Shock standoff on hypersonic blunt bodies in nonequilibrium gas flows

This paper presents a new theory of hypersonic blunt-nose shock standoff, based on a compressibility coordinate transformation for inviscid flow. It embraces a wide range of nonequilibrium shock-layer chemistry and gas mixtures including ionization and freestream dissociation. An extended binary scaling property of the analysis is also demonstrated. Specific application is made here to the family of arbitrarily diluted dissociating diatomic gases, with parametric study results presented for the scaled shock standoff distance as a function of an appropriate blunt-nose region Damkohler number. Comparisons with other theories and data in the case of nitrogen are also given and discussed.

Tide-induced water table fluctuations in coastal aquifers bounded by rhythmic shorelines

Previous studies on tidal water table dynamics in unconfined coastal aquifers have focused on the inland propagation of oceanic tides in the cross-shore direction based on the assumption of a straight coastline. Here, two-dimensional analytical solutions are derived to study the effects of rhythmic coastlines on tidal water table fluctuations. The computational results demonstrate that the alongshore variations of the coastline can affect the water table behavior significantly, especially in areas near the centers of the headland and embayment. With the coastline shape effects ignored, traditional analytical solutions may lead to large errors in predicting coastal water table fluctuations or in estimating the aquifer's properties based on these signals. The conditions under which the coastline shape needs to be considered are derived from the new analytical solution.

Effect of cold wire inclination on temperature fluctuation measurements in a heated jet

Hot-wire anemometers at low operating currents are used as fast response resistance thermometers for the study of heated turbulent flows. Simultaneous measurement of temperature and velocity is generally performed with multi-wire arrays. In order to give good spatial resolution a new layout has been tested which uses an inclined temperature wire positioned parallel to the nearest inclined velocity wire. This leads to an asymmetric wire arrangement relative to the mean flow direction. As expected, a reduction in thermal interference from the velocity wires results when compared with an array containing a temperature wire placed normal to the flow. However, measurement of higher order moments of fluctuating quantities in an axisymmetric jet shows considerable distortion of radial distributions which is traced to alteration of the temperature field sensed by the temperature wire. When inclined velocity sensitive wires contain a temperature component, the latter may be affected by the same phenomenon.

Crack detection in hollow section structures through coupled response measurements

Detection of a circumferential crack in a hollow section beam is investigated using coupled response measurements. The crack section is represented by a local flexibility matrix connecting two undamaged beam segments. This matrix defines the relationship between the displacements and forces across the crack section and is derived by applying fundamental fracture mechanics theory. The suitability of the mode coupling methodology is first demonstrated analytically. Laboratory test results are then presented for circular hollow section beams with artificially generated cracks of varying severity. It is shown that this method has the potential as a damage detection tool for mechanical structures. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Characterization of the surface stickiness of fructose-maltodextrin solutions during drying

A probe tack test has been used for the in situ characterization of the surface stickiness of hemispherical drops with an initial radius of 3.5 mm while drying. Surface stickiness of drops of fructose and maltodextrin solutions dried at 63degreesC and 95degreesC was determined. The effect of addition of maltodextrin on fructose solution-was studied with fructose/maltodextrin solid mass ratios of 4: 1, 1: 1, and 1:4. Pure fructose solutions remained completely sticky and failed cohesively even when their moisture approached zero. Shortly after the start of drying, the surface of the maltodextrin drops formed a skin, which rapidly grew in thickness. Subsequently the drop surface became completely nonsticky probably due to transformation of outer layers into a glassy material. Addition of malto,dextrin significantly altered the surface stickiness of drops of fructose solutions, demonstrating its use as an effective drying aid.

Effect of lifter design on drying performance in rotary dryers

Lifter use in dryers improves mass transfer by increasing the amount of surface area available for transfer and also by increasing the velocity of gas over the particle surface. An even cross-sectional distribution of particles in a dryer improves the efficiency of operation by ensuring that evaporation from falling particles is taking place for the maximum fraction of the rotation period of the drier. Studies on lifter design to improve the cross-sectional particle distribution were performed on angled lifters. A single lifter was used and the mass-transfer rate examined as a function of angular lifter displacement. Analysis of the mass transfer characteristics of single lifters allowed performance comparisons and recommendations for lifter design.

