Physical Sciences and Mathematics Commons^™

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

Doctoral Dissertations

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

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

Nature Inspired Solid–Liquid Phase Amphibious Adhesive, Alin Cristian Chipara, Gustavo Brunetto, Sehmus Ozden, Henrik Haspel, Partha Kumbhakar, Ákos Kukovecz, Zoltán Kónya, Robert Vajtai, Mircea Chipara, Douglas S. Galvao

Physics and Astronomy Faculty Publications and Presentations

Here we report a new class of bio-inspired solid–liquid adhesive, obtained by simple mechanical dispersion of PVDF (polyvinylidene fluoride) (solid spheres) into PDMS (polydimethylsiloxane) (liquid). The adhesive behavior arises from strong solid–liquid interactions. This is a chemical reaction free adhesive (no curing time) that can be repeatedly used and is capable of instantaneously joining a large number of diverse materials (metals, ceramic, and polymer) in air and underwater. The current work is a significant advance in the development of amphibious multifunctional adhesives and presents potential applications in a range of sealing applications, including medical ones.

Paleohydrology And Machine-Assisted Estimation Of Paleogeomorphology Of Fluvial Channels Of The Lower Middle Pennsylvanian Allegheny Formation, Birch River, Wv, Oluwasegun O. Abatan, Amy Weislogel

Faculty & Staff Scholarship

Rivers transport sediments in a source to sink system while responding to allogenic controls of the depositional system. Stacked fluvial sandstones of the Middle Pennsylvanian (Desmoinesian Stage, ∼310–306 Ma) Allegheny Formation (MPAF) exposed at Birch River, West Virginia exhibit change in sedimentary structure and depositional style, reflecting changes in allogenic behavior. Paleohydrologic and numerical analysis were used to quantify geomorphological and paleohydrologic variations reflected by MPAF fluvial deposits with the goal of understanding the controls on resulting fluvial sandstone architecture in these different systems. Channel body geometry, sedimentary structures, and sandstone grain size distribution were used to reconstruct the paleoslope …

Understanding South Dakota Farmers’ Intentions To And Adoption Of Conservation Practices: An Examination Of The Theory Of Planned Behavior, Edem Avemegah

Electronic Theses and Dissertations

Conservation agriculture practice is a sustainable farming method based on three principle: crop diversification, minimal soil disturbance or movement and permanent or semi-permanent of soil cover. Government and stakeholders within the agricultural sector in the United States are promoting conservation farming practices but limited voluntary adoption still exists among producers at the farm level. This research study investigated the factors that influence the adoption of conservation practices among producers in the eastern and central parts of South Dakota (SD). A modified theory of planned behavior (TPB) is used as a framework alongside socioeconomic and demographic indicators to understand farmers’ current …

Crop Rotations, Tillage And Cover Crops Influences On Soil Health, Greenhouse Gas Emissions And Farm Profitability, Jasdeep Singh

Electronic Theses and Dissertations

This study assessed the effects of three levels of crop rotation: [2-yr; corn (Zea mays L.)- soybean (Glycine max L.), 3-yr; corn-soybean-oat (Avena sativa L.) or 4-yr; cornsoybean- oat-winter wheat (Triticum aestivum L.)], two tillage [conventional-till (CT) and no-till (NT)], and two winter cover cropping systems [cover crop (CC) or fallow control (NC)] on soil biochemical and physical properties, greenhouse gas emissions (GHG), microbial community composition, crop yield and farm profitability under silty clay loam soil of south eastern South Dakota. Experimental design was a randomized complete block design in a split-split plot treatment arrangement with four replications. Rotations, tillage …

Examining Biodiversity Metrics And The Utility Of Dna Barcoding In The Northern Great Plains, Sarah Herzog

Electronic Theses and Dissertations

Due to heavy threats to remaining global floral and faunal diversity, it is imperative we can identify species and quantify ecosystem health to find best practices for land management and conservation. The tallgrass prairies of the Northern Great Plains are one example of a heavily imperiled ecosystem. The tallgrass prairies have been reduced to less one percent of their historical extent and are facing continued loss. Genetic approaches and evolutionary theory offer insights for identifying species and assessing how biodiversity metrics may correlate with ecosystem processes. My two projects aim to address two facets imperative to conservation in the tallgrass …

