Faculty of technology_PHD

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

Browse

Now showing 1 - 20 of 61

PHY Transceiver Design Based on NOMA Cognitive Radio
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2025-02-06) Meriem Ad
The exponential growth in wireless communication demands has intensified the need for efficient spectrum utilization. With spectrum resources becoming increasingly scarce, traditional access methods struggle to keep up with the ever-growing number of connected devices, especially in the context of Beyond 5G (B5G) and future 6G networks. This has led to a search for advanced technologies capable of improving spectrum efficiency, accommodating high-density user connections, and supporting diverse quality of service requirements. Cognitive Radio (CR) and Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) have emerged as promising technologies to address these challenges. CR allows dynamic access to underutilized spectrum by enabling secondary users to coexist with licensed primary users, while NOMA facilitates multiple users sharing the same frequency resources by assigning distinct power levels. When combined, CR and NOMA, forming CR-NOMA, leverage the strengths of both technologies, aiming to maximize spectrum efficiency and user access while minimizing interference. This thesis aims to conduct a comprehensive analysis of the CR-NOMA system’s effectiveness in mitigating spectrum scarcity and enhancing system performance. By integrating Cooperative Communication with CR-NOMA, it seeks to further boost efficiency and expand coverage, addressing key challenges encountered in practical implementations. In real-world scenarios, system performance is often hindered by imperfections in Channel State Information (CSI) and Successive Interference Cancellation (SIC). This thesis thoroughly examines the extent to which these imperfections impact crucial performance metrics, such as bit error rate (BER), and outage probability (OP), across a range of operating conditions, offering insights into optimizing CR-NOMA under realistic constraints. First, we investigate a simple underlay CR assisted NOMA downlink transmission over the Rayleigh fading channel. Exact closed form expressions of the OP, achieved data rate and throughput of two CR-NOMA users are derived. The performance is demonstrated using both analytical and simulation results and also the influence of interference temperature constraint (ITC) on the CR-NOMA system . Then, we investigate underlay CR-NOMA-based device-to-device (D2D) communications in the presence of Rayleigh fading channels. The study assumes a decode-and-forward (DF) mode, where nearby users act as helper users to assist distant users. We derived the closed-form expressions for OP and throughput at the end users in three scenarios: perfect SIC and CSI, imperfect CSI, and imperfect SIC. Thereafter, we examine the BER performance of underlay Cooperative CR based NOMA (CCR-NOMA) systems. We derive exact closed-form expressions for BER at distant users under perfect and imperfect CSI conditions. These mathematical formulations are validated through Monte Carlo simulations. The results can be summarized as follows: The simple system model shows superiority compared to the traditional multiple access scheme and the performance of user utilizing SIC technology is better than that of user who do not utilize SIC in CR-NOMA. Additionally, the near user outperforms the far user in CR-OMA. We also found the best result at ITC=35 dB ,which is a key factor in the system performance. In CR-NOMA with D2D communication system , users employing SIC technology demonstrate superior performance compared to those who do not utilize SIC. Additionally, the OP performance of users employing CR-NOMA mode surpasses that of users using CR-OMA mode. The presence of imperfect CSI and imperfect SIC adversely affects the outage performance. Additionally, distant users utilizing the CCR-OMA protocol demonstrate better BER performance than those employing the CCR-NOMA protocol. The presence of imperfect CSI adversely affects BER performance. Moreover, the derived closed-form expressions for BER in the investigated system align well with Monte Carlo simulations. These findings provide valuable insights for optimizing the performance of CCR-NOMA systems in real-world scenarios. أدى التزايد المتسارع في الطلب على الاتصالات اللاسلكية إلى ضرورة استخدام الطيف الترددي بكفاءة عالية. ومع ندرة موارد الطيف بشكل متزايد، تواجه أساليب الوصول التقليدية صعوبة في مواكبة العدد المتزايد من الأجهزة المتصلة، خاصة في سياق شبكات ما بعد الجيل الخامس (B5G) وشبكات الجيل السادس المستقبلية (6G). هذا الوضع دفع إلى البحث عن تقنيات متقدمة لتحسين كفاءة الطيف، واستيعاب الاتصالات ذات الكثافة العالية للمستخدمين، وتلبية متطلبات جودة الخدمة المتنوعة. برز الراديو المعرفي (CR) والنفاذ المتعدد غير المتعامد (NOMA) كتقنيات واعدة للتصدي لهذه التحديات. يتيح CR الوصول الديناميكي إلى الطيف غير المستغل بتمكين المستخدمين الثانويين من التواجد مع المستخدمين الأساسيين المرخصين، بينما يسهل NOMA مشاركة عدة مستخدمين لنفس الموارد الترددية عبر تخصيص مستويات طاقة مختلفة. عند دمج CR وNOMA في النظام المعروف بـ CR-NOMA، يتم الاستفادة من مزايا كلتا التقنيتين لتحقيق أقصى كفاءة للطيف والوصول إلى المستخدمين مع تقليل التداخل. تهدف هذه الأطروحة إلى إجراء تحليل شامل لفعالية نظام CR-NOMA في التخفيف من ندرة الطيف وتعزيز أداء النظام. من خلال دمج الاتصال التعاوني مع CR-NOMA، تسعى الأطروحة إلى تعزيز الكفاءة وتوسيع التغطية، ومعالجة التحديات الأساسية التي تواجه التطبيق العملي. في سيناريوهات العالم الحقيقي، غالبًا ما تعيق عيوب معلومات حالة القناة (CSI) وإلغاء التداخل التتابعي (SIC) أداء النظام. تدرس هذه الأطروحة تأثير هذه العيوب على مؤشرات الأداء الأساسية، مثل معدل الخطأ في البتات (BER) واحتمالية الانقطاع (OP)، عبر مجموعة متنوعة من ظروف التشغيل، مقدمة رؤى لتحسين CR-NOMA في ظل القيود الواقعية. في البداية، ندرس نظام CR-NOMA في حالة نقل البيانات عبر قناة رايلي المتلاشية. تم استنباط صيغ لاحتمالية الانقطاع (OP)، معدل البيانات المحقق، والنفاذية للمستخدمين في CR-NOMA. يتم عرض الأداء باستخدام النتائج التحليلية والمحاكاة، كما تمت دراسة تأثير قيود درجة الحرارة التداخلية (I_TC) على نظام CR-NOMA. بعد ذلك، قمنا بدراسة نظام اتصالات جهاز إلى جهاز (D2D) المعتمد على CR-NOMA في وجود قنوات رايلي المتلاشية. تعتمد الدراسة على نمط فك التشفير وإعادة الإرسال (DF)، حيث يعمل المستخدمون القريبون كمساعدين لدعم المستخدمين البعيدين. استنبطت صيغ لاحتمالية الانقطاع والنفاذية في ثلاثة سيناريوهات: CSI وSIC المثالية، CSI غير المثالية، وSIC غير المثالية. بعد ذلك، ندرس أداء معدل الخطأ في البتات (BER) لنظام CR-NOMA التعاوني (CCR-NOMA). تم استنباط صيغ دقيقة لـ BER للمستخدمين البعيدين في ظروف CSI المثالية وغير المثالية، وتمت المصادقة على هذه الصيغ من خلال محاكاة مونت كارلو. يمكن تلخيص النتائج على النحو التالي: يُظهر النموذج البسيط للنظام تفوقًا مقارنة بنظام النفاذ المتعدد التقليدي، كما أن أداء المستخدم الذي يستخدم تقنية إلغاء التداخل التتابعي (SIC) أفضل من أداء المستخدم الذي لا يستخدم هذه التقنية في CR-NOMA. بالإضافة إلى ذلك، يتفوق المستخدم القريب على المستخدم البعيد في CR-OMA. وجدنا أيضًا أفضل نتيجة عند I_TC=35dB، والذي يُعد عاملًا مهمًا في أداء النظام. في نظام CR-NOMA مع اتصالات D2D، يظهر المستخدمون الذين يعتمدون على تقنية SIC أداءً أفضل مقارنةً بالمستخدمين الذين لا يستخدمون SIC. بالإضافة إلى ذلك، يتفوق أداء OP للمستخدمين الذين يستخدمون وضع CR-NOMA على أداء المستخدمين الذين يستخدمون وضع CR-OMA. يؤثر وجود CSI وSIC غير المثالية سلبًا على أداء الانقطاع. بالإضافة إلى ذلك، يظهر المستخدمون البعيدون الذين يعتمدون بروتوكول CR-OMA أداءً أفضل في BER مقارنةً بأولئك الذين يستخدمون بروتوكول CR-NOMA. يؤثر وجود CSI غير المثالية سلبًا على أداء BER. علاوة على ذلك، تتوافق الصيغ المستنبطة لـ BER مع محاكاة مونت كارلو. تقدم هذه النتائج رؤى قيمة لتحسين أداء أنظمة CR-NOMA في السيناريوهات الواقعية.
