Power Factor Corrector Design applied to an 85-kHz Wireless Charger

Wireless charging technology extends the battery autonomy by allowing more flexible and practical ways of recharging it even when the electric vehicle is on move. The frequency conversion, which is required to generate a kHz-ranged magnetic field, also leads to considerable harmonics. As a result, the power factor and the corresponding efficiency decrement. This paper proposes a Power Factor Corrector which overcomes this drawback. The most relevant feature of the designed Power Factor Corrector is that it does not need any electrical signal from the secondary side to adjust its operation properly. The simulation results show the ability of the proposed scheme to increment the system efficiency for different State-Of-Charge in the Battery.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Flaring activity of Mrk 421 in 2012 and 2013: orphan flare and multiwavelength analysis

The first one started in 2012 July 16 (MJD 56124) and the second one in 2013 April 9 (MJD 56391). The multiwavelength data analysis shows that the $\gamma$-ray flare observed in 2012 was not detected in the hard-X ray bands. This result is usually interpreted as an "orphan" flare. In 2013, the analysis of the multiwavelength light curves shows that there are two very bright states detected in the optical R-band. The first one in 2013 April 9 (R =11.74 $\pm$ 0.04) and the second one in May 12 (R =11.62 $\pm$ 0.04). Also, high activity states were detected in the soft and hard X-rays. A discrete correlation function analysis of this last flare shows a strong correlation between the GeV $\gamma$-rays and the optical/hard-X ray emission. These results are discussed in terms of the more adequate standard scenarios that could explain the multiwavelength variations displayed by this blazar.Comment: 6 pages, 2 figures. In proceedings of "Swift: 10 Years of Discovery" congress (Rome, 2-4 December 2014), PoS(SWIFT 10)15

Optimal Crop-Insurance Strategies under Climate Variability: Contrasting Insurer and Farmer Interests

This study analyzes the potential synergies and conflicts of interest between farmers and insurers in the selection of an optimal crop insurance contract. Special attention is given to how climate information influences this decision-making process. To do so, we consider a representative 40 hectares, rainfed, cotton-peanut farm located in Jackson County in Florida. Our results show that year-to-year ENSO-based climate variability affects farmers income and insurers gains according to crop insurance contracts. Additionally, introduction of ENSO-based climate forecasts presents a significant impact on the selection of a particular contract. We conclude that insurers and farmers can bridge their divergent interests by improving their understanding of the effect of climate conditions on the development of sustainable business plans.Environmental Economics and Policy, Risk and Uncertainty,

Material Engineering for Phase Change Memory

As semiconductor devices continue to scale downward, and portable consumer electronics become more prevalent there is a need to develop memory technology that will scale with devices and use less energy, while maintaining performance. One of the leading prototypical memories that is being investigated is phase change memory. Phase change memory (PCM) is a non-volatile memory composed of 1 transistor and 1 resistor. The resistive structure includes a memory material alloy which can change between amorphous and crystalline states repeatedly using current/voltage pulses of different lengths and magnitudes. The most widely studied PCM materials are chalcogenides - Germanium-Antimony-Tellerium (GST) with Ge2Sb2Te3 and Germanium-Tellerium (GeTe) being some of the most popular stochiometries. As these cells are scaled downward, the current/voltage needed to switch these materials becomes comparable to the voltage needed to sense the cell\u27s state. The International Roadmap for Semiconductors aims to raise the threshold field of these devices from 66.6 V/μm to be at least 375 V/μm for the year 2024. These cells are also prone to resistance drift between states, leading to bit corruption and memory loss. Phase change material properties are known to influence PCM device performance such as crystallization temperature having an effect on data retention and litetime, while resistivity values in the amorphous and crystalline phases have an effect on the current/voltage needed to write/erase the cell. Addition of dopants is also known to modify the phase change material parameters. The materials G2S2T5, GeTe, with dopants - nitrogen, silicon, titanium, and aluminum oxide and undoped Gallium-Antimonide (GaSb) are studied for these desired characteristics. Thin films of these compositions are deposited via physical vapor deposition at IBM Watson Research Center. Crystallization temperatures are investigated using time resolved x-ray diffraction at Brookhaven National Laboratory. Subsequently, these are incorporated into PCM cells with structure designed as shown in Fig.1. A photolithographic lift-off process is developed to realize these devices. Electrical parameters such as the voltage needed to switch the device between memory states, the difference in resistance between these memory states, and the amount of time to switch are studied using HP4145 equipped with a pulsed generator. The results show that incorporating aluminum oxide dopant into G2S2T5 raises its threshold field from 60 V/μm to 96 V/μm, while for GeTe, nitrogen doping raises its threshold field from 143 V/μm to 248 V/μm. It is found that GaSb at comparable volume devices has a threshold field of 130 V/μm. It was also observed that nitrogen and silicon doping made G2S2T5 more resistant to drift, raising time to drift from 2 to 16.6 minutes while titanium and aluminum oxide doping made GeTe drift time rise from 3 to 20 minutes. It was also found that shrinking the cell area in GaSb from 1 μm2 to 0.5 μm2 lengthened drift time from 45s to over 24 hours. The PCM process developed in this study is extended to GeTe/Sb2Te3 multilayers called the superlattice (SL) structure that opens opportunities for future work. Recent studies have shown that the superlattice structure exhibits low switching energies, therefore has potential for low power operation

