Diseño de un mecanismo para generar movimientos XY basado en la utilización de elementos flexibles.

[ES]El objetivo de este proyecto es diseñar un mecanismo que proporcione desplazamientos XY en una plataforma empleando barras flexibles. Para ello se partirá de la teoría de vigas de Euler-Bernoulli con el objeto de conocer la relación entra las cargas y momentos actuantes en los extremos y la deformada de las barras. Se utilizarán integrales elípticas y métodos numéricos que se implementarán en un programa Matlab para resolver las ecuaciones que facilitan el cálculo de la elástica. Por último, se diseñará el mecanismo y se construirá un prototipo para comparar resultados analíticos y experimentales.

Em busca de espiritualidade na Índia: os significados de uma moderna peregrinação

Este é um estudo sobre as interfaces entre turismo e religião, particularmente sobre busca espiritual e peregrinações à Índia. Os principais temas por mim abordados são religiosidade e turismo (espiritualidade e viagem/peregrinação, na visão dos informantes). Inicialmente estudei um tipo de viajante que parecia conectado a uma rejeição a classificação de turista bem como de religioso. Após realizar trabalho de campo com diversos informantes na Índia, analisei duas viagens de peregrinação à Índia realizadas por um grupo de estudantes de Vedanta do Rio de Janeiro. A questão principal foi entender os significados que assumem estas peregrinações e as motivações dos peregrinos. No desenvolvimento da pesquisa, outra questão se revelou fundamental compreender a construção do Vedanta enquanto projeto, bem como o sentido da busca espiritual para o grupo estudado. Esta tese se baseia nas minhas experiências de viagens à Índia, nos depoimentos dos tipos de turista que por lá encontrei, no grupo de estudantes de Vedanta e suas peregrinações, e nas aulas de Vedanta que freqüentei. Um dos resultados mais significativos foi perceber que os viajantes estudados realizavam suas viagens motivados não só pela dimensão religiosa, como também pelas expectativas e ideias culturais relacionadas tanto à noção de viagem (o que proporciona a experiência da mesma) como da Índia (lugar percebido como o mais religioso do mundo).

A Construção da figura do herói nos mangás e comics: uma análise comparativa entre samurais e super-heróis

Este estudo trata da representação do herói nas histórias em quadrinhos do Japão, os mangás, e dos Estados Unidos, os comics. Esta análise se propõe a comparar a figura do samurai, focada nos títulos Samurai X e Vagabond, e do super-herói, através de Superman e Batman. Para tal, utilizam-se duas minisséries norte-americanas de cada um dos títulos escolhidos publicadas entre o final da década de 1980 e a década de 1990, mesmo período dos quadrinhos japoneses. Os títulos escolhidos ilustram questões-chaves para o entendimento da figura do herói: seu surgimento, morte e confronto com antagonistas. Considerando o vasto material relacionado aos personagens norte-americanos, criados no final da década de 1930, optou-se por trabalhar com sagas específicas ao invés da obra como um todo, o que só foi possível no caso dos mangás. Por isso, essa análise se baseará nas histórias em quadrinhos publicadas a partir do final da década de 1980, preservando assim a paridade cronológica entre comics e mangás, os quais possuem uma cronologia mais rígida se comparada aos primeiros. Quanto aos segmentos escolhidos, no lado do Superman, farão parte dessa análise os arcos Man of Steel, de 1986, com a origem do personagem e A Morte e o Retorno do Superman, de 1992. Já em Batman serão analisadas as HQs Batman: Ano Um, de 1987 e Knightfall, de 1993.

Identificação de danos em estruturas bi-dimensionais via matriz de flexibilidade baseado em um modelo de dano contínuo

