Ministry of Education, Science and Technological Development
National Repository of Dissertations in Serbia (NaRDuS)Not a member yet
15259 research outputs found
Sort by
Photocatalytic hydrogen production via water splitting using doped titanate nanocatalysts
No full textCilj ove doktorske disertacije bio je sinteza katalitičkih materijala na bazi titanatnih i
dopiranih titanatnih nanokatalizatora i ispitivanje njihove primene u proizvodnji vodonika
fotokatalitičkim razlaganjem vode. Prekursori katalizatora su sintetisani hidrotermalnom sintezom,
nakon čega je izvršeno dopiranje nemetalima (azot ili ugljenik), i metalima (nikl ili platina).
Pomoću temperaturno-programirane redukcije (TPR) je obezbeđena potpuna redukcija metalnih
vrsta, pri čemu su dobijeni finalni katalizatori. Strukturna, morfološka, teksturalna, hemijska i
optička svojstva sintetisanih katalizatora okarakterisana su primenom različitih fizičko-hemijskih
metoda kao što su: rendgensko-difrakciona analiza (XRD), skenirajuća elektronska mikroskopija
(SEM), transmisiono-elektronska mikroskopija u režimu skenirajuće transmisije (STEM),
niskotemperaturna fizisorpcija N2, fotoelektronska spektroskopija X-zracima (XPS),
difuziono-refleksiona spektroskopija (DRS), infracrvena spektroskopija sa Furijeovom
transformacijom u režimu difuzione refleksije (DRIFTS), temperaturno-programirana redukcija i
desorpcija (TPRD). Takođe su postavljeni dodatni ciljevi: utvrđivanje reakcionog mehanizma
fotokatalitičkog razlaganja vode uz upotrebu različitih alkohola kao žrtvenog agensa (engl.
sacrificial agent) i parametra koji utiču na deaktivaciju katalizatora. Izvršena je optimizacija sinteze
kako bi se dizajnirala svojstva katalizatora koje doprinose većoj efikasnosti u proizvodnji vodonika
na sledeći način kroz ispitivanje (i) uticaja jonske izmene, (ii) uticaja sadržaja nikla, (iii) uticaja
temperature redukcije.
Rezultati ispitivanja proizvodnje vodonika fotokatalitičkim razlaganjem vode su potvrdili da
dopiranje niklom i platinom, kao i azotom, značajno poboljšava aktivnost katalizatora.
Prevashodno, korišćenjem azot dopiranih titanatnih katalizatora sa metalnim ko-katalizatorima
postignuta je najveća efikasnost u proizvodnji vodonika, zahvaljujući smanjenoj rekombinaciji
elektron/šupljina, anatas kristalnoj strukturi kao i optimalnom sadržaju azota i natrijuma koji su
prisutni u strukturi katalizatora. Ispitivanjem uticaja strukture alkohola na fotokatalitičku
proizvodnju vodonika potvrđeno je da dužina lanca alkohola utiče na brzinu reakciju. Potvrđeno je
da alkoholi sa kraćim lancem formiraju manji broj proizvoda i desorbuju se na nižim
temperaturama, čime ostavljaju reaktivna mesta dostupna za sledeći korak reakcije. Rezultati
temperaturno-programirane desorpcije sa masenom spektrometrijom (TPD-MS) su potvrdili
predloženi mehanizam dekompozicije alkohola na površini katalizatora, pružajući bolji uvid u
reakcije fotokatalitičkog razlaganja vode. XPS rezultati su ukazali na parametre koji utiču na
deaktivaciju katalizatora, poput defekata u strukturi katalizatora i promenu oksidacionih stanja
platine, ugljenika i titanijuma. U ovoj doktorskoj disertaciji korišćenjem jednostavne alkalne
hidrotermalne metode sintetisani su titanatni katalizatori i njihovom daljom modifikacijom uspešno
primenjeni u proizvodnji vodonika. Postignuto poboljšanje efikasnosti procesa fotokatalitičkog
razlaganja vode ključni je faktor za razvoj održivih energetskih rešenja.The aim of this doctoral dissertation was to develop catalytic materials based on titanate and
doped titanate nanocatalysts and to evaluate their hydrogen production efficiency via photocatalytic
water splitting. The catalyst precursors were synthesized via hydrothermal synthesis, followed by
doping with non-metals (nitrogen or carbon) and metals (nickel or platinum). Complete reduction of
the metal species was achieved using temperature-programmed reduction (TPR), resulting in the
final catalysts. Structural, morphological, textural, chemical, and optical properties of the
synthesized catalysts were characterized by employing various physico-chemical methods such as
X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), scanning transmission electron
microscopy (STEM), low-temperature nitrogen physisorption, X-ray photoelectron spectroscopy
(XPS), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), diffuse reflectance infrared Fourier transform
spectroscopy (DRIFTS), and temperature-programmed reduction and decomposition (TPRD).
Additionally, other objectives were: elucidation of the reaction mechanism of the photocatalytic
water splitting using different alcohols as sacrificial agents, and uncovering the parameters affecting
the deactivation of the catalysts. The synthesis optimization was conducted to design the highly
efficient catalysts for hydrogen production by varying following parameters: (i) ion exchange,
(ii) different nickel content, (iii) different reduction temperature.
The results of evaluation of hydrogen production through photocatalytic water splitting
confirmed that doping with nickel and platinum, as well as nitrogen, significantly enhanced the
activity of the catalysts. Notably, using the nitrogen doped titanate catalyst with metal co-catalyst
achieved the highest efficiency in hydrogen production due to the reduced electron-hole
recombination, anatase crystal structure, and optimal content of nitrogen and sodium in the catalyst
structure. The evaluation of alcohol structure on photocatalytic hydrogen production confirmed that
the alcohol chain length influences the reaction rate. Alcohols with shorter chains form fewer
products and desorb at lower temperatures, thereby leaving reactive sites available for the next
reaction step. Temperature-programmed desorption with mass spectrometry (TPD-MS) results
further confirmed the decomposition mechanism of alcohols on the catalyst surface, providing
better insight into the reactions of photocatalytic water splitting. The XPS results indicated the
parameters influencing catalyst deactivation, such as defects in the catalyst structure and the
oxidation states of platinum, carbon, and titanium. This doctoral dissertation demonstrated that
simple alkaline hydrothermal synthesis can yield titanate catalysts, which can be further modified
and successfully used for photocatalytic hydrogen production. This enhancement of the efficiency
of the photocatalytic water splitting process is a key factor for the development of sustainable
energy solutions
Demographic, socioeconomic and medical predictors of sick leave among working-age population in Serbia
No full textUvod: Apsentizam predstavlja globalni javnozdravstveni problem koji opterećuje zaposlene, porodice, organizacije, zdravstveni sistem i društvo u celini i objektivni je indikator zdravlja zaposlenih.
