomogénéités à l’intérieur du cerveau, et dans la grande hétérogénéité des permittivités diélectriques présentes à l’intérieur du cerveau. Nous avons décidé d’utiliser un code open source, FreeFem++ pour cette modélisation car il permet de déployer du calcul hautement parallèle et la décomposition de domaines, qui sont bien adaptés à la complexité du problème EM. Dans un premier temps, nous avons comparé les résultats de simulation du système de mesure à vide (sans le cerveau) aux mesures et aux résultats obtenus par le logiciel de simulation EM HFSS basé sur la FEM comme FreeFem++. Nous avons ensuite simulé un modèle de tête tridimensionnel virtuel, à partir de coupe d’image du cerveau (scanner et IRM), en partenariat avec EMTensor en recherchant la position et le type d'AVC (ischémique et hémorragique). L'influence du bruit de mesure, la valeur du gel d'adaptation utilisé, le couplage entre les capteurs et le couplage entre la tête et les capteurs sont également étudiés. Afin de valider ces modèles, deux cas simples ont été étudiés. Un grand tube et un petit tube en plastique sont remplis de liquide d'adaptation symbolisant les caractéristiques diélectriques d'un cerveau afin de retrouver la forme du tube utilisé. Nous avons montré qu’il est possible de développer des algorithmes de reconstruction pour montrer permettant de retrouver la forme des objets par imagerie qualitative. Enfin, avec les partenaires et l'entreprise d'EMTensor nous avons appliqué une méthode quantitative à la détection d’un AVC ischémique par la tomographie microonde. Le problème direct repose sur l’utilisation de FreeFem++, en utilisant des éléments d'ordre supérieur et des préconditionneurs parallèles pour la méthode de décomposition de domaine. Nous avons résolu le problème inverse par un algorithme de minimisation, afin de reconstruire des images tomographiques du cerveau dans des temps compatibles avec les impératifs médicaux définis par les cliniciens
The use of microwaves for diagnosis is booming in the medical field. One of the latest applications is the detection of strokes by microwave imaging. The company EMTensor GmbH based in Vienna, Austria is currently studying such a system in collaboration with LEAT, the LJAD of the Côte d’Azur University and the LJLL of Sarbonne University, for the diagnosis and control of the treatement efficiency. The purpose of this work is to model the brain imaging measurement system developed by EMTensor GmbH. It is a transmission/ reception system consisting of 160 antennas arranged in 5 rings of 32 antennas distributed on a cylinder metal tank of semi-open circular section. One of the major issues of this work is the modeling and electromagnetic simulation (EM) of the complete system including a realistic brain model. The difficulty lies both in the size of the EM problem to be simulated beacause of the relationship between the considerable size of the system and the the very small size of certain inhomogeneities within the brain, and the great heterogeneity of the dielectric permittivities present inside the brain. We decided to use an open source software, FreeFem++ for this modelling because it is well adapted to high performance computing through domain decomposition methods, which is mandatory for the complexity of the EM problem. First, we compared the simulation results of the vacuum matching measurement system (without the brain) to the measurements and the results obtained by the FEM-based EM HFSS simulation software to those obtained by FreeFem++. We then simulated a virtual threedimensional head model, from brain imaging system cuts (CT scan and MRI), in partnership with EMTensor, looking for the position and type of stroke (ischemic and hemorragic). The influence of the measurement noise, the value of the adaptation gel used, the coupling between the sensors and the coupling between the head and the sensors are also studied. In order to validate these models, two simple cases have been studied. A large tube and a small plastic tube are fielld with adaptation liquid with the dielectric characteristic of a brain to find the shape of the tubes used by qualitative imaging. Finally, with the MEDIMAX project partners and the EMTensor company we applied a quantitative method to the detection of ischemic stroke by the microwave tomography. The direct problem has been solved with the help of FreeFem++, using hight order elements and parallel preconditioners for the domain decomposition method. We solved the inverse problem by a minimization algorithm, in order to reconstruct tomographic images of the brain in times compatible with medical imperatives defined by clinicians.”

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Spokes, Tara. "Ageing and Cognitive Inhibition: An ERP analysis". Thesis, Griffith University, 2016. http://hdl.handle.net/10072/365459.

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Impaired cognitive inhibition is one of a number of changes in cognitive functioning that are associated with healthy ageing. Cognitive inhibition is the ability to suppress or withhold some cognitive process and includes the ability to block out distracting information. Successful cognitive inhibition underlies improved performance on a range of executive functions including problem solving, long-term planning and goal-directed behaviour (Darowski, Helder, Zacks, Hasher, & Hambrick, 2008). One theory posits that age-related deficits in cognitive inhibition may underlie general cognitive decline associated with older adults (Hasher & Zacks, 1988; Hasher, Zacks, & Rahhal, 1999). Previous behavioural studies have found that automatic, or unintentional cognitive inhibition is preserved with age while controlled, intentional cognitive inhibition is impaired in older adults (Collette, Germain, Hogge, & Van der Linden, 2009). In contrast, a number of neuroimaging studies suggest that older adults show less differentiation than young adults in neural processing of automatic and controlled tasks. In particular, it has been suggested that automatic tasks are processed more like controlled tasks, suggesting increased cognitive effort required to complete them (Germain & Collette, 2008).
Thesis (PhD Doctorate)
Doctor of Philosophy (PhD)
School of Applied Psychology
Griffith Health
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Hofmanis, Janis. "Contribution au modèle direct cérébral par stimulation électrique de profondeur et mesures SEEG : application à l'épilepsie". Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0209/document.