Análisis del efecto diafragma como arriostramiento de naves mononivel frente a cargas laterales

The diaphragm design is one of the available methods to stiffen buildings globally against lateral loads. This dissertations covers three big issues in order to evaluate the suitability of this method for the one storey steel buildings: The strength and flexibility of a diaphragm in a shear field, the maximum achivable values of the diaphragm capacities and the interaction between the diaphragm and the building

Characterization of components of water supply systems from GPR images and tools of intelligent data analysis

[EN] Over time, due to multiple operational and maintenance activities, the networks of water supply systems (WSSs) undergo interventions, modifications or even are closed. In many cases, these activities are not properly registered. Knowledge of the paths and characteristics (status and age, etc.) of the WSS pipes is obviously necessary for efficient and dynamic management of such systems. This problem is greatly augmented by considering the detection and control of leaks. Access to reliable leakage information is a complex task. In many cases, leaks are detected when the damage is already considerable, which brings high social and economic costs. In this sense, non-destructive methods (e.g., ground penetrating radar - GPR) may be a constructive response to these problems, since they allow, as evidenced in this thesis, to ascertain paths of pipes, identify component characteristics, and detect primordial water leaks. Selection of GPR in this work is justified by its characteristics as non-destructive technique that allows studying both metallic and non-metallic objects. Although the capture of information with GPR is usually successful, such aspects as the capture settings, the large volume of generated information, and the use and interpretation of such information require high level of skill and experience. This dissertation may be seen as a step forward towards the development of tools able to tackle the problem of lack of knowledge on the WSS buried assets. The main objective of this doctoral work is thus to generate tools and assess their feasibility of application to the characterization of components of WSSs from GPR images. In this work we have carried out laboratory tests specifically designed to propose, develop and evaluate methods for the characterization of the WSS buried components. Additionally, we have conducted field tests, which have enabled us to determine the feasibility of implementing such methodologies under uncontrolled conditions. The methodologies developed are based on techniques of intelligent data analysis. The basic principle of this work has involved the processing of data obtained through the GPR to look for useful information about WSS components, with special emphasis on the pipes. After performing numerous activities, one can conclude that, using GPR images, it is feasible to obtain more information than the typical identification of hyperbolae currently performed. In addition, this information can be observed directly, e.g. more simply, using the methodologies proposed in this doctoral work. These methodologies also prove that it is feasible to identify patterns (especially with the preprocessing algorithm termed Agent race) that provide fairly good approximation of the location of leaks in WSSs. Also, in the case of pipes, one can obtain such other characteristics as diameter and material. The main outcomes of this thesis consist in a series of tools we have developed to locate, identify and visualize WSS components from GPR images. Most interestingly, the data are synthesized and reduced so that the characteristics of the different components of the images recorded in GPR are preserved. The ultimate goal is that the developed tools facilitate decision-making in the technical management of WSSs, and that such tools can even be operated by personnel with limited experience in handling non-destructive methodologies, specifically GPR.[ES] Con el paso del tiempo, y debido a múltiples actividades operacionales y de mantenimiento, las redes de los sistemas de abastecimiento de agua (SAAs) sufren intervenciones, modificaciones o incluso, son clausuradas, sin que, en muchos casos, estas actividades sean correctamente registradas. El conocimiento de los trazados y características (estado y edad, entre otros) de las tuberías en los SAAs es obviamente necesario para una gestión eficiente y dinámica de tales sistemas. A esta problemática se suma la detección y el control de las fugas de agua. El acceso a información fiable sobre las fugas es una tarea compleja. En muchos casos, las fugas son detectadas cuando los daños en la red son ya considerables, lo que trae consigo altos costes sociales y económicos. En este sentido, los métodos no destructivos (por ejemplo, ground penetrating radar - GPR), pueden ser una respuesta a estas problemáticas, ya que permiten, como se pone de manifiesto en esta tesis, localizar los trazados de las tuberías, identificar características de los componentes y detectar las fugas de agua cuando aún no son significativas. La selección del GPR, en este trabajo se justifica por sus características como técnica no destructiva, que permite estudiar tanto objetos metálicos como no metálicos. Aunque la captura de información con GPR suele ser exitosa, la configuración de la captura, el gran volumen de información, y el uso y la interpretación de la información requieren de alto nivel de habilidad y experiencia por parte del personal. Esta tesis doctoral se plantea como un avance hacia el desarrollo de herramientas que permitan responder a la problemática del desconocimiento de los activos enterrados de los SAAs. El objetivo principal de este trabajo doctoral es, pues, generar herramientas y evaluar la viabilidad de su aplicación en la caracterización de componentes de un SAA, a partir de imágenes GPR. En este trabajo hemos realizado ensayos