Cilj: Utvrditi demografske, socio-ekonomske i medicinske prediktore apsentizma radno sposobnog stanovništva Republike Srbije. Materijal i metod: Istraživanje dizajnirano kao studija preseka deo je
nacionalne studije „Istraživanje zdravlja stanovništva Srbije 2019. godine", na reprezentativnom stratifikovanom uzorku od 4652 zaposlenih ispitanika (18 - 65 godina). Instrument istraživanja bio je standardizovani upitnik Evropskog istraživanja zdravlja - treći talas. Podaci su analizirani metodama deskriptivne statistike, χ² testom i binarnom logističkom regresijom. Rezultati: Učestalost apsentizma iznosila je 14,7% (kratkotrajni 12,1%, dugotrajni 2,7%). Ženski pol (OR = 1,382), starost 56 - 65 godina (OR = 1,745), najniži stepen obrazovanja (OR = 1,714), zaposlenost kod poslodavca (OR = 2,226) i
nepuno radno vreme (OR = 1,874) predstavljali su prediktore apsentizma. Loša samoprocena zdravlja (OR = 3,047), dugotrajna bolest (OR = 1,968), funkcionalna ograničenja, malignitet (OR = 21,523) i povrede (OR = 7,132) povećavali su šansu za apsentizam. Gojaznost (OR = 2,145), pušenje (OR = 1,500), neredovno doručkovanje (OR = 2,065) i rizična upotreba alkohola (muškarci OR = 4,111; žene OR = 3,116) bili su prediktori apsentizma. Snažna socijalna podrška smanjivala je šansu za apsentizam za 57,6%, dok je nasilje na radnom mestu (OR = 2,225) povećavalo. Bolničko lečenje
(OR = 7,590), posete lekaru opšte medicine (OR = 0,257), hirurgu u privatnoj praksi (OR = 3,259), dugo čekanje na pregled (OR = 9,834) i neostvarene potrebe za zaštitom mentalnog zdravlja zbog finansijskih prepreka (OR = 6,468) bili su prediktori apsentizma. Zaključak: Studija je identifikovala prediktore apsentizma značajne za javno zdravlje, unapređenje znanja, buduća istraživanja i kreiranje preventivnih programa za unapređenje zdravlja zaposlenih, smanjenje apsentizma i razvoj dostupne i efikasne zdravstvene zaštite u Republici Srbiji. Ključne reči: radno sposobno stanovništvo, apsentizam, hronične bolesti, zdravstveno stanje, socijalna podrška, životni stilovi, nasilje, korišćenje
zdravstvene zaštite, nacionalno istraživanje zdravlja, Republika Srbija.Background: Sick leave is a significant global public health issue that burdens employees, families, organizations, the healthcare system, and society, and is an objective
indicator of employee health. Aim: To determine demographic, socio-economic, and medical predictors of sick leave among the working-age population of the Republic of Serbia. Material and method: This cross-sectional study is part of the national "Health Survey of the Population of Serbia 2019," conducted on a representative stratified sample of 4,652 employed respondents (18 - 65 years). The research instrument was the standardized European Health Interview Survey - wave 3 questionnaire. Data were analyzed using descriptive statistics methods, χ² test, and binary logistic regression. Results: The prevalence of sick leave was 14.7% (short-term 12.1%, long-term 2.7%). Female gender (OR = 1.382), age 56 - 65 years (OR = 1.745), lowest level of education (OR = 1.714), employment with an employer (OR = 2.226) and part-time work (OR = 1.874) were predictors of sick leave. Poor self-rated health (OR = 3.047), long-term illness (OR = 1.968), functional limitations, malignancy (OR = 21.523), and injuries (OR = 7.132) increased the chance of sick leave. Obesity (OR = 2.145), smoking (OR = 1.500), irregular breakfast (OR = 2.065), and risky alcohol consumption (men OR = 4.111; women OR = 3.116) were predictors of sick leave. Strong social support reduced the chance of sick leave by 57.6%, while workplace violence (OR = 2.225) increased it. Hospital in admissions (OR = 7.590),
visits to a general practitioner (OR = 0.257), surgeon in private practice (OR = 3.259), long
waiting lists (OR = 9.834), and mental health care financial difficulties (OR = 6.468) were
predictors of sick leave. Conclusion: The study identified predictors of sick leave relevant to public health, knowledge advancement, future research, developing preventive programs to improve employee health, reducing sick leave, and developing accessible and efficient healthcare in the Republic of Serbia. Кey words: Working-age population, sick leave, chronic diseases, health status, social support, lifestyle behaviors, violence, healthcare utilization, National Health Survey, Republic of Serbia
Утицај нелинеарности машине алатке са паралелном кинематиком на параметре тачности позиционирања
No full textThe study of the exploatation characteristics of machine tools (MT) includes the analysis of their kinematic characteristics and their influence on the behavior of machines in production conditions. Based on their kinematic structure, MT can be categorized into serial and parallel mechanisms. MT with serial mechanism are characterized by an open kinematic structure with a linear kinematic chain, while in MT with parallel mechanism the kinematic chain is closed and contains nonlinear relationships between the elements. Generally speaking, the accuracy of machine tools represents one of their fundamental operational characteristics. Regular accuracy verification positively impacts production quality, but at the same time, it requires significant time. Therefore, the time required to perform measurements aimed at identifying potential machine errors negatively affects production, as the machine needs to be stopped and taken out of operation temporarily. In this context, besides accuracy, the time required to perform an experiment is also an important operational factor.This doctoral dissertation deals with the influence of nonlinearity of MT with parallel kinematics on positioning accuracy parameters. The ISO 230-2:2014 standard defines the method for verifying the positioning accuracy of MTs using laser interferometry and provides the basic mathematical formulations for assessing the condition of the machine. A notable limitation of the standard is that it does not account for the influence of nonlinearity on measurement-derived parameters, and there is a clear need to determine how kinematic differences between serial and parallel mechanisms manifest. A review of the literature highlighted the need to also study the impact of movement methods (strategies for approaching measurement positions) on the measurement of positioning accuracy. Three types of movement methods were defined, and the time required to perform a series of measurements using each movement method was determined. The measurements were carried out on a planar parallel MT with an O-X glide mechanism. This type of mechanism is constructed from a combination of a parallel mechanism enabling platform movement along the Z and X axes, and a machine structure that allows translational movement along the Y axis. The platform's movement in space, which is of a nonlinear nature, was defined using inverse and direct kinematic equations. A transformation coefficient was defined to describe the quantitative influence of nonlinearity in the Z coordinates between the platform and the sliders, which facilitates the transformation of errors from the platform to the sliders. The experimental plan considered nonlinearity and movement method as influential factors on positioning accuracy parameters. Particular attention was given to the positioning accuracy results of the platform and the transformed values on the sliders. In addition to positioning accuracy, the straightness of the MT with the O-X glide mechanism was also measured. All relevant factors contributing to the measurement uncertainty of the laser interferometry system were defined, with special emphasis on the influence of movement method on measurement uncertainty caused by environmental factors. Furthermore, analysis of the experimental results pointed to the effect of error transformation from the platform to the sliders on the measurement uncertainty outcomes and on the selection of a representative measurement point.