Reduced muscle carnosine content in type 2, but not in type 1 diabetic patients

Carnosine is present in high concentrations in skeletal muscle where it contributes to acid buffering and functions also as a natural protector against oxidative and carbonyl stress. Animal studies have shown an anti-diabetic effect of carnosine supplementation. High carnosinase activity, the carnosine degrading enzyme in serum, is a risk factor for diabetic complications in humans. The aim of the present study was to compare the muscle carnosine concentration in diabetic subjects to the level in non-diabetics. Type 1 and 2 diabetic patients and matched healthy controls (total n = 58) were included in the study. Muscle carnosine content was evaluated by proton magnetic resonance spectroscopy (3 Tesla) in soleus and gastrocnemius. Significantly lower carnosine content (-45%) in gastrocnemius muscle, but not in soleus, was shown in type 2 diabetic patients compared with controls. No differences were observed in type 1 diabetic patients. Type II diabetic patients display a reduced muscular carnosine content. A reduction in muscle carnosine concentration may be partially associated with defective mechanisms against oxidative, glycative and carbonyl stress in muscle.

The impact of the CACNA1C risk allele on limbic structures and facial emotions recognition in bipolar disorder subjects and healthy controls

Introduction: Impairments in facial emotion recognition (PER) have been reported in bipolar disorder (BD) during all mood states. FER has been the focus of functional magnetic resonance imaging studies evaluating differential activation of limbic regions. Recently, the alpha 1-C subunit of the L-type voltage-gated calcium channel (CACNA1C) gene has been described as a risk gene for BD and its Met allele found to increase CACNA1C mRNA expression. In healthy controls, the CACNA1C risk (Met) allele has been reported to increase limbic system activation during emotional stimuli and also to impact on cognitive function. The aim of this study was to investigate the impact of CACNA1C genotype on FER scores and limbic system morphology in subjects with BD and healthy controls. Material and methods: Thirty-nine euthymic BD I subjects and 40 healthy controls were submitted to a PER recognition test battery and genotyped for CACNA1C. Subjects were also examined with a 3D 3-Tesla structural imaging protocol. Results: The CACNA1C risk allele for BD was associated to FER impairment in BD, while in controls nothing was observed. The CACNA1C genotype did not impact on amygdala or hippocampus volume neither in BD nor controls. Limitations: Sample size. Conclusion: The present findings suggest that a polymorphism in calcium channels interferes FER phenotype exclusively in BD and doesn't interfere on limbic structures morphology. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Whole-body MRI: comprehensive evaluation on a 48-channel 3T MRI system in less than 40 minutes. Preliminary results

OBJECTIVE: To evaluate a comprehensive MRI protocol that investigates for cancer, vascular disease, and degenerative/inflammatory disease from the head to the pelvis in less than 40 minutes on a new generation 48-channel 3T system. MATERIALS AND METHODS: All MR studies were performed on a 48-channel 3T MR scanner. A 20-channel head/neck coil, two 18-channel body arrays, and a 32-channel spine array were employed. A total of 4 healthy individuals were studied. The designed protocol included a combination of single-shot T2-weighted sequences, T1-weighted 3D gradient-echo pre- and post-gadolinium. All images were retrospectively evaluated by two radiologists independently for overall image quality. RESULTS: The image quality for cancer was rated as excellent in the liver, pancreas, kidneys, lungs, pelvic organs, and brain, and rated as fair in the colon and breast. For vascular diseases ratings were excellent in the aorta, major branch vessel origins, inferior vena cava, portal and hepatic veins, rated as good in pulmonary arteries, and as poor in the coronary arteries. For degenerative/inflammatory diseases ratings were excellent in the brain, liver and pancreas. The inter-observer agreement was excellent. CONCLUSION: A comprehensive and time efficient screening for important categories of disease processes may be achieved with high quality imaging in a new generation 48-channel 3T system.

Seeking tools for image fusion between computed tomography, structural and functional magnetic resonance methods for applications in neurosurgery

OBJECTIVE: To evaluate tools for the fusion of images generated by tomography and structural and functional magnetic resonance imaging. METHODS: Magnetic resonance and functional magnetic resonance imaging were performed while a volunteer who had previously undergone cranial tomography performed motor and somatosensory tasks in a 3-Tesla scanner. Image data were analyzed with different programs, and the results were compared. RESULTS: We constructed a flow chart of computational processes that allowed measurement of the spatial congruence between the methods. There was no single computational tool that contained the entire set of functions necessary to achieve the goal. CONCLUSION: The fusion of the images from the three methods proved to be feasible with the use of four free-access software programs (OsiriX, Register, MRIcro and FSL). Our results may serve as a basis for building software that will be useful as a virtual tool prior to neurosurgery.