Contribution to the Sensorless Mechanical Control of a Variable Reluctance Synchronous Machine
(University Eloued جامعة الوادي, 2025) Gati Miloud
This thesis focuses on variable speed synchronous machine drives, highlighting their advantages such as robustness and high reliability. Previous research has explored variable speed control of these drives, particularly for applications such as rail traction and marine propulsion. Many problems require the estimation of the state of a system using an observer. However, modelling and synthesising the observer becomes a difficult task for non-linear systems. Synchronous Variable Reluctance Machines (SynRMs) have advantages, but their control can be complex due to model non-linearity and parameter fluctuations. The research presented in this thesis focuses on the state estimation of non-linear systems represented by an Mras-Mpc controller which is proposed as the newest strategy, it combines all cascade structures into one control law to obtain the switching vector by minimising the predefined cost function. After an introduction to predictive control (MPC) and the optimisation criterion, the Mras is presented in detail while developing its stability in order to propose two approaches with two different cost functions combining the two observers into a single one to consolidate the quantities to be estimated. The first approach consists of feeding the input quantities of the predictive control model with the output quantities of the model's reference adaptive system, in order to achieve the optimum speed. In the second approach, we propose a controller that estimates the speed by replacing traditional PI controllers with a predictive control model that calculates a new speed estimate based on the MRAS scheme using only stator current and voltage measurements and then optimises the vector voltage that minimises the current error. الملخص: تركز هذه الأطروحة على محركات الماكينات المتغيرة السرعة المتزامنة مع تسليط الضوء على مزاياها مثل المتانة والموثوقية العالية. وقد تناولت الأبحاث السابقة التحكم في السر عة المتغيرة لهذه المحركات خاصةً في تطبيقات مثل الجر بالسكك الحديدية وعملية الدفع البحري . تتطلب العديد من المسائل تقدير حالة النظام باستخدام مراقب. ومع ذلك تصبح نمذجة المراقب وتوليفه مهمة صعبة بالنسبة للأنظمة غير الخطية. تتمتع آلات الممانعة المتغيرة المتزامنة (SynRMs) بمزايا ولكن يمكن أن يكون التحكم فيها معقدًا بسبب عدم خطية النموذج وتذبذب المتغيرات. يركز البحث المقدم في هذه الأطروحة على تقدير حالة الأنظمة غير الخطية المتمثلة في وحدة تحكم Mras - Mpc المقترحة كأحدث استراتيجية فهي تجمع بين هاتين البنيتين المتتاليتين في قانون تحكم واحد للحصول على شعاع التبديل عن طريق تقليل دالة التكلفة المحددة مسبقًا.. بعد مقدمة عن التحكم التنبؤي MPC و معيار التحسين يتم عرض نظام Mras بالتفصيل مع تطوير استقراره من أجل اقتراح طريقتين بدالتين مختلفتين للتكلفة تجمعان بين المراقبين في مراقب واحد لتوحيد المقادير المراد قياسها وذلك من أجل تحقيق السرعة المثلى.. يتكون النهج الأول من تغذية كميات مدخلات نموذج التحكم التنبؤي بكميات مخرجات النظام التكيفي المرجعي للنموذج من أجل تحقيق السرعة النموذجية. في النهج الثاني نقترح وحدة تحكم تقوم بتقدير السرعة عن طريق استبدال وحدات التحكم PIالتقليدية بنموذج تحكم تنبؤي يقوم بحساب تقدير جديد للسرعة بناءً على مخطط MRAS باستخدام قياسات تيار الجزء الثابت والتوتر الكهربائي فقط ثم تحسين شعاع التوتر الذي يقلل من خطأ التيار Résumé :فرنسية أو انجلزية This thesis focuses on variable speed synchronous machine drives, highlighting their advantages such as robustness and high reliability. Previous research has explored variable speed control of these drives, particularly for applications such as rail traction and marine propulsion. Many problems require the estimation of the state of a system using an observer. However, modelling and synthesising the observer becomes a difficult task for non-linear systems. Synchronous Variable Reluctance Machines (SynRMs) have advantages, but their control can be complex due to model non-linearity and parameter fluctuations. The research presented in this thesis focuses on the state estimation of non-linear systems represented by an Mras-Mpc controller which is proposed as the newest strategy, it combines all cascade structures into one control law to obtain the switching vector by minimising the predefined cost function. After an introduction to predictive control (MPC) and the optimisation criterion, the Mras is presented in detail while developing its stability in order to propose two approaches with two different cost functions combining the two observers into a single one to consolidate the quantities to be estimated. The first approach consists of feeding the input quantities of the predictive control model with the output quantities of the model's reference adaptive system, in order to achieve the optimum speed. In the second approach, we propose a controller that estimates the speed by replacing traditional PI controllers with a predictive control model that calculates a new speed estimate based on the MRAS scheme using only stator current and voltage measurements and then optimises the vector voltage that minimises the current error.