Проучавање експлоатационих карактеристика машина алатки (МА) обухвата анализу њихових кинематских карактеристика и њихов утицај на понашање машина у производним условима. МА према кинематској структури се могу поделити на серијске и на паралелне механизме. МА са серијским механизмом карактерише отворена кинематска структура са линеарним кинематским ланцем, док је код МА са паралелним механизмом кинематски ланац затворен и садржи нелинеарне законитости између елемената. Уопштено гледано тачност машина алатки представља једну од основних експлоатационих карактеристика. Редовна провера тачности машине позитивно утиче на квалитет производње, али у исто време захтева доста времена. Због тога време извођења мерења у сврху проналажења евентуалних грешака на машинама негативно утиче на производњу у смислу да је потребно да се заустави машина и да се избаци из строја на неко време. У овом контексту поред тачности и време потребно за извођење експеримента је такође важна експлоатациона карактеристика. Ова докторска дисертација се бави утицајем нелинеарности МА са паралелном кинематиком на параметре тачности позиционирања. У стандарду ISO 230-2:2014 је дефинисан начин провере тачности позиционирања МА помоћу ласерског интерферометра и дата су основне математичке формулације за оцењивање стања машине. Недостатак стандарда је, да не предвиђа утицај нелинеарности на параметре добијене мерењима и постоји реална потреба да се утврди на који начин се манифестују кинематске разлике између серијских и паралелних механизама.Преглед литературе је указао на потребу да се изучи такође и утицај методе кретања (стратегије приступања мерним позицијама) при мерењима тачности позиционирања. Дефинисане су три врсте методa кретања и одређено је време потребно за извршење низа мерења по методама кретања. Мерења су вршена на једној раванско паралелној МА са O-X glide механизмом. Ова врста механизма је конструисана комбинацијом паралелног механизма која омогућава кретање платформе по Z и X оси и машинске структуре која омогућава транслаторно кретање по Y оси. Инверзним и директним кинематским једначинама је дефинисано кретање платформе у простору, које је нелинеарне природе. Дефинисан је коефицијент трансформације, који описује квантитативни утицај нелинеарности по Z координатама између платформе и клизача и који олакшава трансформацију грешака са платформе на клизаче. План експеримента је предвидео утицај нелинеарности и методе кретања као утицајне факторе на параметре тачности позиционирања. Посебно су посматрани резултати тачности позиционирања платформе и трансформисаних вредности на клизаче. Поред тачности позиционирања измерена је и правост МА са O-X glide механизмом. Дефинисани су сви фактори, који су од значаја за мерну несигурност система мерења са ласерским интерферометром. Са посебним освртом на утицај методе кретања на мерну несигурност изазвану утицајем околине. Поред тога анализа добијених резултата експеримента је указала на утицај трансформације грешке, са платформе на клизаче, на резултате мерне несигурности и на избор репрезентативне мерне тачке.</p
Izučavanje radijativnih raspada W bozona i unapredjenje sistema za očitavanje mionskog spektrometra detektora ATLAS
No full textThis thesis incorporates three research topics, all related to the ATLAS detector at
the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. The first topic covers the contribution to
the Data Acquisition (DAQ) of ATLAS, precisely the implementation of the MDT Read
Out Driver (MROD) functionality to the Front-End Link eXchange (FELIX) readout
system of the ATLAS detector. The second topic represents the search for the rare
radiative decay of W boson to meson and a photon, analyzing data already collected
with ATLAS during Run 2. The third topic outlines two machine learning algorithms
to identify D mesons from radiative W boson decays at the LHC.
ATLAS is one of the general purpose detector placed on the LHC. ATLAS consist
of many layers of sub-detectors which are designed to detect the different particles.
The outermost layer of ATLAS, the muon spectrometer is made from four detection
systems, each one exploiting different technologies. The major part of the muon
spectrometer consist of Monitored Drift Tube (MDT) chambers which measures the
properties (momentum, angular distributions, electric charge) of muons.
Within the DAQ system, during the previous data-taking periods the MDT cham-
bers were readout via the MDT Read Out Driver (MROD). This readout system is
dependent on MROD cards, which will reach end of their lifetime during Run 3.
Since repairing the broken MROD cards or ordering new ones is not possible, a
new implementation is needed which will use the new FELIX system. As part of
the system, the swROD implements data fragment building and formatting. An addi-
tional module of the swROD, the CSMProcessor has been developed, which mimics
the MROD building mechanism and incorporated the sub-detector specific settings
which allows the configuration of the different MDT chambers, stores information
about them, like their number or position. Multiple tests have been performed using
the CSMProcessor, and the results show that the modified FELIX readout chain will
be able to process the increased data rates in Run 3.
Using ATLAS, many experimental validations have been performed to investi-
gate the accuracy and applicability of the Standard Model (SM). To test the SM as
thoroughly as possible, searches for not (yet) detected decays and more precise
measurements are necessary. Radiative decays of the W boson to W → M γ,
where M is a meson, are sensitive to the coupling of the W boson with the pho-
ton and, more importantly, probe the strongly coupled Quantum Chromodynamics
(QCD) regime. The search for the W → ργ, where a W boson decaying to a ρ me-
son and a photon, and other rare decays are experimentally challenging, due to the
multijet background, which consists of hadronized quarks and gluons. No search for
the W → ργ has been performed so far, so no previous bounds exist.
During the decay the ρ meson and the γ are decaying ”back-to-back”, sharing
the momentum of the W boson. Since the lifetime of the ρ meson is short, it de-
cays further to charged and a neutral π meson. Due to the nature of the ρ meson,
i
ABSTRACT
isolated prompt ρ and a τ lepton decaying hadronically with exactly one charged
and one neutral pion are indistinguishable within the detector, therefore the algo-
rithm used to detect the τ candidate can be used to identify the ρ meson without
any modification. After the initial trigger and object selection, processes with the
same or similar final states are considered as background. The main sources of
background are events involving inclusive photon + jet and dijet processes, where
a track is reconstructed within a hadronic jet. This background cannot be reliably
modelled with Monte Carlo (MC) simulation due to the complicated mixture of con-
tributing processes. Instead, this contribution to the total background is modelled
with a data-driven non-parametric approach. To extract the limit on the branching
fractions of the B (W → ργ) a binned maximum-likelihood is performed to the se-
lected events. The search provides a limit of B (W → ργ) < 6.29 × 10−6 at 95%
confidence level. This limit can be further improve if we include the search in the
track-plus-photon final state where the ρ meson is identified as a track. Due to the
different triggers and selection criteria, the tau-plus-photon and track-plus-photon
final state are orthogonal, therefore the selected events can be combined in the final
fit. This approach provides, for the first time, a limit of B (W → ργ) < 5.17 × 10−6 at
95% confidence level.