de laboratorio específicamente diseñados para plantear, elaborar y evaluar metodologías para la caracterización de los componentes enterrados de los SAAs. Adicionalmente, hemos realizado ensayos de campo, que han permitido determinar la viabilidad de aplicación de tales metodologías bajo condiciones no controladas. Las metodologías elaboradas están basadas en técnicas de análisis inteligentes de datos. El principio básico de este trabajo ha consistido en el tratamiento adecuado de los datos obtenidos mediante el GPR, a fin de buscar información de utilidad para los SAAs respecto a sus componentes, con especial énfasis en las tuberías. Tras la realización de múltiples actividades, se puede concluir que es viable obtener más información de las imágenes de GPR que la que actualmente se obtiene con la típica identificación de hipérbolas. Esta información, además, puede ser observada directamente, de manera más sencilla, mediante las metodologías planteadas en este trabajo doctoral. Con estas metodologías se ha probado que también es viable la identificación de patrones (especialmente el pre-procesado con el algoritmo Agent race) que proporcionan aproximación bastante acertada de la localización de las fugas de agua en los SAAs. También, en el caso de las tuberías, se puede obtener otro tipo de características tales como el diámetro y el material. Como resultado de esta tesis se han desarrollado una serie de herramientas que permiten visualizar, identificar y localizar componentes de los SAAs a partir de imágenes de GPR. El resultado más interesante es que los resultados obtenidos son sintetizados y reducidos de manera que preservan las características de los diferentes componentes registrados en las imágenes de GPR. El objetivo último es que las herramientas desarrolladas faciliten la toma de decisiones en la gestión técnica de los SAAs y que tales herramientas puedan ser operadas incluso por personal con una experiencia limitada en el manejo[CA] Amb el temps, a causa de les múltiples activitats d'operació i manteniment, les xarxes de sistemes d'abastament d'aigua (SAAs) se sotmeten a intervencions, modificacions o fins i tot estan tancades. En molts casos, aquestes activitats no estan degudament registrats. El coneixement dels camins i característiques (estat i edat, etc.) de les canonades d'aigua i sanejament fa evident la necessitat d'una gestió eficient i dinàmica d'aquests sistemes. Aquest problema es veu augmentat en gran mesura tenint en compte la detecció i control de fuites. L'accés a informació fiable sobre les fuites és una tasca complexa. En molts casos, les fugues es detecten quan el dany ja és considerable, el que porta costos socials i econòmics. En aquest sentit, els mètodes no destructius (per exemple, ground penetrating radar - GPR) poden ser una resposta constructiva a aquests problemes, ja que permeten, com s'evidencia en aquesta tesi, per determinar rutes de canonades, identificar les característiques dels components, i detectar les fuites d'aigua quan encara no són significatives. La selecció del GPR en aquest treball es justifica per les seves característiques com a tècnica no destructiva que permet estudiar tant objectes metàl·lics i no metàl·lics. Tot i que la captura d'informació amb GPR sol ser reeixida, aspectes com ara la configuració de captura, el gran volum d'informació que es genera, i l'ús i la interpretació d'aquesta informació requereix alt nivell d'habilitat i experiència. Aquesta tesi pot ser vista com un pas endavant cap al desenvolupament d'eines capaces d'abordar el problema de la manca de coneixement sobre els actius d'aigua i sanejament enterrat. L'objectiu principal d'aquest treball doctoral és, doncs, generar eines i avaluar la seva factibilitat d'aplicació a la caracterització dels components de los SAAs, a partir d'imatges GPR. En aquest treball s'han dut a terme proves de laboratori específicament dissenyats per proposar, desenvolupar i avaluar mètodes per a la caracterització dels components d'aigua i sanejament soterrat. A més, hem dut a terme proves de camp, que ens han permès determinar la viabilitat de la implementació d'aquestes metodologies en condicions no controlades. Les metodologies desenvolupades es basen en tècniques d'anàlisi intel·ligent de dades. El principi bàsic d'aquest treball ha consistit en el tractament de dades obtingudes a través del GPR per buscar informació útil sobre els components d'SAA, amb especial èmfasi en la canonades. Després de realitzar nombroses activitats, es pot concloure que, amb l'ús d'imatges de GPR, és factible obtenir més informació que la identificació típica d'hipèrboles realitzat actualment. A més, aquesta informació pot ser observada directament, per exemple, més simplement, utilitzant les metodologies proposades en aquest treball doctoral. Aquestes metodologies també demostren que és factible per identificar patrons (especialment el pre-processat amb l'algoritme Agent race) que proporcionen bastant bona aproximació de la localització de fuites en SAAs. També, en el cas de tubs, es pot obtenir altres característiques com ara el diàmetre i el material. Els principals resultats d'aquesta tesi consisteixen en una sèrie d'eines que hem desenvolupat per localitzar, identificar i visualitzar els components dels SAAS a partir d'imatges GPR. El resultat més interessant és que els resultats obtinguts són sintetitzats i reduïts de manera que preserven les característiques dels diferents components registrats en les imatges de GPR. L'objectiu final és que les eines desenvolupades faciliten la presa de decisions en la gestió tècnica de SAA, i que tals eines poden fins i tot ser operades per personal amb poca experiència en el maneig de metodologies no destructives, específicament GPR.Ayala Cabrera, D. (2015). Characterization of components of water supply systems from GPR images and tools of intelligent data analysis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59235TESISPremios Extraordinarios de tesis doctorale

