Faculty of technology_PHD

Permanent URI for this collectionhttps://archives.univ-eloued.dz/handle/123456789/54

Browse

Now showing 1 - 20 of 41

Optimisation et conception d’un pivot d'irrigation solaire
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-07-01) Brik, Mohamed
Ces dernières années, le sud de l'Algérie, en particulier la région d'El Oued, a connu un essor agricole remarquable. Cependant, l'essor de l'activité agricole s'est accompagné de défis liés aux pratiques d'irrigation traditionnelles, qui ne permettent souvent pas d'atteindre les objectifs de durabilité. Cette thèse répond à la nécessité d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'eau et de l'énergie dans l'agriculture en se concentrant sur l'optimisation et la conception d'un système d'irrigation à pivot alimenté par l'énergie solaire. Les premières investigations révèlent des inefficacités significatives dans la planification de l'irrigation traditionnelle, conduisant à une surconsommation d'eau et à une utilisation élevée d'énergie. L'étude progresse selon une approche en deux phases. Tout d'abord, elle effectue une évaluation complète sur le terrain de six systèmes de pivot centraux à Ouargla et El Oued, en utilisant le modèle CROPWAT pour analyser les besoins en eau et l’analyseur d’énergie électrique du réseau triphasé CHAUVIN ARNOUX (C. A.8332B) pour analyser l’efficacité de l’utilisation d’énergie. La deuxième phase s'oriente vers le dimensionnement et l'évaluation des systèmes photovoltaïque (PV) pour alimenter chaque type de pivot. Les résultats mettent en évidence la disparité entre les volumes d'eau appliqués et les volumes d'eau optimaux, causant une faible efficacité d’utilisation de l’eau. Les pivots modernes ont été les équipements les plus efficaces avec 1.1 kW/ha en termes de puissance installée, mais elle est environ quatre fois plus élevée dans le cas des mini pivots. Ainsi que la plage de la consommation spécifique de l'eau (0.227-0.326 kWh/m3) des pivots était près des activités d'irrigation à faible consommation. Concernant la simulation des systèmes PV autonomes, les résultats ont montré que la taille du système PV dans le cas d’irrigation conventionnelle était respectivement plus grande de 190 et 171% pour le pivot moderne et artisanal que dans le cas de planification CROPWAT. في السنوات الأخيرة، شهد جنوب الجزائر، وخاصة منطقة الوادي، نموا فلاحيا ملحوظا. ومع ذلك، فإن صعود النشاط الزراعي رافقه تحديات تتعلق بممارسات الري التقليدية، والتي غالباً ما تفشل في تحقيق أهداف الاستدامة. تتناول هذه الأطروحة الحاجة إلى تحسين كفاءة استخدام المياه والطاقة في الزراعة من خلال التركيز على تحسين وتصميم نظام الري المحوري الذي يعمل بالطاقة الشمسية. وتكشف التحقيقات الأولية عن أوجه قصور كبيرة في تخطيط الري التقليدي، مما يؤدي إلى الإفراط في استهلاك المياه وارتفاع استخدام الطاقة. تتقدم الدراسة باستخدام نهج من مرحلتين. أولاً، يقوم بإجراء تقييم ميداني شامل لستة أنظمة محورية مركزية في ورقلة والوادي، وذلك باستخدام نموذج CROPWAT لتحليل الاحتياجات المائية ومحلل الطاقة الكهربائية لشبكة ثلاثي الطور لتحليل كفاءة استخدام الطاقة. تركز المرحلة الثانية على تحديد حجم الأنظمة الكهروضوئية وتقييمها لتشغيل كل نوع من أنواع المحاور. تسلط النتائج الضوء على التفاوت بين أحجام المياه المطبقة وأحجام المياه المثالية، مما يتسبب في انخفاض كفاءة استخدام المياه. تعد أنظمة الري المحوري الحديثة هي المعدات الأكثر كفاءة حيث تبلغ 1.1 كيلووات/هكتار من حيث الطاقة المركبة، ولكنها أعلى بحوالي أربعة أضعاف في حالة أنظمة الري المحورية الصغيرة. وكذلك كان مدى استهلاك المياه النوعي (0.227-0.326 كيلووات ساعة/م3) للمحاور قريباً من أنشطة الري ذات الاستهلاك المنخفض. وفيما يتعلق بمحاكاة الأنظمة الكهروضوئية المستقلة، أظهرت النتائج أن حجم نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية في حالة الري التقليدي كان أكبر بنسبة 190 و171٪ على التوالي بالنسبة للمحور الحديث والحرفي منه في حالة تخطيط CROPWAT.
Effet des différents types de charbons sur la performance d'un distillateur solaire
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-06-27) Temmar, Saoussan
De nombreuses personnes vivant dans des zones désertiques isolées ont du mal à trouver de l’eau douce car elles ont un accès limité aux sources d’eau naturelles. Cependant, il existe une variété de technologies contemporaines qui pourraient potentiellement résoudre ce problème. Parmi elles, l'énergie solaire pourrait encore être le meilleur choix pour produire de l'eau potable, car elle est simple à utiliser et ne nuit pas à l'environnement. L'objectif des recherches décrites dans cette thèse est d'utiliser différents types de carbone pour améliorer l'efficacité d'un distillateur solaire mono-pente. La production de distillat a augmenté grâce à l'amélioration significative des taux d'évaporation grâce à ces modifications. Dans la première partie des expériences, quatre types de carbone ont été ajoutés séparément à chaque absorbeur avec un poids de 100 g, soit 0,4167 kg de carbone/m2 de surface d'absorbeur. Ces types de carbone étaient le charbon actif, le graphite, le charbon et le charbon de bois. Les résultats obtenus lors d'expériences à l'Université d'Ouargla montrent que les différents types de carbone améliorent l'absorption de l'eau lors de l'irradiation solaire. De plus, le fait de placer de la poudre de carbone à l'intérieur du tissu noir fixe a permis de stabiliser les particules de carbone sur la base de l'absorbeur en les évitant de flotter au-dessus de l'eau, ce qui a contribué à l'augmentation du rendement journalier. Le charbon actif, le graphite, le charbon et le charbon de bois améliorent respectivement la production de 79,39 %, 57,58 %, 50,30 % et 18,18 % par rapport au distillateur conventionnel. الملخص: يعاني العديد من الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الصحراوية النائية للعثور على المياه العذبة بسبب محدودية إمكانية الوصول إلى مصادر المياه الطبيعية، ومع ذلك هناك مجموعة متنوعة من التقنيات المعاصرة التي يمكن أن تعالج هذه المشكلة، من بين كل هذه التقنيات، يعد التقطير الشمسي هو الخيار الأفضل لإنتاج مياه الشرب لأنها سهلة التصنيع ولا تضر بالبيئة. الهدف من البحث الموصوف في هذه الأطروحة هو استخدام أنواع مختلفة من الكربون لتعزيز كفاءة المقطر الشمسي أحادي المنحدر وقد زاد ت نواتج التقطير نتيجة للتحسن الكبير الذي حققته هذه التعديلات في معدلات التبخر. في المرحلة الأولى من التجارب، تمت إضافة أربعة أنواع مختلفة من الكربون بشكل منفصل إلى كل ماص بوزن 100 غ، أو 0.4167 كغ كربون/م 2 من مساحة الماص ، وكانت أنواع الكربون هذه هي الكربون المنشط، والجرافيت، والفحم الحجري، والفحم الخشبي . وتظهر النتائج التي تم الحصول عليها خلال التجارب بجامعة ورقلة أن الأنواع المختلفة من الكربون تحسن امتصاص الماء للإشعاع الشمسي، كما أن وضع مسحوق الكربون داخل القماش الأسود الثابت أدى إلى ثبات مسحوق الكربون على قاعدة الماص ومنع طفوه فوق الماء مما ساهم في زيادة الإنتاج اليومي،حيث يعمل الكربون المنشط والغرافيت والفحم الحجري والفحم الخشبي على تحسين الإنتاج بنسبة: 79.39 % و 57.58 % و 50.30 % و 18.18 % على التوالي مقارنة بالمقطر الشاهد
Biosynthesis and characterization of silver nanoparticles using Artemisia Herba-Alba extract and evaluation of their biological activity
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-06-27) BELAICHE, Yassine
Artemisia Herba-Alba is a medicinal plant, and its essential oil is used as an antiseptic and antispasmodic. In this study, green synthesis of silver/silver oxide (Ag/Ag2O) nanoparticles was successfully synthesized from Artemisia Herba-Alba aqueous leaves extract. The effect of temperature, reaction time, the concentration of AgNO3, the quantity of plant extract, and pH on the synthesis process of Ag/Ag2O was optimized. More interesting, the results showed that only 5 min were required for reducing 1 mM AgNO3 into Ag/Ag2O NPs at room temperature. The crystalline nature of Ag/Ag2O NPs with an average crystallizes size of 10.7-36.8 nm. The green synthesizing Ag/Ag2O NPs having in general a spherical morphology with particle/aggregate size less than 100 nm. The maximum UV-Vis absorption peak of Ag/Ag2O NPs was observed at the range of 418- 435 nm giving optical band gaps of 2.05-2.30 eV. The TGA/DTA analysis shows significant organic contents (18 wt%) were physically and chemically adsorbed on the dry weight Ag/Ag2O NPs. Artemisia herba-alba is a source of phytochemicals for effective and prompt fabrication of Ag/Ag2O NPs with relevant insecticidal and anti-bactericidal activity against species of high public health importance. نبات الشيح الأبيض هو نبات طبي ، ويستخدم زيته الأساسي كمطهر ومضاد للتشنج. في هذه الدراسة، تم التخليق الأخضر للجسيمات النانوية أكسيد الفضة / الفضة Ag/Ag2O بنجاح من مستخلص أوراق الشيح الأبيض. اعتمدنا على دراسة تأثير درجة الحرارة ووقت التفاعل وتركيز AgNO3وكمية المستخلص النباتي ودرجة الحموضة على عملية تخليق Ag/Ag2O ، أظهرت النتائج أن 5 دقائق فقط مطلوبة لإرجاع mM1 من AgNO3إلى Ag/Ag2O NPs في درجة حرارة الغرفة. الطبيعة البلورية لـ Ag/Ag2O NPs بمتوسط حجم بلوري 10.7-36.8 نانومتر. تمتلك Ag/Ag2O NPs بشكل عام شكلًا كرويًا بحجم الجسيمات / الركام أقل من 100 نانومتر. ولوحظ الحد الأقصى لامتصاص UV-Vis لـ Ag/Ag2O NPs في نطاق 418- 435 نانومتر مما يعطي فجوات النطاق البصري 2.05-2.30 فولت. أظهر تحليل TGA/DTA أن كمية مهمة من المادة العضوية عضوية (18٪) تم امتصاصها فيزيائيًا وكيميائيًا من الوزن الجاف لNPs.Ag/Ag2O الشيح الأبيض هو مصدر للمواد الكيميائية النباتية من أجل التصنيع الفعال والسريع لNPs.Ag/Ag2O مع فعالية كمبيد حشري ومضاد للجراثيم كما أنها ذات أهمية للصحة العامة.