Integration of Z-Source Converter in Active Harmonic Filtering
(University Eloued جامعة الوادي, 2024) Ahfouda abdelkarim
This thesis aims to design a three-phase shunt active power filter utilizing a Z-source inverter controlled by the instantaneous reactive power theory and a PI hysteresis control algorithm. The proposed structure is intended to mitigate harmonic components induced by nonlinear loads. Evaluation of the proposed structure's performance under various operating conditions with a nonlinear load was conducted. Simulation results using MATLAB/Simulink demonstrate satisfactory performance. Additionally, the proposed structure exhibited improved efficiency compared to conventional designs, highlighting its potential effectiveness. يتم التحكم فيه بواسط نظرية Z تهدف هذه الأطروحة إلى تصميم موشح طراق نشط ثلاثي الطور باستخدام عاكس مصدر يهدف الهيكل المقترح إلى تخفيف المكونات التوافقية الناتجة .PI الطاقة التفاعلية اللحظية وخوارزمية التحكم في التباطرؤ عن الأحمال غير الخطية. تم إجراء تقييم لأداء الهيكل المقترح في ظل ظوحف التشغيل المختلف مع الحمل غير الخطية أداءً مرضيًا. بالإضافة إلى ذلك، أظهر الهيكل المقترح كفاءة MATLAB/Simulink أظهرت نتائج المحاكاة باستخدام محسنة مقارنة بالتصاميم التقليدية ، مما يسلط الضوء على فعاليته المحتملة
تحضير جسيمات أكسيد الزنك النانونية وهياكل عضوية معدنية لتقليل الانبعاثات الكربونية ومعالجة المياه
(University Eloued جامعة الوادي, 2024) عون عبد الرزاق
الملخص: :تتناول هذه الأطروحة تطوير مواد نانوية مبتكرة لحل تحديات بيئية متعددة، مثل التلوث المائي وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مع التركيز على الاستدامة البيئية في مراحل التحضير والتطبيق. تعتمد الدراسة على تصنيع جسيمات أكسيد الزنك النانوية باستخدام مستخلص أوراق الكاليتوس. وتُظهر نتائج الدراسة كفاءة هذه الجسيمات في إزالة أيونات الكالسيوم من المياه الجوفية، ما يساهم في تحسين جودة المياه. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام هذه الجسيمات كمواد أساسية في تصنيع الهياكل العضوية المعدنية (MOFs)، من نوع Zn-EDTA التي تميزت بقدرتها الفائقة على التقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء، مما يفتح آفاقاً جديدة للحد من التلوث الجوي. تضمنت النتائج أيضاً فعالية MOFs في الامتصاص وتخزين الغاز، مع استقرار كيميائي وهيكلي يسمح باستخدامها في بيئات مختلفة. تستعرض الأطروحة إمكانات هذه التقنيات في دعم حلول مستدامة لمعالجة المياه وتنقية الهواء وتعزيز الاستدامة البيئية. Abstract : Cette thèse développe des matériaux nanométriques innovants pour résoudre des défis environnementaux multiples, tels que la pollution de l'eau et les émissions de dioxyde de carbone, en mettant l'accent sur la durabilité environnementale aux étapes de la préparation et de l'application. L'étude se concentre sur la fabrication de nanoparticules d'oxyde de zinc en utilisant un extrait de feuilles d'eucalyptus. Les résultats montrent l'efficacité de ces nanoparticules dans l'élimination des ions calcium des eaux souterraines, contribuant ainsi à l'amélioration de la qualité de l'eau. De plus, ces nanoparticules sont utilisées comme matériau de base pour la fabrication de structures organiques métalliques (MOFs) du type Zn-EDTA, qui se distinguent par leur grande capacité à capturer le CO₂ de l'air, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour réduire la pollution atmosphérique. Les résultats ont également montré l'efficacité des MOFs dans l'adsorption et le stockage de gaz, avec une stabilité chimique et structurelle permettant leur utilisation dans divers environnements. Cette thèse explore le potentiel de ces technologies pour promouvoir des solutions durables dans le traitement de l'eau, la purification de l'air, et le renforcement de la durabilité environnementale.
Study of the Characteristics and Photocatalytic Application of ZnO Nanoparticles Synthesized by Cold Plasma
(University Eloued جامعة الوادي, 2024) MESSAI Ridha
This thesis explores the synthesis, characterization, and photocatalytic applications of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) produced using a Gliding Arc Discharge (GAD) plasma method. The study primarily investigates the influence of discharge duration on the structural, optical, and photocatalytic properties of ZnO NPs. Characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and UV-visible spectroscopy were employed to evaluate the physical and chemical properties of the nanoparticles. The results show that increasing from 10 min to 60 min the discharge duration leads to a decrease in particle size from 28 nm to 25 nm, higher band gap energies, and improved thermal stability. The ZnO NPs exhibited excellent photocatalytic performance in the degradation of organic pollutants, with degradation efficiencies of 92.9%, 71%, and 88% for Brilliant Cresyl Blue (BCB), Methylene Blue (MB), and Congo Red (CR) dyes, respectively, under UV light. Furthermore, under sunlight, the ZnO NPs achieved up to 97% photodegradation efficiency of CR dye after 150 minutes, with optimal performance at pH 8. The study also demonstrated the effectiveness of combining GAD plasma with ZnO NPs for aspirin degradation, achieving a 96.72% degradation efficiency within 90 minutes. These findings highlight the potential of GAD plasma-synthesized ZnO NPs for practical applications in wastewater treatment, offering a sustainable and efficient solution for organic pollutant degradation. The synthesized ZnO NPs also demonstrated stability and reusability over multiple cycles, showcasing their potential for large-scale environmental applications تستكشف هذه الأطروحة توليف وتوصيف وتطبيقات التحفيز الضوئي لجسيمات أكسيد الزنك النانوية (ZnO NPs) التي تم إنتاجها باستخدام طريقة تفريغ القوس المنزلق (GAD). تركز الدراسة بشكل رئيسي على تأثير مدة التفريغ على الخصائص الهيكلية والبصرية والتحفيزية الضوئية لجسيمات أكسيد الزنك. تم استخدام تقنيات التوصيف مثل حيود الأشعة السينية (XRD) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والمطيافية فوق البنفسجية المرئية لتقييم الخصائص الفيزيائية والكيميائية للجسيمات النانوية. أظهرت النتائج أن زيادة مدة التفريغ من 10 دقائق إلى 60 دقيقة تؤدي إلى تقليل حجم الجسيمات من 28 نانومتر إلى 25 نانومتر وزيادة طاقة فجوة النطاق وتحسن الاستقرار الحراري. أظهرت جسيمات ZnO NPs أداءً ممتازًا في تحفيز التحلل الضوئي للملوثات العضوية، حيث بلغت كفاءة التحلل 92.9٪ و71٪ و88٪ لأصباغ أزرق الكريسيل اللامع والميثيلين الأزرق وأحمر الكونغو على التوالي تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية. علاوة على ذلك، حققت الجسيمات النانوية ZnO كفاءة تصل إلى 97٪ في التحلل الضوئي لصبغة CR تحت أشعة الشمس بعد 150 دقيقة، مع أداء مثالي عند درجة حموضة pH 8. كما أظهرت الدراسة فعالية الجمع بين تفريغ القوس المنزلق وجسيمات ZnO في تحلل الأسبرين، حيث تم تحقيق كفاءة تحلل بلغت 96.72٪ في غضون 90 دقيقة. تُبرز هذه النتائج إمكانيات جسيمات ZnO NPs المُصنّعة باستخدام تفريغ القوس المنزلق في التطبيقات العملية لمعالجة مياه الصرف، مما يوفر حلاً مستدامًا وفعالًا لتحلل الملوثات العضوية. كما أظهرت الجسيمات النانوية المُصنّعة استقرارًا وإمكانية إعادة الاستخدام على مدار دورات متعددة، مما يعزز إمكانياتها في التطبيقات البيئية واسعة النطاق.
