Analytical and numerical study of the electro-osmotic annular flow of viscoelastic fluids

In this work we present semi-analytical solutions for the electro-osmotic annular flow of viscoelastic fluids modeled by the Linear and Exponential PTT models. The viscoelastic fluid flows in the axial direction between two concentric cylinders under the combined influences of electrokinetic and pressure forcings. The analysis invokes the Debye-Hückel approximation and includes the limit case of pure electro-osmotic flow. The solution is valid for both no slip and slip velocity at the walls and the chosen slip boundary condition is the linear Navier slip velocity model. The combined effects of fluid rheology, electro-osmotic and pressure gradient forcings on the fluid velocity distribution are also discussed.

Annular flow of viscoelastic fluids: Analytical and numerical solutions

This work provides analytical and numerical solutions for the linear, quadratic and exponential Phan–Thien–Tanner (PTT) viscoelastic models, for axial and helical annular fully-developed flows under no slip and slip boundary conditions, the latter given by the linear and nonlinear Navier slip laws. The rheology of the three PTT model functions is discussed together with the influence of the slip velocity upon the flow velocity and stress fields. For the linear PTT model, full analytical solutions for the inverse problem (unknown velocity) are devised for the linear Navier slip law and two different slip exponents. For the linear PTT model with other values of the slip exponent and for the quadratic PTT model, the polynomial equation for the radial location (β) of the null shear stress must be solved numerically. For both models, the solution of the direct problem is given by an iterative procedure involving three nonlinear equations, one for β, other for the pressure gradient and another for the torque per unit length. For the exponential PTT model we devise a numerical procedure that can easily compute the numerical solution of the pure axial flow problem

Slip flows of Newtonian and viscoelastic fluids in a 4:1 contraction

This work presents a numerical study of the 4:1 planar contraction flow of a viscoelastic fluid described by the simplified Phan-Thien–Tanner model under the influence of slip boundary conditions at the channel walls. The linear Navier slip law was considered with the dimensionless slip coefficient varying in the range ½0; 4500. The simulations were carried out for a small constant Reynolds number of 0.04 and Deborah numbers (De) varying between 0 and 5. Convergence could not be achieved for higher values of the Deborah number, especially for large values of the slip coefficient, due to the large stress gradients near the singularity of the reentrant corner. Increasing the slip coefficient leads to the formation of two vortices, a corner and a lip vortex. The lip vortex grows with increasing slip until it absorbs the corner vortex, creating a single large vortex that continues to increase in size and intensity. In the range De = 3–5 no lip vortex was formed. The flow is characterized in detail for De ¼ 1 as function of the slip coefficient, while for the remaining De only the main features are shown for specific values of the slip coefficient.

Assessing the production of jet mix columns using alkali activated waste based on mechanical and financial performance and CO2 (eq) emissions

Recent research has proved the potential of alkaline activated fly-ash for soil stabilisation. However, such studies have not focused on the link between financial, mechanical and environmental aspects of this solution, but only on their absolute mechanical properties. The present paper characterises the mechanical behaviour of a large spectrum of activator-ash-soil combinations used to build jet mixing columns, analysing also the cost and CO2 (eq) emissions. The concern with these two vectors forced a decrease in the quantity of stabilising agent added to the soil, relatively to previous research, and the effects of such low quantities have not yet been published. However, the results clearly showed a significant improve in strength, still well above the average values expected when improving the stressstrain behaviour of a weak soil. Uniaxial compressive strength tests were used to assess the effects of the fly-ash percentage, the alkalieash ratio and the water content. The carbon calculator recently developed by the European Federation of Foundation Contractors and the Deep Foundations Institute was used to quantify the CO2 (eq) emissions associated with this technique. The financial cost was estimated based on the experience of a major Portuguese contractor. For comparison purposes, soil cement mixtures were also analysed, using similar conditions and tools used for the soil-ash analysis. Results showed that the cement and ash solutions are very similar in terms of overall performance, with some advantage of the former regarding financial cost, and a significant advantage of the latter regarding the CO2 (eq) emissions. This new grout, although it is in an embryonic stage, it has the potential for broader developments in the field.

Modelling integral viscoelastic flows in OpenFOAM

[Excerpt] A large number of constitutive equations were developed for viscoelastic fluids, some empirical and other with strong physical foundations. The currently available macroscopic constitutive equations can be divided in two main types: differential and integral. Some of the constitutive equations, e.g. Maxwell are available both in differential and integral types. However, relevant in tegral models, like K - BKZ, just possesses the integral form. (...)

