Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Optimaliseren van ziektepreventiestrategieën in een urbane regio in Cuba door de integratie van humane mobiliteit, milieu-gerelateerde gegevens en wiskundige modellering." "Jan Baetens" "Vakgroep Data-analyse en wiskundige modellering" "In tegenstelling tot de verwachte trend op basis van bestaande voorspellingsmodellen, was de incidentie van dengue historisch laag tijdens de pandemische mobiliteitsbeperkingen van 2020-2021 in de meeste landen waar dengue endemisch is. Dit benadrukt dat de huidige transmissiemodellen geen rekening houden met menselijke mobiliteit. Binnen een pilotstudie in Cienfuegos, Zuid-Centraal Cuba, zullen we de epidemiologische verspreiding en verdeling van dengue-uitbraken (2015-2025) karakteriseren in districten die herhaaldelijk betrokken waren bij eerdere dengue-uitbraken, als initiërende, concentrerende of transmissieonderhoudende gebieden. Dit zal worden gekoppeld aan gedetailleerde mobiliteitsgegevens en sociaal-ruimtelijke karakteriseringen van pendelstromen en bevolkingskernen waar mensen zich overdag concentreren (het tijdstip waarop transmissie plaatsvindt). Deze informatie, samen met milieurisicogegevens, zal worden gebruikt om i) de nauwkeurigheid van wiskundige dengue-modellen te verbeteren, ii) het transmissieproces beter te begrijpen en iii) informatie te verstrekken en het ontwerp van ziektebestrijdingsstrategieën te verbeteren. Het project zal bijdragen aan broodnodige evidence-based richtlijnen voor actoren in de volksgezondheid over verbeterde preventiestrategieën voor epidemische verspreiding en waar en wanneer maatregelen moeten worden uitgevoerd." "Wetenschappelijke bijstand bij wiskundige modellering manoeuvreergedrag Klasse VI duwkonvooien" "Marc Vantorre" "Vakgroep Civiele Techniek" "De onderhavige opdracht betreft het leveren van wetenschappelijke bijstand bij het opstellen van een wiskundig manoeuvreermodel voor het stululeren van het gedrag van eenklasse VI duwvaartkonvooi (opstelling 4x4) in een scheepsmanoeuvreersimulator. Het wiskundig model dient afgeleid te worden op basis van modelproeven in de sleeptank voor manoeuvres in ondiep water van het Waterbouwkundig Laboratorium." "Inductieve verharding van staal: wiskundige en numerieke modellering" "Marian Slodicka" "Vakgroep Wiskundige Analyse" "Het doel van dit project is de theoretische en numerieke studie van verschillende wiskundige modellen voor de inductieve verharding van staaloppervlakken. Ferromagnetisch materiaal verandert in paramagnetisch materiaal door opwarming boven de Currie temperatuur. Het gedrag van het systeem (thermaal en elektromagnetisch) is sterk niet lineair en de gebruikelijke numerieke algoritmen zijn instabiel. Het probleem zal onderzocht worden alsook nieuwe robuuste en efficiënte numerieke oplossingstechnieken zullen ontwikkeld worden." "Wetenschappelijke bijstand wiskundige modellering scheepsmanoeuvreergedrag in stroming en windkrachten op schepen" "Evert Lataire" "Vakgroep Civiele Techniek" "De scheepsmanoeuvreersimulatoren van het Waterbouwkundig Laboratorium worden ingezet als beleidsondersteunend instrument (studie en advies) en als opleidingsinstallatie voor nautici. Beide toepassingen vereisen realistische simulatiemodellen. Dergelijke manoeuvreermodellen worden ontwikkeld door het Waterbouwkundig Laboratorium (WL) en beschrijven de romp-, schroef- en roerkrachten bij verschillende kielspelingen in een horizontaal onbeperkte omgeving. De manoeuvreermodellen worden afgeleid uit een ruime set aan schaalmodelproeven uitgevoerd in de sleeptank voor manoeuvres in beperkt water te Antwerpen. De sleeptanktesten en de daaruit volgende manoeuvreermodellen maken abstractie van externe factoren zoals stroom en wind, waardoor deze effecten niet rechtstreeks vervat zitten in de manoeuvreermodellen maar hier via een specifieke modellering aan toegevoegd worden. Zo wordt de invloed van stroming in rekening gebracht door de hydrodynamische rompkrachten te evalueren bij relatieve snelheidscomponenten gedefinieerd als het verschil tussen de scheepssnelheid en de stromingssnelheid. De windeffecten worden gemodelleerd op basis van externe krachten overeenkomstig de aerodynamische krachtcomponenten op de bovenbouw van het schip. Zowel voor de berekening van windkrachten op schepen als voor de invloed van stroomcomponenten op het manoeuvreergedrag wenst WL de huidige modellering in de simulatoren te evalueren en waar nodig te optimaliseren. (uit het