No presente trabalho, o modelo de identificação de danos apresentado por Stutz et al. (2005) é utilizado. A contribuição do presente trabalho consiste em avaliar alguns pontos da identificação de danos em vigas e, em seguida, expandir o modelo para identificar danos estruturais em placas. Uma avaliação do comportamento das frequências naturais e da matriz de flexibilidade para uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada, na presença de danos simulados pelo parâmetro de coesão é realizada. Essa análise, permite também o conhecimento das regiões onde há maior sensibilidade ao dano, ajudando a traçar estratégias para melhorar a identificação de danos em regiões que sofrem poucas alterações na presença de falhas estruturais. Comparou-se o comportamento dos dois primeiros modos de vibração da viga simplesmente apoiada na presença de um dano estrutural, com os dois primeiros modos de vibração da estrutura intacta e corrompidos por ruído. Diversos métodos de localização de danos e de otimização são avaliados na tentativa de identificar os danos simulados através do campo de danos proposto por Stutz et al. (2005) na presença de dados ruidosos. Após a apresentação de resultados da identificação de danos obtidos para uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada, uma análise do comportamento das frequências naturais e da matriz de flexibilidade de uma viga de Euler- Bernoulli engastada na presença de danos é apresentada, assim como os resultados de identificação de danos considerando-se diversos cenários e níveis de ruído. Uma importante contribuição do presente trabalho consiste em propor um método de identificação de danos via matriz de flexibilidade onde o campo de defeitos para a placa de Kirchoff é modelado via MEF. Uma análise do comportamento da matriz de flexibilidade devido à presença de danos na placa é apresentada, assim como os resultados numéricos da identificação de danos estruturais com e sem a presença de dados ruidosos. Com a finalidade de reduzir o custo computacional na identificação de danos em estruturas complexas, uma hibridização entre o método de otimização por enxame de particulas (PSO, do inglês, Particle Swarm Optimization) e o método de otimização Levenberg-Marquardt é proposta. Resultados numéricos da hibridização para uma estrutura do tipo placa são apresentados.

Identificação de danos estruturais via método de Monte Carlo com cadeias de Markov

O presente trabalho apresenta um estudo referente à aplicação da abordagem Bayesiana como técnica de solução do problema inverso de identificação de danos estruturais, onde a integridade da estrutura é continuamente descrita por um parâmetro estrutural denominado parâmetro de coesão. A estrutura escolhida para análise é uma viga simplesmente apoiada do tipo Euler-Bernoulli. A identificação de danos é baseada em alterações na resposta impulsiva da estrutura, provocadas pela presença dos mesmos. O problema direto é resolvido através do Método de Elementos Finitos (MEF), que, por sua vez, é parametrizado pelo parâmetro de coesão da estrutura. O problema de identificação de danos é formulado como um problema inverso, cuja solução, do ponto de vista Bayesiano, é uma distribuição de probabilidade a posteriori para cada parâmetro de coesão da estrutura, obtida utilizando-se a metodologia de amostragem de Monte Carlo com Cadeia de Markov. As incertezas inerentes aos dados medidos serão contempladas na função de verossimilhança. Três estratégias de solução são apresentadas. Na Estratégia 1, os parâmetros de coesão da estrutura são amostrados de funções densidade de probabilidade a posteriori que possuem o mesmo desvio padrão. Na Estratégia 2, após uma análise prévia do processo de identificação de danos, determina-se regiões da viga potencialmente danificadas e os parâmetros de coesão associados à essas regiões são amostrados a partir de funções de densidade de probabilidade a posteriori que possuem desvios diferenciados. Na Estratégia 3, após uma análise prévia do processo de identificação de danos, apenas os parâmetros associados às regiões identificadas como potencialmente danificadas são atualizados. Um conjunto de resultados numéricos é apresentado levando-se em consideração diferentes níveis de ruído para as três estratégias de solução apresentadas.

O que há de metafísica na mecânica do século XVIII?

