Electric Vehicles: A future projection

This study examined necessary steps needed be achieved if all automobiles in California 2040 are replaced by electric vehicles;pure electric vehicles and plug-in hybrid electric.The analysis was based on a ceteris paribus model where current data were examined and forecasted in 2040.Results showed that the electricity consumption of all electric vehicles in 2040 amounts to 80% of the forecasted consumption statewide.California may reduce CO2 emissions by 40 million metric tons should this change in its automobile fleet is achieved.About 1.1 million public charging stations must be installed to accommodate this change and several power stations must be built to provide adequate electricity for the State’s needs,but specific numbers depend upon several factors elaborated in this analysis

The Role of Inflammation in Diabetes: Current Concepts and Future Perspectives

Diabetes is a complex metabolic disorder affecting the glucose status of the human body. Chronic hyperglycaemia related to diabetes is associated with end organ failure. The clinical relationship between diabetes and atherosclerotic cardiovascular disease is well established. This makes therapeutic approaches that simultaneously target diabetes and atherosclerotic disease an attractive area for research. The majority of people with diabetes fall into two broad pathogenetic categories, type 1 or type 2 diabetes. The role of obesity, adipose tissue, gut microbiota and pancreatic beta cell function in diabetes are under intensive scrutiny with several clinical trials to have been completed while more are in development. The emerging role of inflammation in both type 1 and type 2 diabetes (T1D and T1D) pathophysiology and associated metabolic disorders, has generated increasing interest in targeting inflammation to improve prevention and control of the disease. After an extensive review of the possible mechanisms that drive the metabolic pattern in T1D and T2D and the inflammatory pathways that are involved, it becomes ever clearer that future research should focus on a model of combined suppression for various inflammatory response pathways

The probabilistic solar particle event forecasting (PROSPER) model

The Probabilistic Solar Particle Event foRecasting (PROSPER) model predicts the probability of occurrence and the expected peak flux of solar energetic particle (SEP) events. Predictions are derived for a set of integral proton energies (i.e., E > 10, > 30, and > 100 MeV) from characteristics of solar flares (longitude, magnitude), coronal mass ejections (width, speed), and combinations of both. Herein the PROSPER model methodology for deriving the SEP event forecasts is described, and the validation of the model, based on archived data, is presented for a set of case studies. The PROSPER model has been incorporated into the new operational advanced solar particle event casting system (ASPECS) tool to provide nowcasting (short term forecasting) of SEP events as part of ESA's future SEP advanced warning system (SAWS). ASPECS also provides the capability to interrogate PROSPER for historical cases via a run-on-demand functionality

Chapter Merging Plasmonics and Silicon Photonics Towards Greener and Faster “Network-on-Chip” Solutions for Data Centers and High-Performance Computing Systems

Endocrinolog

Merging Plasmonics and Silicon Photonics Towards Greener and Faster “Network-on-Chip” Solutions for Data Centers and High-Performance Computing Systems

Endocrinolog

Electric Vehicles: A future projection

This study examined necessary steps needed be achieved if all automobiles in California 2040 are replaced by electric vehicles;pure electric vehicles and plug-in hybrid electric.The analysis was based on a ceteris paribus model where current data were examined and forecasted in 2040.Results showed that the electricity consumption of all electric vehicles in 2040 amounts to 80% of the forecasted consumption statewide.California may reduce CO2 emissions by 40 million metric tons should this change in its automobile fleet is achieved.About 1.1 million public charging stations must be installed to accommodate this change and several power stations must be built to provide adequate electricity for the State’s needs,but specific numbers depend upon several factors elaborated in this analysis

Integrated photonic routers for optical interconnects in high performance computing systems