Financial stress and sovereign debt composition

"Published online: 19 Oct 2015"

Finite integration methods for isospectral flows

In this paper we consider the approximate computation of isospectral flows based on finite integration methods( FIM) with radial basis functions( RBF) interpolation,a new algorithm is developed. Our method ensures the symmetry of the solutions. Numerical experiments demonstrate that the solutions have higher accuracy by our algorithm than by the second order Runge- Kutta( RK2) method.

O papel da diplomacia económica na dinamização da economia: o caso de Cabo Verde

Dissertação de mestrado em Negócios Internacionais

Técnicas Experimentales para Caracterizar Flujos Complejos. Experimental techniques for complex flows characterization.

En ambientes fluviales, la interacción del flujo con la geometría del cauce y con los sedimentos del lecho define una dinámica turbulenta compleja en permanente evolución. El nivel de complejidad del flujo aumenta ante la presencia de estructuras hidráulicas (pilas de puentes, protecciones contra erosión, etc.). La mayoría de los ríos, o canales naturales, presentan confluencias y bifurcaciones, en donde se genera una convergencia (o divergencia) del flujo con el resultado de un ambiente hidrodinámico complejo en la cercanía de las uniones (Kenworthy y Rhoads 1995). Bajo estas condiciones no es posible extrapolar las soluciones tradicionales básicas de las ecuaciones de gobierno desarrolladas para canales rectos y uniformes. Algunas investigaciones experimentales realizadas en estos sistemas son las de Best (1988), Rhoads y Sukhodolov (2001), Richardson et al. (1996); Richardson y Thorne (1998, 2001); Parsons et al. (2004); Szupiany et al. (2005).Por otro lado, la zona costera en ambientes marítimos se caracteriza por la existencia de diversos procesos dinámicos, entre los que se destacan la acción de olas, corrientes, interacción olas-corrientes, transporte de sedimentos y cambios batimétricos. Estos se manifiestan en una alteración morfodinámica de la playa generando superficies potenciales de erosión. Así, el diseño de las protecciones costeras (ya sean continuas, como escolleras o muros verticales; o discontinuas como espigones o diques externos) sometidas al clima marítimo bajo distintas condiciones de olas y mareas, alteran los patrones de circulación y de transporte afectando la morfodinámica en su zona de influencia y plantean, por ejemplo, la necesidad de ajustes de los coeficientes de estabilidad y pesos de los bloques de roca de las escolleras. Los problemas generados, son especialmente complejos ya que deben considerarse para su estudio, los niveles de turbulencia, la transmisión del oleaje sobre o a través de la estructura, difracción alrededor de la misma, refracción y shoaling sobre un fondo dinámico, reflexión en la estructura, etc. (Alsina et al., 2007) Revisiones bibliográficas previas muestran que, en ambos ambientes (fluvial y marítimo), es necesario optimizar las técnicas experimentales existentes para que ellas permitan caracterizar con precisión los flujos turbulentos complejos presentes. El objetivo general propuesto en esta investigación es contribuir a mejorar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos de flujos turbulentos naturales con y sin la presencia de estructuras hidráulicas que den lugar a formaciones complejas (3D). Para alcanzar este objetivo se propone realizar una recopilación de antecedentes y un análisis crítico detallado de los equipos de ultima generación para mediciones de flujo con alta frecuencia y resolución disponibles en el Laboratorio de Hidráulica (LH) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC): ADV 3D (Acoustic Doppler Velocimeter de Sontek) y laser PIV 2D (Particle Image Velocimeter de Dantec). A estos equipamientos se le agrega un moderno equipo de generación bidimensional de oleaje con absorción dinámica (adquiridos a HR Ltd. en 2007 por el CAI 085 del FONTAR). Finalmente se prevé utilizar este equipamiento durante el desarrollo de experimentos y mediciones los cuales se realizarán sobre modelos físicos fluviales y costeros diseñados y construidos con y sin estructuras que interactúen con flujo turbulentos complejos. Los resultados obtenidos en este proyecto permitirá alcanzar una mejor comprensión de los procesos hidrodinámicos de los flujos turbulentos complejos, lo cual es necesario y de gran utilidad para realizar un manejo apropiado de los ambientes fluviales y marítimos, teniendo como campo directo de aplicación el correcto diseño de estructuras hidráulicas, asistiendo a la toma de medidas correctivas en sistemas naturales sometidos a procesos erosivos o de sedimentación, y contribuyendo de esta forma al manejo ambientalmente sustentable de los recursos.