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La thérapie de l'épilepsie par résection partielle exige l'identification des structures cérébrales qui sont impliquées dans la genèse des crises d'épilepsie focales. Plusieurs modalités telles que l'IRM, le PET SCAN, la sémiologie de la crise et l'électrophysiologie sont exploitées par les experts pour contribuer à la localisation de la zone épileptogène. L'EEG du scalp est la modalité qui procure la résolution temporelle à l'échelle des processus électrophysiologiques étudiés. Cependant du fait du positionnement des capteurs sur le scalp, sa résolution spatiale et, plus précisément, de profondeur est très médiocre. Dans certain cas (épilepsies pharmaco-résistantes), et pour palier à cette déficience spatiale, il est possible d'avoir recours à la SEEG. La SEEG permet des mesures électrophysiologiques intracérébrales : la résolution spatiale et donc anatomique est excellente dans l'axe de la microélectrode. La définition de la zone épileptogène, comme celle proposée par Talairach et Bancaud, est une définition électro-clinique basée sur les résultats d'enregistrements de SEEG intracérébraux. Elle tient compte non seulement de la localisation anatomique de la décharge épileptique partielle, mais également de l'évolution dynamique de cette décharge, c'est à dire les réseaux neurologiques actifs durant la période intercritique-critique et des symptômes cliniques. Récemment, il a été proposé une technique de diagnostic complémentaire de localisation de la zone épileptogénique employant la stimulation électrique cérébrale de profondeur (Deep Brain Stimulation). Cette source exogène peut activer les réseaux épileptiques et produire une réaction électrophysiologique telle qu'une crise d'épilepsie. Elle permet également de mettre en exergue les zones fonctionnelles cognitives. Cette source exogène est parfaitement définie spatialement et temporellement. Ainsi, la stimulation, couplée aux mesures SEEG, contribue à la modélisation de la propagation électrique cérébrale et, par voie de conséquence, à la compréhension du processus épileptique. De plus, ce travail sur le modèle de propagation directe apporte une aide à la résolution du problème inverse et donc à la localisation de sources. Les différentes tâches accomplies au cours de cette thèse sont les suivantes : création d'une base de données réelles à partir de 3000 stimulations et mesures SEEG pour 42 patients explorés ; extraction par séparation des signaux de propagation de la stimulation électrique (DBS) des mesures multidimensionnelles SEEG : 5 méthodes ont été développées ou adaptées et ont été validées au cours d'une première phase en simulation puis sur des signaux réels SEEG dans une seconde phase ; localisation des électrodes de SEEG dans le repère anatomique de l'IRM et du CT Scanner en y ajoutant une étape de segmentation de la matière grise et blanche, du liquide céphalorachidien et de l'os ; discussion sur de nombreux modèles de propagation réalistes ou non réalistes proposés dans la littérature, à la fois sur le plan du raffinement du modèle mais également sur les implantations numériques possibles : modèles de milieu, sphériques et réalistes infinis basés sur MRI et CT du patient ; comparaison entre les résultats générés par les modèles de sources et de milieux et les données obtenues après séparation de la stimulation électrique in vivo chez l'homme ; validation des modèles de tête FEM en intégrant les conductivités des milieux (CSF), gris et blancs céphalo-rachidiens et perspectives envisagées
The study of epilepsy requires the identification of cerebral structures which are involved in generation of seizures and connexion processes. Several methods of clinical investigation contributed to these studies : imaging (PET, MRI), electrophysiology (EEG, SEEG, MEG). The EEG provides a temporal resolution enough to analyze these processes. However, the localization of deep sources and their dynamical properties are difficult to understand. SEEG is a modality of intracerebral electrophysiological and anatomical high temporal resolution reserved for some difficult cases of pre-surgical diagnosis : drug-resistant epilepsy. The definition of the epileptogenic zone, as proposed by Talairach and Bancaud is an electro-clinical definition based on the results of intracerebral SEEG recordings. It takes into account not only the anatomical localization of partial epileptic discharge, but also the dynamic evolution of this discharge (active neural networks at the time of seizure) and clinical symptoms. Recently, a novel diagnostic technique allows an accurate localization of the epileptogenic zone using Depth Brain Stimulation (DBS). This exogenous source can activate the epileptic networks and generate an electrophysiological reaction. Therefore, coupling DBS with SEEG measurements is very advantageous : firstly, to contribute to the modeling and understanding of the (epileptic) brain and to help the diagnosis, secondly, to access the estimation of head model as an electrical conductor (conductive properties of tissues). In addition, supplementary information about head model improves the solution to the inverse problem (source localization methods) used in many applications in EEG and SEEG. The inverse solution requires repeated computation of the forward problem, i.e. the simulation of EEG and SEEG fields for a given dipolar source in the brain using a volume-conduction model of the head. As for DBS, the location of source is well defined. Therefore, in this thesis, we search for the best head model for the forward problem from real synchronous measurements of EEG and SEEG with DBS in several patients. So, the work of the thesis breaks up into different parts for which we need to accomplish the following tasks : Creation of database 3000 DBS measurements for 42 patients ; Extraction of DBS signal from SEEG and EEG measurements using multidimensional analysis : 5 methods have been developed or adapted and validate first in a simulation study and, secondly, in a real SEEG application ; Localization of SEEG electrodes in MR and CT images, including segmentation of brain matter ; SEEG forward modeling using infinite medium, spherical and realistic models based on MRI and CT of the patient ; Comparison between different head models and validation with real in vivo DBS measurements ; Validation of realistic 5-compartment FEM head models by incorporating the conductivities of cerebrospinal fluid (CSF), gray and white matters

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Bujoreanu, Denis. "Échographie compressée : Une nouvelle stratégie d’acquisition et de formation pour une imagerie ultrarapide". Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI098/document.