Etude de l’effet du pH de milieu réactionnel sur les propriétés des nanoparticules d’oxyde métallique obtenue par méthode verte
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-05-26) GHERBI, Bachir
This study explores an eco-friendly approach to synthesizing zinc oxide (ZnO) nanoparticles using plant extracts as an alternative to conventional physical or chemical methods. ZnO nanoparticles were produced via a green synthesis process using Portulaca oleracea (purslane) leaf extract at varying pH levels of 4, 6, 9.5, and 11. The impact of pH on the optical and structural characteristics of the synthesized nanoparticles was investigated. Ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometry and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy techniques were employed to analyze the optical properties, while scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were utilized to study the structural properties. Additionally, the photocatalytic performance of the synthesized ZnO nanoparticles was evaluated through the degradation of methyl orange dye. The characterization results confirmed the successful biosynthesis of ZnO nanoparticles with sizes ranging from 22.17 to 27.38 nm. UV-Vis analysis revealed maximum absorption in the 350-380 nm range, indicative of the Zn-O bond. FTIR spectra exhibited a distinct peak at 474 cm-1, attributed to Zn-O vibrations. SEM images revealed that the obtained nanoparticles generally exhibited spherical or oval morphologies. The synthesis pH significantly influenced the optical and morphological properties of the ZnO nanoparticles. The results demonstrated the high performance of the green-synthesized ZnO nanoparticles in dye degradation applications. يعد التوليف الأخضر لجسيمات أكسيد المعدن النانوية من المستخلصات النباتية بديلاً واعداً للطريقة التقليدية للتوليف الفيزيائي أو الكيميائي. في هذه الدراسة، تم تصنيع جسيمات أكسيد الزنك النانوية (NPs) باستخدام التخليق الأخضر عند قيم أس هيدروجيني مختلفة هي 4، 6، 9.5، و11 عن طريق مستخلص أوراق رجلة، وتمت دراسة تأثير الرقم الهيدروجيني على الخصائص البصرية والتركيبية. تم تشخيص الخواص البصرية باستخدام مقاييس الطيف الضوئي UV-Vis، كما تم تشخيص الخواص البصرية بواسطة التحليل الطيفي FTIR. وفي الوقت نفسه، تم تشخيص الخصائص الهيكلية باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وحيود الأشعة السينية (XRD). علاوة على ذلك، تم فحص تحلل صبغتها الضوئية مقابل صبغة الميثيل البرتقالية. أكدت نتائج التوصيف نجاح التخليق الحيوي لجسيمات أكسيد الزنك النانوية ذات حجم يتراوح بين 22.17 إلى 27.38 نانومتر. يُظهر تحليل الأشعة فوق البنفسجية (UV-Vis) أقصى امتصاص في النطاق 350-380 نانومتر ينتمي إلى Zn-O. تُظهر أطياف FT-IR ذروة مميزة عند 474 سم-1، والتي تعزى إلى اهتزاز Zn-O. تظهر صورة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) أن الجسيمات النانوية التي تم الحصول عليها عادة ما تكون كروية أو بيضاوية. أثرت قيمة الرقم الهيدروجيني التخليقي بشكل كبير على الخصائص البصرية والمورفولوجية لـ ZnO NPs. أشارت النتائج أيضًا إلى الأداء العالي لمركبات ZnO NPs المركبة بالتخليق الأخضر لتدهور الصبغة.
PHY Transceiver Design Based on Cooperative NOMA
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-06-24) KHENNOUFA, Faiçal
The upcoming next generation of wireless networks is expected to offer ultra-reliable and low-latency communication, and other features due to the unprecedently high growth of timely mobile data traffic and stringent quality-of-service (QoS) requirements. These features will make a range of applications possible, including multiple access strategies (e.g., non-orthogonal multiple access (NOMA)), cooperative communications, energy harvesting (EH), reconfigurable intelligent surfaces (RISs), and unmanned aerial vehicle (UAV). NOMA is one of the most exciting approaches to improve spectrum efficiency in the next generations of wireless networks. Cooperative communication is integrated with NOMA (CNOMA) to offer an effective approach to mitigate challenges in channel conditions, extend the coverage area, and enhance spectral efficiency. Moreover, to enhance energy efficiency and prolong battery life for devices, CNOMA is empowered with EH. Furthermore, RIS enhances wireless communication by controlling radio propagation with low-cost passive elements, adjusting reflection coefficients for altered electromagnetic wave propagation. NOMA has been integrated with RIS to effectively provide efficient transmission in next-generation networks. Besides, UAV communication is a beneficial option for maintaining connectivity during brief events and after natural disasters. The UAV is adapted with RIS (UAV-RIS) and can serve as a reflective layer between ground base stations and devices, enhancing wireless communication. This thesis aims to investigate the interplay of NOMA with cooperative communication to improve the performance and extend the coverage area. To this end, we use several technologies for the CNOMA system, such as cooperative with and without direct links, multiple relays (multi-hop relay), EH, and UAV-RISs. First, we investigate the downlink CNOMA without direct links (WDL). We derive the closed-form ergodic capacity (EC), outage probability (OP), and bit error rate (BER) over the Rayleigh fading channel. We evaluate the power allocation factor and helper user distance. We compare our scheme with traditional cooperative orthogonal multiple access (COMA) WDL. Then, we investigate the downlink CNOMA with DL. We derive the OP and BER with imperfect successive interference cancellation (ISIC) and channel state information (ICSI) over the Rayleigh fading channel. We assess the power allocation factor and the helper user distance. Thereafter, we investigate the multi-hop CNOMA with two schemes WDLs and DLs under the ICSI and ISIC. We derive the end-to-end (e2e) OP and BER expressions for the considered systems under ICSI and ISIC. We discuss the influence of power allocation, the number of relays, ICSI, and SIC on the performance of the systems. We compare our findings with single relay CNOMA. Moreover, we investigated two CNOMA with EH schemes: Firstly, we obtained the BER of CNOMA with time switching (TS) and power splitting (PS) protocols over the Rayleigh fading channel with ICSI, ISIC, and ICI. We explore the impact of ISIC and CSI on BER performance within the parameters of EH. Secondly, we obtained the OP and BER of CNOMA with three EH protocols (TS, PS, and hybrid) over the Nakagami-$m$ fading channel. We discuss optimal values for EH parameters and the power allocation coefficient. Besides, we examine the performance of the wireless-powered cooperative communication network with linear/non-linear EH in the presence of in-phase and quadrature-phase imbalance (IQI) and SIC imperfections over the Rayleigh fading channel in terms of OP, EC, and throughput. We assess the impact of IQI and SIC imperfections on the proposed scheme using various WPCCN parameters. We compare our system to conventional UL NOMA without EH. Finally, we examine the BER and energy efficiency (EE) of UAV-RIS NOMA in the presence of practical constraints. We compare our results with two schemes: UAV without RIS and conventional UAV-RIS OMA. We validate our numerical derivations through simulation results. The results show the following. The best relay location is between the base station and users to achieve higher performance. Increasing the number of relays reduces the OP and BER. Multi-hop NOMA achieves high-performance gain compared to single relay schemes. The ICSI and ISIC decrease the system performance at the high signal-to-noise ratio (SNR). The EH schemes achieve higher performance compared to those without EH and the hybrid protocol is superior to all benchmarks, which are in the range of 1–3 dB and 0.5–1.5 dB for OP and BER performances, respectively. The non-linear EH limits system performance in high SNR regions and is significantly impacted by IQI and SIC imperfections. IQI negatively affects RF impairment, highlighting the necessity of IQI mitigation to maximize system capabilities. Finally, HWI, ICI, and ISIC degrade performance at high SNR, however, increasing the number of RIS reflecting elements at low SNR achieves satisfactory results. The UAV-RIS system outperforms UAVs without it, and OMA performs better than NOMA due to no inter-user interference IUI issues. من المتوقع أن يوفر الجيل التالي من الشبكات اللاسلكية اتصالات موثوقة للغاية وذات زمن وصول منخفض، وميزات أخرى بسبب النمو المرتفع غير المسبوق لحركة البيانات المتنقلة في الوقت المناسب والمتطلبات الصارمة لجودة الخدمة (QoS). ستجعل هذه الميزات مجموعة من التطبيقات ممكنة، بما في ذلك استراتيجيات الوصول المتعددة (على سبيل المثال، الوصول المتعدد غير المتعامد (NOMA)) والاتصالات التعاونية وحصاد الطاقة (EH)، والأسطح الذكية القابلة لإعادة التشكيل (RISs})، والمركبات الجوية بدون طيار (UAV) ). يعد NOMA أحد الأساليب الأكثر إثارة لتحسين كفاءة الطيف في الأجيال القادمة من الشبكات اللاسلكية. تم دمج الاتصال التعاوني مع NOMA (CNOMA) لتقديم نهج فعال للتخفيف من تحديات في ظروف القناة، وتوسيع منطقة التغطية، و تحسين الكفاءة الطيفية. من ناحية اخرى، لتعزيز كفاءة الطاقة وإطالة عمر بطارية الأجهزة، تم تمكين CNOMA باستخدام EH. في المقابل يعمل نظام RIS على تعزيز الاتصال اللاسلكي عن طريق التحكم في انتشار الراديو باستخدام عناصر خامله منخفضة التكلفة، وضبط معاملات الانعكاس للتغييرات في انتشار الموجات الكهرومغناطيسية. تم دمج NOMA مع RIS لتوفير نقل فعال في شبكات الجيل التالي. في الجهة المقابلة، يعد الاتصال بالطائرات بدون طيار خيارًا مفيدًا للحفاظ على الاتصال أثناء الأحداث القصيرة للانقطاع وبعد الكوارث الطبيعية. تم دمج الطائرة بدون طيار مع RIS (UAV-RIS) ويمكن أن تكون بمثابة طبقة عاكسة بين محطات الارسال والأجهزة الأرضية، مما يعزز الاتصال اللاسلكي. تهدف هذه الأطروحة إلى دراسة جمع NOMA مع التواصل التعاوني لتحسين الأداء وتوسيع منطقة التغطية. ولتحقيق هذه الغاية، نستخدم العديد من التقنيات لنظام CNOMA، مثل التعاون مع الروابط المباشرة و غير المباشرة، والمرحلات المتعددة (مرحل متعدد القفزات)، وEH، وUAV-RISs. بناءا علي هذا يتم دراسة أهداف الاطروحه علي النحو التالي. أولاً، نقوم بدراسة الوصلة الهابطة CNOMA بدون روابط مباشرة (WDL). نشتق الشكل التقريبي للسعة (EC)، واحتمال الانقطاع (OP)، ومعدل خطأ البتات (BER) عبر قناة خبو رايلي. بعد ذلك، نقيم عامل توزيع الطاقة ومسافة المستخدم المساعد. نقارن أيضا مخططنا مع المخطط التعاوني التقليدي للوصول المتعدد المتعامد (COMA) WDL. في الخطوة التالية، نقوم بدراسة الوصلة الهابطة CNOMA مع DL. نشتق OP وBER في ظل ضروف إلغاء التداخل المتتالي غير الكامل (ISIC) ومعلومات حالة القناة (ICSI) عبر قناة خبو Rayleigh. نفحص عامل توزيع الطاقة ومسافة المستخدم المساعد. عقب ذلك، ندرس CNOMA متعدد القفزات باستخدام مخططين WDLs وDLs في وجود ICSI وISIC. نستخرج تعبيرات OP وBER من طرف إلى طرف (e2e) للأنظمة المقرتحة في وجود ICSI وISIC. نستعرض تأثير توزيع الطاقة، وعدد المرحلات، وICSI، وSIC على أداء الأنظمة. نجري أيضا مقارنة نتائجنا التي توصلنا إليها مع CNOMA للمرحل الفردي التقليدي. إضافة إلى ما سبق، نعمل على دراسة اثنين من مخططات CNOMA مع EH: أولاً، نحصل على معدل BER لـ CNOMA مع بروتوكول تبديل الوقت (TS) وتقسيم الطاقة (PS) عبر قناة خبو Rayleigh في وجود ICSI وISIC وICI. نقوم ايضا باجراء تحقيق لاستكشاف تأثير ISIC وCSI على أداء BER ضمن معايير EH. ثانيًا، نحصل على OP وBER لـ CNOMA مع ثلاثة بروتوكولات EH (TS وPS وhybrid ) عبر قناة الخبو Nakagami-m. نناقش القيم المثلى لمعاملات EH ومعامل توزيع الطاقة. وبالإضافة هذا، نفحص أداء شبكة الاتصالات التعاونية التي تعمل بالطاقة اللاسلكية مع EH الخطي غير الخطي في ظل وجود خلل في الطور والطور التربيعي (IQI) وعيوب SIC على قناة خبو رايلي من حيث OP وEC ، والإنتاجية. نناقش كذلك تأثير عيوب IQI وSIC على المخطط المقترح باستخدام معاملات WPCCN المختلفة. نقارن المخطط المقترح مع UL NOMA التقليدي بدون EH. أخيرًا، نفحص معدل الخطأ في البتات (BER) وكفاءة استخدام الطاقة (EE) لـ UAV-RIS NOMA} في ظل وجود قيود عملية. نقارن ايضا نتائجنا مع مخططين: الطائرات بدون طيار بدون RIS والطائرات بدون طيار التقليدية UAV-RIS OMA. يثتم التحقق من صحة اشتقاقاتنا العددية من خلال نتائج المحاكاة. تظهر النتائج ما يلي. أفضل موقع للترحيل هو بين محطة الارسال والمستخدمين لتحقيق أداء أعلى. تؤدي زيادة عدد المرحلات إلى تقليل OP وBER وتحقق NOMA متعددة القفزات مكاسب عالية في الأداء مقارنة بأنظمة المرحل الفردي. يعمل ICSI وISIC على تقليل أداء الأنظمة عند نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية (SNR). تحقق مخططات EH أداءً أعلى مقارنةً بدون EH ويتفوق البروتوكول hybrid على جميع المعايير، والتي تقع في نطاق 1–3 ديسيبل و0.5–1.5 ديسيبل لأداء OP وBER. يحد EH غير الخطي من أداء النظام في المناطق ذات نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) العالية ويتأثر بشكل كبير بعيوب IQI وSIC. يؤثر IQI سلبًا على ضعف التردد اللاسلكي، مما يسلط الضوء على ضرورة تخفيف IQI لزيادة قدرات النظام إلى أقصى حد. أخيرًا، يؤدي كل من HWI وICI وISIC إلى تدهور الأداء عند نسبة SNR عالية، ومع ذلك، فإن زيادة عدد عناصر (RIS) العاكسة عند نسبة SNR منخفضة يحقق نتائج مرضية. يتفوق نظام UAV-RIS على الطائرات بدون طيار بدون RIS، و OMA اداء أفضل من NOMA بسبب عدم وجود مشكلات في التداخل بين المستخدمين (IUI).