The Impact Of Subsurface Physical Characteristics On The Effectiveness Of Subsurface Drainage In The Northern Great Plains, Mehmet Emin Budak

Electronic Theses and Dissertations

World-wide, salinity and sodicity problems are increasing in coastal, irrigated and dryland agricultural systems. Traditional reclamation techniques for saline sodic soils include improving soil drainage by installing subsurface drainage, leaching with high quality water, and applying a source of calcium. However, due to differences in the soil parent material these traditional approach treatments were ineffective in removing sodium and other salts out of the soil profile of South Dakota. Understanding how the surface and subsurface soil characteristics and management interact to affect the sustainability of these systems is the first step in remediation. Each region and soil have a slightly …

Special Issue On Multi-Criteria Decision Making (Mcdm) And Neutrosophic Tools, Florentin Smarandache, Mohamed Abdel-Basset

Branch Mathematics and Statistics Faculty and Staff Publications

In the rising trends of information technology, the concepts of uncertainty have started gaining greater importance with time in solving operational research problems in supply chain model, project management, transportation problem, or inventory control problems. Moreover, day-by-day competition is becoming tougher in imprecise environments. For instance, customer demand is often being affected by several varying factors like production price, income level, and the like. In these cases, the demand either remains unfulfilled or is difficult to obtain with certainty in the real-world market. Fuzzy sets are not always able to directly depict such uncertainties because they exhibit numeric only membership …

(Φ, Ψ)-Weak Contractions In Neutrosophic Cone Metric Spaces Via Fixed Point Theorems, Florentin Smarandache, Wadei F. Al-Omeri

Branch Mathematics and Statistics Faculty and Staff Publications

In this manuscript, we obtain common fixed point theorems in the neutrosophic cone metric space. Also, notion of (Φ, Ψ)-weak contraction is defined in the neutrosophic cone metric space by using the idea of altering distance function. Finally, we review many examples of cone metric spaces to verify some properties.

Neutrosophic Local Function And Generated Neutrosophic Topology, A. A. Salama, Florentin Smarandache

Branch Mathematics and Statistics Faculty and Staff Publications

In this paper we introduce the notion of ideals on neutrosophic set which is considered as a generalization of fuzzy and fuzzy intuitionistic ideals studies. The concept of neutrosophic local function is also introduced for a neutrosophic topological space. These concepts are discussed with a view to find new neutrosophic topology. The basic structure, especially a basis for such generated neutrosophic topologies and several relations between different topological neutrosophic ideals and neutrosophic topologies are also studied here. Possible application to GIS topology rules are touched upon.

Development Of A Sensor Suite For Atmospheric Boundary Layer Measurement With A Small Multirotor Unmanned Aerial System, Kevin A. Adkins, Christopher J. Swinford, Peter D. Wambolt, Gordon Bease

International Journal of Aviation, Aeronautics, and Aerospace

Small unmanned aerial systems (sUAS) are increasingly being used to conduct atmospheric research. Because of the dynamic nature and inhomogeneity of the atmospheric boundary layer (ABL), the ability of instrumented sUAS to make on-demand 3-dimensional high-resolution spatial measurements of atmospheric parameters makes them particularly suited to ABL investigations. Both fixed-wing and multirotor sUAS have been used for ABL investigations. Most investigations to date have included in-situ measurement of thermodynamic quantities such as temperature, pressure and humidity. When wind has been measured, a variety of strategies have been used. Two of the most popular techniques have been deducing wind from inertial …

Silver Surface Enrichment On Zsm-5 Zeolites For The Catalytic Cracking Of N-Pentane To Produce Light Olefins, Warisara Angguravanich

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The effects of Ag-incorporation on the catalytic performance of ZSM-5 zeolites have been investigated. Since Ag-incorporation can promote the formation of light olefins and significantly enhance catalytic performance in n-pentane catalytic cracking. However, the Ag-incorporated ZSM-5 zeolite was rapidly deactivated in npentane catalytic cracking. Thus, CLD and sulfation methods were introduced to improve catalytic activity and stability of Ag-incorporated ZSM-5 zeolites. The Agincorporated ZSM-5 zeolites have been prepared by the incipient wetness impregnation and CLD methods. Moreover, the sulfated catalyst was prepared by the sequential CLD and sulfation of commercial HZSM-5 zeolite. The catalytic activity and stability of Ag-incorporated ZSM-5 …

