Controlling anomalous stresses in soft field-responsive systems

We report a phenomenon occurring in field-responsive suspensions: shear-induced anomalous stresses. Competition between a rotating field and a shear flow originates a multiplicity of anomalous stress behaviors in suspensions of bound dimers constituted by induced dipoles. The great variety of stress regimes includes nonmonotonic behaviors, multiresonances, negative viscosity effect, and blockades. The reversibility of the transitions between the different regimes and the self-similarity of the stresses make this phenomenon controllable and therefore applicable to modify macroscopic properties of soft condensed matter phases.

L’eficàcia de les suspensions judicials amb obligació de tractament de deshabituació. Factors que poden influir en la reducció o no de reincidència

Aquesta recerca està motivada per l’interès en les Mesures Penals Alternatives, concretament, en les suspensions judicials com a mesura més adient per a determinats subjectes amb perfils toxicològics i que requereixen d’una intervenció que es pot abordar en context comunitari. Per tal de valorar la seva eficàcia, l’equip d’investigadors s’ha centrat en els índexs de reincidència i aquells factors que poden influir a partir de l’anàlisi estadística d’una mostra de 237 subjectes sotmesos a l’obligació de tractament de deshabituació. Observant l’índex de reincidència, en funció de l’anàlisi de variables sociopersonals i judicials dels subjectes, es busquen aquells indicadors que poden ser eficaços per reduir la comissió de nous fets delictius. Del resultats obtinguts, es conclou que variables com una bona adherència familiar, una estabilitat laboral així com la finalització correcta d’un tractament de deshabituació aporten uns nivells de reincidència baixos. Igualment, es justifica l’atorgament de suspensions judicials com a eina punitiva més eficaç per a aquells subjectes amb característiques toxicològiques i necessitats rehabilitadores a causa de la seva addicció, atès que els nivells de reincidència obtinguts en aquesta recerca aporten uns índexs més baixos que els nivells actuals de reincidència penitenciària (cal tenir en compte, però, la diferència de perfils). Es conclou que aquestes mesures penals alternatives són una eina més integradora ja que es desenvolupen en l’entorn comunitari.

Equip per a la recuperació de fluids d'un automòbil

El projecte defineix un equip per a l'extracció de fluids d'un vehicle fora d'ús. Aquest extreu per separat els combustibles, els olis, el líquid de frens i l'anticongelant. El sistema d'extracció es realitza per una bomba de buit, a partir del buit creat en un calderí hi entra el líquid corresponent per diferència de pressió i conduint els líquids als dipòsits d'emmagatzematge. L'equip consta d'un conjunt de conductes, vàlvules, filtres i sensors i també inclou un autòmat pel seu control automàtic.

Development, physical-chemical stability and release studies of four alcohol-free spironolactone suspensions for use in pediatrics

Dissolution studies have become of great significance because, in most cases, drug dissolution is the rate-limiting step in the absorption process. As occurs with solid oral dosage forms, heterogeneous disperse systems (suspensions) could also have some problems with their in vitro dissolution. The objective of this study was to evaluate influence of the excipients on the release of spironolactone from four alcohol free suspensions (pharmaceutical compounding) of spironolactone 5 mg/mL suitable for pediatric use. Also the comparison of the physical and chemical stability of the suspensions stored at 4, 25 and 40 ºC over a 60- day period has been studied. Rheological behavior, particle size, a prediction of long-term physical stability, pH and assay of spironolactone by HPLC were assessed at prefixed times. The dissolution profile of each suspension was determined and compared with that of the commercial tablets. A microbiological study of the best formula was also performed. Chemically, the four spironolactone suspensions were stable for 60 days stored at three temperatures; Suspension IV had optimum pH values and the highest recovery percentage. In terms of physical stability, sedimentation occurred in Suspension IV and flotation of spironolactone in Suspensions I, II and III. Suspension III had the highest viscosity and the slowest drug release. Suspension IV was also microbiologically stable for 60 days. In conclusion, Suspension IV had the best properties and the least suitable form was Suspension III, as its high viscosity made it difficult to achieve homogeneous redispersion, and it had the slowest dissolution profile.

Anàlisi mitjançant mecànica de fluids computacional d’un aerogenerador minieòlic

A la UdGhi ha 2 aerogeneradors minieòlics: el del terrat del P2 i un de més petit allaboratori d’energies. Aquest segon aerogenerador minieòlic és el que s’ha utilitzat en aquestprojecte. Es tracta d’un Air-X de la casa Technosun amb les següents característiques:- Té un pes de 6Kg, un radi de 0,582 metres, un TSR de 8,8 i unapotència de 545W.- Perfil de la pala tipus SD2030.- Velocitat d’engegada de 3m/s.-Amb vents forts (més de 15m/s) un dispositiu electrònic redueix lavelocitat fins a 600rpm, reduint les càrregues sobre la turbina i l’estructuramentre encara segueix produint energia.- Baix manteniment. Només consta de dues parts mòbils.L’objecte que s’ha plantejat per aquest projecte ha estat trobar la corbade potència del minigenerador Air-X mitjançant simulació amb CFD, iutilitzant només les dades geomètriques de l’aparell