Novel NOMA MIMO designs for 5G and beyond
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-06-06) Saber Menaa
The evolution of future generations of mobile wireless communication systems has intensified the demand for higher data rates, reduced latency, and improved spectral efficiency. Non-orthogonal multiple access (NOMA) has emerged as a groundbreaking solution to meet these demands. Which enables the sharing of time-frequency resources and utilizes successive interference cancellation (SIC) to mitigate interference among multiple users. As well, cooperative communications based on relays offer dependable connectivity and extend system coverage. While multiple inputs multiple outputs (MIMO) technology significantly contributes to the evolution of NOMA systems. The integration of MIMO using antenna selection (AS) schemes in NOMA enhances overall performance, decreases complexity and power consumption, which is a novel and appealing approach in this context. Within this thesis, we evaluate the effectiveness of implementing multi-antenna techniques within NOMA networks under realistic conditions, considering practical challenges such as SIC error, channel estimation error (CEE), and feedback delay error. The analysis begins with an examination of the single-input single-output (SISO) system in Downlink and Uplink NOMA networks, deriving mathematical expressions for ergodic capacity (EC), outage probability (OP), and bit error rate (BER). Subsequently, we investigate the MIMO-NOMA network, utilizing the joint transmit and receive antenna selection (JTRAS) protocol, and derive the expression for EC under realistic conditions. Later, we assess the performance of the Downlink cooperative NOMA network employing a relay selection strategy, incorporating both best relay selection (BRS) and partial relay selection (PRS) through the implementation of a transmit antenna selection (TAS) protocol. Finally, the thesis concludes with a comprehensive analysis of the results, highlighting challenges while offering valuable insights that can significantly influence future research in the field. أدى تطور األجيال القادمة من أنظمة االتصاالت الالسلكية المحمولة إلى تكثيف الطلب على معدالت بيانات أعلى، وخفض زمن الوصول، وتحسين كفاءة الطيف. وقد برز الوصول المتعدد غير المتعامد )NOMA )كحل رائد لتلبية هذه المطالب. مما يتيح مشاركة موارد الوقت والتردد ويستخدم إلغاء التداخل المتتالي )SIC )للتخفيف من التداخل بين المستخدمين المتعددين. كما توفر االتصاالت التعاونية القائمة على المرحالت ا موثوقا به وتوسع تغطية النظام. في حين تساهم تقنية المدخالت المتعددة والمخرجات المتعددة )MIMO )بشكل كبير في تطور أنظمة اتصاالا NOMA. يعمل دمج MIMO باستخدام مخططات اختيار الهوائي )AS )في NOMA على تعزيز األداء العام، وتقليل التعقيد واستهالك الطاقة، وهو نهج جديد وجذاب في هذا السياق. في إطار هذه األطروحة، نقوم بتقييم فعالية تنفيذ تقنيات الهوائيات المتعددة داخل شبكات NOMA في ظل ظروف واقعية، مع مراعاة التحديات العملية مثل خطأ SIC، وخطأ تقدير القناة )CEE)، وخطأ تأخير التغذية الراجعة. يبدأ التحليل بفحص نظام اإلدخال الفردي واإلخراج الفردي )SISO )في شبكات NOMA ذات االتجاه الهابط والصاعد، واستنباط التعبيرات الرياضية للسعة اإلرجودية )EC)، واحتمالية االنقطاع )OP)، ومعدل خطأ البت )BER). بعد ذلك، نقوم بالتحقيق في شبكة NOMA-MIMO، باستخدام ا، نقوم بتقييم أداء بروتوكول اختيار هوائي اإلرسال واالستقبال المشترك )JTRAS)، واستنباط التعبير عن EC في ظل ظروف واقعية. الحقا شبكة NOMA التعاونية ذات االتجاه الهابط باستخدام استراتيجية اختيار التتابع، ودمج كل من أفضل اختيار للتتابع )BRS )واختيار التتابع الجزئي )PRS )من خالل تنفيذ بروتوكول اختيار هوائي اإلرسال )TAS). أخي ارا، تختتم األطروحة بتحليل شامل للنتائج، مع تسليط الضوء على التحديات مع تقديم رؤى قيمة يمكن أن تؤثر بشكل كبير على األبحاث المستقبلية في هذا المجال.
توليف وتوصيف الجسيمات النانوية المعدنية بواسطة الشيتوزان
(Univrsity Eloued جامعة الوادي, 2024-05-05) بن عمر إلهام
تهدف هذه الدراسة إلى التعرف على أهم خصائص الجسيمات النانوية لأكاسيد المغنيسيوم والزنك النانوية المصنعة بإستخدام مختلف أنواع الشيتوزان (Pimelia payraudi latreille ، Blaps lethifera ، Pimelia fernandezlopezi و Musca domestica ،قشور السلطعون، قشور الجمبري وبكتيريا Streptomyces griseus)، تم تحليل مختلف أنواع الشيتوزان المستخرج و الجسيمات النانوية التي تم الحصول عليها بإستخدام التقنيات القياسية UV-Vis وFT-IR و DRX وSEM /EDX ،و تم أيضا تقييم أنشطتها المضادة للبكتيريا وإختبار مدى قدرة الشيتوزان على امتزاز صبغة أزرق الميثيلين، و كذا قدرة الجسيمات النانوية على تحلل ذات الصبغة . أظهرت هذه الدراسة، أن المردود للشيتوزان المعزول لمختلف الحشرات 0.1±39%، 0.3±50%، 0.5±41.7% و 0.2±57.9% لPimelia payraudi latreille ، Blaps lethifera ، Pimelia fernandezlopezi و Musca domestica على التوالي، و أظهرت مستخلصات الشيتوزان نشاطًا جيدًا مضادًا للبكتيريا بما في ذلك Listeria Innocua، Bacillus Subtiliis، Staphylococcus Aureus، Salmonella Typhimuruim و Pseudomonas Aeruginosa ، وتبين أن الشيتوزان يتمتع بقدرة امتزاز جيدة لصبغة أزرق الميثيلين، حيث أثرت درجة نزع الأسيتيل من الشيتوزان على امتزاز الصبغة، حيث كانت قدرة امتصاص الشيتوزان عالية عند زيادة قيمة درجة نزع الأستيل (DD) ، حيث كان شيتوزان من Pimelia payraudi latreille أعلى درجة نزع الأسيتيل (90%) ، كانت لديه قدرة امتزاز عالية بكفاءة إزالة 89% يليها الشيتوزان من Pimelia fernandezlopezi ، الشيتوزان من Blaps lethifera، و الشيتوزان من Musca domestica بنسبة87 و 37 و 26% على التوالي خلال 120 دقيقة. تم حصول على متوسط الحجم البلوري لـ MgO NPs حوالي 17، 43.1 و42.9 نانومتر، من الشيتوزان المصنع من خنفساء Pimelia payraudi latreille، قشور السلطعون، و قشور الجمبري على التوالي ، أما الحجم البلوري لـ ZnO NPs المحضر من الشيتوزان المصنع من خنفساء Pimelia payraudi latreille، قشور السلطعون، قشور الجمبري وبكتيريا Streptomyces griseus يساوي 29، 36.3،36.5و36.5نانومتر على التوالي، أظهرت الجسميات المصنعة تأثيرات جيدة لإزالة صبغة أزرق المثيلين حيث تم تحقيق تدهور بنسبة 60% و 56% و 44% ل ZnO NPs المحضر بواسطة الشيتوزان المستخرج من قشور الجمبري وقشور السلطعون وبكتيريا Streptomyces griseus على التوالي في غضون 60 دقيقة، في المقابل أظهر MgO NPs كفاءة التحلل الضوئي بنسبة 89 و77% على التوالي لـ MgO NPs المحضرة بإستخدام الشيتوزان من قشور الجمبري وقشور السلطعون في وقت قدره 120 دقيقة، وأظهرت النشاط المضاد للبكتيريا لـ ZnO NPs ضد البكتيريا موجبة الجرام مثل Bacillus subtilis و Staphylococcus aureus و Listeria innocua وضد البكتيريا سالبة الجرام مثل Pseudomonas aeruginosa و Salmonella typhimurium و كان النشاط المضاد للبكتيريا قوي لـ MgO NPs ضد البكتيريا ســــــــالبة الجرام (Salmonella typhimurium) ، ولكن لا يظهر أي تأثير واضح على البكتيريا موجبة الجرام، بإختصار يحمل تخليق الجسيمات النانوية القائمة على الشيتوزان وعدًا كبيرًا لمواجهة التحديات المعقدة في مختلف المجالات، ولكن البحث والتطوير المستمر ضروريان لإطلاق إمكاناته بالكامل وضمان استخدامه الآمن والفعال في التطبيقات العملية. َAbstract: This study aims to identify the key characteristics of nano-sized particles of magnesium and zinc oxides manufactured using various types of chitosan (Pimelia payraudi latreille, Blaps lethifera, Pimelia fernandezlopezi, and Musca domestica, shrimp shells, crab shells, and Streptomyces griseus bacteria. Various types of extracted chitosan and the nano-sized particles obtained were analyzed using standard techniques such as UV-Vis, FT-IR, DRX, and SEM/EDX. Additionally, their antibacterial activities were evaluated, as well as the chitosan's ability to adsorb methylene blue dye and the ability of the nano-sized particles to degrade the same dye. This study showed that the yield of isolated chitosan from different insects was 39±0.1%, 50±0.3%, 41.7±0.5%, and 57.9±0.2% for Pimelia payraudi latreille, Blaps lethifera, Pimelia fernandezlopezi, and Musca domestica, respectively. Chitosan extracts exhibited good antibacterial activity against bacteria including Listeria Innocua, Bacillus Subtilis, Staphylococcus Aureus, Salmonella Typhimurium, and Pseudomonas Aeruginosa. Chitosan also demonstrated good methylene blue dye adsorption capacity, with adsorption efficiency increasing with the degree of deacetylation (DD). The chitosan from Pimelia payraudi latreille had the highest deacetylation degree (90%) and exhibited a high adsorption efficiency of 89%, followed by the chitosan from Pimelia fernandezlopezi ، Blaps lethifera and Musca domestica with 87% and 37%, respectively, within 120 minutes. The average crystalline size of MgO NPs was approximately 17, 43.1, and 42.9 nanometers when manufactured from chitosan extracted from Pimelia payraudi latreille, shrimp shells, and crab shells, respectively. The crystalline size of ZnO NPs prepared from chitosan extracted from Pimelia payraudi latreille, shrimp shells, crab shells, and Streptomyces griseus bacteria was 29, 36.5, 36.3, and 36.5 nanometers, respectively. The manufactured particles showed effective removal of methylene blue dye, with degradation rates of 60%, 56%, and 44% for ZnO NPs prepared using chitosan extracted from crab shells, shrimp shells, and Streptomyces griseus bacteria, respectively, within 60 minutes. In contrast, MgO NPs exhibited 89% and 77% photocatalytic degradation efficiency for MgO NPs prepared using chitosan from crab shells ,and shrimp shells, respectively, within 120 minutes. Furthermore, ZnO NPs demonstrated strong antibacterial activity against gram-positive bacteria such as Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus, as well as against gram-negative bacteria such as Pseudomonas aeruginosa and Salmonella typhimurium. MgO NPs exhibited strong antibacterial activity against Salmonella typhimurium but did not show a clear effect on gram-positive bacteria. In summary, the synthesis of chitosan-based nano-particles holds great promise for addressing complex challenges in various fields. However, continuous research and development are necessary to fully unleash their potential and ensure their safe and effective use in practical applications.