Optimization Techniques for Algorithmic Debugging

[EN] Nowadays, undetected programming bugs produce a waste of billions of dollars per year to private and public companies and institutions. In spite of this, no significant advances in the debugging area that help developers along the software development process have been achieved yet. In fact, the same debugging techniques that were used 20 years ago are still being used now. Along the time, some alternatives have appeared, but there still is a long way for them to be useful enough to get into the software development process. One of them is algorithmic debugging, which abstracts the information the user has to investigate to debug the program, allowing them to focus on what is happening instead of how it is happening. This abstraction comes at a price: the granularity level of the bugs that can be detected allows for isolating wrongly implemented functions, but which part of them contains the bug cannot be found out yet. This thesis focusses on improving algorithmic debugging in many aspects. Concretely, the main aims of this thesis are to reduce the time the user needs to detect a programming bug as well as to provide the user with more detailed information about where the bug is located. To achieve these goals, some techniques have been developed to start the debugging sessions as soon as possible, to reduce the number of questions the user is going to be asked about, and to augment the granularity level of those bugs that algorithmic debugging can detect, allowing the debugger in this way to keep looking for bugs even inside functions. As a result of this thesis, three completely new techniques have been defined, an already existent technique has been improved, and two new algorithmic debugging search strategies have been defined that improve the already existent ones. Besides these theoretical results, a fully functional algorithmic debugger has been implemented that contains and supports all these techniques and strategies. This debugger is written in Java, and it debugs Java code. The election of this language is justified because it is currently one of the most widely extended and used languages. Also because it contains an interesting combination of unsolved challenges for algorithmic debugging. To further increase its usability, the debugger has been later adapted as an Eclipse plugin, so it could be used by a wider number of users. These two debuggers are publicly available, so any interested person can access them and continue with the research if they wish so.[ES] Hoy en día, los errores no detectados de programación suponen un gasto de miles de millones al año para las empresas e instituciones públicas y privadas. A pesar de esto, no ha habido ningún avance significativo en el área de la depuración que ayude a los desarrolladores durante la fase de desarrollo de software. De hecho, las mismas técnicas de depuración que se utilizaban hace 20 años se siguen utilizando ahora. A lo largo del tiempo, han surgido algunas alternativas, pero todavía queda un largo camino para que estas sean lo suficientemente útiles como para abrirse camino en el proceso de desarrollo de software. Una de ellas es la depuración algorítmica, la cual abstrae la información que el programador debe investigar para depurar el programa, permitiéndole de este modo centrarse en el qué está ocurriendo en vez de en el cómo. Esta abstracción tiene un coste: el nivel de granularidad de los errores que pueden detectarse nos permite como máximo aislar funciones mal implementadas, pero no averiguar qué parte de estas contiene el error. Esta tesis se centra en mejorar la depuración algorítmica en muchos aspectos. Concretamente, los principales objetivos de esta tesis son reducir el tiempo que el usuario necesita para detectar un error de programación así como proporcionar información más detallada de dónde se encuentra el error. Para conseguir estos objetivos, se han desarrollado técnicas para iniciar las sesiones de depuración lo antes posible, reducir el número de preguntas que se le van a