Commande Robuste d’un Moteur Asynchrone en utilisant les Méthodes Métaheuristiques
(University Eloued جامعة الوادي, 2024-05-13) ZELLOUMA Dalal
يثير مجال التحكم في الآلات الكهربائية، وخاصة الآلات غير المتزامنة، اهتمام العديد من فرق البحث. يعد تطوير استراتيجيات التحكم أمرًا مهمًا لزيادة أداء ومتانة أنظمة الماكينة. وبالتالي، ومن أجل الحصول على أداء عالي ومتانة عالية لهذه الأنظمة الآلية التي تستخدم المحركات غير المتزامنة، يجب التركيز على استراتيجيات التحكم من خلال تقديم أدوات تحكم عالية الأداء ذات متانة عالية. تعتبر استراتيجية التراجع من الاستراتيجيات غير الخطية التي تتميز بالأداء المرضي والمتانة العالية في تحسين خصائص أنظمة التحكم. إلا أن هذه الاستراتيجية تتأثر بالتغيرات التي تطرأ على معلمات الآلة، مما يشكل عنصرا سلبيا يحد من انتشارها. وعليه فإن هذه الأطروحة تتناول أو تقترح حلولاً فعالة للتغلب على مشاكل وعيوب استراتيجية التراجع للآلة غير المتزامنة باستخدام استراتيجيات جديدة، حيث يتم دمج الاستراتيجيات المختلفة كحل للتغلب على هذه المشاكل. علاوة على ذلك، تم استخدام الطرق الماورائية كحل لتحديد قيم الكسب لاستراتيجية التراجع لتقليل تموجات عزم الدوران وقيمة التشوه التوافقي الكلي (THD). من أجل التحكم في عاكس الآلة، يتم استخدام استراتيجية التعديل واسعة النطاق لهذا الغرض. وتتميز الحلول المقترحة بأدائها العالي وقدرتها على تحسين خصائص الاستراتيجية. وتم استخدام بيئة MATLAB لتنفيذ هذه الحلول ومقارنتها بالاستراتيجية التقليدية. وأخيراً أظهرت نتائج المحاكاة بوضوح الأداء الجيد للحلول المقترحة Le domaine du contrôle des machines électriques, notamment des machines asynchrones, suscite l'intérêt de nombreuses équipes de recherche. Le développement de stratégies de contrôle est important afin d’augmenter les performances et la durabilité des systèmes de machines. Ainsi, afin d’obtenir des performances élevées et une grande durabilité pour ces systèmes automatisés utilisant des moteurs asynchrones, nous devons nous concentrer sur les stratégies de contrôle en proposant des contrôles performants et d’une grande durabilité. La stratégie backstepping est l'une des stratégies non linéaires qui se caractérise par des performances satisfaisantes et une grande durabilité dans l'amélioration des caractéristiques des systèmes de contrôle. Cependant, cette stratégie est affectée par les modifications des paramètres de la machine, ce qui constitue un élément négatif qui limite sa propagation. En conséquence, cette thèse aborde ou propose des solutions efficaces afin de surmonter les problèmes et les inconvénients de la stratégie backstepping pour une machine asynchrone en utilisant de nouvelles stratégies, où diverses stratégies sont combinées comme solution pour surmonter ces problèmes. En outre, des méthodes métaheuristiques sont utilisées comme solution pour déterminer les valeurs des gains de la stratégie de backstepping afin de réduire les ondulations de couple et la valeur de total harmonic distortion (THD). Afin de contrôler l'onduleur de la machine, la stratégie de modulation à grande échelle est utilisée à cet effet. Les solutions proposées se caractérisent par leurs hautes performances et leur capacité à améliorer les caractéristiques d'une stratégie. L'environnement MATLAB a été utilisé pour mettre en œuvre ces solutions et les comparer avec la stratégie traditionnelle. Enfin, les résultats de simulation ont clairement montré la bonne performance des solutions proposées.
تحضير وتشخيص بعض المواد المحتوية على وظائف لقواعد شيف واستخدامها في إزالة الملوثات العضوية من الماء
(جامعة الوادي Université d'eloud, 2024) عليــه خولـــة
تم تحضير وتقييم ثلاثة مركبات مبتكرة من قواعد شيف، معتمدين على تحسين الشيتوزان، بهدف دراسة فعاليتها في إزالة الأصباغ من المياه الملوثة. المواد التي تم تصنيعها هي: Cn-Bn-FSH-Fe3O4، CS/Benz/CLS/Fe3O4، وCS-CY/Benz/Fe3O4. حيث تمت دراستها وتوصيفها بشكل شامل من خلال تقنيات متعددة لتحليل الخصائص الفيزيائية والكيميائية، بما في ذلك تحليل مساحة السطح بطريقة بروناور-إميت-تيلر (BET)، حيود الأشعة السينية (XRD)، طيف الأشعة تحت الحمراء بتقنية تحويل فورييه (FTIR)، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، وتحليل نقطة الصفر للشحنة (pHpzc). تم تحسين تجارب الامتزاز باستخدام برنامج Design-Expert لتحسين الظروف التجريبية وتحليل البيانات بدقة. تم تطبيق مركب Cn-Bn-FSH-Fe3O4 لإزالة صبغة RB19، حيث أظهر كفاءة امتزاز بلغت 97.95% وسعة قدرها mg/g 309.6. في حين أن مركب CS/CLS/Benz/Fe3O4 حقق كفاءة امتزاز قدرها 98.95% وسعة mg/g496.40 لنفس الصبغة. أما المركب الثالث CS-CY/Benz/Fe3O4 فقد أظهر كفاءة امتزاز عالية لصبغة الثيونين (TH)، حيث بلغت 98.32% بقدرة امتصاص قصوى وصلت إلى mg/g 660.86. تمت دراسة البيانات الخاصة بالامتزاز باستخدام النماذج الحركية ومتساوي درجة الحرارة والديناميكا الحرارية للامتزاز. تبرز هذه النتائج الفعالية العالية للمواد المحضرة في إزالة الأصباغ من المحاليل المائية، مما يشير إلى إمكانياتها الكبيرة في تطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي. كما تم تحليل تأثير عوامل مثل الرقم الهيدروجيني (pH)، ودرجة الحرارة، ووقت التلامس على كفاءة الامتصاص، مع تحسين الأداء باستخدام النماذج الرياضية. In this thesis, three novel Schiff base compounds were synthesized and evaluated for their effectiveness in removing dyes from polluted water, using chitosan as the base material after being enhanced. The synthesized materials include: Cn-Bn-FSH-Fe3O4, CS/Benz/CLS/Fe3O4, and CS-CY/Benz/Fe3O4. These materials were thoroughly characterized by various techniques to analyze their physical and chemical properties, such as Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analysis, X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and point of zero charge (pHpzc) analysis. Adsorption experiments were optimized using Design-Expert software to refine experimental conditions and data interpretation. The compound Cn-Bn-FSH-Fe3O4 was applied to RB19 dye, achieving an adsorption efficiency of 97.95% with a capacity of 309.6 mg/g. The CS/CLS/Benz/Fe3O4 composite showed an adsorption efficiency of 98.95% with a capacity of 496.40 mg/g for the same dye. Remarkably, the CS-CY/Benz/Fe3O4 composite exhibited an adsorption efficiency of 98.32% for thionine (TH) dye, with a maximum adsorption capacity of 660.86 mg/g. Adsorption data were well described by kinetic, isotherm, and thermodynamic models. These findings highlight the high potential of the synthesized materials for effectively removing dyes from aqueous solutions, confirming their applicability in wastewater treatment. The study also explores the influence of factors such as pH, temperature, and contact time on adsorption efficiency, with further optimization using mathematical models.