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Il ne fait aucun doute que le coût relativement faible des échographes, la procédure rapide et la capacité d’imager des tissus biologiques mous ont permis à l’échographie de devenir l’un des outils de diagnostic médical les plus courants. Malheureusement, l’imagerie ultrasonore présente encore des inconvénients par rapport à d’autres techniques d’imagerie médicale, principalement en termes de qualité d’image et de détails fournis. Dans le souci d’améliorer la qualité d’image, le prix à payer est généralement la baisse de la cadence d’acquisition. Ce compromis profondément enraciné entre la qualité d'image fournie et le temps d'acquisition est peut-être l'un des plus difficiles verrous de la recherche dans le domaine de l’échographie et son dépassement pourrait mener à des meilleures performances des applications existantes et même à des nouvelles utilisations de l’échographie. Ce travail de thèse porte sur l’amélioration du compromis précédemment indiqué entre la qualité d’image et la cadence d’acquisition. En combinant des concepts tels que l’imagerie par ondes planes, les systèmes à entrées multiples / sorties multiples et les problèmes inverses, ce travail vise à acquérir simultanément des images ultrasonores du tissu insonifié, ce qui permet d’augmenter la cadence d’acquisition sans réduire la qualité de l’image fournie. À travers cette étude, nous avons mis au point un modèle mathématique permettant de modéliser la propagation des ondes ultrasonores dans les tissus mous. Ce modèle a été utilisé pour passer en revue un grand nombre de schémas d’acquisition en échographie déjà existants et pour exposer leurs avantages et leurs inconvénients. Nous avons proposé de surmonter le compromis qualité / cadence d’acquisition d'images en utilisant des ondes ultrasonores codées temporellement émises simultanément, et le modèle direct généré a permis l'utilisation des différentes approches de problèmes inverses afin de reconstruire la réponse impulsionnelle pulse / écho du milieu insonifié et donc de son image. De plus, nous avons encore amélioré le modèle direct, ce qui nous a permis de relier directement les échos rétrodiffusés à la position / magnitude des diffuseurs à l'intérieur du milieu imagé. Les résultats fournies par les approches de problèmes inverses basées sur ce modèle amélioré nous ont mis devant une méthode de pointe qui non seulement améliorent d’un facteur conséquent la qualité de l'image en termes de résolution et de cohérence du speckle, mais permettent également d'améliorer la cadence d'acquisition d’images
It is beyond doubt that the relative low cost of ultrasound scanners, the quick procedure and the ability to image soft biological tissues helped ultrasound imaging to become one of the most common medical diagnostic tools. Unfortunately, ultrasound still has some drawbacks when compared to other medical imaging techniques mainly in terms of the provided image quality and details. In the quest for an improved image quality, usually, the price to pay is the drop in the frame acquisition rate. This deep rooted trade-off between the provided image quality and the acquisition time is perhaps one of the most challenging in today’s ultrasound research and its overcoming could lead to diagnostic improvements in the already existing ultrasound applications and even pave the way towards novel uses of echography. This study addresses the previously stated trade-off. Through a mix of such concepts as plane wave imaging, multiple-input /multiple-output systems and inverse problems, this work aims at acquiring ultrasound images of the insonified tissue simultaneously, thus providing an increased frame rate while not degrading the image quality. Through this study we came up with a mathematical model that allows modelling the ultrasound wave propagation inside soft tissues. This model was used to review a great number of existing ultrasound acquisition schemes and to expose their advantages and drawbacks. We proposed to overcome the image quality / frame rate trade-off by using temporally encoded ultrasound waves emitted simultaneously, and the generated direct model enabled the use of different inverse problem approaches in order to reconstruct the pulse-echo impulse response of the insonified medium and thus its image. Moreover, we further improved the direct model, which allowed us to directly link the backscattered echoes to the position / magnitude of the scatterers inside the imaged medium. The results yielded by the inverse problem approaches based on the former model put us face to face with state of the art method that not only increase the image quality several times in terms resolution and speckle coherence but also provide a boost in frame acquisition rate

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Темченко, Сергей Александрович. "Обратная аэродинамическая задача для оптимального проектирования кольцевых диффузорных каналов турбомашин". Thesis, НТУ "ХПИ", 2015. http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17151.

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Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.16 – турбомашины и турбоустановки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015. Диссертация посвящена разработке метода решения прямой и обратной задач для кольцевых диффузорных каналов при условии осевой симметрии течения. Метод предназначен для использования при оптимальном проектировании переходных и выходных диффузорных каналов турбомашин. В разработанном методе прямая и обратная задачи разделены на задаваемое число отдельных подзадач, независимых друг от друга, которые можно решать в любой последовательности или одновременно, что обеспечивает возможность контроля формы любого участка проектируемого канала и позволяет значительно сократить время проектирования. Отдельные подзадачи решаются методами нелинейного программирования, что не требует хранения существенных объемов информации. Разработаны методика оптимального проектирования кольцевых диффузоров на основе обратной задачи и комплекс компьютерных программ для решения прямой и обратной аэродинамических задач и задач оптимизации. С помощью решения прямых задач определены распределения параметров потока по радиусу в межвенцовых и межступенчатых зазорах осевой турбины, что открывает перспективы оптимального проектирования многоступенчатых отсеков турбин по зазорам совместно с переходными или выходными кольцевыми диффузорными устройствами. Используя методику оптимального проектирования кольцевых диффузоров, спроектирован высокоэффективный безотрывной диффузор при заданных степени расширения, осевом и радиальном габаритах. Диффузор мало чувствительный к изменению режимных параметров в диапазонах, характерных для выходных диффузоров компрессоров и энергетических газовых турбин, имеет низкий уровень коэффициента полных потерь и осевой габарит, который меньше на 20% предельного осевого габарита предотрывного диффузора с прямолинейными обводами и такой же степенью расширения.
Thesis for degree of Candidate of Sciences in Technique for speciality 05.05.16 – turbomachine and turbine-installations. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2015. The thesis is devoted to development of method for direct and inverse aerodynamic problems solution for annular transition and exhaust ducts of turbomachine, which takes into account the organization of computing processes of optimal design. The direct and inverse problems are divided into separate subproblems, independent of each other, which can be solved in any order or simultaneously, providing the ability to control form any region of the projected duct, and permit significantly reduce design time. Individual subproblems are resolved nonlinear programming methods that do not require significant amounts of information storage. Based on the method of inverse problem of optimum design of diffusers was developed. Designed diffuser with degree of expansion – two, axial and radial dimensions and curved outline, which has in-separation flow, low losses and low sensitivity to changes in operating condition in the ranges typical for exhaust diffuser compressors and power gas turbines, and its axial dimension to 20% lower limit value of the axial dimension to prior to separation diffuser with straight outline and the same degree of expansion.

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Chanet, Alain. "Determination de vitesses sismiques entre puits, inversion des temps de parcours par modelisation iterative". Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066134.

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La tomographie appliquee a la geologie presentee dans ce travail repose sur l'estimation d'une grille de repartition des vitesses sismiques entre puits. Cette estimation est faite a partir des temps de parcours d'ondes sismiques traversant la zone a explorer, elle est effectuee suivant un processus iteratif. Ce processus se presente sous deux aspects : - resolution du probleme direct correspondant aux calculs de temps de parcours theoriques en fonction d'une repartition donnee de vitesses de propagation. - resolution du probleme inverse qui consite a fixer un schema de repartition des vitesses repondant au mieux aux temps de parcours mesures sur le terrain. On teste les solutions des deux tomographies ainsi developpees a partir d'exemples synthetiques simples. L'experience acquise permet d'appliquer ces processus a des donnees reelles dans le domaine du genie civil et pour une etude grande profondeur.

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Темченко, Сергій Олександрович. "Обернена аеродинамічна задача для оптимального проектування кільцевих дифузорних каналів турбомашин". Thesis, НТУ "ХПІ", 2015. http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17139.