realizar al usuario, y aumentar el nivel de granularidad de los errores que la depuración algorítmica puede detectar, permitiendo así seguir buscando el error incluso dentro de las funciones. Como resultado de esta tesis, se han definido tres técnicas completamente nuevas, se ha mejorado una técnica ya existente, y se han definido dos nuevas estrategias de depuración algorítmica que mejoran las previamente existentes. Además de los resultados teóricos, también se ha desarrollado un depurador algorítmico completamente funcional que contiene y respalda todas estas técnicas y estrategias. Este depurador está escrito en Java y depura código Java. La elección de este lenguaje se justifica debido a que es uno de los lenguajes más ampliamente extendidos y usados actualmente. También debido a que contiene una combinación interesante de retos todavía sin resolver para la depuración algorítmica. Para aumentar todavía más su usabilidad, el depurador ha sido posteriormente adaptado como un plugin de Eclipse, de tal manera que pudiese ser usado por un número más amplio de usuarios. Estos dos depuradores están públicamente disponibles para que cualquier persona interesada pueda acceder a ellos y continuar con la investigación si así lo deseara.[CA] Hui en dia, els errors no detectats de programació suposen una despesa de milers de milions a l'any per a les empreses i institucions públiques i privades. Tot i això, no hi ha hagut cap avanç significatiu en l'àrea de la depuració que ajude als desenvolupadors durant la fase de desenvolupament de programari. De fet, les mateixes tècniques de depuració que s'utilitzaven fa 20 anys es continuen utilitzant ara. Al llarg del temps, han sorgit algunes alternatives, però encara queda un llarg camí perquè estes siguen prou útils com per a obrir-se camí en el procés de desenvolupament de programari. Una d'elles és la depuració algorítmica, la qual abstrau la informació que el programador ha d'investigar per a depurar el programa, permetent-li d'esta manera centrar-se en el què està ocorrent en compte de en el com. Esta abstracció té un cost: el nivell de granularitat dels errors que poden detectar-se ens permet com a màxim aïllar funcions mal implementades, però no esbrinar quina part d'estes conté l'error. Esta tesi es centra a millorar la depuració algorítmica en molts aspectes. Concretament, els principals objectius d'esta tesi són reduir el temps que l'usuari necessita per a detectar un error de programació així com proporcionar informació més detallada d'on es troba l'error. Per a aconseguir estos objectius, s'han desenvolupat tècniques per a iniciar les sessions de depuració com més prompte millor, reduir el nombre de preguntes que se li formularan a l'usuari, i augmentar el nivell de granularitat dels errors que la depuració algorítmica pot detectar, permetent així continuar buscant l'error inclús dins de les funcions. Com resultat d'esta tesi, s'han definit tres tècniques completament noves, s'ha millorat una tècnica ja existent, i s'han definit dos noves estratègies de depuració algorítmica que milloren les prèviament existents. A més dels resultats teòrics, també s'ha desenvolupat un depurador algorítmic completament funcional que conté i protegix totes estes tècniques i estratègies. Este depurador està escrit en Java i depura codi Java. L'elecció d'este llenguatge es justifica pel fet que és un dels llenguatges més àmpliament estesos i usats actualment. També pel fet que conté una combinació interessant de reptes encara sense resoldre per a la depuració algorítmica. Per a augmentar encara més la seua usabilitat, el depurador ha sigut posteriorment adaptat com un plugin d'Eclipse, de tal manera que poguera ser usat per un nombre més ampli d'usuaris. Estos dos depuradors estan públicament disponibles perquè qualsevol persona interessada puga accedir a ells i continuar amb la investigació si així ho desitjara.Insa Cabrera, D. (2016). Optimization Techniques for Algorithmic Debugging [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68506TESISPremios Extraordinarios de tesis doctorale