The aim of the PhD thesis was the design and the study of an optical router-on-chip architecture for efficient high-throughput and low-power data packet routing. The development of such a router was based on the merge of three different technologies into the same silicon-on-insulator (SOI) platform, simply by taking advantage of the virtues of each one: plasmonics was employed for the development of ultra-compact and low-power thermo-optic switches, silicon photonics was used for the completion of the remaining functional and low-loss photonic circuit and electronics was utilized for the advanced processing that is required in order to dynamically control the switching elements during routing operation. Initially, circuit-level models of the two main building blocks of the proposed hybrid router were developed, namely the ring-based plasmonic switch and the ring-based SOI multiplexers. Then, these circuit-level models were incorporated into a specific routing layout designed through an appropriate optical network simulation tool according to the proposed 320 Gb/s-throughput router architecture. Moreover, experimental (thermo-) optical characterization and evaluation of two different SOI multiplexers integrated on the same platform to support two different 8-channel optical streams was performed. The experimental evaluation was carried out in terms of multiplexing and demultiplexing operations of the integrated devices by using multi-wavelength optical data streams at both 10 Gb/s (NRZ) and 25 Gb/s (RZ) transmission line rates. Finally, two thermo-optic silicon-plasmonic Mach-Zehnder interferometric (MZI) switches were studied thoroughly (via thermo-optic characterization as well as through experimental evaluation of the switching operation for optical signals at 10 Gb/s line rate). This configuration relied on active (thermo-optically controlled) plasmonic ΜΖΙ branches located in-between two SOI-based coupler stages. Regarding the first fabricated structure, the PMMA polymer was utilized to form its plasmonic parts. Regarding the second fabricated switching element, PMMA was replaced by another polymer named Cyclomer, thereby enabling the reduction of the active length of the plasmonic parts due to the twice (practically) thermo-optic coefficient of the new material.Σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν ο σχεδιασμός και η μελέτη της αρχιτεκτονικής ενός οπτικού δρομολογητή σε επίπεδο τσιπ για την αποδοτική δρομολόγηση υψίρρυθμων πακέτων δεδομένων με χαμηλή κατανάλωση ισχύος. Για την ανάπτυξη ενός τέτοιου δρομολογητή χρησιμοποιήθηκε ο συγκερασμός τριών διαφορετικών τεχνολογιών σε μία κοινή πλατφόρμα πυριτίου σε μονωτή, αξιοποιώντας έτσι τα ιδιαίτερα πλεονεκτήματα της καθεμίας: η πλασμονική τεχνολογία επιστρατεύτηκε για την ανάπτυξη θερμο-οπτικών μεταγωγέων με μικρό αποτύπωμα και χαμηλή κατανάλωση ισχύος, η τεχνολογία πυριτίου χρησιμοποιήθηκε για το σχηματισμό του υπόλοιπου λειτουργικού φωτονικού κυκλώματος με χαμηλές απώλειες εισαγωγής και διάδοσης και η ηλεκτρονική αξιοποιήθηκε για την προηγμένη επεξεργασία που απαιτείται για το δυναμικό έλεγχο των στοιχείων μεταγωγής κατά τη διαδικασία της δρομολόγησης. Αρχικά, αναπτύχθηκαν κυκλωματικά μοντέλα προσομοίωσης των δύο βασικών μονάδων του προτεινόμενου υβριδικού δρομολογητή, που ήταν ο πλασμονικός μεταγωγέας και οι πολυπλέκτες πυριτίου και είχαν συντονιστές μικροδακτυλίου ως δομικό τους στοιχείο. Στη συνέχεια, τα κυκλωματικά αυτά μοντέλα αξιοποιήθηκαν σε διάταξη που σχεδιάστηκε σε κατάλληλο περιβάλλον προσομοίωσης οπτικών δικτύων με βάση την προτεινόμενη αρχιτεκτονική δρομολογητή μέγιστης δυνατής ρυθμαπόδοσης στα 320 Gb/s. Επίσης, πραγματοποιήθηκε ο πειραματικός (θερμο-) οπτικός χαρακτηρισμός και αξιολόγηση δύο διαφορετικών πολυπλεκτών πυριτίου που κατασκευάστηκαν στην ίδια πλατφόρμα για την υποστήριξη δύο διαφορετικών 8-κάναλων οπτικών ροών. Η πειραματική αξιολόγηση αφορούσε τις λειτουργίες πολυπλεξίας και αποπολυπλεξίας των κατασκευασμένων μονάδων με χρήση πολυκυματικών οπτικών ροών δεδομένων τόσο σε 10 Gb/s (με NRZ διαμόρφωση) όσο και σε 25 Gb/s (με RZ διαμόρφωση) ρυθμούς μετάδοσης γραμμής. Τέλος, μελετήθηκαν διεξοδικά (τόσο μέσω θερμο-οπτικού χαρακτηρισμού όσο και μέσω πειραματικής αξιολόγησης της λειτουργίας μεταγωγής για οπτικά σήματα με ρυθμό μετάδοσης γραμμής στα 10 Gb/s) δύο θερμο-οπτικοί συμβολομετρικοί μεταγωγείς τύπου Mach-Zehnder (MZI) πλασμονικής τεχνολογίας και τεχνολογίας πυριτίου. Σε αυτή την προσέγγιση χρησιμοποιήθηκαν ενεργοί (θερμο-οπτικά ελεγχόμενοι) πλασμονικοί βραχίονες πλαισιωμένοι από στάδια σύζευξης από πυρίτιο. Στην πρώτη υλοποίηση που μελετήθηκε, τα πλασμονικά μέρη του υβριδικού μεταγωγέα αποτελούνταν από πολυμερές PMMA, ενώ στη δεύτερη το PMMA αντικαταστάθηκε από το πολυμερές Cyclomer, καθιστώντας έτσι δυνατή τη μείωση του ενεργού μήκους των πλασμονικών τμημάτων χάρη στο διπλάσιο πρακτικά θερμο-οπτικό συντελεστή του νέου υλικού