bestek)" "March-on-in-Time: Geavanceerde wiskundige methoden ondersteunen de modellering van complexe terahertz-systemen" "Kristof Cools" "Vakgroep Informatietechnologie" "Aangezien systemen en technologieën steeds complexer worden, moeten de modellen die van vitaal belang zijn voor het ontwerp en de ontwikkeling ervan een evenwicht vinden tussen de noodzaak om deze complexiteit vast te leggen tegen aanvaardbare rekenkosten. Het terahertz (THz) frequentiegebied van het elektromagnetische spectrum, wellicht de laatste grens, brengt ingenieurs in nieuwe domeinen van sterk niet-lineair en sterk stralend gedrag. De efficiënte en nauwkeurige modellering hiervan vereist de toepassing van zogenaamde TD-BEM's (Time Domain boundary element methods), die momenteel nog niet zo ver ontwikkeld zijn als andere benaderingen. Het door de EU gefinancierde BET3D-project versnelt de ontwikkeling van TD-BEM's ter ondersteuning van een nieuwe generatie THz-technologieën met toepassingen op belangrijke gebieden zoals geneeskunde, veiligheid en energie." "Wiskundige en computationele modellering van degradatie van metalen biomaterialen" "Liesbet Geris" "Biomechanica (BMe), Onderzoekscentrum voor Skeletale Biologie en Engineering" "Een gevalideerd computermodel van het degradatieproces kan, onder andere, het afstellen van de degradatieparameters en het optimaliseren van het ontwerp voor specifieke toepassingen vergemakkelijken. In deze studie is zowel een wiskundig als computationeel model ontwikkeld dat in staat is het biodegradatiegedrag van biologisch afbreekbare metallische biomaterialen te voorspelen. Dit model focust zich op het gedrag van Mg en houdt rekening met het vrijkomen van metaalionen, de veranderingen in pH, de vorming van een beschermende film, het effect van verschillende ionen in de omgeving en het effect van de perfusie van het omringende vloeistof, indien van toepassing. Het model bestaat uit een stelsel van tijdsafhankelijke reactie-diffusie-convectie partiële differentiaalvergelijkingen af te leiden uit de onderliggende oxidatie-reductiereacties en dit op te lossen met behulp van de eindige-elementen methode. Het level-set formalisme is gebruikt om de interface tussen het degraderende biomateriaal en zijn omgeving te volgen tijdens het degradatie proces. Het model is gevalideerd door de in silico voorspelde globale en lokale pH-veranderingen te vergelijken met experimenteel verkregen resultaten van corrosietesten." "Wiskundige modellering voor longfunctietests" "Wim Janssens" "Respiratoire Aandoeningen en Thoraxheelkunde (BREATHE)" "Spirometrie is de fundamentele longfunctietest om de algemene ademhalingsgezondheid op te volgen. Het wordt gebruikt voor het evalueren van abnormale ademhalingssymptomen, voor het diagnosticeren van obstructieve luchtwegaandoeningen zoals chronisch obstructief longlijden (COPD) en astma, voor het bewaken van de respons op therapeutische interventie en ziektebeheer, voor het beoordelen van preoperatieve risico's en voor het meten van eindpunten in klinische en epidemiologische onderzoeken.In de afgelopen jaren is spirometrie gepromoot als een van de normen van de eerstelijnszorg in het licht van de enorme sociaaleconomische belasting van onze samenleving als gevolg van chronische aandoeningen van de luchtwegen. In 2015 was chronisch obstructief longlijden (COPD) de derde belangrijkste doodsoorzaak, goed voor 5% van alle sterfgevallen, terwijl astma voorkwam bij 5% van de wereldbevolking. Directe (gezondheidszorg), indirecte (verloren productiviteit) en voor invaliditeit gecorrigeerde levensjaren (DALY's) als gevolg van COPD en astma hebben alleen al in de EU geleid tot een jaarlijkse economische impact van 210 miljard euro.Daarom is de rol van spirometrie in de eerstelijns gezondheidszorg van cruciaal belang bij het aanpakken van de wereldwijde impact van chronische luchtwegaandoeningen. De eerstelijns spirometrie stelt huisartsen in staat om COPD en astma te diagnosticeren die vaak ongedifferentieerde symptomen vertonen, om de effectiviteit van behandeling en opvolging te bepalen of om te beslissen of een patiënt moet worden doorverwezen naar een specialist. Goed uitgevoerde spirometrie, wanneer geïnterpreteerd samen met medische geschiedenis en symptomen, is de sleutel tot tijdige diagnose en interventie. Dit verlaagt verder de kosten in verband met overtollige diagnostische tests en consultatie in gespecialiseerde centra.Spirometrie blijft echter onderbenut in de eerstelijnszorg, ondanks de