Ao contrário do período precedente de criação da chamada ciência moderna, o século XVIII parece não desempenhar um papel fundamental no desenvolvimento da física. Na visão de muitos autores, o século das luzes é considerado como uma fase de organização da mecânica que teve seu coroamento com as obras de Lagrange, imediatamente precedidas por Euler e dAlembert. Muitos autores afirmam que na formulação da mecânica racional houve uma eliminação gradual da metafísica e também da teologia e que o surgimento da física moderna veio acompanhado por uma rejeição da metafísica aristotélica da substância e qualidade, forma e matéria, potência e ato. O ponto central da tese é mostrar que, no século XVIII, houve uma preocupação e um grande esforço de alguns filósofos naturais que participaram da formação da mecânica, em determinar como seria possível descrever fenômenos através da matemática. De uma forma geral, a filosofia mecanicista exigia que as mudanças observadas no mundo natural fossem explicadas apenas em termos de movimento e de rearranjos das partículas da matéria, uma vez que os predecessores dos filósofos iluministas conseguiram, em parte, eliminar da filosofia natural o conceito de causas finais e a maior parte dos conceitos aristotélicos de forma e substância, por exemplo. Porém, os filósofos mecanicistas divergiam sobre as causas do movimento. O que faria um corpo se mover? Uma força externa? Uma força interna? Força nenhuma? Todas essas posições tinham seus adeptos e todas sugeriam reflexões filosóficas que ultrapassavam os limites das ciências da natureza. Mais ainda: conceitos como espaço, tempo, força, massa e inércia, por exemplo, são conceitos imprescindíveis da mecânica que representam uma realidade. Mas como a manifestação dessa realidade se torna possível? Como foram definidos esses conceitos? Embora não percebamos explicitamente uma discussão filosófica em muitos livros que versam sobre a mecânica, atitudes implícitas dessa natureza são evidentes no tratamento das questões tais como a ambição à universalidade e a aplicação da matemática. Galileu teve suas motivações e suas razões para afirmar que o livro da natureza está escrito em liguagem matemática. No entanto, embora a matemática tenha se tornado a linguagem da física, mostramos com esta tese que a segunda não se reduz à primeira. Podemos, à luz desta pesquisa, falarmos de uma mecânica racional no sentido de ser ela proposta pela razão para organizar e melhor estruturar dados observáveis obtidos através da experimentação. Porém, mostramos que essa ciência não foi, como os filósofos naturais pretendiam que assim fosse, obtidas sem hipóteses e convenções subjetivas. Por detrás de uma representação explicativa e descritiva dos fenômenos da natureza e de uma consistência interna de seus próprios conteúdos confirmados através da matemática, verificamos a presença da metafísica.

Identificação de danos estruturais utilizando dados no domínio do tempo provenientes de ensaios de vibração

O presente trabalho aborda o problema de identificação de danos em uma estrutura a partir de sua resposta impulsiva. No modelo adotado, a integridade estrutural é continuamente descrita por um parâmetro de coesão. Sendo assim, o Modelo de Elementos Finitos (MEF) é utilizado para discretizar tanto o campo de deslocamentos, quanto o campo de coesão. O problema de identificação de danos é, então, definido como um problema de otimização, cujo objetivo é minimizar, em relação a um vetor de parâmetros nodais de coesão, um funcional definido a partir da diferença entre a resposta impulsiva experimental e a correspondente resposta prevista por um MEF da estrutura. A identificação de danos estruturais baseadas no domínio do tempo apresenta como vantagens a aplicabilidade em sistemas lineares e/ou com elevados níveis de amortecimento, além de apresentar uma elevada sensibilidade à presença de pequenos danos. Estudos numéricos foram realizados considerando-se um modelo de viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada. Para a determinação do posicionamento ótimo do sensor de deslocamento e do número de pontos da resposta impulsiva, a serem utilizados no processo de identificação de danos, foi considerado o Projeto Ótimo de Experimentos. A posição do sensor e o número de pontos foram determinados segundo o critério D-ótimo. Outros critérios complementares foram também analisados. Uma análise da sensibilidade foi realizada com o intuito de identificar as regiões da estrutura onde a resposta é mais sensível à presença de um dano em um estágio inicial. Para a resolução do problema inverso de identificação de danos foram considerados os métodos de otimização Evolução Diferencial e Levenberg-Marquardt. Simulações numéricas, considerando-se dados corrompidos com ruído aditivo, foram realizadas com o intuito de avaliar a potencialidade da metodologia de identificação de danos, assim como a influência da posição do sensor e do número de dados considerados no processo de identificação. Com os resultados obtidos, percebe-se que o Projeto Ótimo de Experimentos é de fundamental importância para a identificação de danos.