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Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертація присвячена розробці перспективного методу розв'язання прямої та оберненої аеродинамічних задач для кільцевих перехідних та вихідних каналів турбомашин, який враховує особливості організації обчислювальних процесів при оптимальному проектуванні таких каналів. Пряму та обернену задачі розділено на окремі підзадачі, незалежні одна від одної, які можна розв'язувати в будь-який послідовності або одночасно. Це забезпечує можливість контролю форми будь-якої ділянки каналу, що проектується, і дозволяє значно скоротити час проектування. Окремі підзадачі розв'язуються методами нелінійного програмування, що не вимагає збереження істотних обсягів інформації. На основі оберненої задачі розроблено методику оптимального проектування дифузорів. Спроектовано дифузор з криволінійними обводами із заданими ступенем розширення, осьовим та радіальним габаритами. Він має безвідривний характер течії, низький рівень втрат та малу чутливість до зміни режимних параметрів у діапазонах, характерних для вихідних дифузорів компресорів і енергетичних газових турбін, а його осьовий габарит на 20% менший величини граничного осьового габариту передвідривного дифузора з прямолінійними обводами та таким же ступенем розширення.
Thesis for degree of Candidate of Sciences in Technique for speciality 05.05.16 – turbomachine and turbine-installations. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2015. The thesis is devoted to development of method for direct and inverse aerodynamic problems solution for annular transition and exhaust ducts of turbomachine, which takes into account the organization of computing processes of optimal design. The direct and inverse problems are divided into separate subproblems, independent of each other, which can be solved in any order or simultaneously, providing the ability to control form any region of the projected duct, and permit significantly reduce design time. Individual subproblems are resolved nonlinear programming methods that do not require significant amounts of information storage. Based on the method of inverse problem of optimum design of diffusers was developed. Designed diffuser with degree of expansion – two, axial and radial dimensions and curved outline, which has in-separation flow, low losses and low sensitivity to changes in operating condition in the ranges typical for exhaust diffuser compressors and power gas turbines, and its axial dimension to 20% lower limit value of the axial dimension to prior to separation diffuser with straight outline and the same degree of expansion.

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Gharsalli, Leila. "Approches bayésiennes en tomographie micro-ondes : applications à l'imagerie du cancer du sein". Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112048/document.

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Ce travail concerne l'imagerie micro-onde en vue d'application à l'imagerie biomédicale. Cette technique d'imagerie a pour objectif de retrouver la distribution des propriétés diélectriques internes (permittivité diélectrique et conductivité) d'un objet inconnu illuminé par une onde interrogatrice connue à partir des mesures du champ électrique dit diffracté résultant de leur interaction. Un tel problème constitue un problème dit inverse par opposition au problème direct associé qui consiste à calculer le champ diffracté, l'onde interrogatrice et l'objet étant alors connus.La résolution du problème inverse nécessite la construction préalable du modèle direct associé. Celui-ci est ici basé sur une représentation intégrale de domaine des champs électriques donnant naissance à deux équations intégrales couplées dont les contreparties discrètes sont obtenues à l'aide de la méthode des moments. En ce qui concerne le problème inverse, hormis le fait que les équations physiques qui interviennent dans sa modélisation directe le rendent non-linéaire, il est également mathématiquement mal posé au sens de Hadamard, ce qui signifie que les conditions d'existence, d'unicité et de stabilité de la solution ne sont pas simultanément garanties. La résolution d'un tel problème nécessite sa régularisation préalable qui consiste généralement en l'introduction d'information a priori sur la solution recherchée. Cette résolution est effectuée, ici, dans un cadre probabiliste bayésien où l'on introduit une connaissance a priori adaptée à l'objet sous test et qui consiste à considérer ce dernier comme étant composé d'un nombre fini de matériaux homogènes distribués dans des régions compactes. Cet information est introduite par le biais d'un modèle de « Gauss-Markov-Potts ». De plus, le calcul bayésien nous donne la distribution a posteriori de toutes les inconnues connaissant l'a priori et l'objet. On s'attache ensuite à déterminer les estimateurs a posteriori via des méthodes d'approximation variationnelles et à reconstruire ainsi l'image de l'objet recherché. Les principales contributions de ce travail sont d'ordre méthodologique et algorithmique. Elles sont illustrées par une application de l'imagerie micro-onde à la détection du cancer du sein. Cette dernière constitue en soi un point très important et original de la thèse. En effet, la détection du cancer su sein en imagerie micro-onde est une alternative très intéressante à la mammographie par rayons X, mais n'en est encore qu'à un stade exploratoire
This work concerns the problem of microwave tomography for application to biomedical imaging. The aim is to retreive both permittivity and conductivity of an unknown object from measurements of the scattered field that results from its interaction with a known interrogating wave. Such a problem is said to be inverse opposed to the associated forward problem that consists in calculating the scattered field while the interrogating wave and the object are known. The resolution of the inverse problem requires the prior construction of the associated forward model. This latter is based on an integral representation of the electric field resulting in two coupled integral equations whose discrete counterparts are obtained by means of the method of moments.Regarding the inverse problem, in addition to the fact that the physical equations involved in the forward modeling make it nonlinear, it is also mathematically ill-posed in the sense of Hadamard, which means that the conditions of existence, uniqueness and stability of the solution are not simultaneously guaranteed. Hence, solving this problem requires its prior regularization which usually involves the introduction of a priori information on the sought solution. This resolution is done here in a Bayesian probabilistic framework where we introduced a priori knowledge appropriate to the sought object by considering it to be composed of a finite number of homogeneous materials distributed in compact and homogeneous regions. This information is introduced through a "Gauss-Markov-Potts" model. In addition, the Bayesian computation gives the posterior distribution of all the unknowns, knowing the a priori and the object. We proceed then to identify the posterior estimators via variational approximation methods and thereby to reconstruct the image of the desired object.The main contributions of this work are methodological and algorithmic. They are illustrated by an application of microwave imaging to breast cancer detection. The latter is in itself a very important and original aspect of the thesis. Indeed, the detection of breast cancer using microwave imaging is a very interesting alternative to X-ray mammography, but it is still at an exploratory stage

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La, Delfa Patricio. "Contribution à la conception silencieuse par démarches directe et inverse de machines synchrones à aimants permanents et bobinage dentaire". Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0036/document.