Contribution to the Optimization of Electrical Network Energy using Metaheuristic Methods in the Presence of FACTS Systems and Renewable Energies
(Universty of El-oued جامعة الوادي, 2024-02-28) MERAH, Hana
In this thesis, we presented a strategy to improve the efficiency of the electrical network by combining a Flexible AC transmission system (FACTS) with renewable energy sources, such as wind and solar power. This endeavour addresses a substantial challenge that necessitates meticulous planning for the optimal operation of the system. To address this challenge, we employed an Optimal Power Flow (OPF) approach utilizing the Spider Wasp Optimizer (SWO) algorithm. Our objective was to effectively address various network-related issues, including minimizing power losses, reducing fuel costs and environmental emissions, and optimizing voltage levels. Furthermore, to tackle multi-objective problems, we expanded the algorithm to a multi-objective algorithm (Multi-Objective Spider Wasp (MOSWO) algorithm) and carefully validated its performance using both mathematical and geometric functions. When compared to existing solutions in the literature, our findings indisputably illustrate the superior performance of both single- and multi-objective algorithms. On the other hand, in the economic integration of renewable energy, with or without the determination of appropriate placements and values of Static Var Compensators (SVCs), our main objective is to minimize overall generation costs through efficient scheduling of thermal, wind, and solar units. The SWO algorithm results unmistakably demonstrate that identifying optimal locations and values for FACTS devices in conjunction with wind turbines and solar panels significantly improves system performance from both a technical and economic standpoint, all while adhering to the imposed operational constraints. في هذه الأطروحة، قدمنا استراتيجية لتحسين كفاءة الشبكة الكهربائية من خلال الجمع بين نظام نقل التيار المتردد المرن (FACTS) ومصادر الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية. يعالج هذا المسعى تحديًا كبيرًا يتطلب التخطيط الدقيق للتشغيل الأمثل للنظام. ولمواجهة هذا التحدي، استخدمنا نهج تدفق الطاقة الأمثل (OPF) باستخدام خوارزمية دبور العنكبوت (SWO). كان هدفنا هو المعالجة الفعالة لمختلف المشكلات المتعلقة بالشبكة، بما في ذلك تقليل فقدان الطاقة، وخفض تكاليف الوقود والانبعاثات البيئية، وتحسين مستويات الجهد. علاوة على ذلك، لمعالجة المشكلات متعددة الأهداف، قمنا بتوسيع الخوارزمية إلى خوارزمية متعددة الأهداف (خوارزمية الدبور العنكبوتية المتعددة الأهداف (MOSWO)) والتحقق من صحة أدائها بعناية باستخدام كل من الوظائف الرياضية والهندسية. عند مقارنتها بالحلول الموجودة في الأدبيات، توضح النتائج التي توصلنا إليها بلا منازع الأداء المتفوق لكل من الخوارزميات الفردية والمتعددة الأهداف. من ناحية أخرى، في التكامل الاقتصادي للطاقة المتجددة، مع أو بدون تحديد المواضع والقيم المناسبة للمعوضات الاستاتيكية للقدرة غير الفعالة (SVCs)، فإن هدفنا الرئيسي هو تقليل تكاليف التوليد الإجمالية من خلال الجدولة الفعالة للوحدات الحرارية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية. توضح نتائج خوارزمية SWO بشكل لا لبس فيه أن تحديد المواقع والقيم المثالية لأجهزة FACTS بالتزامن مع توربينات الرياح والألواح الشمسية يحسن أداء النظام بشكل كبير من الناحيتين التقنية والاقتصادية، كل ذلك مع الالتزام بالقيود التشغيلية المفروضة.
Advanced Nanocomposite Hydrogels for Photocatalysis and Antibacterial Activity Applications: Synthesis, Characterization, and Performance Evaluation
(Universty of El-oued جامعة الوادي, 2024-02-22) Boutalbi, Abdelhakim
Nanocomposite hydrogels (NCHs) are a combination of two components nanofiller and hydrogel, this combination results in an advanced class of material known for its unique properties, making it suitable for various applications. Among them, are catalysis and biomedical. Herein, the preparation of nanocomposite hydrogels (NCHs) via the in-situ reduction approach was investigated. Potassium polyacrylate hydrogel (PPAH) was utilized to load silver (Ag) and Zinc oxide (ZnO) nanoparticles. The as-prepared samples PPAH/Agx and PPAH/Ag@ZnO NCHs were thoroughly characterized by different analytical techniques including UV-Vis, FTIR, XRD, SEM, and EDX. The indirect band gap energies were estimated to be 2.5 and 1.75 eV for PPAH/Ag and PPAH/Ag@ZnO, respectively, SEM images showed cubic shape for Ag NPs, The EDX quantitative analysis revealed that PPAH/Ag contains 60.48% of silver while PPAH/Ag@ZnO contains 58.77, 28.05, and 13.18% of Silver, Zinc, and Oxygen elements. during this work, the photocatalytic activity of the as-prepared NCHs was studied under sunlight irradiation, the outcomes presented 95% elimination of Rose Bengal dye over PPAH/Ag. Also, 98.77, and 98.05% elimination of o-Toluidine blue and 4-Bromophenol dyes, respectively, over PPAH/Ag@ZnO. Besides, PPAH/Ag@ZnO was subjected to a reusability test over 5 consecutive cycles in the degradation of o-Toluidine blue and 4-bromophenol dyes, the findings demonstrated its exceptional effectiveness and stability, Finally, PPAH/Agx samples exhibited better antibacterial effect against different types of microorganisms, namely Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Escherichia coli ATCC 25922, and Staphylococcus aureus ATCC 25923 compared to most antibiotics used in this test. Overall, based on these results, these materials have promising potential for successful applications in catalysis and biomedical fields. الهلاميات المائية النانوية (NCHs) هي عبارة عن دمج عنصر نانوني في بنية هيدروجيل، ينتج عن هذا الدمج فئة متقدمة من المواد ذات خصائص فريدة من نوعها، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات. والتي من بينها، الحفز والطب الحيوي. في هذه الدراسة، تم تحضير الهلاميات المائية النانوية (NCHs) عن طريق عملية "الإرجاع في الموقع". حيث استُخدم هيدروجيل متعدد أكريلات البوتاسيوم (PPAH) لتحميل جزيئات الفضة وأكسيد الزنك النانوية. تم تحليل العينات المحضرة PPAH/Agx وPPAH/Ag@ZnO NCHs بدقة من خلال تقنيات تحليلية مختلفة بما في ذلك UV-Vis وFTIR وXRD وSEM وEDX. وقد قدرت طاقات فجوة النطاق غير المباشرة بـ 2.5 و1.75 ev لـ PPAH /Ag وPPAH/Ag@ZnO، على التوالي، أظهرت صور المسح المجهري الإلكتروني SEM شكلًا مكعبًا لـجزيئات الفضة الناونية Ag NPs ، كما كشف التحليل الكمي EDX أن عينة PPAH/Ag تحتوي على 60.48% من عنصر الفضة بينما تحتوي عينة PPAH/Ag@ZnO على 58.77. 28.05، و13.18% من عناصر الفضة والزنك والأكسجين على التوالي. خلال هذا العمل، تم أيضا دراسة نشاط التحفيز الضوئي لـ NCHs المحضرة تحت إشعاع ضوء الشمس، وأظهرت النتائج إزالة 95٪ من صبغة البنغال الوردية على PPAH/Ag وإزالة 98.77، و98.05٪من الصبغين أورتو أزرق التولويدين و4-بروموفينول، على التوالي، باستعمال PPAH/Ag@ZnO. علاوة على ذلك، تم إخضاع PPAH/Ag@ZnO لاختبار قابلية إعادة الاستخدام على مدار 5 دورات متتالية في تحلل الصبغين أورتو أزرق التولويدين و4-بروموفينول، وأظهرت النتائج فعاليته واستقراره الاستثنائيين، وأخيرًا، أظهر إختبار مضادات البيكتريا فاعلية قوية لعينات PPAH/Agx ضد مختلف أنواع السلالات البيكتيريا وهي Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853، Escherichia coli ATCC 25922، و Staphylococcus aureus ATCC 25923. حسب النتائج المتحصل عليها من هذا الإختبار، قد لُوحظ أن كبح عينات PPAH/Agx للبيكتيريا أكثر فعالية مقارنة بغالبية المضادات الحيوية المختلفة التي أعتمدت في هذا الإختبار. بشكل عام، بناءً على كل النتائج، تتمتع هذه المواد المحضرة بإمكانيات واعدة لتطبيقها بنجاح في مجال الحفز الكيميائي ومجال الطب الحيوي.