Transient shear banding in time-dependent fluids

We study the dynamics of shear-band formation and evolution using a simple rheological model. The description couples the local structure and viscosity to the applied shear stress. We consider in detail the Couette geometry, where the model is solved iteratively with the Navier-Stokes equation to obtain the time evolution of the local velocity and viscosity fields. It is found that the underlying reason for dynamic effects is the nonhomogeneous shear distribution, which is amplified due to a positive feedback between the flow field and the viscosity response of the shear thinning fluid. This offers a simple explanation for the recent observations of transient shear banding in time-dependent fluids. Extensions to more complicated rheological systems are considered.

Estudi i simulació aerodinàmica amb programari de dinàmica de fluids computacional (CFD) en un model bàsic de vehicle de competició de la categoria CM (curses de muntanya)

Aquest projecte té com a objectiu la simulació numérica de la carrosseria d’ un vehicle de curses de muntanya de categoria CM

Estudi de la resposta immune enfront de Neospora caninum

S’investiga la resposta immune que té lloc en la infecció experimental de les vedelles gestants amb Neospora caninum a les 3, 6 i 9 setmanes postinfecció, amb especial interès en els teixits placentaris. Donada la importancia que tenen les citoquines en la resposta immune a la infecció, s’ha posat a punt les tècniques de RT-PCR a temps real per a l’estudi de l’expressió génica de citoquines del boví. En una fase posterior s’ha estudiat la dinàmica dels anticossos durant l’experiment, la transmissió transplacentària mitjançant l’anàlisi de la presència de DNA parasitari en teixits, la relació entre la producció de IFN-gamma en fluids fetals i, els avortaments i la trasmissió transplacentària i, finalment, el patró de citoquines, amb èmfasi en la interfase materno-fetal.

La Phoronomia (1716) de Jacob Hermann (1678 -1733): entre la filosofía natural y la mecánica analítica

La "Phoronomia", primer libro de mecánica escrito tras los "Principia", es representativo del proceso de transición que transformó la dinámica a principios del XVIII y que concluye con la "Mecánica" de Euler (1736). Está escrita en estilo geométrico y algebraico, y mezcla los conceptos y métodos de Leibniz y Newton de forma idiosincrásica. En esta obra se encuentra por primera vez la segunda ley de Newton escrita en la forma en que hoy la conocemos, así como un intento de construcción de la estática y la dinámica de sólidos y fluidos basado en reglas generales diferenciales.

Developing discontinuous Galerkin methods for the resolution of the incompressible Navier-Stokes equations

Informe de investigación elaborado a partir de una estancia en el Laboratorio de Diseño Computacional en Aeroespacial en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos, entre noviembre de 2006 y agosto de 2007. La aerodinámica es una rama de la dinámica de fluidos referida al estudio de los movimientos de los líquidos o gases, cuya meta principal es predecir las fuerzas aerodinámicas en un avión o cualquier tipo de vehículo, incluyendo los automóviles. Las ecuaciones de Navier-Stokes representan un estado dinámico del equilibrio de las fuerzas que actúan en cualquier región dada del fluido. Son uno de los sistemas de ecuaciones más útiles porque describen la física de una gran cantidad de fenómenos como corrientes del océano, flujos alrededor de una superficie de sustentación, etc. En el contexto de una tesis doctoral, se está estudiando un flujo viscoso e incompresible, solucionando las ecuaciones de Navier- Stokes incompresibles de una manera eficiente. Durante la estancia en el MIT, se ha utilizado un método de Galerkin discontinuo para solucionar las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles usando, o bien un parámetro de penalti para asegurar la continuidad de los flujos entre elementos, o bien un método de Galerkin discontinuo compacto. Ambos métodos han dado buenos resultados y varios ejemplos numéricos se han simulado para validar el buen comportamiento de los métodos desarrollados. También se han estudiado elementos particulares, los elementos de Raviart y Thomas, que se podrían utilizar en una formulación mixta para obtener un algoritmo eficiente para solucionar problemas numéricos complejos.

Simulación de fluidos inmiscibles con el Particle Finite Element Method (PFEM)

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia en el Centro Internacional de Métodos Computacionales en Ingeniería (CIMEC), Argentina, entre febrero y abril del 2007. La simulación numérica de problemas de mezclas mediante el Particle Finite Element Method (PFEM) es el marco de estudio de una futura tesis doctoral. Éste es un método desarrollado conjuntamente por el CIMEC y el Centre Internacional de Mètodos Numèrics en l'Enginyeria (CIMNE-UPC), basado en la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes en formulación Lagrangiana. El mallador ha sido implementado y desarrollado por Dr. Nestor Calvo, investigador del CIMEC. El desarrollo del módulo de cálculo corresponde al trabajo de tesis de la beneficiaria. La correcta interacción entre ambas partes es fundamental para obtener resultados válidos. En esta memoria se explican los principales aspectos del mallador que fueron modificados (criterios de refinamiento geométrico) y los cambios introducidos en el módulo de cálculo (librería PETSc, algoritmo predictor-corrector) durante la estancia en el CIMEC. Por último, se muestran los resultados obtenidos en un problema de dos fluidos inmiscibles con transferencia de calor.