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Cette thèse porte sur la conception silencieuse par démarches inverses de machines synchrones à aimants permanents dotées de bobinages dentaires. Notre travail se focalise sur l’analyse des raies de forces radiales à l’origine du bruit magnétique. En premier lieu, un modèle direct électromagnétique, nous a permis de déterminer le spectre spatio-temporel de la force radiale dans l’entrefer. Ce dernier nous offre la possibilité d’obtenir pas à pas et de manière analytique l’induction radiale dans l’entrefer, résultat du produit de la force magnétomotrice totale et de la perméance d’entrefer globale. Plusieurs machines dotées d’un bobinage dentaire et distribué ont été évaluées, comparées à des simulations par éléments finis et corroborés par une analyse modale opérationnelle sur un prototype existant au laboratoire. Puis la démarche inverse de conception est abordée par le biais de deux outils « analytiques prédictifs » donnant les origines des ordres faibles spatio-temporels de la force radiale dans l’entrefer. Enfin, la résolution du problème inverse est conduite au moyen d’une boucle itérative d’optimisation donnant parmi un échantillon de solutions, une fonction de bobinage, visant à atténuer ou supprimer une raie potentiellement risquée en termes de nuisances acoustiques
This thesis deals the quiet design by inverses approaches of synchronous machines with permanent magnets concentrated windings. Our work focuses on the analysis of magnetic noise origin of air gap radial force orders. Firstly a direct electromagnetic model allowed us to determine the spatio-temporal spectrum of air gap radial pressure. The latter offers us the possibility of obtaining step by step and in an analytical way the radial induction in the gap, result of the product of the total magnetomotive force and global air gap permeance. Several machines equipped with a concentrated winding and distributed were evaluated, compared to simulations by finite elements and corroborated by an operational deflection shape on an existing prototype in the laboratory. In the second time two inverse approaches named predictive methodology identified the radial pressure low order origin. Finally, the resolution of the inverse problem is carried out by means of an iterative optimization loop giving among a sample of solutions, a winding function, aimed at attenuating or eliminating a potential risky line in terms of acoustic nuisances

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Hernández, Castañón Viviana del Rocío. "Localization of brain oscillatory sources from (S)EEG recordings". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0010.

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Nous avons abordé dans cette thèse le problème de la localisation des sources oscillatoires, dans le domaine temporel ou en fréquentiel, en considérant des enregistrements EEG et stéréo-EEG (SEEG). L'application visée est l'identification des structures cérébrales répondant aux protocoles de stimulation visuelle périodique rapide (FPVS). Ces protocoles induisent des activités cérébrales à la même fréquence que la stimulation (avec d'éventuelles harmoniques). Ces signaux sont généralement noyées dans le bruit, mais ils apparaissent clairement lors du passage en fréquentiel. Outre cette sparsité fréquentielle, l'une des principales hypothèses de travail est la sparsité spatiale : la solution reconstruite doit être parcimonieuse en termes de nombre de sources estimées, car peu de structures cérébrales sont supposées répondre aux protocoles. Après un chapitre introductif et une revue de la littérature, nous présentons nos contributions. Dans le chapitre 3, nous commençons par analyser les signaux réels des protocoles FPVS et justifions le modèle utilisé dans le reste de la thèse, à savoir un mélange de peu de sources dipolaires ayant une orientation fixe et un contenu fréquentiel très spécifique. Nous formalisons et analysons ensuite les difficultés particulières de la localisation dans le cas de ce type de sources. Nous mettons en avant le problème d'ambiguïté qui se pose lorsqu'on cherche à distinguer plusieurs sources oscillatoires partageant le même support fréquentiel et nous quantifions, en simulation, le risque d'obtenir des données équivalentes avec un nombre de sources moindre et donc le risque de leurrer les algorithmes de localisation de sources favorisant la sparsité. Dans les chapitres suivants, nous avons évalué les performances des algorithmes parcimonieux de localisation de sources, dans deux situations : pour un modèle de tête défini par une matrice lead-field avec une orientation fixe connue (e.g., , dipôles orthogonaux à la surface du cerveau - chapitre 4) ou avec une orientation inconnue, qui doit être estimée pendant le processus d'inversion (chapitre 5). Nous avons proposé, pour chaque modèle de lead-field, deux algorithmes de régression itérative (OLS et SBR) que nous avons comparés aux méthodes MUSIC itératives connues pour favoriser la sparsité. Si dans le 4ème chapitre, les deux algorithmes proposés sont facilement adaptables à la localisation (chaque colonne de la matrice lead-field correspond à un élément du dictionnaire de régression), les algorithmes proposés dans le 5ème chapitre sont originaux. Ils mettent en œuvre une régression itérative sur un dictionnaire de matrices 3D (pour chaque position les orientations sont libres) sous la contrainte d'une orientation fixe. Dans les deux chapitres, nous analysons les performances de ces algorithmes et illustrons leurs avantages et inconvénients par rapport aux approches de type MUSIC en utilisant différentes configurations de simulation, avec des niveaux de sparsité (en espace et en fréquence) et de bruit variables. Deux versions de chaque algorithme ont été évaluées, en temporel et en fréquentiel. Les résultats montrent que, dans des configurations “sparse” (peu de sources et/ou peu de fréquences), les nouveaux algorithmes proposés sont plus performants que RAP et TRAP MUSIC, surtout lorsqu'ils sont appliqués dans le domaine fréquentiel, tandis qu'en temporel et dans des configurations moins contraintes, (T)RAP-MUSIC reste plus performant, sauf pour des niveaux de bruit élevés. Nous présentons également, principalement à des fins d'illustration, des résultats de localisation sur des données FPVS réelles, à la fois en EEG et SEEG. Bien que nous ne puissions pas valider ces résultats en l'absence d'une vérité terrain ou d'une base de données plus importante, nous pouvons noter qu'ils sont cohérents avec les connaissances neuroscientifiques sur les régions impliquées dans les protocoles FPVS cognitifs utilisés
We have addressed in this thesis the problem of oscillatory source localization both in time and frequency domains, by considering EEG as well as Stereo-EEG (SEEG) recordings. The targeted application is the identification of brain structures responding to Fast Periodic Visual Stimulation (FPVS) protocols. These protocols induce brain source activities responding at the same frequency as the stimulation (with possible harmonics). These sources have low amplitudes in time and they are usually buried in noise, but they appear clearly when transforming the data in the frequency domain. Moreover, along with this frequency sparsity, one of the main working hypothesis is the spatial sparsity: the reconstructed solution should be sparse in terms of number of estimated sources, as few brain structures are assumed to respond to the protocols. After an introductory chapter and the literature review, we structure our contributions as follows. In chapter 3, we start by analyzing real signals recorded during FPVS protocols and justify the model used further in this thesis, ie a mixture of few dipolar sources having a fixed orientation and very specific frequency contents. We next formalize and analyze the particular difficulties of source localization in the case of this type of sources. We put forward the ambiguity problem arising when trying to distinguish between several oscillatory sources sharing the same frequency support and we quantified, in simulation, the risk of obtaining equivalent data with a far less number of sources, and thus the risk of luring sparsity promoting source localization algorithms. In the next chapters, we evaluated in simulation and on real data the performances of sparse source localization algorithms, in two situations: for a head model defined by a lead-field matrix with fixed known orientation (eg, dipoles orthogonal to the brain surface - chapter 4) or with unknown orientation, that has to be estimated during the inversion process (chapter 5). We have proposed, for each lead-field model, two step-wise regression algorithms (OLS and SBR) that we compared against iterative MUSIC methods known to promote sparsity. If in the 4th chapter, the two proposed algorithms are easily adapted to source localization (each column of the lead-field matrix correspond to an element in the regression dictionary), the algorithms proposed in the 5th chapter are original. They implement a step-wise regression on a dictionary of 3D matrices (for each position the orientations are free) under the constraint of fixed orientation. In both chapters, we analyze the performances of these algorithms and illustrate their advantages and drawbacks when compared to MUSIC-like approaches using different simulation setups, with varying sparsity (in space and frequency) and noise levels. Two versions of each algorithm were evaluated, in time and in frequency domains. The results show that, in sparse situations, the newly proposed algorithms outperform RAP and TRAP MUSIC, especially when applied in frequency domain, while in time domain and less sparse setups, MUSIC performs better, except for high noise levels. We also present, mainly for illustrative purposes, source localization results on real FPVS data, both in EEG and SEEG. While we cannot validate these results in the absence of a ground truth or a larger database, we can note that they are coherent with the neuroscientific knowledge about the regions involved in the used cognitive FPVS protocols