Contribution à l’optimisation d’un système de communication sans fil à base de FBMC MIMO
(Universty of El-oued جامعة الوادي, 2023-12-17) Boudjelkha, Ammar
La modulation à banc de filtre avec QAM décalé (FBMC/OQAM) est reconnue pour son c'est le cas pour tous les systèmes de modulation multi-porteuses (MCM), le FBMC efficacité spectrale, son adaptation aux effets de trajet multiple et sa robustesse contre les interférences et aux décalages de fréquence porteuse. Ces qualités font du FBMC/OQAM un candidat attrayant pour les futures générations de systèmes de communication. De plus, l'intégration de la technologie MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) représente une avancée significative, permettant de renforcer les performances du système FBMC/OQAM. Cependant, comme /OQAM est confronté au défi du Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) élevé causé par les pics d'amplitude élevée du signal. Cela contraint l'amplificateur de puissance (HPA) de fonctionner en dehors de sa zone de linéarité, entrainant des distorsions à l'intérieur et à l'extérieur de la bande passante. Dans ce contexte, cette thèse propose des solutions efficaces en termes de réduction du PAPR avant le HPA. La première solution repose sur une approche hybride combinant la technique de Repeated Clipping and Filtering (RCF) avec la méthode de companding dans un système MIMO-FBMC/OQAM. Bien que le clipping soit efficace pour réduire le PAPR, il présente des distorsions élevées. En revanche, le filtrage résout les problèmes de distorsion hors bande induits par le clipping, mais entraine une régénération spectrale, créant ainsi de nouveaux pics et augmentant le PAPR. Le RCF garantit l'élimination des distorsions hors bande causées par le clipping et des pics In Band causés par le filtrage. Le companding est une autre technique qui améliore considérablement les performances du taux d'erreur binaire (BER), bien que sa capacité à réduire le PAPR soit modeste. En le cascadant avec le RCF, on parvient à réduire encore davantage le PAPR avec presque la même complexité de calcule. Une autre nouvelle méthode présentée dans cette thèse, appelée Multi-Antennes pour la réduction du PAPR (MAP), repose sur l'utilisation de I antennes à l'émission avec I antennes à la réception avec la décomposition du signal FBMC/OQAM en I sous-signaux à faible PAPR pour éviter la non linéarité du HPA. Les résultats numériques issus de ces méthodes présentées confirment l'efficacité de la réduction du PAPR et l'amélioration significative du BER. De plus, ces méthodes recommandées se distinguent par leur simplicité de mise en œuvre, leur faible complexité de calcul, et ne nécessite à transmettre aucun signal d'informations (SI). تقنية التضمين بتقنية الفلتر البنكي(FBMC) مع تعديل الكمّ المربع (OQAM) هي طريقة معروفة بكفاءتها الطيفية، قدرتها على التكيف مع تأثيرات المسار المتعدد وصمودها أمام التداخلات والانحرافات في تردد الموجة الحاملة CFO)). هذه الصفات تجعل من FBMC/OQAM مرشحًا جذابًا للأجيال المستقبلية من أنظمة الاتصالات. زيادة على ذلك، يمثل دمج تقنية متعددة المدخلات والمخرجات (MIMO) إضافة كبيرًة، مما يجعل من هذا المزيج مساعدا على تحسين أداء نظام. FBMC/OQAM ومع ذلك، على غرار باقي أنظمة التضمين متعدد الحوامل (MCM)، يواجه FBMC/OQAM تحدي ارتفاع نسبة الطاقة القصوى إلى المتوسطة (PAPR) والناجمة عن قمم السعة العالية للإشارة. مما يجبر مضخم الطاقة العالي(HPA) على العمل خارج نطاقه الخطي، الامر الذي يؤدي إلى تشويهات داخل وخارج النطاق الترددي. في هذا السياق، تقترح هذه الأطروحة حلولا فعالة لخفض PAPR قبل. HPA بالنسبة للحل الأول فيعتمد على نهج مختلط يجمع بين تقنية القطع والترشيح المتكررة (RCF) مع طريقة التجميع companding)) في نظامMIMO-FBMC/OQAM. فعلى الرغم من أن القطع يكون فعالًا في خفض PAPR، إلا أنه يسبب تشويهات عالية. ومن ناحية أخرى، يحل الترشيح مشكلة التشويهات خارج النطاق الناجمة عن القطع، لكنه يؤدي أيضا إلى التجديد الطيفي، مما يخلق ذروات جديدة ويزيد في إرتفاع PAPR عوض تخفيضها. اما RCF فيضمن القضاء على التشويهات خارج النطاق الناجمة عن القطع والذروات داخل النطاق الناجمة عن الترشيح. أما التقنية الثانية المسمات بتقنية التجميع (companding) فهي تحسن بشكل كبير أداء معدل الخطأ في البتات (BER) على الرغم من أن قدرتها على خفض PAPR متواضعة. وعند القيام بتتابع RCF مع Companding، يمكن خفض PAPR بشكل أكبر وبنفس تعقيدات الحساب تقريبا. أما بالنسبة للحل الثاني الجديد المقدم في هذه الأطروحة، والذي يسمى بتعدد الهوائيات لتخفيض PAPR أو (MAP)، فهو يعتمد على استخدام I هوائيات في الإرسال مع I هوائيات في الاستقبال مع إستعمال عملية تفكيك إشارة FBMC/OQAM إلى I إشارات فرعية ذات PAPR منخفض لتجنب خارج النطاق الخطي لمضخم الطاقة(HPA). تؤكد النتائج الرقمية الناتجة عن هذه الطرق المقترحة فعالية كبيرة في تخفيض PAPR وتحسين ملحوظ في. BER كما تتميز أيضا بسهولة في تنفيذها، وتعقيدات منخفض في الحساب ، مع عدم الحاجة لنقل أي إشارة معلومات. (SI)
Effect Reduction of Hardware impairment on the NOMA systems
(2023-12-17) Beddiaf Safia
The rapid expansion of wireless communication systems has ushered in a new era marked by soaring demands for faster data rates, reduced latency, and improved spectral efficiency. To meet these demands, the Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) system has emerged as a game-changing technology. NOMA enables multiple users to share the same time-frequency resources, significantly enhancing system capacity and efficiency. Within NOMA, the power domain (PD-NOMA), where users share resources with different power allocation coefficients, has attracted particular interest. This approach employs successive interference canceler (SIC) to mitigate interference and has great potential for applications in 5G and beyond, leading to extensive research on its achievable rates and outage probabilities. In real communication systems, transceivers play a pivotal role by facilitating both the transmission and reception of signals. However, due to the intricate nature of their internal components and the inherent complexity of the manufacturing process, it is quite common for transceivers to exhibit hardware imperfections and non-ideal behavior. Several contributing factors give rise to this non-ideal operation, particularly in radio frequency (RF) transceivers. These hardware impairments (HWI) manifest across various stages of the transceiver's operation, non-linear behavior in high-power amplifiers, the presence of phase noise, and imbalances in the in-phase and quadrature (I/Q) components within the RF front-end. The motivation for our research stems from two primary concerns: NOMA and HWI. Our work is driven by the objective of exploring and understanding the performance such as capacity, outage probability (OP), ergodic capacity (EC), and bit error rate (EC) of NOMA systems operating in the presence of HWI. This research seeks to provide realistic conditions, where hardware imperfections can significantly impact the system's overall efficiency and reliability. By addressing these critical issues, our study aims to contribute to the enhancement of NOMA-based communication systems and their practical implementation in a range of applications. In the initial segment of this thesis, we delve into the impact of HWI and IQI on conventional NOMA systems. Our analysis assumes that users communicate directly with the source, and we focus on deriving mathematical expressions to quantify these effects over a Rayleigh fading channel. To validate the accuracy of our findings, we conduct comprehensive computer simulations. Subsequently, we explore the synergistic potential of combining NOMA with cooperative communication techniques to enhance spectral efficiency. This novel approach, known as Cooperative NOMA (CNOMA), represents a promising avenue for improving the performance of wireless communication systems. In CNOMA, we consider two distinct concepts: CNOMA without the presence of direct links and CNOMA with direct links between users. In both scenarios, we investigate the influence of various hardware impairments, including HWI and IQI, on critical performance metrics such as BER, OP, and EC. By systematically examining these metrics in the presence of hardware imperfections, we aim to gain a comprehensive understanding of how CNOMA can thrive in real-world conditions, ultimately contributing valuable insights to the field of wireless communications. Finally, the thesis concludes by delving into a comprehensive discussion of the results obtained. It not only highlights the opportunities and challenges revealed but also offers valuable insights that can shape the direction of future research endeavors in this field. \textbf{Keywords:} Bit error rate (BER), Ergodic capacity (EC), Hardware impairment (HWI), Imperfect channel state information (ipCSI), Imperfect successive interference canceler (ipSIC), In-phase and quadrature-phase imbalance (IQI), Non-orthogonal multiple access (NOMA), and Outage probability (OP). فتح التوسع السريع لأنظمة الاتصالات اللاسلكية حقبة جديدة تميزت بالطلب المتزايد على معدلات بيانات أسرع وتقليل زمن الوصول وتحسين الكفاءة الطيفية. لتلبية هذه المتطلبات ، ظهر نظام الوصول المتعدد غير المتعامد NOMA كتقنية تطورية. تسمح NOMA لعدة مستخدمين بمشاركة نفس موارد التردد الزمني ، وبالتالي تحسين قدرة النظام وكفاءته بشكل كبير. كجزء من NOMA ، مجال الطاقة PD-NOMA ، المستخدمين أو تقاسم الموارد مع مختلف معاملات توزيع الطاقة, يثير إريت كثافة العمليات معين. يستخدم هذا النهج أداة إلغاء التداخل المتتالية SICلتقييم التدخلات ويظهر إمكانات كبيرة للتطبيقات في الجيل 5 وما بعده ، مما يؤدي إلى بحث مكثف حول معدلاته القابلة للتحقيق واحتمالات الانقطاع. في أنظمة الاتصالات الحقيقية ، تلعب أجهزة الإرسال والاستقبال دورا محوريا من خلال تسهيل إرسال واستقبال الإشارات. ومع ذلك ، نظرا للطبيعة المعقدة لمكوناتها الداخلية والتعقيد المتأصل في عملية التصنيع ، فمن الشائع جدا أن تظهر أجهزة الإرسال والاستقبال عيوبا في الأجهزة وسلوكا غير مثالي. تؤدي العديد من العوامل المساهمة إلى ظهور هذه العملية غير المثالية ، لا سيما في أجهزة الإرسال والاستقبال ذات التردد اللاسلكيRF. تتجلى هذه الإعاقات في الأجهزة HWIعبر مراحل مختلفة من تشغيل جهاز الإرسال والاستقبال ، والسلوك غير الخطي في مكبرات الصوت عالية الطاقة ، ووجود ضوضاء الطور ، والاختلالات في مكونات الطور والتربيع I/Q داخل الواجهة الأمامية للترددات اللاسلكية. الدافع وراء بحثنا ينبع من اهتمامين رئيسيين: \ {NOMA} و \ {HWI}. يرتكز عملنا على هدف استكشاف وفهم الأداء مثل السعة واحتمالية الانقطاع \ {(OP)} والسعة المريحة \ {(EC)} ومعدل خطأ البت \ {(EC)} لأنظمة \ {NOMA} التي تعمل في وجود \ {HWI}. يسعى هذا البحث إلى توفير ظروف واقعية، حيث يمكن أن تؤثر عيوب الأجهزة بشكل كبير على كفاءة النظام وموثوقيته بشكل عام. ومن خلال معالجة هذه القضايا الحاسمة، تهدف دراستنا إلى المساهمة في تعزيز أنظمة الاتصالات القائمة على \ {NOMA} وتنفيذها العملي في مجموعة من التطبيقات.\\ في الجزء الأول من هذه الأطروحة، نتعمق في تأثير \ {HWI} و \ {IQI} على أنظمة \ {NOMA} التقليدية. يفترض تحليلنا أن المستخدمين يتواصلون مباشرة مع المصدر، ونركز على استخلاص التعبيرات الرياضية لتحديد هذه التأثيرات عبر قناة خبو رايلي. للتحقق من دقة النتائج التي توصلنا إليها، نقوم بإجراء عمليات محاكاة حاسوبية شاملة.\\ وبعد ذلك، نستكشف الإمكانات التآزرية للجمع بين \ {NOMA} وتقنيات الاتصال التعاوني لتعزيز الكفاءة الطيفية. يمثل هذا النهج الجديد، المعروف باسم \ {NOMA} التعاوني \ {(CNOMA)}، وسيلة واعدة لتحسين أداء أنظمة الاتصالات اللاسلكية.\\ في \ {CNOMA}، نعتبر مفهومين متميزين: \ {CNOMA} بدون وجود روابط مباشرة و \ {CNOMA} مع روابط مباشرة بين المستخدمين. في كلا السيناريوهين، نقوم بالتحقيق في تأثير حالات قصور الأجهزة المختلفة، بما في ذلك \ {HWI} و \ {IQI}، على مقاييس الأداء المهمة مثل \ {BER} و \ {OP} و \ {EC}. ومن خلال الفحص المنهجي لهذه المقاييس في ظل وجود عيوب في الأجهزة، فإننا نهدف إلى الحصول على فهم شامل لكيفية ازدهار \ {CNOMA} في ظروف العالم الحقيقي، مما يساهم في النهاية برؤى قيمة في مجال الاتصالات اللاسلكية.\\ وأخيرا، تختتم الرسالة بالخوض في مناقشة شاملة للنتائج التي تم الحصول عليها. فهو لا يسلط الضوء على الفرص والتحديات التي تم الكشف عنها فحسب، بل يقدم أيضًا رؤى قيمة يمكن أن تشكل اتجاه المساعي البحثية المستقبلية في هذا المجال.\\