A Robust System For Core Thai Natural Language Processing Technologies, Can Udomcharoenchaikit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

As the amount of unstructured textual data grows, it becomes increasingly important to build an intelligent system that can process it. Natural Language Processing (NLP) is a technology that allows a computer to exploit human languages to perform tasks. Deep learning models have shown excellent results across fundamental tasks in NLP, such as word segmentation, part-of-speech tagging, and named-entity recognition. However, in many situations, these proposed methods fail to perform well. For an NLP system to be robust, it must address issues such as out-of-vocabulary and spelling-mistakes. This thesis's research goal is to develop NLP models that can handle malformed …

Accurate Surface Ultraviolet Radiation Forecasting For Clinical Applications With Deep Neural Network, Raksit Raksasat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Exposure to appropriate doses of UV radiation provides enormously health and medical treatment benefits including psoriasis. Typical hospital-based phototherapy cabinets contain a bunch of artificial lamps, either broad-band (main emission spectrum 280-360 nm, maximum 320 nm), or narrow-band UV B irradiation (main emission spectrum 310-315nm, maximum 311nm). For patients who cannot access phototherapy centers, sun-bathing, or heliotherapy, can be a safe and effective treatment alternative. However, as sunlight contains the full range of UV radiation (290-400 nm), careful sun-bathing supervised by photodermatologist based on accurate UV radiation forecast is vital to minimize potential adverse effects. Here, using 10-year UV radiation …

การพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนโดยใช้การเรียนรู้เชิงลึกด้วยภาพเรดาร์เสริมด้วยภาพจากดาวเทียม, วิคม โตศิริ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การทำนายปริมาณน้ำฝนระยะสั้นด้วยข้อมูลปริมาณน้ำฝนจากเรดาร์ตรวจอากาศภาคพื้นดินและแบบจำลองการเรียนรู้เชิงลึกถือได้ว่าเป็นกระบวนการใหม่ในการทำนายปริมาณน้ำฝนระยะสั้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของระยะทำการของเรดาร์ตรวจอากาศภาคพื้นดินนั้นมีระยะทำการที่จำกัด งานวิจัยนี้จึงนำเสนอวิธีการปรับปรุงการทำนายปริมาณน้ำฝนระยะสั้นด้วยแบบจำลองการเรียนรู้เชิงลึก U-NET ด้วยการผนวกข้อมูลปริมาณน้ำฝนจากการวิเคราะห์จากดาวเทียม เข้าด้วยกันกับข้อมูลปริมาณน้ำฝนที่ได้จากข้อมูลจากเรดาร์ตรวจอากาศภาคพื้นดินประเภท Type C Doppler งานวิจัยนี้ได้เสนอว่า วิธีการที่ถูกเสนอในงานวิจัยนี้สามารถปรับปรุงผลลัพธ์การทำนายปริมาณน้ำฝนได้ดีขึ้นในหลายชุดข้อมูลทดสอบ เช่น ชุดข้อมูลพายุไต้ฝุ่น เป็นต้น

การประยุกต์ใช้ถ่านชีวภาพในการปลูกข้าวในพื้นที่เกษตรกรรมดินเค็ม, สิรภัทร ประเสริฐสุข