Reducing the background processes is also possible using the meson proper-
ties. However, it is possible to construct many of different variables, which makes it
difficult to make a proper selection and measure their usefulness. To make things
easier a machine learning algorithm can be developed specifically for meson tag-
ging. One way to do this is to list many high-level variables, and using deep neural
network create a classification algorithm, which is able to distinguish between signal
and background mesons originating from quarks and gluons. An other approach
is to develop a convolutional neural network using low level variables, such as the
momentum of the particle and the energy deposited in the calorimeter. However, we
can reach the best results if we combine the two exploiting the advantage of both
models.The developed algorithm based on these models is able to identify jets orig-
inating from Ds mesons in radiative W decays and shows a good efficiency of 47%
for signal with a 100 times rejection of jets from quarks and gluons. This presents
an opportunity to improve measurements related to Ds mesons, particularly in the
context of the rare decays.Ova teza obuhvata tri teme koje se odnose na istraˇzivanja na detektoru ATLAS na
Velikom sudaraˇcu hadrona (LHC) u CERN-u. Prva tema pokriva doprinos sistemu
za prikupljanje podataka (Data Acquisition (DAQ)) detektora ATLAS, konkretno im-
plementaciju MDT Read Out Driver (MROD) funkcionalnosti u Front-End Link eX-
change (FELIX) sistem oˇcitavanja. Druga tema predstavlja potragu za retkim radija-
tivnim raspadom W bozona na mezon i foton. Analizirani su podaci iz proton-proton
sudara na energiji √s = 13 TeV prikupljenih pomo´cu detektora ATLAS tokom Run 2
perioda (2015-2018). Tre´ca tema opisuje dva algoritma maˇsinskog uˇcenja za iden-
tifikaciju D mezona nastalih u radijativnim raspadima W bozona na LHC-u.
ATLAS je jedan od dva detektora opˇste namene na LHC-u. Sastoji se od viˇse
pod-detektora koji su dizajnirani da detektuju tragove naelektrisanih ˇcestica, elek-
trone, fotone i dˇzetove, kao i mione. Kombinuju´ci navedene podatke mogu se mer-
iti energije i uglovne raspodele navedenih objekata i odrediti znak naelektrisanja
naelektrisanih ˇcestica. Takodje, mogu´ce je identifikovati hadronske raspade tau lep-
tona i dˇzetove koji potiˇcu od b- ili c-kvarkova, a moˇze se meriti nedostaju´ca energija.
Najudaljeniji pod-detektor ATLAS-a, mionski spektrometar, napravljen je od ˇcetiri
sistema za detekciju, od kojih svaki koristi razliˇcite tehnologije. Najve´ci deo mion-
skog spektrometra ˇcine Monitored Drift Tube (MDT) komore.
U okviru sistema DAQ, tokom prethodnih perioda uzimanja podataka, MDT ko-
more su oˇcitavane preko MDT Read Out Driver-a (MROD). Ovaj sistem oˇcitavanja
zavisi od MROD kartica, koje ´ce dosti´ci kraj svog ˇzivotnog veka tokom Run 3.
Poˇsto popravka MROD kartica ili naruˇcivanje novih nije mogu´ca, potrebna je im-
plementacija koja ´ce koristiti novodizajnirani sistem za oˇcitavanje podataka FELIX.
Kao deo sistema, software ROD (swROD) implementira izgradnju i formatiranje frag-
menata podataka. Razvijen je modul swROD-a, CSMProcessor, koji oponaˇsa meh-
anizam izgradnje MROD-a i ugradjuje specifiˇcna podeˇsavanja pod-detektora koja
omogu´cavaju konfiguraciju razliˇcitih MDT komora, ˇcuvanje informacije o njima, kao
ˇsto su njihov broj ili poloˇzaj. Viˇse testova je obavljeno koriˇs´cenjem CSMProcessor-a,
a rezultati pokazuju da ´ce modifikovani sistem za oˇcitanja FELIX moˇze da obradi
pove´cane brzine prenosa podataka tokom Run 3.
Jedna od osnovnih tema istraˇzivanja na eksperimentu ATLAS je testiranje Stan-
dardnog modela (SM). Jedan od mogu´cih testova SM-a ˇcine potrage za (joˇs) neotkri-
venim raspadima gradijentnih (kao i Higsovog) bozona. Radijativni raspad W bo-
zona W → M γ (gde je M mezon) osetljiv je na sprezanje W bozona sa fotonima
i, ˇsto je joˇs vaˇznije, omogu´cava ispitivanje reˇzima jako spregnute kvantne hromodi-
namike. Potraga za W → ργ, gde se W bozon raspada na ρ mezon i foton, i drugi
retki raspadi su eksperimentalno izazovni, zbog velikog fona koji postiˇce iz produk-
cije dˇzetova. Na hadronskim sudaraˇcima do sada ovaj kanal raspada nije izuˇcavan,
tako da ne postoje prethodne granice za faktor grananja W → ργ.
iii
SA ˇZETAK
Tokom raspada, ρ mezon i γ se raspadaju ”back-to-back”, dele´ci impuls W bo-
zona. Poˇsto je vreme ˇzivota ρ mezona kratko, on se dalje raspada na naelektrisane
i neutralne π mezone. Zbog prirode ρ mezona, izolovani ρ i tau lepton (koji se ras-
pada hadronski sa jednim naelektrisanim i jednim neutralnim pionom) se ne mogu
eksperimentalno razlikovati, pa se algoritam koji se koristi za detekciju tau moˇze se
koristiti za identifikaciju ρ mezona bez bilo kakvih modifikacija. Nakon inicijalnog
trigera i selekcije ˇcestica, procesi sa istim ili sliˇcnim konaˇcnim stanjima se sma-
traju za fon. Glavni izvori fona su dogadjaji koji ukljuˇcuju inkluzivne procese foton
+ dˇzet i didˇzet, gde se tragovi ˇcestica rekonstruiˇsu unutar hadronskog dˇzeta. Ovaj
fon se ne moˇze pouzdano modelovati Monte Carlo (MC) simulacijama, ve´c se ko-
riste data-driven tehnike. Da bi se izraˇcunao limit na faktor grananja B (W → ργ)
koriˇs´cen je pristup zasnovan na metodu maksimalne verodostojnosti. Dobijen je
limit od B (W → ργ) < 6.29 × 10−6 na nivou poverenja 95% sa uraˇcunatim sistem-
atskim greˇskama. Ovo ograniˇcenje se moˇze dodatno poboljˇsava ako se u analizu
ukljuˇci konaˇcno stanje trag-plus-foton gde je ρ mezon identifikovan kao trag unutar
detektora. Zbog razliˇcitih kriterijuma selekcije dogadjaji iz dva navedena konaˇcna
stanja su statistiˇcki nezavisni, pa se izabrani dogadjaji mogu kombinovati. Konaˇcni
dobijeni B (W → ργ) < 5.17 × 10−6 na nivou poverenja 95%.