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Kerle, Hanfried. "Die kinematische und statische Analyse eines Biglide-Getriebes mit Hilfe der Programme Mathcad und GeoGebra". Universitätsbibliothek Chemnitz, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-226038.

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Der vorliegende Beitrag behandelt die kinematische und statische Analyse eines Biglide-Getriebes mit fünf Gliedern und zwei Schubantrieben zur Führung eines Punktes in der x-y-Ebene. Als mathematische Hilfsmittel werden die beiden Programme PTC Mathcad Prime 3.1 und GeoGebra 5.0 eingesetzt, die sich einander in hervorragender Weise ergänzen. Dabei ist Mathcad hier vorwiegend für Matrizenrechnungen und GeoGebra besonders anschaulich für geometrische Grundaufgaben mit Animationen zuständig. Die Effizienz der vorgestellten Algorithmen und Hilfsmittel wird anhand zweier Anwendungsbeispiele aufgezeigt.

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Hofmanis, Janis. "Contribution au modèle direct cérébral par stimulation électrique de profondeur et mesures SEEG : application à l'épilepsie". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0209.

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La thérapie de l'épilepsie par résection partielle exige l'identification des structures cérébrales qui sont impliquées dans la genèse des crises d'épilepsie focales. Plusieurs modalités telles que l'IRM, le PET SCAN, la sémiologie de la crise et l'électrophysiologie sont exploitées par les experts pour contribuer à la localisation de la zone épileptogène. L'EEG du scalp est la modalité qui procure la résolution temporelle à l'échelle des processus électrophysiologiques étudiés. Cependant du fait du positionnement des capteurs sur le scalp, sa résolution spatiale et, plus précisément, de profondeur est très médiocre. Dans certain cas (épilepsies pharmaco-résistantes), et pour palier à cette déficience spatiale, il est possible d'avoir recours à la SEEG. La SEEG permet des mesures électrophysiologiques intracérébrales : la résolution spatiale et donc anatomique est excellente dans l'axe de la microélectrode. La définition de la zone épileptogène, comme celle proposée par Talairach et Bancaud, est une définition électro-clinique basée sur les résultats d'enregistrements de SEEG intracérébraux. Elle tient compte non seulement de la localisation anatomique de la décharge épileptique partielle, mais également de l'évolution dynamique de cette décharge, c'est à dire les réseaux neurologiques actifs durant la période intercritique-critique et des symptômes cliniques. Récemment, il a été proposé une technique de diagnostic complémentaire de localisation de la zone épileptogénique employant la stimulation électrique cérébrale de profondeur (Deep Brain Stimulation). Cette source exogène peut activer les réseaux épileptiques et produire une réaction électrophysiologique telle qu'une crise d'épilepsie. Elle permet également de mettre en exergue les zones fonctionnelles cognitives. Cette source exogène est parfaitement définie spatialement et temporellement. Ainsi, la stimulation, couplée aux mesures SEEG, contribue à la modélisation de la propagation électrique cérébrale et, par voie de conséquence, à la compréhension du processus épileptique. De plus, ce travail sur le modèle de propagation directe apporte une aide à la résolution du problème inverse et donc à la localisation de sources. Les différentes tâches accomplies au cours de cette thèse sont les suivantes : création d'une base de données réelles à partir de 3000 stimulations et mesures SEEG pour 42 patients explorés ; extraction par séparation des signaux de propagation de la stimulation électrique (DBS) des mesures multidimensionnelles SEEG : 5 méthodes ont été développées ou adaptées et ont été validées au cours d'une première phase en simulation puis sur des signaux réels SEEG dans une seconde phase ; localisation des électrodes de SEEG dans le repère anatomique de l'IRM et du CT Scanner en y ajoutant une étape de segmentation de la matière grise et blanche, du liquide céphalorachidien et de l'os ; discussion sur de nombreux modèles de propagation réalistes ou non réalistes proposés dans la littérature, à la fois sur le plan du raffinement du modèle mais également sur les implantations numériques possibles : modèles de milieu, sphériques et réalistes infinis basés sur MRI et CT du patient ; comparaison entre les résultats générés par les modèles de sources et de milieux et les données obtenues après séparation de la stimulation électrique in vivo chez l'homme ; validation des modèles de tête FEM en intégrant les conductivités des milieux (CSF), gris et blancs céphalo-rachidiens et perspectives envisagées
The study of epilepsy requires the identification of cerebral structures which are involved in generation of seizures and connexion processes. Several methods of clinical investigation contributed to these studies : imaging (PET, MRI), electrophysiology (EEG, SEEG, MEG). The EEG provides a temporal resolution enough to analyze these processes. However, the localization of deep sources and their dynamical properties are difficult to understand. SEEG is a modality of intracerebral electrophysiological and anatomical high temporal resolution reserved for some difficult cases of pre-surgical diagnosis : drug-resistant epilepsy. The definition of the epileptogenic zone, as proposed by Talairach and Bancaud is an electro-clinical definition based on the results of intracerebral SEEG recordings. It takes into account not only the anatomical localization of partial epileptic discharge, but also the dynamic evolution of this discharge (active neural networks at the time of seizure) and clinical symptoms. Recently, a novel diagnostic technique allows an accurate localization of the epileptogenic zone using Depth Brain Stimulation (DBS). This exogenous source can activate the epileptic networks and generate an electrophysiological reaction. Therefore, coupling DBS with SEEG measurements is very advantageous : firstly, to contribute to the modeling and understanding of the (epileptic) brain and to help the diagnosis, secondly, to access the estimation of head model as an electrical conductor (conductive properties of tissues). In addition, supplementary information about head model improves the solution to the inverse problem (source localization methods) used in many applications in EEG and SEEG. The inverse solution requires repeated computation of the forward problem, i.e. the simulation of EEG and SEEG fields for a given dipolar source in the brain using a volume-conduction model of the head. As for DBS, the location of source is well defined. Therefore, in this thesis, we search for the best head model for the forward problem from real synchronous measurements of EEG and SEEG with DBS in several patients. So, the work of the thesis breaks up into different parts for which we need to accomplish the following tasks : Creation of database 3000 DBS measurements for 42 patients ; Extraction of DBS signal from SEEG and EEG measurements using multidimensional analysis : 5 methods have been developed or adapted and validate first in a simulation study and, secondly, in a real SEEG application ; Localization of SEEG electrodes in MR and CT images, including segmentation of brain matter ; SEEG forward modeling using infinite medium, spherical and realistic models based on MRI and CT of the patient ; Comparison between different head models and validation with real in vivo DBS measurements ; Validation of realistic 5-compartment FEM head models by incorporating the conductivities of cerebrospinal fluid (CSF), gray and white matters