Surface stickiness of drops of carbohydrate and organic acid solutions during convective drying: Experiments and modeling

Drying kinetics of low molecular weight sugars such as fructose, glucose, sucrose and organic acid such as citric acid and high molecular weight carbohydrate such as maltodextrin (DE 6) were determined experimentally using single drop drying experiments as well as predicted numerically by solving the mass and heat transfer equations. The predicted moisture and temperature histories agreed with the experimental ones within 6% average relative (absolute) error and average difference of +/- 1degreesC, respectively. The stickiness histories of these drops were determined experimentally and predicted numerically based on the glass transition temperature (T-g) of surface layer. The model predicted the experimental observations with good accuracy. A nonsticky regime for these materials during spray drying is proposed by simulating a drop, initially 120 mum in diameter, in a spray drying environment.

Integração e contextualização de modelos 3D no ensino da área da saúde

Mestrado em Engenharia Informática. Sistemas Gráficos e Multimédia.

Optimização de Processo Semiautomático de Fabrico de Componentes para Automóveis

A competitividade no fabrico de componentes para a indústria automóvel é um factor-chave para o sucesso de qualquer empresa que queira permanecer neste sector de actividade. Atendendo a que o custo de mão-de-obra tem tendência a subir, e que a qualidade é muito mais difícil de assegurar quando os processos assentam essencialmente em produção manual, a automatização ganha cada vez maior relevo, permitindo uma maior produtividade e repetibilidade, assegurando simultaneamente níveis de qualidade superiores, o que contribui também para um incremento da produtividade ainda mais acentuado. Em Portugal, muitas empresas que trabalham para o sector automóvel já apostam fortemente na automatização de processos, e até na robotização. Esta é a única via para melhorar a competitividade e conseguir concorrer com países onde a mão-de-obra é bastante mais económica, ou com outros onde a automação está fortemente instalada. Este trabalho centrou-se na optimização de um equipamento destinado ao fabrico semiautomático de estruturas de assentamento dos estofos para automóveis. O equipamento original estava já fortemente automatizado, mas necessitava ainda de algumas operações manuais, as quais se resumiam a pouco mais do que transferência e agrupamento de subconjuntos. O trabalho teve que ter em conta todas as limitações impostas pelos sistemas já existentes, e ser realizável com o custo mais económico possível. Depois de vários estudos e propostas, o projecto foi implementado.

Reconfiguração e desenvolvimento do sistema de controlo de um AGV

O veículo guiado automaticamente (AGV) adquirido pelo Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) tem vindo a ficar obsoleto devido ao hardware, que nos dias de hoje começa a dar sinais de falhas bem como falta de peças de substituição, e ao software, sendo o PLC (Programmable Logic Controller) usado muito limitado quanto às suas funções de controlo, ficando as principais tarefas de controlo do AGV a cargo de placas eletrónicas de controlo. Para promover o controlo autónomo do AGV, foi decidido retirar toda a parte de hardware que detinha o controlo do mesmo e passou a ser um novo PLC, com maior capacidade de processamento, a executar todo o tipo de controlo necessário ao funcionamento do mesmo. O hardware considerado apenas incluí, de forma resumida, os motores responsáveis pelo movimento e direção, placa de controlo de potência dos motores, placa de interface entre as saídas digitais do PLC e as entradas da placa de controlo de potência dos motores e os demais sensores necessários à deteção de obstáculos, fins de curso da direção, sensores dos postos de trabalho e avisadores de emergência. Todo o controlo de movimento e direção bem como a seleção das ações a executar passou a ficar a cargo do software programado no PLC assim como a interação entre o sistema de supervisão instalado num posto de controlo e o PLC através de comunicação via rádio. O uso do PLC permitiu a flexibilidade de mudar facilmente a forma como as saídas digitais são usadas, ao contrário de um circuito eletrónico que necessita de uma completa remodelação, tempo de testes e implementação para efetuar a mesma função. O uso de um microcontrolador seria igualmente viável para a aplicação em causa, no entanto o uso do PLC tem a vantagem de ser robusto, mais rápido na velocidade de processamento, existência de software de interface de programação bastante intuitivo e de livre acesso, facilidade de alterar a programação localmente ou remotamente, via rádio, acesso a vários protocolos de comunicação robustos como Modbus, Canbus, Profinet, Modnet, etc., e acesso integrado de uma consola gráfica totalmente programável. iv É ainda possível a sua expansão com adição de módulos de entradas e saídas digitais e/ou analógicas permitindo expandir largamente o uso do AGV para outros fins. A solução está a ser amplamente testada e validada no Laboratório de Automação (LabA) do Departamento de Engenharia Mecânica do ISEP (Instituto Superior de Engenharia do Porto), permitindo a otimização dos sistemas de controlo de direção bem como a interatividade entre o PLC e o programa de interface/supervisão do posto de trabalho.