Identificação de danos estruturais a partir do modelo de superfície de resposta

A identificação de danos estruturais é uma questão de fundamental importância na engenharia, visto que uma estrutura está sujeita a processos de deterioração e a ocorrência de danos durante a sua vida útil. A presença de danos compromete o desempenho e a integridade estrutural, podendo colocar vidas humanas em risco e resultam em perdas econômicas consideráveis. Técnicas de identificação de danos estruturais e monitoramento de estruturas fundamentadas no ajuste de um Modelo de Elementos Finitos (MEF) são constantes na literatura especializada. No entanto, a obtenção de um problema geralmente mal posto e o elevado custo computacional, inerente a essas técnicas, limitam ou até mesmo inviabilizam a sua aplicabilidade em estruturas que demandam um modelo de ordem elevada. Para contornar essas dificuldades, na formulação do problema de identificação de danos, pode-se utilizar o Modelo de Superfície de Reposta (MSR) em substituição a um MEF da estrutura. No presente trabalho, a identificação de danos estruturais considera o ajuste de um MSR da estrutura, objetivando-se a minimização de uma função de erro definida a partir das frequências naturais experimentais e das correspondentes frequências previstas pelo MSR. Estuda-se o problema de identificação de danos estruturais em uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada, considerando as frequências naturais na formulação do problema inverso. O comportamento de uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada na presença de danos é analisado, com intuito de se verificar as regiões onde a identificação dos mesmos pode apresentar maior dificuldade. No processo de identificação de danos, do presente trabalho, são avaliados os tipos de superfícies de resposta, após uma escolha apropriada do tipo de superfície de resposta a ser utilizado, determina-se a superfície de resposta considerando os dados experimentais selecionados a partir do projeto ótimo de experimentos. A utilização do método Evolução Diferencial (ED) no problema inverso de identificação de danos é considerado inerente aos resultados numéricos obtidos, a estratégia adotada mostrou-se capaz de localizar e quantificar os danos com elevada acurácia, mostrando a potencialidade do modelo de identificação de danos proposto.

Wassergehalte tiefgefrorener Kammmuscheln

Kurzfassung Der Handel mit tiefgefrorenen Kammmuscheln (Pectinidae) hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen und ist von der Jakobsmuschel (Pecten maximus) auf eine Reihe weiterer Spezies erweitert worden. Neben nicht zutreffender Handelsbezeichnung fällt diese Erzeugnisgruppe immer wieder durch einen erhöhten Wasserzusatz negativ auf. Es wurde die Zusammensetzung des Muskelfleisches von Produkten aus dem deutschen Handel bestimmt und das Wasser zu Protein- Verhältnis (W/P) berechnet. Eine erhebliche Zahl von Proben hatte hohe Wassergehalte und ein W/P Verhältnis > 5. Dies betraf insbesondere die Tiefseescallop (Placopecten magellanicus) und die Japanische Kammmuschel (Mizuhopecten yessoensis). In den meisten Fällen wurden Zusatzstoffe nachgewiesen, obwohl die gesetzlich vorgeschriebene Deklaration fehlte. Abstract The market share of quick-frozen scallops (Pectinidae) has increased significantly in recent years and has been extended besides the king scallop (Pecten maximus) to a variety of other species. Apart from an incorrect labeling this product group stands out for often excessively high water addition. The composition of the muscle meat and the water to protein ratio (W/P) was determined in samples from the German retail. The results showed that a considerable number of samples had very high moisture contents and W/P ratios > 5. These facts were mainly true for Placopecten magellanicus and Mizuhopecten yessoensis. There was no conformity with the prescribed declaration of food additives.

An efficient frequency-domain algorithm for wave scattering problems with application to jet noise

This paper presents a pseudo-time-step method to calculate a (vector) Green function for the adjoint linearised Euler equations as a scattering problem in the frequency domain, for use as a jet-noise propagation prediction tool. A method of selecting the acoustics-related solution in a truncated spatial domain while suppressing any possible shear-layer-type instability is presented. Numerical tests for 3-D axisymmetrical parallel mean flows against semi-analytical reference solutions indicate that the new iterative algorithm is capable of producing accurate solutions with modest computational requirements.

On a classical problem of acoustic wave scattering by a free vortex: Numerical modelling

The scattering of sound from a point source by a Rankine vortex is investigated numerically by solving the Euler equations with the novel high-resolution CABARET method. For several Mach numbers of the vortex, the time-average amplitudes of the scattered field obtained from the numerical modeling are compared with the theoretical scaling laws' predictions. Copyright © 2009 by Sergey Karabasov.