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Horák, Aleš. "Návrh experimentu pro řešení inverzní úlohy vedení tepla". Doctoral thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2011. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-233977.

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this thesis complex inverse heat transfer problem, which is focused on optimal design of experiment, is studied. There are many fields and applications in technical practice, where inverse tasks are or can be applied. On first place main attention is focused on industrial metallurgical processes such as cooling of continues casting, hydraulic descaling or hot rolling. Inverse problems are in general used to calculate boundary conditions of differential equations and in this field are used to find out Heat Transfer Coefficient (HTC). Knowledge of numerical approximation of precise boundary conditions is nowadays essential. It allows for example design of optimized hot rolling mill cooling focused on material properties and final product quality. Sequential Beck’s approach and optimization method is used in this work to solve inverse heat transfer problems. Special experimental test bench measuring heat transfer intensity was developed and built to full fill specific requirements and required accuracy. There were four different types of thermal sensor applied and studied. Those sensors are in usage in Heat Transfer and Fluid Flow laboratory (Heatlab) at various experimental test benches. Each specific sensor was tailored in Heat Transfer and Fluid Flow Laboratory to specific metallurgical application. Fist type of sensor was designed to simulate cooling during continuous casting. Second sensor is used for experiments simulate hot rolling mill cooling, while third sensor is designated for experiments with fast moving hot rolled products. Last sensor is similar to sensor type one, but thermocouple is located parallel to cooled surface. Experimental part of this study covers series of measurements to investigate Heat Transfer Coefficient (HTC) for various types of coolant, cooling mixtures and spray parameters. Results discovered in this study were compared with published scientific articles, and widely extend the knowledge of cooling efficiency for commonly used

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Stanque, Edson Luis. "DIVISÃO DE POLÍGONOS IRREGULARES DO ELIPSÓIDE BIAXIAL NA SUPERFÍCIE DA PROJEÇÃO AZIMUTAL EQUIVALENTE DE LAMBERT". Universidade Federal de Santa Maria, 2007. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9485.

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Resumo:

This dissertation supplies the methodology of the measure (area) in the Earth model adopted for Geodesy. This model is the ellipsoid of revolution, in which the system of Cartesian coordinates, the curvilinear coordinate system and the polar coordinate system are described. The coordinate nature in the development of the surface measure calculation is discussed. The following demonstrations are illustrated: the ellipse equation, the eccentricity of the ellipse, the meridian section curvature radius equation, the meridian transversal section curvature radius equation and elliptic integral. It define algebraic geodesic line and geometrically. The juridical basis are the article 3º of Brazilian Federal Law 10.267/2001, which modify article 176 of the Brazilian Federal Law 6.015/1973 (Public Record Law) and adds to this article the paragraphs 3º and 4º, the paragraph 3º of article 225 of the Brazilian Law 6.015/1973 and the article 971 of the Código de Processo Civil (CPC), which require the coordinates of the corners of the real property on the Brazilian Geodetic System (SGB). The partitioning of the regular ellipsoid quadrilateral and the partitioning of the irregular ellipsoid quadrilateral located in the real property Pó de Serra is presented. To become this partitioning, it was used surface of the Lambert azimuthal equal-area projection, i. e., the curvilinear geodetic coordinates in plane coordinates has been transformed. The surface partitioning was determined using the method area equation of the Gauss trapezes connected with the equation of the straight line. The direct problem of the Lambert azimuthal equal-area projection and the inverse problem supply the methodology that become feasible the juridical exigence (articles 176 and 225 of Brazilian Federal Law 6.015/1973 and article 971 of the CPC). The methodology to the geodetic coordinates system with the purpose to calculate the partitioned areas of surface on the ellipsoid can be applied. The calculation of surface measure supplies the effective practice of the mencioned juridical basis.
O propósito deste trabalho é fornecer os fundamentos de cálculo de medida de superfície (área) no modelo de Terra adotado pela Geodésia. Esse modelo é o elipsóide de revolução ao qual se vincula o sistema de coordenadas cartesianas, o sistema de coordenadas curvilíneas e o sistema de coordenadas polares. Discute a natureza das coordenadas no desenvolvimento do cálculo da medida de superfície. Efetuam-se as seguintes demonstrações: equação da elipse, equação da excentricidade da elipse, equação do raio de curvatura da seção meridiana, equação do raio de curvatura da seção transversal meridiana e integral elíptica. Define linha geodésica algébrica e geometricamente. Apresentam-se os instrumentos legais que são o artigo 3º da Lei 10.267/2001, o qual altera o artigo 176, inciso II da Lei 6.015/1973 (Lei de Registros Públicos) e acrescenta a este artigo os parágrafos 3º e 4º, o parágrafo 3º do artigo 225 da Lei 6.015/1973 e o artigo 971 do Código de Processo Civil (CPC), os quais vinculam as coordenadas dos vértices do imóvel ao Sistema Geodésico Brasileiro (SGB). Efetuam-se a divisão do quadrilátero elipsóidico regular e também do quadrilátero elipsóidico irregular localizado na gleba Pó de Serra. Para se fazer esta divisão, usou-se a superfície da projeção azimutal equivalente de Lambert, ou seja, as coordenadas elipsóidicas curvilíneas foram transformadas em coordenadas planas desse sistema de projeção. A divisão destas superfícies foi efetuada pelo método da equação da área dos trapézios de Gauss em conjunto com a equação da reta. Os problemas direto e inverso da projeção azimutal equivalente de Lambert fornecem a metodologia que tornam exeqüíveis os dispositivos legais (artigos 176 e 225 da Lei 6.015/1973 e artigo 971 do CPC). A metodologia de cálculo proposto pode ser aplicada ao sistema de coordenadas geodésicas com a finalidade de calcular as áreas de uma divisão de superfície no elipsóide. Os fundamentos do cálculo de medida de superfície instrumentalizam o efetivo cumprimento dos dispositivos legais retrocitados.