The project of the limits: criteria and tendencies of the territorial division

Este estudio quiere mostrar la enorme importancia que adquiere la configuración espacial de los nuevos procesos urbanos, relacionados con la creación de límites en el territorio. Estos límites condicionan e influyen directamente en la evolución y desarrollo de las ciudades. Hoy en día, es aceptado que los “espacios de vida de los ciudadanos” poseen dominios de acción que superan habitualmente las delimitaciones heredadas. Los nuevos límites que constituyen la “ciudad real” en que vivimos son otros, y por eso, debemos comprender de una manera más precisa cual es la organización del espacio y la forma de intervenir en él para mejorarlo. Establecer su definición y delimitación es más difícil, ya que depende de las variables y enfoques que se le asignen. Existe, sin embargo, una necesidad de entender los procesos urbanos indisolublemente ligados a los límites y los criterios elegidos. El crecimiento de las ciudades sobre el territorio no ha conseguido todavía hacer desaparecer las viejas divisiones sociales del espacio, sino que más bien ha transformado su carácter y expresión. Aún siguen existiendo límites en el territorio, aunque sean más difíciles de verificar al ser más variables y responder a sistemas de relaciones más complejos. Ahora el dominio se ha transformado en áreas de influencia en cuanto a posición y capacidad de relación; y ya no es la ciudad, como ente cerrado, la que ejerce ese mando reconocible, sino diversos elementos urbanos independientes que irradian su influencia en una superposición de “campos urbanos” inter-relacionados.This study wants to show the enormous importance that the space configuration of the new urban processes acquires, related to the creation of limits in the territory. These limits directly condition and influence on the evolution and development of cities. Nowadays, it is accepted that the “citizens’ spaces of life” have action dominions that usually surpass the inherited boundaries. The new limits that constitute the “real city” in which we live are different, and for that reason, we must understand more precisely the organization of the space and the way to take part in it to improve it. To establish its definition and boundary is more difficult, since it depends on the variables and approaches that are assigned to it. It exists, nevertheless, a necessitytounderstandtheurbanprocessesveryindissolublyrelatedtothelimits and the chosen criteria. The growth of the cities on the territory has still not been able to make disappear the old social divisions of the space, but that rather it has transformed its character and expression. Still they continue existing limits in the territory, although they are more difficult to verify due to they are more variable and they respond to more complex systems of relations. Now the dominion has transformed into areas of influence as far as position and capacity of relation; and it is no longer the city, as a closed being, who exerts that recognizable control, but diverse independent urban elements that radiate their influence in a superposition of “interrelated urban fields”. We went back to the first half of XIX century, for being the territorial division that still persists, in spite of the enormous changes happened in our society and our culture. Their criteria of formation were the population, the area, the topography, the respect to the historical persistence and the Capital status. Some of the present criteria nevertheless are centered in the legal statute, the morphologic definitions, the functional spaces, the economic structure or the hierarchy of the services. It is required an urgent adaptation of the instruments that order the territory and that those instruments consider these changes and imbalances