Suzbijanje fonskih procesa u identifikaciji mezona koji sadrˇze charm kvark se
moˇze ostvariti koriˇs´cenjem razliˇcitih svojstava ovih mezona. Mogu´ce je konstruisati
veliki broj varijabli, ˇsto oteˇzava pravi izbor i merenje njihove efikasnosti. Stoga je
razvijen algoritam zasnovan na tehnici maˇsinskog uˇcenja. Prvi izuˇcavani pristup je
primena duboke neuronske mreˇze za kreiranje klasifikacionog algoritma koji je u
stanju da razlikuje Ds od mezona koji potiˇcu od kvarkova i gluona. Drugi pristup
je da se razvije konvoluciona neuronska mreˇza koriste´ci varijable niskog nivoa, kao
ˇsto su impuls ˇcestice i deponovana energija u kalorimetrima. Optimalan rezultat se
postiˇze kombinovanjem dve navedene neuronske mreˇze. Dobijeni algoritam je u
stanju da identifikuje dˇzetove koji potiˇcu iz Ds mezona u radijativnim W raspadima
sa efikasnoˇs´cu 47% za signal i faktorom potiskivanja dˇzetova iz kvarkova i gluona
od 100. Pokazano je da se na taj naˇcin na LHC-u mogu poboljˇsati merenja vezana
za Ds mezone, posebno u kontekstu retkih raspada
Пасји живот - Фотографски документ нове реалности у виртуелном простору
No full textDoktorski umetnički projekat “Pasji život” se bavi percepcijom modernog društva kroz
distribuciju fotografija na društvenim mrežama kao i problemima na koje pojedinac
nailazi u potrazi za smislom života. Osnovu praktičnog rada čini serija dokumentarnih
fotografija distribuirana u virtuelnom okruženju, da bi kasnije bile izložene u galeriskom
prostoru na ekranima prenosivog - mobilnog telefona. U teoretskom delu rada
istražićemo kako je nastala fotografija, koji je njen odnos prema drugim umetničkim
praksama kao i njenim uticajem na celokupno moderno društvo. Pored toga pokušaću
da utvrdim ulogu fotografije u razvoju tehnološko kapitalističkih sistema kao glavnog
sredstva komunikacije na društvenim mrežama. Početak rada je vezan za hronološko
istraživanje određenih promena kako u društvu tako u umetnosti koje su kroz istoriju
oblikovali i usmerili čoveka na određen način života. Ispitivanjem određenih problema u
komunikaciji u umetnosti, sa posebnim osvrtom na nastanak fotografije i promene
umetničke paradigme, ovaj rad pokušava da nađe veze i paralele kao i određene
repetitivne prakse u ponašanju čoveka. U kasnijem delu rada preispitujem narativ
pasjeg života i pokušavam da utvrdim šta taj izraz znači u sadašnjem vremenu.
Kroz pažljivo sortiranje fotografija i poznatim tipološkim pristupima ovaj rad skreće
pažnju na univerzalni apsurd statusa u društvu, na pasji život koji je uskraćen za
najbitnije stvari kao što su ljubav, sreća i sloboda
Dynamic adaptation algorithm for multimedia streaming
Get PDFУ овом раду је предложен DASH адаптивни алгоритам који користи сљедеће улазне вредности: тренутни ниво попуњености меморије за привремено чување података, пропусност рачунарске мреже приликом преузимања посљедњег DASH сегмента и излаз Такаги-Сугено-Канг модела који представља предикцију пропусности рачунарске мреже у наредној итерацији преузимања DASH сегмента. Урађена је аблативна студија којом је утврђено који ТСК модел има најбољу предикцију пропусности рачунарске мреже. Прегледом стања у области дефинисани су и кључни индикатори квалитета корисничког доживљаја, а то су: просјечна битска брзина преузетих сегмената, број промјена битских брзина између сукцесивних сегмената, просјечна вриједност промјена битских брзина и трајање празне меморије за привремено чување података (вријеме у ком је репродукције мултимедијалног садржаја заустављена).U ovom radu je predložen DASH adaptivni algoritam koji koristi sljedeće ulazne vrednosti: trenutni nivo popunjenosti memorije za privremeno čuvanje podataka, propusnost računarske mreže prilikom preuzimanja posljednjeg DASH segmenta i izlaz Takagi-Sugeno-Kang modela koji predstavlja predikciju propusnosti računarske mreže u narednoj iteraciji preuzimanja DASH segmenta. Urađena je ablativna studija kojom je utvrđeno koji TSK model ima najbolju predikciju propusnosti računarske mreže. Pregledom stanja u oblasti definisani su i ključni indikatori kvaliteta korisničkog doživljaja, a to su: prosječna bitska brzina preuzetih segmenata, broj promjena bitskih brzina između sukcesivnih segmenata, prosječna vrijednost promjena bitskih brzina i trajanje prazne memorije za privremeno čuvanje podataka (vrijeme u kom je reprodukcije multimedijalnog sadržaja zaustavljena).In this paper, a DASH adaptive algorithm is proposed that uses the following input values: the current buffer occupancy, the throughput when downloading the last DASH segment, and the output of the Takagi-Sugeno-Kang model, which represents the prediction of the network throughput in the next download iteration. An ablative study was conducted to determine which TSK model has the best prediction of computer network throughput. There are four key indicators of QoE that should be measured in experimental evaluation: average bitrate, number of transitions between different bit rate levels, value of bit rate changes and duration of empty buffer (time during which playback of multimedia content is stopped)
Integrative Model for Revitalization of Traditional Village Houses in Sirinićka Župa
No full textИстраживање традиционалних сеоских насеља и индивидуалних објеката у руралном пејзажу представља значајан прилог разумевању и оцењивању културне баштине. Овo истраживање наглашава мудрост и промишљеност у изградњи традиционалне архитектуре, која се прилагођава специфичном региону и друштвеном контексту. Анализирајући развој стамбене архитектуре на Балкану и њене културне корене, истраживање потврђује значај балканске народне архитектуре која ужива УНЕСКО признање. Пример Сиринићке жупе показује како традиционалне куће одражавају дубоку повезаност са окружењем, историјом и наслеђем, користећи локалне материјале и вековне вештине. Дрво и камен су кључни материјали у архитектонским карактеристикама ових кућа. Камен, због своје издржљивости и термичких својстава, доминира као примарни материјал, док је дрво значајно за конструктивне елементе. Истраживање такође истиче културно богатство Сиринићке жупе, укључујући црквене објекте и споменичко наслеђе из 16. века као важне националне културне добрине. Традиционални обичаји и говор Сиринићке жупе доприносе очувању културног идентитета, што је посебно важно у савременом друштву и технолошком напретку. Ревитализација традиционалних кућа јенеопходна за очување културног наслеђа