beschikbaarheid van draagbare spirometers tegen betaalbare prijzen. De meeste gevallen in de eerste lijn worden nog steeds gediagnosticeerd en beheerd louter op basis van anamnese en lichamelijke bevindingen. Veel onderzoeken hebben aangetoond dat onderbenutting van spirometrie heeft geleid tot een verontrustende trend van verkeerde diagnoses en onaangepaste behandelplannen. De kwaliteit van spirometrie in de eerstelijnszorg blijft ook een punt van zorg en is aanzienlijk slechter dan gestandaardiseerde longfunctielaboratoria. Omdat de kwaliteitsborging van spirometrie zowel subjectieve als kwantitatieve criteria omvat, lijdt het onder een grote variatie tussen operatoren, voornamelijk afhankelijk van opleiding en ervaring. De belangrijkste redenen voor onderbenutting en onbetrouwbaarheid van spirometrie in de eerste lijn zijn een gebrek aan expertise in het uitvoeren en interpreteren van spirometrie. Hoewel verschillende auteurs het belang hebben benadrukt van intensieve training voor degenen die betrokken zijn bij de uitvoering en interpretatie van spirometrie, hebben de meeste huisartsen niet de tijd en het geld om dergelijke workshops bij te wonen. Dit leidt tot de behoefte aan nieuwe maatregelen die mogelijk het gebruik van spirometrie in de eerstelijnszorg kunnen stimuleren.Dit doctoraatsproject is dus een poging om de problemen aan te pakken die verband houden met onvoldoende expertise door middel van algoritmische innovatie. Onze centrale hypothese is dat de toepassing van AI en andere wiskundige modellen op het complete spirometriesignaal (luchtstroom-volumegegevens gemeten tijdens spirometrische manoeuvres), naast klassieke spirometrie-indices, kan helpen bij het identificeren van kenmerken die cruciaal zijn voor het verbeteren van klinische resultaten met betrekking tot spirometrietests. Ons doel is om een op kunstmatige intelligentie (AI) gebaseerde slimme spirometriesoftware te ontwikkelen die eerstelijnsbeoefenaars zou helpen bij het uitvoeren van hoogwaardige spirometrie en die hen in staat zou stellen superieure klinische interpretaties te maken door gedetailleerde diagnostische en fenotyperingsinformatie te verstrekken. De mogelijkheden ervan zouden dus verder reiken dan de modernste spirometriesoftware die een rudimentaire feedback geeft over de kwaliteit van de manoeuvres en een rapport genereert dat aan de expertise van de lezer wordt overgelaten voor interpretatie. Dit project hanteert een multidisciplinaire aanpak die ademhalingsgeneeskunde, fysica, statistiek en AI omvat. Deze technologische innovaties zouden de spirometer tot een slim apparaat maken dat het gebruik ervan in de eerstelijnszorg zou stimuleren en de algehele kwaliteit van de eerstelijnszorg zou verbeteren." "Efficiëntieverbetering van de anaerobe vergisting door middel van ultrasone digestaatdesintegratie: parameter evaluatie, geavanceerde wiskundige modellering en evaluatie van een twee vergister-systeem." "Lise Appels" "Chemische en Biochemische Reactortechnologie en Veiligheid (CREaS)" "Anaerobe vergisting is een biologisch proces dat organisch afval omzet in energierijk biogas en nutriëntenrijk digestaat. Het geproduceerde biogas kan ter plaatse worden gevaloriseerd als elektriciteit en warmte, of het kan worden opgewaardeerd tot biomethaan. De hydrolysestap wordt in het algemeen beschouwd als de snelheidsbeperkende stap van anaerobe vergisting. In dit onderzoek werd het effect van digestaatdesintegratie op de biochemische eigenschappen van melkveemest onderzocht. De opgeloste fractie van het organisch materiaal en de biotoegankelijkheid van de vaste fractie werden beide verhoogd door ultrasone desintegratie. De digestaatleeftijd en de specifieke ultrasone energie hebben hierbij een belangrijke invloed op de efficiëntie van ultrasone desintegratie." "Wiskundige multischaal modellering van wortelgroei in Arabidopsis thaliana." "Geïntegreerd Moleculair Plantenfysiologisch Onderzoek (IMPRES)" "Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds Belspo. UA levert aande Belspo overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract." "Wiskundig modelleren en numerieke simulatie van het oplossen en neerslag van zout in poreuze media" "Sorin POP" "Computationele Wiskunde, Universität Stuttgart" "De Onderzoeksraad van Universiteit Hasselt keurde het verblijf van dr. Rainer Helmig (University of Stuttgart, Germany) goed. Gedurende dit verblijf zal dr. Rainer Helmig onderzoek uitvoeren in samenwerking met de onderzoeksgroep CMAT."