Contribution à la Modélisation Dynamique et au Contrôle des Génératrices à Réluctance Variable en Vue de l’Amélioration de leurs Performances Energétiques
(جامعة الوادي Université d'eloud, 2024) ZINE Mahmoud
أهداف عملنا هي: مولدات دوارة ملفوفة نموذجية ديناميكيًا وغير خطية (SRG) من خلال تحديد الخصائص الثابتة باستخدام عناصر محدودة - تطبيق استراتيجيات التحكم لتحسين الأداء وتحسين جودة إمدادات الطاقة للحاويات الوسيطة. - تكييف تقنيات الذكاء الاصطناعي استراتيجيات التحكم من أجل الحصول على المعلمات المثلى لتحقيق أقصى قدر من الأداء في إنتاج الطاقة الكهربائية. ولتحقيق هذه الأهداف، قمنا بتصميم ومحاكاة توربينات الرياح باستخدام تقنية MPPT (تتبع أقصى نقطة للطاقة). بعد ذلك، قمنا بتفصيل استراتيجية التحكم في HCC (التحكم في تيار التباطؤ) للحاويات الوسيطة، موضحين استراتيجيات التبديل الممكنة عبر معدل التباطؤ، والمحول الإلكتروني (الجسر غير المتماثل) والخوارزمية التي تسمح بالتحكم في عزم الدوران بواسطة تقنية HCC. وأخيرًا، قمنا بدمج تقنية HCC مع تقنية توربينات الرياح MPPT لزيادة كفاءة معامل الأداء (CP). في الفصل الأخير، قمنا بمقارنة هذه التقنية الجديدة بخوارزميات GSA (خوارزمية بحث الجاذبية) وPSO (تحسين سرب الجسيمات) وخوارزميات MEPT، بحثًا عن الحلول المثلى للمعلمات (θon، θoff) دون ضمان أنها أفضل ما يمكن أو أنه لا توجد بدائل أفضل. وعلى الرغم من أن هذه التقنيات توفر حلولاً جيدة، إلا أن عدم قدرتها على استكشاف جميع التكوينات الممكنة قد يحد من قدرتها على اكتشاف الحل الأمثل المطلق. وقد يحد هذا القيد من قدرتهم على البحث عن حلول أفضل بعد هذه المرحلة المحددة. تؤكد النتائج التي تم الحصول عليها بقوة فعالية تقنية MPPT المقترحة لتحسين الأداء العام للحاويات الوسيطة. من خلال النظر في مجموعة بيانات شاملة واستكشاف مجموعة واسعة من الاحتمالات، تتفوق التقنية المقترحة على خوارزميات GSA وPSO وMEPT والتقنيات التقليدية، وبالتالي تحسين الأداء التشغيلي وجودة الطاقة التي تنتجها GRV. النتائج التي تم الحصول عليها تؤكد وتثبت فعالية نظام التحكم المقترح، كما أنها أظهرت أهمية تأثير اختلاف زوايا التبديل (θon, θoff) على الأداء التشغيلي وجودة الطاقة المنتجة بواسطة GRV. Les objectifs de notre travail sont les suivants : Modéliser dynamiquement et non linéairement les générateurs à reluctances variables (GRV) en déterminant des propriétés statiques à l'aide d'éléments finis. Appliquer des stratégies de contrôle pour améliorer les performances et optimiser la qualité de l'alimentation des GRV. Adapter des techniques d'intelligence artificielle aux stratégies de contrôle afin d'obtenir des paramètres optimaux pour maximiser les performances dans la production d'énergie électrique. Pour atteindre ces objectifs, nous avons modélisé et simulé une éolienne utilisant la technologie MPPT (Maximum Power Point Tracking). Ensuite, nous avons détaillé la stratégie de contrôle HCC (Hysteresis Current Control) pour les GRV, en illustrant les stratégies de commutation possibles via le taux d'hystérésis, le convertisseur électronique (pont asymétrique) et l'algorithme permettant de contrôler le couple par la technique HCC. Enfin, nous avons associé la technologie HCC à celle de l'éolienne MPPT pour augmenter l'efficacité du coefficient de performance (CP). Dans le dernier chapitre, nous avons comparé cette nouvelle technologie aux algorithmes GSA (Gravitational Search Algorithm), PSO (Particle Swarm Optimization) et MEPT, en recherchant les solutions optimales pour les paramètres (θon, θoff) sans garantir qu'elles soient les meilleurs possibles ou qu'il n'existe pas de meilleures alternatives. Bien que ces techniques fournissent de bonnes solutions, leur incapacité à explorer toutes les configurations possibles peut limiter leur capacité à découvrir la solution optimale absolue. Cette limitation peut restreindre leur potentiel à rechercher de meilleures solutions au-delà de ce stade spécifique. Les résultats obtenus confirment fortement l'efficacité de la technique MPPT proposée pour améliorer les performances globales des GRV. En considérant un ensemble complet de données et en explorant un large éventail de possibilités, la technique proposée surpasse les algorithmes GSA, PSO, MEPT et les techniques conventionnelles, améliorant ainsi les performances opérationnelles et la qualité de l'énergie produite par les GRV. Les résultats obtenus approuvent et valident l’efficacité du système de contrôle proposé, ils ont également présenté l'importance de l'effet de variation des angles de commutation (θon, θoff) sur les performances de fonctionnement et la qualité de l'énergie produite par le GRV. The objectives of our work are as follows: Dynamically and non-linearly model switched reluctance generator (SRG) by determining static properties using finite elements. Apply control strategies to improve performance and optimize the power quality of SRG. Adapt artificial intelligence techniques to control strategies in order to obtain optimal parameters to maximize performance in the production of electrical energy. To achieve these objectives, we modeled and simulated a wind turbine using MPPT (Maximum Power Point Tracking) technology. Then, we detailed the HCC (Hysteresis Current Control) control strategy for SRG, illustrating the possible switching strategies via the hysteresis rate, the electronic converter (asymmetrical bridge) and the algorithm allowing torque to be controlled by the HCC technique. Finally, we combined HCC technology with that of the MPPT wind turbine to increase the efficiency of the coefficient of performance (CP). In the last chapter, we compared this new technology to the GSA (Gravitational Search Algorithm), PSO (Particle Swarm Optimization) and MEPT algorithms, looking for optimal solutions for the parameters (θon, θoff) without guaranteeing that they are the best possible or that there are no better alternatives. Although these techniques provide good solutions, their inability to explore all possible configurations may limit their ability to discover the absolute optimal solution. This limitation may restrict their potential to seek better solutions beyond this specific stage. The obtained results strongly confirm the effectiveness of the proposed MPPT technique to improve the overall performance of SRG. By considering a comprehensive data set and exploring a wide range of possibilities, the proposed technique outperforms GSA, PSO, MEPT algorithms and conventional techniques, thereby improving operational performance and quality of power produced by SRG. The results obtained approve and validate the effectiveness of the proposed control system, they also presented the importance of the effect of variation of the switching angles (θon, θoff) on the operating performance and the quality of the energy produced by the SRG.