и захтева интегрисани приступкоји укључује младе као покретаче промена. Анкета из јула 2023. показала је снажан интерес локалног становништва за процес ревитализације. Примена методе Analytic Hierarchy Process (AHP) за избор оптималних решења у ревитализацији традиционалних сеоских кућа наглашава значај детаљног планирања и мултидисциплинарног приступа. Ова метода омогућава анализу различитих критеријума и алтернатива, доприносећи ефикасном процесу одлучивања који укључује еколошке, економске и социјалне аспекте. AHP метода омогућава транспарентан процес одлучивања и избор оптималних решења за ревитализацију традиционалних кућа, што је од значаја за будуће примене у сличним пројектима. Сваки од ових критеријума разматран је у складу са својим поткритеријумима. Након квантификације и упоређивања критеријума и поткритеријума, и алтернатива, АHP нам је омогућио да изаберемо Модел 1 као оптимално решење за ревитализацију традиционалне куће.Istraživanje tradicionalnih seoskih naselja i individualnih objekata u ruralnom pejzažu predstavlja značajan prilog razumevanju i ocenjivanju kulturne baštine. Ovo istraživanje naglašava mudrost i promišljenost u izgradnji tradicionalne arhitekture, koja se prilagođava specifičnom regionu i društvenom kontekstu. Analizirajući razvoj stambene arhitekture na Balkanu i njene kulturne korene, istraživanje potvrđuje značaj balkanske narodne arhitekture koja uživa UNESKO priznanje. Primer Sirinićke župe pokazuje kako tradicionalne kuće odražavaju duboku povezanost sa okruženjem, istorijom i nasleđem, koristeći lokalne materijale i vekovne veštine. Drvo i kamen su ključni materijali u arhitektonskim karakteristikama ovih kuća. Kamen, zbog svoje izdržljivosti i termičkih svojstava, dominira kao primarni materijal, dok je drvo značajno za konstruktivne elemente. Istraživanje takođe ističe kulturno bogatstvo Sirinićke župe, uključujući crkvene objekte i spomeničko nasleđe iz 16. veka kao važne nacionalne kulturne dobrine. Tradicionalni običaji i govor Sirinićke župe doprinose očuvanju kulturnog identiteta, što je posebno važno u savremenom društvu i tehnološkom napretku. Revitalizacija tradicionalnih kuća jeneophodna za očuvanje kulturnog nasleđa i zahteva integrisani pristupkoji uključuje mlade kao pokretače promena. Anketa iz jula 2023. pokazala je snažan interes lokalnog stanovništva za proces revitalizacije. Primena metode Analytic Hierarchy Process (AHP) za izbor optimalnih rešenja u revitalizaciji tradicionalnih seoskih kuća naglašava značaj detaljnog planiranja i multidisciplinarnog pristupa. Ova metoda omogućava analizu različitih kriterijuma i alternativa, doprinoseći efikasnom procesu odlučivanja koji uključuje ekološke, ekonomske i socijalne aspekte. AHP metoda omogućava transparentan proces odlučivanja i izbor optimalnih rešenja za revitalizaciju tradicionalnih kuća, što je od značaja za buduće primene u sličnim projektima. Svaki od ovih kriterijuma razmatran je u skladu sa svojim potkriterijumima. Nakon kvantifikacije i upoređivanja kriterijuma i potkriterijuma, i alternativa, AHP nam je omogućio da izaberemo Model 1 kao optimalno rešenje za revitalizaciju tradicionalne kuće.Researching traditional rural settlements and individual structures in rural landscapes represents a significant contribution to understanding and evaluating cultural heritage. This research emphasizes the wisdom and thoughtfulness in constructing traditional architecture, which adapts to specific regional and social contexts. By analyzing the development of residential architecture in the Balkans and its cultural roots, the research confirms the importance of Balkan folk architecture, which enjoys UNESCO recognition. The example of the Šar Mountain region demonstrates how traditional houses reflect a deep connection with the environment, history, and heritage, using local materials and age-old skills. Wood and stone are key materials in the architectural characteristics of these houses, with stone predominating as the primary material due to its durability and thermal properties. In contrast, wood is significant for structural elements. The research also highlights the cultural wealth of the Šar Mountain region, including church buildings and monuments from the 16th century, as important national cultural assets. Traditional customs and the dialect of the Šar Mountain region contribute to preserving cultural identity, which is particularly important in contemporary society and technological advancement. Revitalizing traditional houses is necessary for preserving cultural heritage and requires an integrated approach involving youth as agents of change. A survey conducted in July 2023 showed strong interest among the local population in the revitalization process. Applying the Analytic Hierarchy Process (AHP) method for selecting optimal solutions in revitalising traditional rural houses emphasizes the importance of detailed planning and a multidisciplinary approach. This method allows for analysing various criteria and alternatives, contributing to an efficient decision-making process involving ecological, economic, and social aspects. The AHP method enables a transparent decision-making process and the selection of optimal solutions for revitalizing traditional houses, which is significant for future applications in similar projects. Each of these criteria was considered in line with its subcriteria. After quantifying and comparing criteria and subcriteria, as well as alternatives, AHP enabled us to choose Model 1 as the optimal solution for revitalizing the traditional house
Hybrid system for risk quantification and management on road infrastructure projects
No full textОва докторска дисертација бави се развојем хибридног модела за управљање ризицима на пројектима путне инфраструктуре, са циљем прецизне предикције појаве ризика, њиховог утицаја на увећање уговорне цене (ICP) и продужење уговореног рока (EoT), као и процене утицаја мера превенције на смањење наведених прекорачења. Истраживање се заснива на идентификацији ризика и кључних параметара пројеката, развоју коефицијената комплексности као агрегираних показатеља окружења, техничких и уговорних карактеристика, дефинисању оптималних превентивних мера за минимизацију штетних последица за све ризике, примени фази логике и машинског учења за предикцију утицаја ризика, као и вишекритеријумским методама за евалуацију и приоритизацију мера превенције.
