BEM/FEM non-linear model applied to transient analysis with viscous damping

In this article a two-dimensional transient boundary element formulation based on the mass matrix approach is discussed. The implicit formulation of the method to deal with elastoplastic analysis is considered, as well as the way to deal with viscous damping effects. The time integration processes are based on the Newmark rhoand Houbolt methods, while the domain integrals for mass, elastoplastic and damping effects are carried out by the well known cell approximation technique. The boundary element algebraic relations are also coupled with finite element frame relations to solve stiffened domains. Some examples to illustrate the accuracy and efficiency of the proposed formulation are also presented.

Efeitos da pressão positiva contínua nas vias aéreas na insuficiência cardíaca crônica

FUNDAMENTO: A insuficiência cardíaca pode apresentar disfunção assintomática à descompensação, com limitações e diminuição da capacidade produtiva. A pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP) é um meio não farmacológico de redução da pós-carga. OBJETIVO: Analisar os efeitos da CPAP (10 cmH2O), por 30 dias, em paciente com insuficiência cardíaca crônica. MÉTODOS: Avaliamos 10 pacientes, com diversas etiologias, idade média de 54 ± 14 anos, sexo (masc.= 6 e fem.= 4), com IMC de 21 ± 0,04 kg/m². A terapia foi ofertada por 60 min., 5 vezes por semana, durante 1 mês, no período diurno. Foram analisados ecocardiograma e ergoespirometria, antes e após 30 dias de terapia. RESULTADOS: Apresentou aumento de 19,59% na fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE): 23.9 ± 8.91 vs 27.65 ± 9.56%; p = 0,045. Na ergoespirometria, o tempo de exercício (Tex) apresentou aumento significante de 547 ± 151,319 vs 700 ± 293,990 seg., p = 0,02, o consumo de oxigênio (VO2) foi de 9,59 ± 6,1 vs 4,51 ± 2,67 ml.kg-1.min.-1 , p = 0,01, enquanto a produção de dióxido de carbono (VCO2) de repouso (9,85 ± 4,38 vs 6,44 ± 2,88 ml.kg-1.min.-1 , p = 0,03) apresentou diminuição. CONCLUSÃO: A CPAP provocou aumento na fração de ejeção do ventrículo esquerdo e no tempo de exercício, diminuiu o consumo de oxigênio e a produção de dióxido de carbono no repouso.

Be-Fe coupled method for the analysis of 3D elastodynamic problems in the time domain

By coupling the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM) an algorithm that combines the advantages of both numerical processes is developed. The main aim of the work concerns the time domain analysis of general three-dimensional wave propagation problems in elastic media. In addition, mathematical and numerical aspects of the related BE-, FE- and BE/FE-formulations are discussed. The coupling algorithm allows investigations of elastodynamic problems with a BE- and a FE-subdomain. In order to observe the performance of the coupling algorithm two problems are solved and their results compared to other numerical solutions.

A Design Methodology for the Compensation of Positioning Deviation in Gantry Manipulators

This work presents recent results concerning a design methodology used to estimate the positioning deviation for a gantry (Cartesian) manipulator, related mainly to structural elastic deformation of components during operational conditions. The case-study manipulator is classified as gantry type and its basic dimensions are 1,53m x 0,97m x 1,38m. The dimensions used for the calculation of effective workspace due to end-effector path displacement are: 1m x 0,5m x 0,5m. The manipulator is composed by four basic modules defined as module X, module Y, module Z and terminal arm, where is connected the end-effector. Each module controlled axis performs a linear-parabolic positioning movement. The planning path algorithm has the maximum velocity and the total distance as input parameters for a given task. The acceleration and deceleration times are the same. Denavit-Hartemberg parameterization method is used in the manipulator kinematics model. The gantry manipulator can be modeled as four rigid bodies with three degrees-of-freedom in translational movements, connected as an open kinematics chain. Dynamic analysis were performed considering inertial parameters specification such as component mass, inertia and center of gravity position of each module. These parameters are essential for a correct manipulator dynamic modelling, due to multiple possibilities of motion and manipulation of objects with different masses. The dynamic analysis consists of a mathematical modelling of the static and dynamic interactions among the modules. The computation of the structural deformations uses the finite element method (FEM).

Bolos simples elaborados com farinha da entrecasca de melancia (Citrullus vulgaris, sobral): avaliação química, fisica e sensorial

A farinha da entrecasca de melancia (FEM) foi obtida, sua composição determinada e utilizada em formulação de bolos. Elaboraram-se bolos sem a FEM (controle) e contendo 7 e 30% de FEM em substituição à farinha de trigo (experimentais). A composição química, características físicas, físico-químicas foram determinadas. Na avaliação sensorial, cem provadores não treinados receberam amostras em blocos balanceados e realizaram testes sensoriais, utilizando escala hedônica de 9 pontos e comparação múltipla. Os dados obtidos foram avaliados por estatísticas descritivas, ANOVA, testes de Tukey e Dunnet. Os resultados revelaram que 100 g da FEM continham 9,06 g de umidade, 12,72 g de cinzas, 0,7 g de lipídios, 1,20 g de proteínas, 31,01 g de fibras insolúveis, 45,21 g de glicídios totais e 192,75 kcal. Nos bolos experimentais, os pesos, alturas, diâmetros e rendimentos foram maiores e o índice de expansão menor, bem como, o volume aparente do bolo com 30% FEM foi menor. Os bolos experimentais apresentaram menor pH, maior acidez titulável, maiores teores de fibra e umidade, menores de glicídios totais e reduzido valor energético. Os bolos obtiveram boa aceitação e mais de 60% dos provadores comprariam os bolos. O bolo com 7% FEM foi ligeiramente melhor que o controle, diferindo no aroma e sabor do que continha 30% FEM. Portanto, o uso de FEM para produção de bolos, nas condições dessa pesquisa, é viável do ponto de vista tecnológico, nutricional e sensorial.

Multicomponent diffusion during Prato cheese ripening: mathematical modeling using the finite element method

The partial replacement of NaCl by KCl is a promising alternative to produce a cheese with lower sodium content since KCl does not change the final quality of the cheese product. In order to assure proper salt proportions, mathematical models are employed to control the product process and simulate the multicomponent diffusion during the reduced salt cheese ripening period. The generalized Fick's Second Law is widely accepted as the primary mass transfer model within solid foods. The Finite Element Method (FEM) was used to solve the system of differential equations formed. Therefore, a NaCl and KCl multicomponent diffusion was simulated using a 20% (w/w) static brine with 70% NaCl and 30% KCl during Prato cheese (a Brazilian semi-hard cheese) salting and ripening. The theoretical results were compared with experimental data, and indicated that the deviation was 4.43% for NaCl and 4.72% for KCl validating the proposed model for the production of good quality, reduced-sodium cheeses.