Análisis de viabilidad técnica-económica del parque eólico Altos de Peralta

RESUMEN La energia eolica se considera una forma indirecta de energia solar. Entre el 1 y 2% de la energia proveniente del sol se convierte en viento, debido al movimiento del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la superficie terrestre. La energia cinetica del viento puede transformarse en energia util, tanto mecanica como electrica. La energia eolica, transformada en energia mecanica ha sido historicamente aprovechada, pero su uso para la generacion de energia electrica es mas reciente, en respuesta a la crisis del petroleo y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles. El objetivo principal de este trabajo es hacer un analisis de viabilidad desde un punto de vista tecnico y economico de un parque eolico situado en el municipio de Barasoain (Navarra). Desde el punto de vista tecnico se han estudiado los aspectos constructivos del parque considerando sus diferentes infraestructuras de obra civil y electrica asi como los niveles de recurso eolico. En el ambito economico y financiero se han analizado los aspectos y ratios mas relevantes que definen un proyecto de estas caracteristicas asi como el modelo de financiacion elegida basada en el Project- Finance. Entre las conclusiones mas destacadas de este proyecto cabe destacar la contribucion de la construccion del parque al desarrollo social y economico de la zona donde queda ubicado contribuyendo a la creacion de puestos de trabajo, tanto en la fase de construccion como de explotacion y una perfecta armonia con condicionantes medioambientales de la zona. El analisis tecnico realizado nos indica la viabilidad tecnica del parque tanto desde el punto de vista de recurso eolico como la idoneidad para poder evacuar la energia producida. Por otro lado, los resultados obtenidos cumplen perfectamente con los estandares requeridos por los financiadores de los parques y resultando ser muy atractivos para sus accionistas

Mapping cell-matrix stresses during stretch reveals inelastic reorganization of the cytoskeleton.

The mechanical properties of the living cell are intimately related to cell signaling biology through cytoskeletal tension. The tension borne by the cytoskeleton (CSK) is in part generated internally by the actomyosin machinery and externally by stretch. Here we studied how cytoskeletal tension is modified during stretch and the tensional changes undergone by the sites of cell-matrix interaction. To this end we developed a novel technique to map cell-matrix stresses during application of stretch. We found that cell-matrix stresses increased with imposition of stretch but dropped below baseline levels on stretch release. Inhibition of the actomyosin machinery resulted in a larger relative increase in CSK tension with stretch and in a smaller drop in tension after stretch release. Cell-matrix stress maps showed that the loci of cell adhesion initially bearing greater stress also exhibited larger drops in traction forces after stretch removal. Our results suggest that stretch partially disrupts the actin-myosin apparatus and the cytoskeletal structures that support the largest CSK tension. These findings indicate that cells use the mechanical energy injected by stretch to rapidly reorganize their structure and redistribute tension.

Nosturin tehonsyöttö rinnankytketyillä verkkovaihtosuuntaajilla

Taajuusmuuttajaohjatuissa nosturikäytöissä taakkaa laskettaessa syntyvä energia on muutettava lämmöksi jarruvastuksissa tai syötettävä takaisin sähköverkkoon esimerkiksi verkkovaihtosuuntaajalla. Verkkovaihtosuuntaajaa on tyypillisesti käytetty suurissa satamanostureissa, joiden tehontarve on yli 1000 kW. Työssä tutkitaan useista yhteiseen välipiiriin rinnankytketyistä nimellisteholtaan 250 kW:n verkkovaihtosuuntaajista koostuvan verkkoonjarrutuslaitteiston soveltuvuutta nosturikäyttöön. Lisäksi johdetaan yhtälöt verkkoonjarrutuslaitteiston virran laskemiseksi, kun nosturin mekaaniset arvot tunnetaan. Viidestä erityyppisestä nosturista esitellään esimerkkitoteutus rinnankytketyillä verkkovaihtosuuntaajilla. Aiemmin vastusjarruttavina toteutettujen nostureiden kustannuksia verrataan verkkovaihtosuuntaajilla toteutettuihin ratkaisuihin. Esimerkkinostureista esitetään nosturin työsykliin perustuva arvio verkkoonjarrutuksen tuomasta energian säästöstä. Tehtyjen mittausten perusteella käytetty menetelmä verkkovaihtosuuntaajien rinnan kytkemiseksi osoittautui nosturikäytössä toimivaksi. Kustannuslaskelmien perusteella verkkovaihtosuuntaajalla toteutetusta nosturista tulee materiaalikustannuksiltaan vastusjarruttavaa kalliimpi, vaikka paljon tilaa vievät vastuskaapit voidaankin jättää pois.