Face image analysis via Transformers: Algorithms and applications for face beauty assessment
(جامعة الواديUniversité d'eloud, 2024) Boukhari, Djamel Eddine
لطالما كانت النظرة إلى الجمال موضوعاً محورياً في المجتمع البشري، حيث تتشكل هذه النظرة من خلال التأثيرات الاجتماعية والاقتصادية والثقافية والتاريخية. على الرغم من تطور الآراء حول جمال الوجه في جميع أنحاء العالم، إلا أن فهم العوامل الكامنة وراء جاذبية الوجه لا يزال مجالاً رئيسياً للاهتمام في تخصصات مثل علم النفس وعلم الحاسوب وعلم الأحياء التطوري. ومع التطورات في مجال الرؤية الحاسوبية والتعلم العميق، برز التنبؤ بجمال الوجه (FBP) كمجال متطور يتيح القياس الموضوعي لجمال الوجه والعوامل الكامنة وراءه. تقترح هذه الأطروحة أربعة مناهج جديدة للتنبؤ بجمال الوجه باستخدام التعلم العميق. تستفيد مقاربتان من الشبكات العصبية التلافيفية (CNNs) المدمجة مع التعلم التجميعي، وتجمع بين تنبؤات من نماذج متعددة لتحسين الدقة. أما الطريقتان المتبقيتان فتستفيدان من قوة محولات الرؤية، باستخدام آليات الانتباه لالتقاط العلاقات المعقدة في ملامح الوجه. تعمل هذه الأساليب معًا على تحسين تمثيل الملامح وتحليلها من أجل تقييم قوي وموثوق لجمال الوجه. تُظهر التجارب التي أُجريت على مجموعة البيانات القياسية SCUT-FBP5500 فعالية أساليبنا. لقد حققنا أداءً فائقًا من خلال مقارنة نماذج التعلم العميق المختلفة، بما في ذلك AlexNet وResNet-18 وResNeXt-50. تُسفر النماذج المقترحة عن تنبؤات تتوافق بشكل وثيق مع التقييمات البشرية، متجاوزةً بذلك الأساليب التقليدية في الدقة والاتساق. تؤكد هذه الأطروحة على التأثير التحويلي The perception of beauty has long been a central topic in human society, shaped by socioeconomic, cultural, and historical influences. Despite the evolving opinions on facial beauty worldwide, understanding the factors behind facial attractiveness remains a key area of interest across disciplines such as psychology, computer science, and evolutionary biology. With advancements in computer vision and deep learning, facial beauty prediction (FBP) has emerged as a cutting-edge field, enabling objective quantification of facial beauty and its underlying factors. This thesis proposes four novel approaches to facial beauty prediction using deep learning. Two approaches leverage convolutional neural networks (CNNs) integrated with ensemble learning, combining predictions from multiple models to improve accuracy. The remaining two approaches harness the power of Vision Transformers, utilizing attention mechanisms to capture intricate relationships within facial features. Together, these methods enhance feature representation and analysis for robust and reliable facial beauty assessment. Experiments conducted on the SCUT-FBP5500 benchmark dataset demonstrate the effectiveness of our approaches. We achieve superior performance by comparing various deep learning models, including AlexNet, ResNet-18, and ResNeXt-50. The proposed models yield predictions that closely align with human evaluations, surpassing conventional methods in accuracy and consistency. This thesis underscores the transformative impact of deep learning in facial beauty prediction, offering precise, unbiased, and automated evaluations of facial attractiveness.