Essays on the contribution of the information and communication technologies on growth and productivity: macroeconomic and microeconomic analysis

[…] Στη διατριβή αυτή, γίνεται προσπάθεια να απαντηθούν μια σειρά από ερωτήματα που αφορούν στις παραγωγικές και αναπτυξιακές επιπτώσεις των ΤΠΕ, τόσο συνολικά σε επίπεδο χωρών, όσο και σε επιμέρους κλάδους της ευρωπαϊκής και της ελληνικής οικονομίας. Ειδικότερα: - Σε επίπεδο χωρών, διερευνάται εάν και σε ποιο βαθμό υπάρχει σημαντική εμπειρική συσχέτιση μεταξύ των επενδύσεων σε ΤΠΕ και του ρυθμού αύξησης της παραγωγικότητας. Επιπλέον, εκτός της συνολικής επίδρασης των ΤΠΕ στην αύξηση της παραγωγικότητας, διερευνάται η ατομική συμβολή καθενός εκ των επιμέρους συνιστωσών τους (υλικό, λογισμικό, επικοινωνίες). - Η παραγωγική επίδραση των ξένων επενδύσεων, οι οποίες θεωρούνται δίαυλοι μεταφοράς τεχνολογίας, αποτελεί ένα επιπλέον ερώτημα που κρίθηκε ότι αξίζει να διερευνηθεί. - ‘Ένα άλλο θέμα που εξετάζεται αφορά τη συγκριτική ανάλυση της παραγωγικής συμβολής των ΤΠΕ μεταξύ των αναπτυγμένων και των αναπτυσσόμενων χωρών. – Επίσης, ένα ξεχωριστό τμήμα της διατριβής αφορά στη μέτρηση της τεχνικής αποτελεσματικότητας (technical efficiency) των χωρών σε σχέση με τη συνεισφορά των ΤΠΕ ως ξεχωριστού παραγωγικού συντελεστή. - Σε μικροοικονομικό επίπεδο, διερευνάται και γίνεται αντικείμενο συγκριτικής ανάλυσης, η παραγωγική επίδραση των ΤΠΕ σε κλάδους οικονομικής δραστηριότητας της Ε.Ε. και των Η.Π.Α. – Τέλος, η παρούσα μελέτη εστιάζει στους κλάδους δραστηριότητας της ελληνικής οικονομίας, όπου, εκτός των επιδράσεων των τεχνολογικών πληροφορικής, διερευνάται, επίσης, η συμβολή των επενδύσεων σε Έρευνα και Ανάπτυξη. Επίσης, εξετάζεται η πιθανή παρουσία αποτελεσμάτων διάχυσης (spillover effects) στην παραγωγικότητα ενός κλάδου από τις επενδύσεις σε Τεχνολογίες Πληροφορικής και σε Έρευνα και Ανάπτυξη που γίνονται σε άλλους κλάδους δραστηριότητας. […

Design and Analysis of a Newly Installed Plate Heat Exchanger Apparatus for the WPI Unit Operation Laboratory Course

The goals of this project were to design a plate heat exchanger apparatus and evaluate the potential of replacing the current double pipe heat exchanger by this newly designed plate heat exchanger for the Unit Operation Laboratory Course. Raw data was collected during experiments. The goals for this project were achieved, as the team accomplished all objectives for the Heat Exchanger Unit Operation Experiment. The results obtained from the plate heat exchanger apparatus were consistent with the governing theory compared to the results from the double pipe heat exchanger apparatus