Analysis of the Voltage Dip withstand of a Wind Turbine System connected to the Grid by Advanced Techniques
(2024-02-29) Arif Abdelhalim
In the context of seeking new and alternative energy sources, wind energy is of significant importance due to its renewable and clean nature. However, the wind turbines based on DFIG are highly sensitive to grid disturbances, which negatively affect both the DFIG and its associated electronic control circuits. Therefore, this thesis presents an analysis based on voltage dips for a grid-connected wind turbine system. Initially, we studied the mathematical models of DFIG and its vector control using PI controller, and the wind turbine with its control using MPPT. Research has indicated that while PI controller is effective for linear systems with a consistent nature, it lacks robustness and efficiency in nonlinear systems characterized by variability and disturbances. To address this challenge, the Backstepping control approach has been suggested. This approach is particularly suitable for nonlinear systems due to its recursive structure. It employs a virtual control element based on the Lyapunov function to streamline the complexities of nonlinear control problems. Afterwards, we examined fuzzy control, which provides an approximate solution for nonlinear systems and reduces the noise generated by the system, in addition to enhancing robustness and stability. Despite the advantages offered by BSC and FLC, a hybrid control technology called FBSC has been proposed to combine them. This technique synthesizes the strengths of both BSC and FLC, aimed at providing an approximate solution for complex and uncertain nonlinear systems using a virtual fuzzy control element, guided by the Lyapunov function to simplify fuzzy parameters. This technique was applied to enhance the control of DFIG's rotor. The enhancement lies in achieving lower ripples of stator active and reactive powers, reduced total harmonic distortion (THD) of the stator currents, and robustness against parameter variations. Subsequently, the DFIG was subjected to both symmetrical and asymmetrical voltage dips, which led to stator and rotor overcurrents. However, it has been shown that asymmetrical dips are more harmful than symmetrical dips due to the oscillations carried on the rotor currents, which correspond to a significant increase in THD, and high ripples of the stator active and reactive powers. To address this problem, a Dynamic Voltage Restorer (DVR) was proposed to restore the grid voltage, which provides results almost as good as before the dips occurred. In essence, the combination of optimized DFIG control and DVR provides a reliable and robust solution for maintaining energy quality and stability within power systems. الملخص: في إطار البحث عن مصادر جديدة وبديلة للطاقة الكهربائية، تحظى طاقة الرياح بأهمية كبيرة نظرا لطبيعتها المتجددة والنظيفة. ومع ذلك، فإن توربينات الرياح القائمة على DFIG تكون حساسة للغاية لاضطرابات الشبكة، مما يؤثر سلبًا على كل من DFIG ودوائر التحكم الإلكترونية المرتبطة به. لذلك، تقدم هذه الأطروحة تحليلاً يعتمد على انخفاضات الجهد لنظام وتوربينات الرياح المتصلة بالشبكة. في البداية قمنا بدراسة النماذج الرياضية لـ DFIG والتحكم في ناقلاتها باستخدام جهاز التحكم PI، وتوربينات الرياح مع التحكم بها باستخدام.MPPT أشارت نتائج الأبحاث إلى أنه على الرغم من فعالية وحدة التحكم PI في الأنظمة الخطية ذات الطبيعة المتسقة، إلا أنها تفتقر إلى المتانة والكفاءة في الأنظمة غير الخطية التي تتميز بالتقلب والاضطرابات. ولمواجهة هذا التحدي، تم اقتراح نهج التحكم الخلفي. هذا النهج مناسب بشكل خاص للأنظمة غير الخطية بسبب بنيته العودية. يستخدم عنصر تحكم افتراضي يعتمد على دالة Lyapunov لتبسيط تعقيدات مشاكل التحكم غير الخطية. بعد ذلك قمنا بدراسة التحكم الضبابي والذي يوفر حل تقريبي للأنظمة غير الخطية ويقلل من الضوضاء الناتجة عن النظام بالإضافة إلى تعزيز المتانة والاستقرار. على الرغم من المزايا التي تقدمها BSC وFLC، فقد تم اقتراح تقنية تحكم هجينة تسمى FBSC للجمع بينهما. تقوم هذه التقنية بتجميع نقاط القوة لكل من BSC وFLC، بهدف توفير حل تقريبي للأنظمة غير الخطية المعقدة وغير المؤكدة باستخدام عنصر تحكم غامض افتراضي، مسترشدًا بدالة Lyapunov لتبسيط المعلمات الغامضة. تم تطبيق هذه التقنية لتعزيز التحكم في دوار ;DFIG يكمن التعزيز في تحقيق تموجات أقل للقوى النشطة والتفاعلية للجزء الثابت، وتقليل التشوه التوافقي الكلي (THD) لتيارات الجزء الثابت، والمتانة ضد اختلافات المعلمات. بعد ذلك، تعرض DFIG لانخفاضات الجهد المتماثلة وغير المتماثلة للشبكة الكهربائية، مما أدى إلى تيارات زائدة للجزء الثابت والدوار. ومع ذلك، فقد ثبت أن الانخفاضات غير المتماثلة أكثر ضررًا من الانخفاضات المتماثلة، وذلك بسبب التذبذبات المحمولة على تيارات الجزء الدوار، والتي تتوافق مع زيادة كبيرة في THD، والتموجات العالية للقوى النشطة والتفاعلية للجزء الثابت. ولمعالجة هذه المشكلة، تم اقتراح أداة استعادة الجهد الديناميكي (DVR) لاستعادة جهد الشبكة، مما توفر نتائج جيدة تقريبًا كما كانت قبل حدوث الانخفاضات. في جوهر الأمر، يوفر الجمع بين التحكم الأمثل في DFIG وDVR حلاً موثوقًا وقويًا للحفاظ على جودة الطاقة واستقرارها داخل أنظمة الطاقة.
Modeling the fatigue behavior of wind turbine under the extreme fluctuations aerodynamic load impact
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2024-01-15) DEGHOUM, Khalil
الملخص: في هذه األطروحة، قمنا باتخاذ نهج متعدد األوجه لتحسين أداء ريش توربينات الرياح. يشمل تحقيقنا كال من التصميم للجوانب الهيكلية للشفرة لمعالجة الديناميكي الهوائي للشفرات، الذي يهدف إلى زيادة إنتاج الطاقة، وفح ًصا شامالً المشكالت المتعلقة باالهتزاز والتعب والتشقق. ومن خالل التحليل الشامل للخصائص الهيكلية للشفرة وخصائص المواد، قمنا بتطوير استراتيجيات لتعزيز متانتها وموثوقيتها وكفاءتها الشاملة. من خالل تحسين المظهر الديناميكي الهوائي للشفرة ومعالجة التحديات المحتملة مثل االهتزاز والتعب والتشقق، ساهمت أطروحتنا في تط وير شفرات توربينات الرياح األكثر كفاءة واستدامة ألنظمة الطاقة المتجددة. في أطروحتنا، وضعنا األساس من خالل تقديم مراجعة شاملة لألدبيات حول شفرات التوربينات ذات المحور األفقي. قدمنا المنهجية المستخدمة في تصميم شفرات توربينات الرياح الصغيرة، ودمج النظريات من زخم عنصر الشفرة )BEM )وديناميكيات الموائع الحسابية )CFD)، مما يوضح كيف يمكن تسخير هذه األساليب لتحليل شفرات توربينات الرياح. تم أي ًضا إجراء فحص متعمق الهتزازات الشفرة، بما في ذلك تحديد الترددات الطبيعية وأشكال الوضع لتعزيز أداء الشفرة. من خالل الخوض في المخاوف المتعلقة باالهتزاز، سعى هذا الفصل إلى إعالم التحسينات في تصميم وتشغيل شفرات توربينات الرياح. في أطروحتنا، ركزنا أي ًضا على للتعب، خاصة فيما يتعلق بشفرات توربينات الرياح. لقد قدمنا تطورات موضوع التعب الحاسم. لقد قدمنا فهًما شامالً في تصميم الشفرات موجهة نحو إطالة عمر الكالل ومعادالت الكالل المبسطة لشفرات توربينات الرياح الصغيرة، وإدخال طريقة نموذج الحمل الطيفي )SLM )واستخدام أداة FAST الستنتاج الكالل. أجرينا تحلي ًال تفصيليًا للشقوق في شفرات توربينات الرياح الناتجة عن التشغيل لفترة طويلة تحت أحمال وظروف جوية مختلفة، وقمنا بتقديم طريقة العناصر المحدودة الممتدة ) XFEM)، وهي تقنية متخصصة لدراسة الشقوق، للحصول على نظرة ثاقبة حول توقيت ومدى الشقوق البدء واالنتشار داخل هيكل النصل. وأخيرا، قمنا بتجميع النتائج التي تم الحصول عليها من التحليالت التي تمت مناقشتها في أطروحتنا. لقد هدفنا إلى دمج هذه النتائج في إطار متماسك ومفهوم، مما يعزز وضوحها وأهميتها بشكل عام. وقد أتاح لنا هذا النهج المتكامل المساهمة برؤى قيمة في تحسين أداء شفرات توربينات الرياح، وبالتالي النهوض بمجال الطاقة المتجددة. In this thesis, we have undertaken a multifaceted approach to enhance the performance of wind turbine blades. Our investigation encompasses both the aerodynamic design of the blades, aimed at increasing power output, and a comprehensive examination of the blade's structural aspects to address issues about vibration, fatigue, and cracking. Through a thorough analysis of the blade's structural properties and material characteristics, we have developed strategies to bolster its durability, reliability, and overall efficiency. By optimizing the aerodynamic profile of the blade and tackling potential challenges like vibration, fatigue, and cracking, our thesis has contributed to the advancement of more efficient and sustainable wind turbine blades for renewable energy systems. in our thesis, we laid the foundation by offering a comprehensive literature review on horizontal-axis turbine blades. We introduced the methodology employed in designing small wind turbine blades, incorporating theories from Blade Element Momentum (BEM) and Computational Fluid Dynamics (CFD), illustrating how these methods can be harnessed to analyze wind turbine blades. An in-depth examination was also conducted of blade vibrations, encompassing the determination of natural frequencies and mode shapes to enhance blade performance. By delving into vibration-related concerns, this chapter sought to inform improvements in wind turbine blade design and operation. In our thesis, we also focused on the crucial topic of fatigue. We provided a comprehensive understanding of fatigue, particularly as it pertains to wind turbine blades. We presented advancements in blade design geared towards extending fatigue life and simplified fatigue equations for small wind turbine blades, introducing the Spectral Load Model (SLM) method and utilizing the FAST tool to infer fatigue. we conducted a detailed analysis of cracks in wind turbine blades resulting from prolonged operation under varying loads and weather conditions, we introduced the Extended Finite Element Method (XFEM), a specialized technique for studying cracks, to gain insights into the timing and extent of crack initiation and propagation within the blade structure. Finally, we synthesized the results obtained from the analyses discussed in our thesis. We aimed to consolidate these findings into a coherent and comprehensible framework, enhancing their overall clarity and significance. This integrated approach allowed us to contribute valuable insights into the improvement of wind turbine blade performance, thereby advancing the field of renewable energy.