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

จังหวัดนครราชสีมาเป็นพื้นที่วิกฤตดินเค็มของประเทศไทย โดยสาเหตุสำคัญของดินเค็มในพื้นที่เกิดจากสภาพทางธรณีวิทยา และมีแนวโน้มการแพร่กระจายพื้นที่ดินเค็มเพิ่มมากขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งส่งผลกระทบต่อการทำเกษตรกรรม โดยทำให้การเจริญเติบโตและผลผลิตของพืชลดลงอย่างมาก และบางพื้นที่ไม่สามารถเพาะปลูกได้ งานวิจัยนี้จึงมุ่งปรับปรุงดินเค็มด้วยถ่านชีวภาพแกลบเพื่อให้สามารถเพาะปลูกข้าวได้ โดยทำการทดลองปลูกข้าวขาวดอกมะลิ 105 ในดินเค็มโซดิกที่มี pH เท่ากับ 10.6 ปริมาณโซเดียมทั้งหมดเท่ากับ 0.83 % ค่าการนำไฟฟ้าเท่ากับ 68.6 dS/m และ SAR เท่ากับ 11,707 และจำกัดปัญหาการระเหยของเกลือจากน้ำใต้ดินขึ้นมาสู่ผิวดินโดยทำการปลูกข้าว ในวงบ่อซีเมนต์ปิดก้นบ่อ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่า ถ่านชีวภาพแกลบสามารถปรับปรุงดินเค็มโซดิกได้ โดยสามารถลดความเค็มของดินได้ภายในรอบการปลูกข้าว (120 วัน) ซึ่งพบว่า การนำไฟฟ้า ปริมาณโซเดียม และค่า SAR ของดินมีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนั้นการใส่ถ่านชีวภาพยังช่วยเพิ่มปริมาณธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช ทั้งไนโตรเจน แคลเซียม และแมกนีเซียมได้ โดยเฉพาะการใส่ถ่านชีวภาพแกลบในอัตรา 1.5 กิโลกรัมต่อวงบ่อซีเมนต์ร่วมกับปุ๋ยคอกในอัตรา 1 กิโลกรัมต่อวงบ่อซีเมนต์ (ตำรับการทดลองที่ 3) มีค่าการนำไฟฟ้าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (13.33 dS/m) เช่นเดียวกับปริมาณโซเดียมทั้งหมด (0.18 %) และค่า SAR (4,602) ของดินในตำรับการทดลองที่ 3 ที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ อีกทั้งยังให้ผลการเจริญเติบโตและผลผลิตของข้าวดีที่สุด ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อทำการปลูกข้าวรอบที่ 2 และรอบที่ 3 พบว่า ถ่านชีวภาพแกลบสามารถปรับปรุงคุณภาพดินให้ดีขึ้นได้อย่างต่อเนื่อง ผลการศึกษายังพบว่า ตำรับการทดลองที่ใส่ถ่านชีวภาพ ให้ผลผลิตของข้าวในรอบการปลูกข้าวที่ 3 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (202.77-492.77 กรัม) จากรอบการปลูกที่ 1 อีกด้วย ในขณะที่ ตำรับการทดลองที่ไม่ใส่ถ่านชีวภาพ ให้ผลการเจริญเติบโตข้าวที่ดีในรอบการปลูกที่ 1 (15.55 กรัม) แต่ให้ผลการเจริญเติบโตต่ำที่สุดในรอบการปลูกที่ 3 (7.30 กรัม) ดังนั้น การศึกษาครั้งนี้จึงสรุปได้ว่า การใส่ถ่านชีวภาพร่วมกับปุ๋ยคอกสามารถลดความเค็มในดินได้ดีกว่าการใส่ปุ๋ยคอกเพียงอย่างเดียว โดยการใส่ถ่านชีวภาพแกลบในอัตรา 1.5 และ 2 กิโลกรัมต่อวงบ่อซีเมนต์ เป็นอัตราการใส่ถ่านชีวภาพที่เหมาะสมที่สุดในการปลูกข้าวขาวดอกมะลิ 105 ในดินเค็มโซดิกในวงบ่อซีเมนต์ เนื่องจากสามารถปรับปรุงดินเค็มโซดิกให้มีสมบัติที่เหมาะแก่การเพาะปลูก ส่งผลให้การเจริญเติบโตและผลผลิตของข้าวดีที่สุด