On separating propagating and non-propagating dynamics in fluid-flow equations

The ability to separate acoustically radiating and non-radiating components in fluid flow is desirable to identify the true sources of aerodynamic sound, which can be expressed in terms of the non-radiating flow dynamics. These non-radiating components are obtained by filtering the flow field. Two linear filtering strategies are investigated: one is based on a differential operator, the other employs convolution operations. Convolution filters are found to be superior at separating radiating and non-radiating components. Their ability to decompose the flow into non-radiating and radiating components is demonstrated on two different flows: one satisfying the linearized Euler and the other the Navier-Stokes equations. In the latter case, the corresponding sound sources are computed. These sources provide good insight into the sound generation process. For source localization, they are found to be superior to the commonly used sound sources computed using the steady part of the flow. Copyright © 2009 by S. Sinayoko, A. Agarwal, Z. Hu.

Reprint of: Flow filtering and the physical sources of aerodynamic sound

The physical sources of sound are expressed in terms of the non-radiating part of the flow. The non-radiating part of the flow can be obtained from convolution filtering, as we demonstrate numerically by using an axi-symmetric jet satisfying the Navier-Stokes equations. Based on the frequency spectrum of the source, we show that the sound sources exhibit more physical behaviour than sound sources based on acoustic analogies. To validate the sources of sound, one needs to let them radiate within the non-radiating flow field. However, our results suggest that the traditional Euler operator linearized about the time-averaged part of the flow should be sufficient to compute the sound field. © 2010 Published by Elsevier Ltd.

Swimming direction reversal of flagella through ciliary motion of mastigonemes.

Bio-inspired designs can provide an answer to engineering problems such as swimming strategies at the micron or nano-scale. Scientists are now designing artificial micro-swimmers that can mimic flagella-powered swimming of micro-organisms. In an application such as lab-on-a-chip in which micro-object manipulation in small flow geometries could be achieved by micro-swimmers, control of the swimming direction becomes an important aspect for retrieval and control of the micro-swimmer. A bio-inspired approach for swimming direction reversal (a flagellum bearing mastigonemes) can be used to design such a system and is being explored in the present work. We analyze the system using a computational framework in which the equations of solid mechanics and fluid dynamics are solved simultaneously. The fluid dynamics of Stokes flow is represented by a 2D Stokeslets approach while the solid mechanics behavior is realized using Euler-Bernoulli beam elements. The working principle of a flagellum bearing mastigonemes can be broken up into two parts: (1) the contribution of the base flagellum and (2) the contribution of mastigonemes, which act like cilia. These contributions are counteractive, and the net motion (velocity and direction) is a superposition of the two. In the present work, we also perform a dimensional analysis to understand the underlying physics associated with the system parameters such as the height of the mastigonemes, the number of mastigonemes, the flagellar wave length and amplitude, the flagellum length, and mastigonemes rigidity. Our results provide fundamental physical insight on the swimming of a flagellum with mastigonemes, and it provides guidelines for the design of artificial flagellar systems.

A comparison of two models for the vibration response of piled foundations to inertial and underground-railway-induced loadings

The vibration response of piled foundations due to ground-borne vibration produced by an underground railway is a largely-neglected area in the field of structural dynamics. However, this continues to be an important aspect of research as it is expected that the presence of piled foundations can have a significant influence on the propagation and transmission of the wavefield produced by the underground railway. This paper presents a comparison of two methods that can be employed in calculating the vibration response of a piled foundation: an efficient semi-analytical model, and a Boundary Element model. The semi-analytical model uses a column or an Euler beam to model the pile, and the soil is modelled as a linear, elastic continuum that has the geometry of a thick-walled cylinder with an infinite outer radius and an inner radius equal to the radius of the pile. The boundary element model uses a constant-element BEM formulation for the halfspace, and a rectangular discretisation of the circular pile-soil interface. The piles are modelled as Timoshenko beams. Pile-soil-pile interactions are inherently accounted for in the BEM equations, whereas in the semi-analytical model these are quantified using the superposition of interaction factors. Both models use the method of joining subsystems to incorporate the incident wavefield generated by the underground railway into the pile model. Results are computed for a single pile subject to an inertial loading, pile-soil-pile interactions, and a pile group subjected to excitation from an underground railway. The two models are compared in terms of accuracy, computation time, versatility and applicability, and guidelines for future vibration prediction models involving piled foundations are proposed.