Diagnostic et commande tolérante aux fautes par l’approche du modèle flou de Takagi-Sugeno dédiés à la machine asynchrone
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2019-09-18) ZEGHIB, Okba
Abstract The purpose of the research presented in this thesis is to propose a methodology for the control and observation of the induction motor (IM) based on the algorithms based on the mean value theorem (MVT) and the transformations by sector non-linearity approach. In the first step, the different control techniques of electric drives were identified and analyzed. A parallel distributed control (PDC) approach is then developed. In the field of low power, the removal of the mechanical speed sensor can be of economic interest and improve operational safety. We have presented two categories of methods that allow to reconstitute and control this rotor speed quantity; the MVT observer and the robust MVT controller respectively. All the solutions have been validated by numerical simulation and affirmed by experimental tests to compare the accuracy and dynamics characteristics of the different methods with the MVT control. Finally, new approaches to localization and fault detection and Fault- tolerant control (FTC) based on the Takagi-Sugeno (T-S) representation have been addressed once the defective model of the IM is established. The results of the various simulation tests and the different experimental trials put into evidence the robustness and the success properties of the proposed algorithms. The thesis ends with a review of our contribution in terms of research.خلاصة الغرض من البحث المقدم في هذه الأطروحة هو اقتراح منهجية للمراقبة ومراقبة المحرك التعريفي (IM) بناءً على الخوارزميات بناءً على القيمة المتوسطة نظرية (MVT) والتحولات حسب نهج القطاع غير الخطي. في الخطوة الأولى ، تم إنشاء ملف تم تحديد وتحليل تقنيات التحكم المختلفة في المحركات الكهربائية. مواز وزعت ثم يتم تطوير نهج التحكم (PDC). في مجال الطاقة المنخفضة ، يمكن أن تكون إزالة مستشعر السرعة الميكانيكي ذات فائدة اقتصادية وتحسين السلامة التشغيلية. لقد قدمنا فئتين من الأساليب التي تسمح بذلك إعادة تشكيل كمية سرعة الدوار هذه والتحكم فيها ؛ مراقب MVT وجهاز تحكم MVT القوي على التوالى. تم التحقق من صحة جميع الحلول عن طريق المحاكاة العددية وتأكيدها بواسطة اختبارات تجريبية لمقارنة خصائص الدقة والديناميكية للطرق المختلفة مع تحكم MVT. أخيرًا ، تمت معالجة مناهج جديدة للتوطين واكتشاف الأخطاء والتحكم في تحمل الأخطاء (FTC) استنادًا إلى تمثيل Takagi-Sugeno (T-S) مرة واحدة تم إنشاء النموذج المعيب لـ IM. نتائج اختبارات المحاكاة المختلفة و أثبتت التجارب التجريبية المختلفة متانة وخصائص نجاح الخوارزميات المقترحة. تنتهي الأطروحة بمراجعة مساهمتنا من حيث البحث.
Cheminée solaire : applications et perspectives dans le Sud Algérien
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2021) MOKRANI, Omar Ben Elkhettab
Abstract In modern society, energy consumption is increasing tremendously year by year, due to the growth of the world's population, their demand for comfortable means, and the development of the mondial economy. Unfortunately, conventional sources of energy have problems, namely availability and pollution. Therefore, we must develop and use renewable energy resources, especially our enormous natural resource, the sun. Since solar energy is unlimited in human scale, the direct conversion of solar energy into electrical energy using solar chimney power plants (SCPP) is seen as a good idea to solve the increasing demand for energy supply. A small-scale prototype of (SCPP) with 8 m height and 12 m of collector diameter is built in the campus Zone of Ouargla University at the laboratory of the Process Engineering (LGP) which is located in southern Algeria where solar irradiation rate is high. The main objective of this study is to achieve the highest air velocity within the chimney in the day and in the night in order to use this air to move an electric turbine. Through an experimental study, the influence of climatic conditions (solar radiation and ambient temperature) and geometric parameters on the production efficiency of the solar chimney was determined. In addition, the influence of the hybridization system on the performance of the solar chimney and on the duration of its operation after sunset was studied with the use of geothermal energy called ALBIEN. The last was used to maintain the temperature level of the collector overnight.خلاصة في المجتمع الحديث ، يزداد استهلاك الطاقة بشكل كبير عامًا بعد عام ، بسبب نمو سكان العالم ، ومطالبتهم بالوسائل المريحة ، والتنمية للاقتصاد مونديال. للأسف مصادر الطاقة التقليدية لديها مشاكل ، وهي التوافر والتلوث. لذلك ، يجب علينا تطوير واستخدام الطاقة المتجددة الموارد ، وخاصة مواردنا الطبيعية الهائلة ، الشمس. لأن الطاقة الشمسية غير محدودة في النطاق البشري ، التحويل المباشر للطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية باستخدام الطاقة الشمسية تعتبر محطات توليد الطاقة من المداخن (SCPP) فكرة جيدة لحل الطلب المتزايد على امدادات الطاقة. تم بناء نموذج أولي صغير الحجم (SCPP) بارتفاع 8 أمتار وقطر مجمّع 12 مترًا منطقة الحرم الجامعي لجامعة ورقلة في مختبر هندسة العمليات (LGP) التي تقع في جنوب الجزائر حيث معدل الإشعاع الشمسي مرتفع. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تحقيق أعلى سرعة هوائية داخل المدخنة في ليلا ونهارا لاستخدام هذا الهواء لتحريك التوربينات الكهربائية. من خلال دراسة تجريبية تأثير الظروف المناخية (الاشعاع الشمسي و المحيط كانت درجة الحرارة) والمعلمات الهندسية على كفاءة إنتاج المدخنة الشمسية عازم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تأثير نظام التهجين على أداء تم دراسة المدخنة الشمسية وعلى مدة تشغيلها بعد غروب الشمس باستخدام تسمى الطاقة الحرارية الأرضية ALBIEN. تم استخدام الأخير للحفاظ على مستوى درجة حرارة جامع بين عشية وضحاها.
Contribution à l'étude du filtre actif parallèle associé à la source renouvelable
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2021) KRAMA, Abdelbasset
Abstract This study is concerned with the power quality issues in the distribution network. One of the major problems facing power electronics technology nowadays is protecting the power distribution system from the harmful effects of current harmonics generated by nonlinear loads connected to the grid. On the other hand, the use of renewable energies is more than necessary; it is a global strategic issue and it would be a tool against global warming. This research proposes a high-performance control scheme for a double function grid-tied double stage PV system. It is based on predictive direct power control with space vector modulation (P-DPC-SVM). This strategy uses a discrete model of the system based on time domain to generate the average voltage vector, at each sampling period, with the aim of canceling the errors between the estimated active and reactive power values and their references. Also, it imposes the sinusoidal waveform of the current at the grid side, which allows active power filtering without harmonic currents identification phase. The latter attempts to reduce the size and the cost of the system as well as providing better performance. In addition, it can be implemented in a low-cost control platform due to its simplicity. The performance of P-DPC-SVM is compared with Direct power control and Finite-control-set Model predictive control. A double stage PV system is selected due to its flexibility in control, unlike the single-stage strategy. Sliding mode control based particle swarm optimization (PSO) is used to track the maximum power of the PV system. It offers high accuracy and good robustness. Concerning the DC bus voltage of the inverter, the anti-windup PI controller is tuned offline using a particle swarm optimization algorithm to deliver optimal performance in DC bus voltage regulation. All the studied control approaches are investigated in simulation using Matlab/Simulink and validated in an experimental test bench based on dSPACE 1104.خلاصة تعنى هذه الدراسة بقضايا جودة الطاقة في شبكة التوزيع. واحد من المشاكل الرئيسية التي تواجه تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة في الوقت الحاضر هي حماية توزيع الطاقة من التأثيرات الضارة للتوافقيات الحالية الناتجة عن الأحمال غير الخطية المتصلة الشبكة. من ناحية أخرى ، فإن استخدام الطاقات المتجددة أكثر من ضروري ؛ إنها عالمية قضية استراتيجية وسيكون أداة ضد الاحتباس الحراري. يقترح هذا البحث مخطط تحكم عالي الأداء لوظيفة مزدوجة مرتبطة بالشبكة نظام PV مزدوج المرحلة. وهو يعتمد على التحكم التنبئي المباشر في القدرة مع تعديل متجه الفضاء (P-DPC-SVM). تستخدم هذه الإستراتيجية نموذجًا منفصلاً للنظام يعتمد على المجال الزمني للإنشاء متوسط متجه الجهد ، في كل فترة أخذ عينات ، بهدف إلغاء الأخطاء بينهما قيم القدرة الفعالة والمتفاعلة المقدرة ومراجعها. كما أنه يفرض الجيوب الأنفية الشكل الموجي للتيار على جانب الشبكة ، والذي يسمح بترشيح الطاقة النشط بدون التوافقية مرحلة تحديد التيارات. يحاول الأخير تقليل حجم وتكلفة النظام كـ بالإضافة إلى تقديم أداء أفضل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تنفيذه في تحكم منخفض التكلفة النظام الأساسي نظرًا لبساطته. تتم مقارنة أداء P-DPC-SVM بالطاقة المباشرة التحكم والسيطرة التنبؤية في نموذج مجموعة التحكم المحدودة. يتم اختيار نظام PV مزدوج المرحلة نظرًا لمرونته في التحكم ، على عكس المرحلة الواحدة إستراتيجية. يتم استخدام تحسين سرب الجسيمات القائم على التحكم في الوضع المنزلق (PSO) لتتبع الطاقة القصوى للنظام الكهروضوئية. إنه يوفر دقة عالية ومتانة جيدة. فيما يتعلق جهد ناقل التيار المستمر للعاكس ، يتم ضبط جهاز التحكم PI المضاد للرياح في وضع عدم الاتصال باستخدام سرب الجسيمات خوارزمية التحسين لتقديم الأداء الأمثل في تنظيم جهد ناقل التيار المستمر. كل ال تم فحص طرق التحكم المدروسة في المحاكاة باستخدام Matlab / Simulink والتحقق من صحتها في مقعد اختبار تجريبي على أساس dSPACE 1104.