การสร้างเทสต์สคริปต์สําหรับโปรแกรมประยุกต์บนเว็บ, พันทกานต์ ศรีวิชัยนันท์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การทดสอบซอฟต์แวร์เป็นกระบวนการหนึ่งที่สำคัญต่อการพัฒนาซอฟต์แวร์ เพื่อค้นหาข้อผิดพลาดของซอฟต์แวร์ที่มีอยู่ในระบบ สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือให้กับซอฟต์แวร์ได้ การทดสอบซอฟต์แวร์ด้วยมือเป็นการทดสอบรูปแบบหนึ่งที่สามารถค้นหาข้อผิดพลาดของซอฟต์แวร์ได้ ทุก ๆ ครั้งที่ซอฟต์แวร์มีการเปลี่ยนแปลงต้องมีการทดสอบเพื่อเป็นการประกันคุณภาพของซอฟต์แวร์ อย่างไรก็ตามการทดสอบนั้นจะใช้จำนวนนักทดสอบ เวลาที่ใช้ทดสอบ เป็นจำนวนมากโดยเฉพาะการทดสอบแบบถดถอย แม้ว่าปัจจุบันนี้จะมีการใช้การทดสอบแบบอัตโนมัติมาช่วยลดเวลาที่ใช้ในการทดสอบลงแล้ว ยังต้องอาศัยนักทดสอบที่มีความรู้ ความเชี่ยวชาญในการสร้างเทสต์สคริปต์ ทำให้การสร้างเทสต์สคริปต์ในช่วงเวลาเริ่มต้นนั้นอาจใช้เวลานาน งานวิจัยนี้จึงได้เล็งเห็นความสำคัญที่จะช่วยนักทดสอบสร้างเทสต์สคริปต์ได้ง่ายขึ้น จึงนำเสนอวิธีการสร้างเทสต์สคริปต์สำหรับโปรแกรมประยุกต์บนเว็บจากการนำเข้าชื่อยูอาร์แอลเพื่อวิเคราะห์อินพุตฟิลด์และไฟล์เอกซ์เอสดีเพื่อสร้างข้อมูลทดสอบ โดยใช้วิธีการสร้างข้อมูลทดสอบแบบการวิเคราะห์ค่าขอบเขตแล้วสร้างเป็นเทสต์สคริปต์ ซึ่งเทสต์สคริปต์ที่ได้มานั้นจะถูกใช้งานภายใต้โรบอทเฟรมเวิร์ค หลังจากผู้วิจัยได้ทดสอบเครื่องมือเพื่อสร้างเทสต์สคริปต์ พบว่าเครื่องมือสามารถสร้างเทสต์สคริปต์และนำไปใช้งานภายใต้โรบอทเฟรมเวิร์คได้จริง

Mesozoic Rock Suites Along Western Philippines: Exposed Proto-South China Sea Fragments?, Graciano P. Yumul Jr, Carla B. Dimalanta, Jillian Aira Gabo-Ratio, Karlo L. Queaño, Leo T. Armada, Jenielyn T. Padrones, Decibel V. Faustino-Eslava, Betchaida D. Payot, Edanjarlo J. Marquez

Environmental Science Faculty Publications

An ancient oceanic crustal leading edge east of mainland Asia, the proto-South China Sea crust, must have existed during the Mesozoic based on tectonic reconstructions that accounted for the presence of subducted slabs in the lower mantle and the exposed oceanic lithospheric fragments strewn in the Philippine and Bornean regions. Along the western seaboard of the Philippine archipelago, numerous Mesozoic ophiolites and associated lithologies do not appear to be genetically associated with the younger Paleogene-Neogene ocean basins that currently surround the islands. New sedimentological, paleomagnetic, paleontological, and isotopic age data that we generated are presented here, in combination with our …

Development Of Authentication-Based Captcha Mechanism On Touch Screen Environment, Nilobon Nanglae

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

CAPTCHA is a simple security test that was introduced to distinguish among humans and bots for decades. CAPTCHAs have been widely used on commercial sites, such as email service, and social networking sites, for protecting the system from automated software attackers. However, various techniques have been invented to break CAPTCHA, and one of these techniques is the 3rd party attacks. So, the design of CAPTCHA is unable to distinguish between human users and illegitimate human attackers. Thus, this research proposed a new type of CAPTCHA that is individually generated for an individual user. The proposed technique merges between biometrics and …