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Huang, Hsuan-Wen, e 黃暄雯. "Solving Direct and Inverse Problems of Convection Diffusion Equation". Thesis, 2016. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/80414996623609466216.

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碩士
國立臺灣大學
土木工程學研究所
104
The pollution is a big issue in estuarine and coastal engineering, inducing a huge impact on the environment. It would be helpful for engineering practice to analyze the emission and the dynamic motion of the pollution. The subject of this thesis is to solve the convection diffusion equation without knowing the source term by the boundary integral element method (BIEM) and the collocation method which are both meshless methods to recover 1D pollution source and concentration problem. Firstly, BIEM is applied to solve the inverse source problem. Secondly, BIEM as well as the collocation method are applied to solve the direct concentration problem. Other than Fourier series and polynomial basis, we tried to use the exponential functions and mode shapes as the basis of trial solution as well. Furthermore, we tried the fractional order exponential functions as the basis to see if the accuracy can be increased. The supplementary techniques such as multi-scale method, conjugate gradient method (CGM) and orthogonality of trigonometric functions are also used in this thesis.

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LU, Chia-Hui, e 呂家慧. "The Discussion of Problem-Solving Strategies and Math Performance in the Direct Proportion Unit of the Grade School Students". Thesis, 2014. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/83858050262328555769.

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碩士
國立臺中教育大學
教育測驗統計研究所
102
The study aims to discuss the interactions of the multiple problem-solving strategies, the concepts and the error patterns. Try to figure out the relations between the strategies and the math performance of the sixth grade students in “direct proportion” unit. The researcher used the self-developed “The Direct Proportion of Mathematical Concept Test” composed of the constructed-response items. It can provide abundant information to realize the situation of the students’ inner concepts and fixed misconception through the constructed-response items. Based on the results, the major findings of the study were summarized as follows： A、There are four strategies to solve the proportion problems by examining the process of the students’ response. They are ratio(A)、B(multiple)、C(math formula) and D(unit). Furthermore, The researcher divided the students in three groups：one is using B(multiple) consistently, another is using C(math formula) consistently and the last one is using M (mixed strategy). B、The study shows that there is a significant correlation between habitual strategies and the math performance. The students using C (math formula) consistently have better performance than those who use B (multiple) habitually and M (mixed-strategies). C、The students used the certain strategy represent that they possess these concepts of the strategy. Therefore, teachers can reteach these concepts when students fail to solve the problems by the single habitual strategy. D、The students using mixed strategy have more error patterns due to their incomplete concepts. Moreover, the students who used B strategy habitually tend to equip the certain error pattern. It means that students have troubles to decide multiplication or division when they wants to figure out the unknown quantity. According to this, teachers can correct this error pattern directly to save more time.

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Haque, Md Zahidul. "A sequential approach of solving second order AC-DC load flow and state estimation problem". Thesis, 1996. https://vuir.vu.edu.au/15410/.

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Load flow and state estimation problems are solved for an economic and efficient operation, and an effective and stable control of the power system. Several methods are available to solve these problems, yet new ones are developed with a view to enhance the computational efficiency and convergence stability. Three new methods each for the ac-dc load flow and the ac-dc state estimation are developed and experimented in this thesis.

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(5930024), Kshitij Mall. "Advancing Optimal Control Theory Using Trigonometry For Solving Complex Aerospace Problems". Thesis, 2019.

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Optimal control theory (OCT) exists since the 1950s. However, with the advent of modern computers, the design community delegated the task of solving the optimal control problems (OCPs) largely to computationally intensive direct methods instead of methods that use OCT. Some recent work showed that solvers using OCT could leverage parallel computing resources for faster execution. The need for near real-time, high quality solutions for OCPs has therefore renewed interest in OCT in the design community. However, certain challenges still exist that prohibits its use for solving complex practical aerospace problems, such as landing human-class payloads safely on Mars.

In order to advance OCT, this thesis introduces Epsilon-Trig regularization method to simply and efficiently solve bang-bang and singular control problems. The Epsilon-Trig method resolves the issues pertaining to the traditional smoothing regularization method. Some benchmark problems from the literature including the Van Der Pol oscillator, the boat problem, and the Goddard rocket problem verified and validated the Epsilon-Trig regularization method using GPOPS-II.

This study also presents and develops the usage of trigonometry for incorporating control bounds and mixed state-control constraints into OCPs and terms it as Trigonometrization. Results from literature and GPOPS-II verified and validated the Trigonometrization technique using certain benchmark OCPs. Unlike traditional OCT, Trigonometrization converts the constrained OCP into a two-point boundary value problem rather than a multi-point boundary value problem, significantly reducing the computational effort required to formulate and solve it. This work uses Trigonometrization to solve some complex aerospace problems including prompt global strike, noise-minimization for general aviation, shuttle re-entry problem, and the g-load constraint problem for an impactor. Future work for this thesis includes the development of the Trigonometrization technique for OCPs with pure state constraints.

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Teses / dissertações sobre o tema "Direct and inverse-Problem solving"

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