Un modelo contable para la evaluación económico-financiera en escenarios futuros de la empresa agropecuaria. An accounting model for the economic and financial evaluation of future scenarios in farm enterprises.

El problema: En todo momento y sobre todo cuando estamos en presencia de escenarios económicos turbulentos resulta imprescindible utilizar herramientas que permitan realizar análisis de sensitividad sobre las distintas situaciones que podrían plantearse. La elaboración de modelos matemáticos deterministas desde las aplicaciones realizadas por Richard Mattessich han constituido un instrumento idóneo para el caso de empresas comerciales o industriales. Los modelos informáticos utilizados para las empresas agropecuarias han abordado fundamentalmente la temática relacionada con la producción, no así las otras variables económicas y financieras. Por lo tanto, entendemos que se hace necesario trabajar con modelos agropecuarios que comprendan todas las variables económicas y financieras, de manera de observar otro tipo de cuestiones, tales como: el modo de financiarse, los costos financieros, necesidades de capital de trabajo. Hipótesis: Es posible, a través de la utilización de la información contable en sentido prospectivo, interpretar adecuadamente los escenarios futuros de las organizaciones agropecuarias, cuantificando los impactos que generan tanto las estrategias y políticas aplicables, como las distorsiones del contexto. Objetivo general: determinar la incidencia de las decisiones internas y las que provengan del funcionamiento del sistema económico, a través de la información contable prospectiva. Objetivos específicos: a. Describir los impactos que se producen en la estructura patrimonial, financiera y en los resultados, como consecuencia de los cambios en las estrategias y políticas de la empresa agropecuaria, así como los efectos macroeconómicos en la estructura de la empresa que pudieran estar conmoviendo la gestión económico-financiera. b. Identificar mecanismos y proponer criterios para la elaboración de modelos que permitan visualizar los impactos en los escenarios futuros y las adecuaciones necesarias en la estructura que permitan soportar las modificaciones. Metodología: será un estudio a nivel teórico, donde una vez identificadas las variables y planteados los modelos, se propondrán distintas situaciones y se testearán las respuestas. Resultados esperados: lograr un avance en la evaluación económico-financiera prospectiva de empresas agropecuarias y constituir un avance para futuras investigaciones. Importancia del proyecto: La producción agropecuaria es vital tanto para el desarrollo económico de Argentina, como en particular para la provincia de Córdoba. Elaborar herramientas que eficientizen la administración de este tipo de empresas, redundará en beneficio colectivo. Pertinencia: El producto verificable será la construcción de un modelo distinto a los actuales, tanto en su desarrollo, objetivo al que está destinado y sencillez de su aplicación, posibilitando la inserción del productor en el proceso de planificación, reduciendo el riesgo en la toma de decisiones. Esperando generar un avance sobre los modelos preexistente.

The financial sustainability of passive house construction in Ireland.

In Ireland the average energy cost for a household in 2006 was estimated to be €1,767, an increase of 4% on 2005 figures. With the state o f the current economic climate, home owners are beginning to realise the potential of energy efficient construction methods. The Passive House Standard offers a cost efficient and sustainable construction solution compared to the Traditional Irish construction methods. This report focuses on the Cost comparison between Passive House construction and traditional construction methods. The report also focuses on barriers that are slowing market penetration of the Passive House standard in the Irish Market. It also identifies potential energy savings that passive house occupants would benefit from. The report also highlights professional opinions on the future development o f the Passive House Standard in Ireland. The conclusions of this report are that the Passive House Standard is a more financially suitable construction solution compared to that o f a traditional dwelling complying with the Irish Building Regulations. The report also concludes that the Passive House Standard won’t be introduced as an Irish Building Regulation in the future but that it will have a big impact on future building regulations. The hypothesis o f this report is supported by data obtained from a literature review, qualitative data analysis and a case study. The report recommends that in order for the Passive House Standard to penetrate further into the Irish construction market, various barriers must be rectified. Local manufactures must start producing suitable components that suit the Passive House specification. The Building Energy Rating system must be altered in order for the Passive House to achieve its potential BER rating.

Analytical and numerical investigation of two-phase flows

Multiphase flows, hyperbolic model, Godunov method, nozzle flow, nonstrictly hyperbolic

Financial structure choice in owner-managed firms : entrepreneurial characteristics, utility of control, and the competitive context

Magdeburg, Univ., Fak. für Wirtschaftswiss., Diss., 2011

Optical measurements in disperse two-phase flows : application to rain formation in cumulus clouds

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2012

Simulation of interacting populations in inhomogeneous flows using reduced models

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2010