การประเมินการจัดสรรโทเคนสำหรับการประมูลวิชาด้วยการเรียนรู้ของเครื่อง, ชนบดี จุฑามณี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ทฤษฎีการประมูลเป็นหนึ่งในศาสตร์ที่แพร่หลายนิยมไปในหลากหลายอุตสาหกรรมและภาคส่วนต่าง ๆ ทั้งภาคเอกชน ภาครัฐบาล และภาคการศึกษา เพื่อการจัดการทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด ดังเช่นภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยได้นำเอาทฤษฎีดังกล่าวมาบริหารจัดการปัญหาการลงทะเบียนของนิสิตนักศึกษา โดยใช้การประมูลทดแทนการวิธีการลงทะเบียนแบบเดิม นิสิตนักศึกษาจะได้เงินจำลองในปริมาณที่จำกัดจำนวนหนึ่งสำหรับใช้ตลอดการศึกษา ซึ่งหากใครมีความต้องการเรียนในรายวิชานั้นมากก็จำเป็นจะต้องใช้เงินจำลองจำนวนมากกว่าปกติเป็นต้น อย่างไรก็ตามหากใช้เงินจำลองไปในปริมาณมากเกินความจำเป็นอาจก่อให้เกิดความสูญเสียโอกาสในการประมูลรายวิชาที่สำคัญอื่น ๆ การวิจัยชิ้นนี้ จึงทดสอบการประเมินการจัดสรรโทเคนสำหรับการประมูลวิชาด้วยการเรียนรู้ของเครื่อง จำนวน 3 วิธี ได้แก่ ต้นไม้ตัดสินใจ แรนดอมฟอร์เรส และโครงข่ายประสาทเทียม เพื่อเป็นเครื่องมือในการกำหนดกลยุทธ์ หรือ วางแผนการเรียนให้เกิดประสิทธิภาพและเกิดประโยชน์ต่อผู้ใช้งานสูงสุด และผลการวิจัยพบว่า แรมดอมฟอร์เรสเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการนำไปใช้ทำนายค่าโทเคนเพื่อนำไปใช้ในการประมูลวิชาต่อไป

Cross-Scale Simulations: An Innovative Approach To Evaluate The Impacts Of Sea-Level Rise On Tidal Marsh Habitats, Mirtha Karinna Nunez

Dissertations, Theses, and Masters Projects

There is a universal consensus that global sea levels will rise at an increased rate from those in the recent past. Rising seas will dramatically increase the vulnerability of coastal communities and ecosystems. Tidal marshes are considered to be among the most valuable and vulnerable ecosystems in the world. The effects of sea-level rise (SLR) on tidal marshes are diverse, comprising changes in tidal amplitude and flow patterns, changes in sediment transport, shoreline erosion, changes in salinity gradients, landward migration of tidal habitats, variations in species composition, and habitat loss. There is an increasing concern over how accelerated rates of …

Experiments And Theory On Dynamical Hamiltononian Monodromy, Matthew Perry Nerem

Dissertations, Theses, and Masters Projects

In classical mechanics, one of the advanced topics is the study of action and angle variables. These variables are quite abstract, but very powerful tools for describing classical motion. If a system has a full set of conservation laws, and if the motion of the system is bounded, then the motion can be described as flow on a torus. Action variables are functions of the conservation laws that identify the torus on which the motion lies, while angle variables tell the location of the system on that torus. In certain cases, the functional relationship between the conservation laws and the …

Influence Of Suspended Particle Size And Composition On Particle Image Processing, Estuarine Floc Fractal Properties, And Resulting Estuarine Light Attenuation, Kelsey Fall

Dissertations, Theses, and Masters Projects

Understanding the nature of suspended particles is crucial to explaining water clarity issues in many estuaries, including the Chesapeake Bay and its tidal tributaries. Typical near surface estuarine particles are not individual sediment grains, but rather are clusters of inorganic and organic components known as flocs. Because of their fragile nature, flocs are challenging to observe in-situ, so their influence on the optical properties of the system are not well-known. This dissertation used a combination of state-of-the-art optical instrumentation, including laser scattering and transmissometry, a high-definition particle imaging camera system (PICS), and irradiance meters, along with supporting laboratory analysis techniques …

The Role Of Suspended Sediment In Assessing Coastal Wetland Vulnerability, Daniel J. Coleman

Dissertations, Theses, and Masters Projects

Coastal wetlands sequester carbon, attenuate waves and storm surge, filter out nutrients and pollutants, and act as nursery habitat for important fisheries. The value of these ecosystems is underscored by their vulnerability to climate change, especially sea level rise. To persist under the threat of rising sea level, coastal wetlands must build elevation vertically. Delivery of sediment to the marsh during tidal flooding is a key component in the ecogeomorphic feedbacks that lead to elevation gain. Despite the importance of suspended sediment to assessing coastal wetland vulnerability, many questions remain unanswered. This dissertation addresses the impact of suspended sediment concentration …