Квалитативни део методолошког оквира обухвата системску анализу реализованих инфраструктурних пројеката у Републици Србији, формирање листе квантификованих ризика и њиховог утицаја на EoT и ICP, као и структурисано дефинисање превентивних мера. Квантитативни део методолошког оквира подразумева, за улазне вредности три коефицијента комплексности, примену ТСК методе и метода машинског учења за потребе предикције прекорачења и препознавања најутицајних ризика, као и за евалуацију утицаја мера превенције на смањење прекорачења. Добијени резултати показују да хибридни модел остварује задовољавајућу прецизност предикције ICP и EoT, као и у евалуацији примене мера превенције на најутицајније ризике.
Предложени приступ доприноси смањењу непланираних прекорачења и представља значајан допринос унапређењу управљања ризицима. Научна верификација модела дефинисаног кроз докторску дисертацију, извршена је кроз пет радова објављених у међународним часописима индексираним на SCI листи, што потврђује његову оригиналност и научну утемељеност.This doctoral dissertation deals with the development of a hybrid model for risk management on road infrastructure projects, aiming to accurately predict risk occurrences, their impact on Increasing Contract Price (ICP) and Extension of Time (EoT), as well as to evaluate the impact of preventive measures on reducing these overruns. The research is based on the identification of risks and key project parameters, development of complexity coefficients as aggregated indicators of environmental, technical, and contractual characteristics, definition of optimal preventive measures to minimize adverse consequences for all risks, application of fuzzy logic and machine learning for predicting risk impacts, as well as multi-criteria decision-making methods for evaluating and prioritizing preventive measures.
The qualitative part of the methodological framework includes a systemic analysis of implemented infrastructure projects in the Republic of Serbia, creation of a quantified list of risks and their impacts on EoT and ICP, as well as a structured definition of preventive measures. The quantitative part of the methodological framework involves applying the TSK method and machine learning methods to input values of three complexity coefficients for predicting overruns and identifying the most influential risks, as well as for evaluating the impact of preventive measures on reducing overruns. The obtained results indicate that the hybrid model achieves satisfactory accuracy in predicting ICP and EoT, as well as in evaluating the application of preventive measures on the most influential risks.
The proposed approach contributes to the reduction of unplanned overruns and represents a significant advancement in risk management. The scientific validation of the model developed within this doctoral dissertation has been carried out through five papers published in international journals indexed in the SCI list, confirming its originality and scientific foundation
Statistički testovi zasnovani na Laplasovim i Hankelovim transformacijama, i njihova primena u otkrivanju promena režima
No full textThe main goal of this dissertation is twofold. In the first part, two novel twosample
tests for matrix data are presented. The theoretical properties of these novel tests are
investigated in the context of testing orthogonal invariance in distribution, while the empirical
values are presented in other cases. The tests are not distribution-free under H0. Therefore,
their quality is investigated through a power study by implementing the warp-speed bootstrap
algorithm. The novel tests are applied to multiple cases of real data, primarily originating in the
field of finance. These tests are the first of their kind for two-sample tests of positive definite
symmetric matrix distributions and are based on Laplace and Hankel transforms.
The second part of this dissertation addresses problems related to data segmentation (or
change point detection). Two novel classes of univariate tests for offline data segmentation
are outlined, and their theoretical properties are studied. The powers are estimated using the
permutation bootstrap algorithm, and the novel tests are shown to have higher test powers than
the well-known tests based on the characteristic function. The location of the change point
is estimated, and the novel tests are empirically demonstrated to possess greater precision.
These tests are applied to two distinct datasets from meteorology and macroeconomics, further
emphasizing their applicability in real-case scenarios.
Moreover, the two-sample test based on the Hankel transform is modified to address change
point problems. The asymptotic properties of this novel test are derived. A power study is
presented, demonstrating the quality of the novel test in small-sample scenarios. The novel
test is applied to financial data, emphasizing the practical applicability of this approach. This
represents the first test for change point inference based on integral transforms for matrix
data.Glavni cilj ove disertacije je dvojak. U prvom delu su predstavljeni dvouzorački
testovi za matrične raspodele. Teorijska svojstva novih testova su predstavljena u slučaju testiranja
ortogonalne invarijatnosti u raspodeli, dok su u ostalim slučajevima date empirijske
vrednosti. Novi testovi nisu slobodni od raspodele pri nultoj hipotezi. Zbog toga su empirijske
moći testova dobijene uz pomoć ubrzanog butstrepa. Novi testovi su primenjeni na stvarne podatke,
uglavnom iz oblasti finansija. Ovi testovi su prvi takvi dvouzorački testovi za simetrične
pozitivno definitne matrice zasnovani na Laplasovim i Hankelovim transformacijama.
Drugi deo ove disertacije posvećen je problemu otkrivanja tačke promene režima (ili segmentiranja
podataka). Nove klase jednodimenzionih testova za otkrivanje aposteriori promene
režima su predstavljene i njihova teorijska svojstva su istražena. Empirijske moći testova su
ocenjene korištenjem permutacijskog butstrepa. Novi testovi imaju veće moći testova u odnosu
na konkurentske testove. Prikazan je i empirijski kvalitet ocene tačke promene i primećeno je
da novi testovi imaju veću preciznost u odnosu na konkurentske testove. Ovi testovi su primenjeni
na različite podatke iz meteorologije i makroekonomije, čime je pokazana njihova
praktična primena.
Dodatno, dovuzorački test zasnovan na Hankelovoj transformaciji je modifikovan da bi
otkrivao tačke promene režima. Asimptotska svojstva novog testa su izvedena. Određene su i
empirijske moći testova, čime je pokazan kvalitet novog testa u slučaju uzoraka malog obima.
Novi test je primenjen na finansijske podatke, što je dodatno prikazalo praktičnu primenu
ovoga testa. Ovaj test je prvi takav test promene režima zasnovan na integralnim transformacijama
za matrične podatke
Wave propagation in metastructures consisting elastic, viscoelastic and rigid segments
No full textУ оквиру ове докторске дисертациjе обухваћена су истраживања простирања механичких
таласа кроз различите периодичне структуре, коjе се превасходно састоjе од еластичних
греда. Посматране периодичне структуре показуjу корисне особине коjе нису присутне
код њихових градивних елемената, те се, узимаjући у обзир и релативну величину њихове
jединичне ћелиjе, у постоjећоj литератури класификуjу као метаматериjали или мета-
структуре. Просторна периодичост структуре постиже се понављањем jединичних ћелиjа
коjе се састоjе од еластичних греда, повезаних крутим сегментима, уз присуство разли-
читих ослонаца и дискретних механичких подсистема, као што су опруге, пригушивачи,
масени резонатори и инертери. У том контексту разматране су и такозване квазиперио-
дичне структуре, коjе настаjу понављањем jединичних ћелиjа коjе се међусобно разликуjу
на прецизно дефинисан начин, чиме се у систем уводи контролисана (дизаjнирана) неуре-
ђеност. Такође су проучене и фононске структуре од паралелно нанизаних витких греда,
коjе су аксиjално оптерећене и повезане различитим еластичним и вискоеластичним слоjе-
вима, чиjе се карактеристике мењаjу у току времена, а услед чега долази до jедносмерног
(нереципрочног) простирања таласа.