Estudi teòric pràctic de la solubilitat de noves mescles aquoses de nitrats alcalins per climatització per absorció accionada tèrmicament a alta temperatura

Investigación realizada a partir de una estancia como profesor visitante en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universitat Rovira i Virgili. Las soluciones acuosas de LiNO3 tienen una gran potencialidad para ser utilizadas como fluidos de trabajo en ciclos de absorción a altas temperaturas. La adición de otros nitratos y/o nitritos alcalinos mejora, entre otras propiedades, su solubilidad en H2O, el principal inconveniente de estas soluciones. La información bibliográfica sobre la solubilidad de estas es prácticamente inexistente, por eso, en este trabajo se ha realizado un estudio teórico-práctico de la solubilidad de algunos de estos sistemas.(...)

Could cell membranes produce acoustic streaming? Making the case for synechococcus self-propulsion

Sir James Lighthill proposed in 1992 that acoustic streaming occurs in the inner ear, as part of the cochlear amplifier mechanism. Here we hypothesize that some of the most ancient organisms use acoustic streaming not only for self-propulsion but also to enhance their nutrient uptake. We focus on a motile strain of Synechococcus, a yanobacteria whose mechanism for self-propulsion is not known. Molecular motors could work like piezoelectric transducers acting on the crystalline structure surrounding the outer cell membrane. Our calculations show that a traveling surface acoustic wave (SAW)could account for the observed velocities. These SAW waves will also produce a non-negligible Stokes layer surrounding the cell: motion within this region being essentially chaotic. Therefore, an AS mechanism would be biologically advantageous, enhancing localized diffusion processes and consequently, chemical reactions. We believe that acoustic streaming, produced by nanometer scale membrane vibrations could be widespread in cell biology. Other possible instances are yeast cells and erythrocytes. Flows generated by acoustic streaming may also be produced by silica coated diatoms along their raphe. We note that microelectromechanical (MEMS) acoustic streaming devices were first introduced in the 1990’s. Nature may have preceded this invention by 2.7 Gyr.

Estudi dinàmic i manipulació de fluxos en monocapes de Langmuir de molècules fotosensibles

Durant el període de gaudiment de la beca, des del dia 9 de març del 2007 fins el dia 8 de març del 2010, s’han dut a terme diferents tipus d’experiments amb sistemes bidimensionals com són les monocapes de Langmuir. Inicialment es va començar per l’estudi i la caracterització d’aquests sistemes experimentals, tant en repòs com en dinàmic, com és l’estudi de la reposta col•lectiva molecular de dominis d’un azoderivat fotosensible al rotar el pla de polarització mentre es mante sota il•luminació constant i els estudis de sistemes bidimensionals al collapse que es poden relacionar a les propietats viscoplàstiques dels sòlids. Una altra via d’estudi és la reologia d’aquests sistemes bidimensionals quan flueixen a través de canals. Arrel del sistema experimental més simple, una monocapa fluint per un canal, s’ha observat i estudiat l’efecte coll d’ampolla. Un cop assolit i estudiat el sistema més senzill, s’han aplicat tècniques més complexes de fabricació per fotolitografia per fer fluir monocapes de Langmuir per circuits on hi ha un gran contrast de mullat. Un cop aquests circuits es van implementar satisfactòriament en un sistema pel control de fluxos bidimensionals, es posen de manifest les possibles aplicacions futures d’aquests sistemes per l’estudi i el desenvolupament de la microfluídica bidimensional.

Improving the accuracy of heat balance integral methods applied to thermal problems with time dependent boundary conditions

In this paper the two main drawbacks of the heat balance integral methods are examined. Firstly we investigate the choice of approximating function. For a standard polynomial form it is shown that combining the Heat Balance and Refined Integral methods to determine the power of the highest order term will either lead to the same, or more often, greatly improved accuracy on standard methods. Secondly we examine thermal problems with a time-dependent boundary condition. In doing so we develop a logarithmic approximating function. This new function allows us to model moving peaks in the temperature profile, a feature that previous heat balance methods cannot capture. If the boundary temperature varies so that at some time t & 0 it equals the far-field temperature, then standard methods predict that the temperature is everywhere at this constant value. The new method predicts the correct behaviour. It is also shown that this function provides even more accurate results, when coupled with the new CIM, than the polynomial profile. Analysis primarily focuses on a specified constant boundary temperature and is then extended to constant flux, Newton cooling and time dependent boundary conditions.