Recruitment Characteristics Of Juvenile Striped Bass (Morone Saxatilis) Across Recovery Periods, Year Classes, And Subestuaries Of The Chesapeake Bay, Olivia M. Phillips

Dissertations, Theses, and Masters Projects

The Atlantic coast striped bass fisheries collapsed in the late 1970's due to recruitment overfishing and poor habitat quality. Recovery of the fisheries in 1995 resulted from protection of mature females, favorable environmental conditions, and several years of strong recruitment. Today, the striped bass stock is overfished. The purpose of this study was to examine recruitment characteristics of juvenile striped bass during the pre- and post-recovery periods through (1) a comparison of mortality and hatch-date distribution between periods, and (2) to examine growth metrics of individuals from the post-recovery year classes. Lengths and otolith-derived daily ages from juvenile striped bass …

Pinpointing Software Inefficiencies With Profiling, Shasha Wen

Dissertations, Theses, and Masters Projects

Complex codebases with several layers of abstractions have abundant inefficiencies that affect the performance. These inefficiencies arise due to various causes such as developers' inattention to performance, inappropriate choice of algorithms and inefficient code generation among others. To eliminate the redundancies, lots of work has been done during the compiling phase. However, not all redundancies can be easily detected or eliminated with compiler optimization passes due to aliasing, limited optimization scopes, and insensitivity to input and execution contexts act as severe deterrents to static program analysis. There are also profiling tools which can reveal how resources are used. However, they …

Spatial And Temporal Distribution Of Phycotoxins In Lower Chesapeake Bay: Method Development And Application, Michelle D. Onofrio

Dissertations, Theses, and Masters Projects

Harmful algae can illicit adverse effects on aquatic and human health through various mechanisms, including through the production of bioactive compounds called phycotoxins. In the Chesapeake Bay, the largest estuary in the United States, little information was known about the distribution of phycotoxins, even though this region is known to harbor 37+ different species of harmful algae. Due to the presence of multiple species that can produce distinct groups of phycotoxins, a multi-toxin approach was taken to study this region. Two methods for the quantification of 13 phycotoxins (microcystin-RR, -LR, YR, azaspiracid-1, -2, karlotoxin 3, goniodomin A, yessotoxin, brevetoxin-2, pectenotoxin-2, …

Motion Sensors-Based Human Behavior Recognition And Analysis, Hongyang Zhao

Dissertations, Theses, and Masters Projects

Human behavior recognition and analysis have been considered as a core technology that can facilitate a variety of applications. However, accurate detection and recognition of human behavior is still a big challenge that attracts a lot of research efforts. Among all the research works, motion sensors-based human behavior recognition is promising as it is low cost, low power, and easy to carry. In this dissertation, we use motion sensors to study human behaviors. First, we present Ultigesture (UG) wristband, a hardware platform for detecting and analyzing human behavior. The hardware platform integrates an accelerometer, gyroscope, and compass sensor, providing a …

Quantitative Analysis Of Ekg And Blood Pressure Waveforms, Denise Erin Mckaig

Dissertations, Theses, and Masters Projects

In the intensive care unit (ICU) of a hospital, patients are monitored continuously and the data on those patients provide powerful diagnostic tools for the medical community. However, the patient data creates incredibly large data sets with instruments measuring multiple signals simultaneously. This work seeks to improve monitoring techniques through analysis of large data sets from former ICU patients. By knowing the outcomes of patients in the past, can we detect patterns to diagnose future patients while also reducing the amount of recorded information? This thesis first seeks to improve methods of storing infant electrocardiograms (EKGs) by reducing the full …

Understanding Performance Inefficiencies In Native And Managed Languages, Pengfei Su

Dissertations, Theses, and Masters Projects

Production software packages have become increasingly complex with millions of lines of code, sophisticated control and data flow, and references to a hierarchy of external libraries. This complexity often introduces performance inefficiencies across software stacks, making it practically impossible for users to pinpoint them manually. Performance profiling tools (a.k.a. profilers) abound in the tools community to aid software developers in understanding program behavior. Classical profiling techniques focus on identifying hotspots. The hotspot analysis is indispensable; however, it can hardly diagnose whether a resource is being used in a productive manner that contributes to the overall efficiency of a program. Consequently, …