Развиjени су математички модели и нумерички прорачуни за ефикасно одређивање ди-
сперзних карактеристика посматраних периодичних структура. За формирање матема-
тичког модела еластичних структура коjе садрже и крута тела примењена jе метода тран-
сфер матрице. Коришћене су Оjлер-Бернулиjева и Тимошенкова теориjа осциловања гре-
да, док су општи закони динамике примењени при разматрању крутог тела и различитих
дискретних механичких подсистема. Уз помоћ Блох-Флокетове теореме и периодичних
граничних услова, омогућено jе проучавање дисперзне карактеристике теоретски беско-
начне периодичне структуре на основу њене jединичне ћелиjе, чиме jе обим нумеричких
прорачуна значаjно умањен. Софтверска имплементациjа алгоритама за нумеричке про-
рачуне урађена jе у MATLAB софтверском окружењу, док jе валидациjа постигнута по-
ређењем са доступним резултатима за специjалне случаjеве приказане у литератури, као
и уз коришћење методе коначних елемената применом комерциjалног софтвера COMSOL
Multiphysics. Детаљно су анализирани услови под коjима долази до феномена значаjног
пригушења или потпуног заустављања простирања (пропагациjе) механичких таласа. Про-
учени су и ефекти до коjих доводи спрезање осцилациjа у различитим правцима. При
свему томе jе дат и допринос бољем разумевању утицаjа различитих механизама коjи до-
воде до расипања енергиjе механичких таласа, као што су Брегово расеjање и локална
резонанциjа. Визуализациjа добиjених резултата омогућена jе уз помоћ диjаграма диспер-
зне карактеристике, функциjе фреквентног одзива померања и диjаграма на коjима jе
приказано простирање таласа карактеристичних фреквенциjа. У оквиру различитих про-
рачуна примењене су метода спектралних елемената, метода коначних разлика и метода
бисекциjе. При решавању парциjалних диференциjалних jедначина кретања коришћена jе
Галеркинова метода.
Утемељеност обављених истраживања огледа се у присуству периодичних материjала и
структура у свим гранама инжењерске праксе. Нарочито се могу истаћи структуре коjе
се састоjе од еластичних греда повезаних знатно крућим елементима, као што су мосто-
ви, вишеспратнице, дугачки цевоводи за транспорт течности и гасова итд. Одређивање
утицаjа различитих параметара на положаj и ширину фреквентног опсега на коме долази
до заустављања пропагациjе таласа jе од кључног значаjа за функционални дизаjн раз-
матраних структура. У том смислу, може се искористити и њихов проводни фреквентни
опсег, уколико jе потребно спровођење таласа жељених фреквенциjа, као и jедносмерно
простирање таласа. Поjава локализациjе одређених модова осциловања, коjа jе, између
осталог, карактеристична за квазипериодичне структуре, такође има интересантне при-
мене при спровођењу таласа одређених фреквенциjа, а могуће jе постићи и нереципрочно
простирање таласа услед jедносмерне рефлексиjе. Проучавање дисперзне карактеристике
метаматериjала и метаструктура нарочито jе актуелно у истраживањима везаним за звуч-
ну изолациjу, изолациjу осетљивих мерних инструмената од шума одређених фреквенциjа,
као и изолациjу стамбених зграда и других грађевинских конструкциjа од градске буке,
сеизмичких поремећаjа и олуjних ветрова.This doctoral dissertation explores the propagation of mechanical waves through various periodic
structures, primarily composed of elastic beams. The studied periodic structures display useful
properties that are absent in their individual components. Based on the relative size of their
unit cell, these structures are classified in literature as metamaterials or metastructures. Their
spatial periodicity is achieved by repeating unit cells composed of elastic beams connected with
rigid segments, which also contain different supports and discrete mechanical components,
such as springs, dashpots, mass resonators and inerters. By tessellating unit cells that differ
from one another in a carefully defined manner, a controlled disorder is introduced into the
system, resulting in a quasiperiodic structure, which is also investigated. Furthermore, phononic
structures composed of parallel slender beams, subjected to axial loads and interconnected by
elastic and viscoelastic layers with time-dependent properties, have been studied. The resulting
space-time modulation of material properties leads to unidirectional (non-reciprocal) wave
propagation.
Mathematical models and numerical methods have been developed to efficiently determine
the dispersion characteristics of the analyzed periodic structures. The transfer matrix method
is employed to model mechanical systems that include both elastic and rigid segments. The
Euler-Bernoulli and Timoshenko beam theories are used, and fundamental laws of dynamics
are applied to analyze rigid bodies and various discrete mechanical systems. The Bloch-Floquet
theorem and periodic boundary conditions enable the analysis of dispersion characteristics
in theoretically infinite periodic structures based on a single unit cell, significantly reducing
computational effort. Numerical algorithms were implemented in the MATLAB environment,
and validation was carried out by comparing results with available data from the literature
for special cases and by using the finite element method in the commercial software COMSOL
Multiphysics. The conditions for significant attenuation or complete suppression of elastic wave
propagation have been thoroughly analyzed. Additionally, the effects of coupled oscillations in
different directions have been examined. The research contributes to a better understanding
of various mechanisms leading to wave energy dissipation, including Bragg scattering and
local resonance. Results are presented using dispersion diagrams, frequency response functions,
and wave propagation diagrams at characteristic frequencies. Various numerical methods were
employed, including the spectral element method, the finite difference method, the bisection
method, and the Galerkin method which was used to discretize the partial differential equations
of motion.
The significance of this research lies in the presence of periodic materials and structures in
all engineering fields. Notable examples include structures formed by elastic beams connected
with much stiffer elements, such as bridges, high-rise buildings, and long pipelines used for
fluid and gas transport. Understanding the impact of various parameters on the position and
width of the frequency bands where wave propagation is suppressed is essential for designing
the studied structures to optimize their efficiency. Similarly, their pass bands can be utilized to
enable the transmission of waves at desired frequencies, as well as to achieve unidirectional wave
propagation. The emergence of mode localization in quasiperiodic structures also has interesting
applications in wave guiding and can also lead to non-reciprocal wave propagation due to oneway
reflection. The study of dispersion characteristics in metamaterials and metastructures is
especially relevant for research on sound insulation, isolating sensitive measuring instruments
from noise at specific frequencies, and protecting residential buildings and other structures from
urban noise, seismic disturbances, and strong winds