Contribution to the Study of the Performance of Z-Source Converters
(جامعة الوادي Université d'eloud, 2025-01-05) ABID, Abderahmane
تزداد أنظمة التوليد الموزع (DG) اعتمادًا على استراتيجيات التحكم المتقدمة لدمج مصادر الطاقة المتجددة بشكل فعال . تعالج هذه الأطروحة هذه الحاجة من خلال استكشاف إمكانات مقومات المصدر (Z (ZSIS ومقومات المصدر 2 شبه (qZSIs) كمقومات مصدر الإعاقة (ISIS) لتطبيقات التوليد الموزع. يبحث البحث أربعة أهداف رئيسية 1 تحليل مقارن لطوبوغرافيات : ZSI/qZSI يقيم تحليل يستند على المحاكاة قدرة ZSI/qZSI مع المحاثات المؤتلة على رفع الجهد يحلل معايير رئيسية مثل مكسب الجهد وإجهاد مفتاح العاكس وعدد المكونات وتموج التيار الحتي. 2 مراجعة استراتيجيات التعديل : يتم إجراء مراجعة شاملة لاستراتيجيات التعديل الحالية لمقومات المصدر 2 ثلاثية الطور (ZSqZSIS) توفر هذه المراجعة تقييما مقارنا لمزاياها وقيودها وملاءمتها للتطبيقات المختلفة. .3 تعديل متجه الفضاء ثلاثي الأبعاد جديد : (3DZSVM) يتم تقديم تقنية تعديل متجه الفضاء ثلاثي الأبعاد (SVM) جديدة مصممة خصيصا لمقومات المصدر 2 شبه رباعية الأرجل (4L-ZSIS) تعمل هذه الطريقة المسماة DZSVM3 على تحسين الأداء العام، خاصة في التشغيل في الحالة المستقرة وتقليل التشويه التوافقي توضح المحاكاة مزايا كبيرة لـ 3 DZSVM على تقنيات PWM القائمة على الناقل التقليدية. .4 التحكم البسيط المباشر بالطاقة التنبؤية : (PDPC) يتم اقتراح استراتيجية PDPC جديدة لأنظمة الفولطاضيائية المتصلة بالشبكة (PV) باستخدام qZSIs تعمل هذه الطريقة بتردد تبديل ثابت ولا حاجة إلى عامل ترجيح إنها تستخدم تقنية تعديل متجهة فراغية مبسطة لاختيار ناقلات التبديل المثلى تؤكد المحاكاة أن PDPC يتعقب ويولد الطاقة القصوى بفعالية من نظام PV ، حتى مع ديناميكيات متغيرة بسرعة بالإضافة إلى ذلك ، فهي تضمن خرج الجهد المتردد المطلوب وتحكما فائقا في كل من مراجعات القوة الفعالة والقوة التفاعلية مع تقليل تموج الطاقة. ذ The fact growing for advanced control strategies in Distributed Generation (DG) systems by harnessing the potential of Z-source inverters (ZSIs) and quasi-Z-source inverters (qZSIs) as a powerful type of Impedance Source Inverter (ISI). To achieve this, the research explores four key objectives. Firstly, a comparative analysis through simulations evaluates the ability of ZSI/qZSI with switched-inductors to boost voltage, considering factors like voltage gain and component count. Secondly, a comprehensive review assesses existing modulation techniques for ZSI/qZSIs. Thirdly, a novel three-dimensional space vector modulation (3DZSVM) technique specifically designed for four-leg qZSIs (4L-qZSIs) is introduced. This method improves overall performance, particularly in steady-state operation and reduced harmonic distortion. Finally, a novel simplified predictive direct power control (PDPC) strategy for grid-tied photovoltaic (PV) systems using qZSIs is proposed. This method operates with a fixed switching frequency and achieves superior power tracking and grid integration. The research presented here, substantiated by detailed explanations, analyses, and simulation results, advances the development of ZSI/qZSI control for DG systems, paving the way for their wider adoption in building robust and efficient renewable energy integration solutions.
Improving the stability of the electrical grid with the penetration of renewable energies
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-12-19) Khaled, Fettah
This work is part of a study on the optimal integration of decentralized generation (DG) based on renewable photovoltaic energy sources and capacitor banks in radial distribution networks, particularly the widely used IEEE 33-JB, IEEE 69-JB, and ALG-AB-Hassi Sida 157 networks in the literature for planning and operating distribution systems. To optimize the use of photovoltaic sources and capacitor banks, recent meta-heuristic optimization methods have been proposed to determine their optimal location and size. These methods include the Grey Wolf Optimizer (GWO), Particle Swarm Optimization (PSO), Whale Optimization Algorithm (WOA), and the EM-BT algorithm. However, the "backward-forward" method has been used for power flow calculations. For optimal integration, three studies have been proposed: the first aims solely to minimize energy losses in distribution networks by integrating multiple decentralized generation sources. The second study focuses on minimizing daily energy losses and voltage profile deviations, adapting to dynamic load conditions over 24 hours. This goal is captured in a unified objective function (Obj1), which extends to minimizing costs related to energy losses and energy supplied by photovoltaic sources and reactive power source capacitor banks (PVRES-CBs), thereby forming an overall objective model (Obj2). The efficiency of the proposed MOMVO algorithm is rigorously evaluated through a comparative analysis with three other optimization algorithms: the Multi-Objective Jellyfish Search (MOJS), the Multi-Objective Floral Pollination Algorithm (MOFPA), and the Multi-Objective Lichtenberg Algorithm (MOLA). The comparison produces a Pareto front, which is essential for decision-makers or operators of electrical systems facing ambiguous or fuzzy objectives for each function. Fuzzy logic theory is applied to help select the optimal operating point from the set of Pareto optimal solutions by identifying the best non-dominated solution while maximizing the normalized sum of the membership function values across all objectives. Moreover, the study explores variations in the best compromise solutions obtained from the mentioned algorithms, providing valuable insights into their performance and suitability under different network conditions. Another study was conducted using the Energy Valley Optimizer, which demonstrated its effectiveness compared to other optimization algorithms, such as the Liver Cancer Algorithm, the Morse Optimization Algorithm, and the Zebra Optimization Algorithm. This algorithm optimizes the overall cost objective function of energy over 24 years by integrating photovoltaic sources and capacitor banks, taking into account the intermittent nature of these sources and load variations over 24 hours. The results show high-quality solutions compared to other methods reported in the literature. The simulation results also indicate that the proposed algorithms are reliable and applicable for the optimal integration of decentralized generation sources in various distribution networks of different sizes and complexities.
Optimisation des Conditions D'élaboration d’une Electrode Modifié Verre ITO/ Semi-Conducteur /Dérivés Ferrocèniques
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-11-14) Gamil Gamal Qasem Hasan