Techniques avancées de commande, d’observation et de diagnostic robustes dédiées à la machine synchrone basée sur le modèle Takagi-Sugeno
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2019-09-18) HAMIDANI, Bilal
Abstract The objective of the work presented in this thesis is to propose a methodology for the control and observation of the permanent magnet synchronous machine (PMSM). These algorithms are based on the mean value theorem (MVT) and the sector non-linearity transformations approach, with employing a linear parameter varying (LPV) systems, linear matrix inequalities (LMIs) and Lyapunov theory. Firstly, generalization on the Takagi-Seguno (T-S) model and the fuzzy control based on a parallel distributed control (PDC) approach are presented. Using the MVT and the sector non-linearity approaches and the previously mathematics theories, we developed deferent technics for designing the controller and the observer for PMSM application like: MVT controller, MVT observer, PI-MVT controller, MVT_H∞ controller and observer, extended MVT observer and observer based-controller (sensorless control) ..., all these algorithms have been validated through the numerical simulation in MATLAB/SIMULINK for confirming the effectiveness of developed algorithms, and some of its affirmed by experimental tests. Finally, application of extended MVT observer for the detection and diagnosis of inter turns short- circuit fault in PMSM has been presented, this using for an estimate all the parameters of the faulty model of PMSM as an indicator of fault. This algorithm also validated through the numerical simulation in MATLAB/SIMULINK to confirming the effectiveness of algorithms.خلاصة الهدف من العمل المقدم في هذه الأطروحة هو اقتراح منهجية لـ التحكم في الآلة المتزامنة ذات المغناطيس الدائم (PMSM) ومراقبتها. هؤلاء تعتمد الخوارزميات على نظرية القيمة المتوسطة (MVT) والخطية القطاعية نهج التحولات ، مع استخدام أنظمة متغيرة للمعلمات الخطية (LPV) ، مصفوفة خطية عدم المساواة (LMIs) ونظرية Lyapunov. أولاً ، التعميم على Takagi-Seguno (T-S) يتم تقديم النموذج والتحكم الغامض المستند إلى نهج التحكم الموزع المتوازي (PDC). باستخدام نهج MVT والقطاع غير الخطي ونظريات الرياضيات السابقة ، قمنا بتطوير تقنيات مختلفة لتصميم جهاز التحكم والمراقب لـ PMSM تطبيق مثل: وحدة تحكم MVT ، مراقب MVT ، وحدة تحكم PI-MVT ، وحدة تحكم MVT_H∞ و المراقب ، مراقب MVT الممتد ووحدة التحكم القائمة على المراقب (التحكم بدون استشعار) ... ، كل هذه تم التحقق من صحة الخوارزميات من خلال المحاكاة العددية في MATLAB / SIMULINK لـ مؤكدا فاعلية الخوارزميات المطورة وبعضها تجريبي الاختبارات. أخيرًا ، تطبيق مراقب MVT الممتد للكشف عن وتشخيص المنعطفات القصيرة تم تقديم خطأ الدائرة في PMSM ، وذلك باستخدام تقدير جميع معلمات الخلل نموذج PMSM كمؤشر على الخطأ. تم التحقق من صحة هذه الخوارزمية أيضًا من خلال العدد محاكاة في MATLAB / SIMULINK لتأكيد فعالية الخوارزميات.
Synthèse verte et caractérisation de nanoparticules métalliques par l’extrait des feuilles de Phoenix Dactylifera L et leur activités biologiques
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2020-01-08) BERRA, Djamila
résumé Nanoparticules d'oxydes métalliques à partir d'extraits de plantes Une alternative à la méthode traditionnelle. Les travaux en cours visent à développer et caractériser des nanoparticules d'oxyde Cuivre par le procédé de chimie verte à l'aide d'extrait de feuille de phénix Dactyilifera L et son étude d'activité antioxydante. ,,,,,,,,,,,15,15,15,15,15,15,15 Ensuite : UV-Vis, FT-IR, XRD et SEM. D'autre part, son activité antioxydante Évalué par les tests suivants : CAT, FRAP et DPPH. un maximum d'absorption à 275 nm associé à CuO. Spectres Il montre ses dimensions à 554 cm-1 attribuables à la vibration CuO. De plus, DRX contient confirmé la nature cristalline des NP CuO et CuO avec une taille moyenne entre elles entre 17,12 et 26,62 nm. La photo de Sem apparaît Forme sphérique irrégulière. Cela dit, l'activité antioxydante a été évaluée Que toutes les expériences ont un grand pouvoir réducteur.ملخص أجزاء أكسيد المعادن النانوية باستخدام مستخلصات نباتية بديل للطريقة التقليدية. العمل الحالي إلى تطوير وتمييز جزيئات الأكسيد النانوية النحاس بواسطة عملية الكيمياء الخضراء باستخدام مستخلص أوراق العنق اء Dactyilifera L ودراسة نشاطها المضاد للأكسدة. ،،،،،،،،،،،،،15،15،15،15،15،15،15 التالي: UV-Vis و FT-IR و XRD و SEM. ناحية أخرى ، النشاط المضاد للأكسدة له تم تقييمه من خلال الاختبارات التالية: CAT و FRAP و DPPH. حدًا أقصى للامتصاص عند 275 نانومتر مرتبط بـ CuO. أطياف تُظهر أبعادها عند 554 سم -1 تُعزى إلى اهتزاز CuO. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي على DRX على ملفات أكد الطبيعة البلورية لـ CuO و Cu2O NPs بمتوسط حجم بينهما بين 17.12 و 26.62 نانومتر. تظهر صورة Sem شكل كروي غير منتظم. مع ذلك ، تقييم نشاط مضادات الأكسدة أن جميع الخبرات لديها قدرة تخفيض كبيرة.
Contribution à la conception des séchoirs solaires à haute performance utilisant un outil de simulation couplé avec la méthode des plans d'expériences
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2021-06-11) BENHAMZA, Abderrahmane
ABSTRACT Solar energy is a free and renewable source of energy that can be a suitable alternative to using fossil fuels in drying applications. The solar dryers are one of the best solutions to avoid the shortcomings of open sun drying and high energy consumption in industrial drying. Indirect type solar dryer (ISD) is commonly used type for fruits and vegetables because it allows better control of drying to achieve required temperature, retention of product color, nil damage to crops. The quality of the dried products varies significantly with the uniformity of velocity and temperature distribution in the drying chamber. Accordingly, optimizing the operating conditions and the dryer design is of significant importance to improve the drying uniformity. Moreover, the challenging step in the conception of solar dryers (SDs) is achieving a design that enables uniform airflow distribution. Hence, a considerable number of experiments needed to obtain the optimal SD design is extremely time-consuming as well as not efficient from an economic point of view. CFD can be the key to optimize the geometric shape and operating parameters with low cost and reduced time compared to physical experiments. At the optimal conditions the solar air heater parameters were 52°C, 51.78% and 1397.34 W for the outlet temperature, thermal efficiency, and improvement potential (IP) respectively. The ISD optimal design improved the thermal efficiency by 15.76% and IP by 19.33%. The air temperature uniformity was improved significantly, by 21.7 and 20.3%, for the mass flow rate of ṁ=0.0141 and 0.06 kg.s-1 , respectively, while it was marginally increased for ṁ=0.08 kg.s-1 خلاصة الطاقة الشمسية هي مصدر مجاني ومتجدد للطاقة يمكن أن يكون بديلاً مناسبًا لها استخدام الوقود الأحفوري في تطبيقات التجفيف. تعتبر المجففات الشمسية من أفضل الحلول التي يجب تجنبها أوجه القصور في التجفيف بالشمس المفتوحة والاستهلاك العالي للطاقة في التجفيف الصناعي. غير مباشر يشيع استخدام المجفف الشمسي من النوع (ISD) للفواكه والخضروات لأنه يسمح بشكل أفضل التحكم في التجفيف لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة ، والاحتفاظ بلون المنتج ، وعدم إتلافه المحاصيل. تختلف جودة المنتجات المجففة اختلافًا كبيرًا مع توحيد السرعة و توزيع درجة الحرارة في غرفة التجفيف. تبعا لذلك ، تحسين التشغيل الظروف وتصميم المجفف لهما أهمية كبيرة لتحسين تجانس التجفيف. علاوة على ذلك ، فإن الخطوة الصعبة في مفهوم المجففات الشمسية (SDs) هي تحقيق التصميم التي تتيح توزيع تدفق الهواء بشكل موحد. وبالتالي ، هناك حاجة إلى عدد كبير من التجارب إن الحصول على تصميم SD الأمثل يستغرق وقتًا طويلاً للغاية كما أنه غير فعال من ملف وجهة نظر اقتصادية. يمكن أن يكون CFD هو المفتاح لتحسين الشكل الهندسي والتشغيل المعلمات بتكلفة منخفضة ووقت أقل مقارنة بالتجارب الفيزيائية. على النحو الأمثل كانت معاملات سخان الهواء الشمسي 52 درجة مئوية و 51.78٪ و 1397.34 واط للمخرج درجة الحرارة والكفاءة الحرارية وإمكانات التحسين (IP) على التوالي. ISD الأمثل حسّن التصميم الكفاءة الحرارية بنسبة 15.76٪ و IP بنسبة 19.33٪. درجة حرارة الهواء تم تحسين الانتظام بشكل ملحوظ ، بنسبة 21.7 و 20.3٪ ، لمعدل تدفق الكتلة عند ṁ = 0.0141 و 0.06 كجم ، على التوالي ، بينما تمت زيادتها هامشيًا لـ ṁ = 0.08 كجم
Amélioration d’un distillateur solaire plan à effet de serre dans la région sud-est de l’Algérie
(Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي, 2020) Khechekhouche, Abderrahmane
Abstract The Oued region (southeast of Algeria) has great groundwater potential, but unfortunately it is often polluted. This water causes health problems in the bones, teeth and kidneys. Solar distillation seems an environmental, ecological and low-cost solution to transform this water into drinking water. Our experimental study sought to use simple techniques that can improve the productivity of conventional solar stills. According to the results, productivity is improved between 1.42 to 2.75 times. An economic study shows that this type of solar station reimburses the investment amount between 30 and 60 days.خلاصة تتمتع منطقة الواد (جنوب شرق الجزائر) بإمكانيات كبيرة للمياه الجوفية ، لكن للأسف غالبًا ما تكون ملوثة. يسبب هذا الماء مشاكل صحية في العظام والأسنان والكلى. يبدو التقطير الشمسي حلاً بيئيًا وبيئيًا ومنخفض التكلفة للتحول هذه المياه في مياه الشرب. سعت دراستنا التجريبية إلى استخدام تقنيات بسيطة يمكن أن تحسن إنتاجية اللقطات الشمسية التقليدية. وفقا للنتائج، تم تحسين الإنتاجية بين 1.42 إلى 2.75 مرة. تظهر دراسة اقتصادية أن هذا نوع محطة الطاقة الشمسية يعوض مبلغ الاستثمار ما بين 30 و 60 يوما.

Browse

Recent Submissions