This work aims to improve the conditions for the development of a modified electrode based on indium tin oxide (ITO) glass / semiconductors / ferrocene derivatives. It falls within the field of material chemistry, a domain that focuses on the development of materials and their applications, particularly in photovoltaic cells, due to their connections with several sectors such as organometallics, semiconductors, superconductors, ceramics, glass, and optical fibers. A modified electrode of indium tin oxide, semiconductors, and ferrocene derivatives was designed and applied to evaluate its potential in energy and environmental applications. For this purpose, silver nanoparticles were deposited on ITO glass using the cyclic voltammetry technique at different scan speeds to achieve optimal optical and electrical properties. The formation of a uniform silver crystalline layer with high light transmission properties in the visible range was confirmed by various characterization techniques such as SEM (scanning electron microscopy), XRD (X-ray diffraction), FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy), and UV- Vis (UV-visible spectroscopy). Electrochemical results showed that deposition rates were higher at lower scan rates. A thin layer of N-(ferrocenylmethyl) aniline (NFMA) was also fabricated on fluorine-doped tin oxide (FTO) glass using two methods (immersion and electrochemical deposition). The results showed an amorphous structure with a uniform distribution of particles, which conferred favorable optical properties and significant hydrophobicity. The fabricated electrode also demonstrated efficiency in the decomposition of hydrogen peroxide into H2O and O2, as well as in the degradation of methylene blue under solar irradiation. Finally, a thin layer of NFMA was electrochemically developed on a thin Cu2O/ITO layer. The results showed an amorphous structure with a uniform particle distribution and promising optical properties. The electrode also demonstrated high efficiency in the degradation of Rose Bengal under solar irradiation. يهدف هذا العمل الى تحسين ظروف تصنيع قطب كهربائي معدل من زجاج أكسيد القصديرالإنديوم / (ITO) /أشباه الموصلات مشتقات الفيروسين والذي يندرج ضمن تخصص كيمياء المواد الذي يهتم بتطوير المواد وتطبيقاتها خصوصا في الخلايا الكهروضوئية وذلك نظرا لارتباطها بعدة مجالات نذكر منها: العضويه معدنيه، أشباه الموصلات الموصلات الفائقة السيراميك، الزجاج، والألياف البصرية. تم تصميم وتطبيق قطب كهربائي يدمج بين أكسيد الإنديوم والقصدير ، أشباه الموصلات، ومشتقات الفيروسين لتقييم إمكانياته في التطبيقات المتعلقة بالطاقة والبيئة، لذلك قمنا بترسيب جسيمات الفضة النانوية على زجاج ITOباستخدام تقنية الفولتامتري الحلقي بمعدلات مسح مختلفة من اجل الوصول الى خصائص بصرية وكهربائية مثلى. تم التحقق من تكوين طبقة بلورية فضية احادية ذات خصائص نقل ضوئي عالية في نطاق الضوء المرئي باستخدام تقنيات توصيف متعددة مثلFTIR XRD ، SEM .UV-Vis كما أشارت النتائج الكهروكيميائية إلى أن معدلات الترسيب كانت أعلى عند تقليل معدلات المسح. و كما تم تصنيع طبقة رقيقة من-N (فيروسينيل ميثيل) أنيلين (NFMA) على زجاج أكسيد القصدير المطعم بالفلور (FTO) باستخدام طريقتين (الغمر والترسيب الكهروكيميائي). أظهرت النتائج هيكلاً غير متبلور مع توزيع موحد للجسيمات والذي اعطى خصائص بصرية ملائمة وميزة كارهة للماء بشكل كبير. كما أظهر القطب المصنع فعالية في التحفيز الكهروكيميائي لتحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى HO ويO ، وكذلك في تحلل صبغة الميثيلين الأزرق تحت إشعاع الشمس. اخيرا تم تطوير طبقة رقيقة بطريقة كهروكيميائية من NFMA على طبقة رقيقة من CuO/ITO حيث أظهرت النتائج هيكلاً غير متبلور وتوزيعا موحدًا للجسيمات مع خصائص بصرية واعدة كما أظهر القطب فعالية كبيرة في تحلل صبغة روز بنغال تحت إشعاع الشمس.
Modeling and optimization of geothermal heat exchanger performance under Sub-Saharan climate region - Algeria -
(Universty Of El-oued جامعة الوادي, 2024-06-30) Lebbihiat, Nacer
The ground air heat exchanger (GAHE) geothermal system is commonly used to exploit clean and renewable energy for cooling and heating buildings. In this study, literature review on the geothermal energy practices and technologies in Algeria and around the globe has been conducted. Thus, countermeasures and solutions to promote the development and utilization of geothermal energy in the country are addressed. Furthermore, according to the literature the helical configuration of GAHE requires a limited ground space and lesser trench length for installing long pipes. Therefore, thermal performance of helical ground air heat exchanger (HGAHE) has been experimentally analyzed under Saharan climate conditions during summer season. A flexible PVC pipe with a diameter of 0.06 m and a length of 30 m has been arranged as a helical-coil layout to design the HGAHE and it is inserted into a borehole of 5 m depth. Besides, a transient numerical model has been developed and validated against the experimental data to investigate the heat penetration into the borehole. Moreover, the numerical model has also been employed to investigate the impact of different important operating and geometric parameters. The experimental finding acknowledged that, thermal performance derating factor (TPDF) increments with increasing the operation time and air velocity. After 3 hours of operation time, the highest TPDF is attained as 0.27 with a velocity of 20 m s-1, whereas the lowest TPDF is observed as 0.14 for a velocity of 10 m s-1. Numerical results revealed that, the borehole temperature distribution in the radial direction decreases rapidly with the distance away from the pipe surface. In addition, the parametric study indicated that, the helical diameter, inlet temperature and ventilation velocity are the most effective parameters, whereas the pipe diameter and pitch size have a moderate impact on thermal performance of the HGAHE system. Furthermore, increasing the thermal effusivity of backfill material can enhance the heat exchange rate and effectiveness of the system. Along with the numerical results, multiple regression method has been used to propose effective model to predict thermal behavior of the HGAHE system. نظام التبادل الحراري هواء أرض (GAHE) المعروف أيضًا بنظام الطاقة الجيوحرارية يستخدم بشكل شائع لاستغلال الطاقة النظيفة والمتجددة لتبريد وتدفئة المباني. في هذه الدراسة، تم إجراء إستعراض للمراجع حول ممارسات وتقنيات الطاقة الجيوحرارية في الجزائر وحول العالم. وبالتالي، تم التطرق إلى التدابير والحلول لتعزيز تطوير واستخدام الطاقة الجيوحرارية في البلاد. علاوة على ذلك، وفقًا للمراجع، فإن الشكل اللولبي لنظام GAHE يتطلب مساحة أرض محدودة وطول خندق أقل لتثبيت الأنابيب الطويلة. لذلك، تم تحليل الأداء الحراري لنظام التبادل الحراري هواء أرض اللولبي (HGAHE) تجريبيًا تحت ظروف المناخ الصحراوي خلال فصل الصيف. تم ترتيب أنبوب PVC مرن بقطر 0.06 متر وطول 30 متر على شكل لفائف لتصميم HGAHE وتم إدخاله في بئر بعمق 5 أمتار. بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير نموذج عددي إعتمادا على البيانات التجريبية لفحص إنتشار الحرارة في البئر. علاوة على ذلك، تم استخدام النموذج العددي أيضًا للتحقيق في تأثير مختلف العوامل التشغيلية والهندسية الهامة. تشير النتائج التجريبية إلى أن معامل تقليل الأداء الحراري (TPDF) يزيد مع زيادة وقت التشغيل وسرعة الهواء. بعد 3 ساعات من وقت التشغيل، تم الحصول على أعلى TPDF بواقع 0.27 مع سرعة 20 مترًا في الثانية، في حين يُلاحظ أدنى TPDF تم الحصول عليه هو 0.14 بسرعة 10 مترًا في الثانية. كشفت النتائج العددية عن أن توزيع حرارة البئر في الاتجاه الشعاعي ينخفض بسرعة مع البعد عن سطح الأنبوب. بالإضافة إلى ذلك، أشارت الدراسة الإحصائية إلى أن القطر اللولبي ودرجة الحرارة الداخلة وسرعة الهواء هي العوامل الأكثر فعالية، في حين أن قطر الأنبوب والمسافة بين لفتين له تأثير معتدل على الأداء الحراري لنظام HGAHE. وعلاوة على ذلك، يمكن زيادة الفاعلية الحرارية لمواد التعبئة الخلفية لتعزيز معدل تبادل الحرارة وفعالية النظام. جنبًا إلى جنب مع النتائج العددية، تم استخدام طريقة الانحدار المتعدد لاقتراح نموذج فعال لتنبؤ السلوك الحراري لنظام HGAHE.
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.

Browse

Recent Submissions