Análisis de los motores eléctricos de las plantas desaladoras de agua de mar mediante ósmosis inversa

[ES] La O.I. es una técnica de separación por membranas ampliamente utilizada hoy en día y se emplea principalmente para la producción de agua desalada a partir de agua salobre o de mar. Actualmente, uno de los objetivos más importantes para disminuir los gastos de explotación en las plantas desaladoras, es optimizar la demanda de energía requerida por el proceso de O.I. En ese sentido, las últimas innovaciones tecnológicas aplicadas, como por ejemplo, los sistemas intercambiadores de presión y los sistemas de recuperación de energía con turbina, se han empleado tanto en las plantas desaladoras de agua salobre como de agua de mar con la finalidad exclusiva de mejorar el consumo de energía eléctrica y hacer un uso eficiente de la misma. En el presente trabajo, se analiza el comportamiento del motor eléctrico asíncrono acoplado a una bomba de alta presión, que normalmente se utilizan en cualquiera de las plantas desaladoras de agua de mar (en adelante IDAM), buscando algunas relaciones con la optimización del consumo de energía demandado. Los resultados obtenidos y las conclusiones se contrastan con un programa de simulación informático de motores asíncronos.

Biochemistry in healthy and neoplastic human tissues: metabolic alteration revealed by HR-MAS nuclear magnetic resonance spectroscopy

This thesis is focused on the metabolomic study of human cancer tissues by ex vivo High Resolution-Magic Angle Spinning (HR-MAS) nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. This new technique allows for the acquisition of spectra directly on intact tissues (biopsy or surgery), and it has become very important for integrated metabonomics studies. The objective is to identify metabolites that can be used as markers for the discrimination of the different types of cancer, for the grading, and for the assessment of the evolution of the tumour. Furthermore, an attempt to recognize metabolites, that although involved in the metabolism of tumoral tissues in low concentration, can be important modulators of neoplastic proliferation, was performed. In addition, NMR data was integrated with statistical techniques in order to obtain semi-quantitative information about the metabolite markers. In the case of gliomas, the NMR study was correlated with gene expression of neoplastic tissues. Chapter 1 begins with a general description of a new “omics” study, the metabolomics. The study of metabolism can contribute significantly to biomedical research and, ultimately, to clinical medical practice. This rapidly developing discipline involves the study of the metabolome: the total repertoire of small molecules present in cells, tissues, organs, and biological fluids. Metabolomic approaches are becoming increasingly popular in disease diagnosis and will play an important role on improving our understanding of cancer mechanism. Chapter 2 addresses in more detail the basis of NMR Spectroscopy, presenting the new HR-MAS NMR tool, that is gaining importance in the examination of tumour tissues, and in the assessment of tumour grade. Some advanced chemometric methods were used in an attempt to enhance the interpretation and quantitative information of the HR-MAS NMR data are and presented in chapter 3. Chemometric methods seem to have a high potential in the study of human diseases, as it permits the extraction of new and relevant information from spectroscopic data, allowing a better interpretation of the results. Chapter 4 reports results obtained from HR-MAS NMR analyses performed on different brain tumours: medulloblastoma, meningioms and gliomas. The medulloblastoma study is a case report of primitive neuroectodermal tumor (PNET) localised in the cerebellar region by Magnetic Resonance Imaging (MRI) in a 3-year-old child. In vivo single voxel 1H MRS shows high specificity in detecting the main metabolic alterations in the primitive cerebellar lesion; which consist of very high amounts of the choline-containing compounds and of very low levels of creatine derivatives and N-acetylaspartate. Ex vivo HR-MAS NMR, performed at 9.4 Tesla on the neoplastic specimen collected during surgery, allows the unambiguous identification of several metabolites giving a more in-depth evaluation of the metabolic pattern of the lesion. The ex vivo HR-MAS NMR spectra show higher detail than that obtained in vivo. In addition, the spectroscopic data appear to correlate with some morphological features of the medulloblastoma. The present study shows that ex vivo HR-MAS 1H NMR is able to strongly improve the clinical possibility of in vivo MRS and can be used in conjunction with in vivo spectroscopy for clinical purposes. Three histological subtypes of meningiomas (meningothelial, fibrous and oncocytic) were analysed both by in vivo and ex vivo MRS experiments. The ex vivo HR-MAS investigations are very helpful for the assignment of the in vivo resonances of human meningiomas and for the validation of the quantification procedure of in vivo MR spectra. By using one- and two dimensional experiments, several metabolites in different histological subtypes of meningiomas, were identified. The spectroscopic data confirmed the presence of the typical metabolites of these benign neoplasms and, at the same time, that meningomas with different morphological characteristics have different metabolic profiles, particularly regarding macromolecules and lipids. The profile of total choline metabolites (tCho) and the expression of the Kennedy pathway genes in biopsies of human gliomas were also investigated using HR-MAS NMR, and microfluidic genomic cards. 1H HR-MAS spectra, allowed the resolution and relative quantification by LCModel of the resonances from choline (Cho), phosphorylcholine (PC) and glycerolphorylcholine (GPC), the three main components of the combined tCho peak observed in gliomas by in vivo 1H MRS spectroscopy. All glioma biopsies depicted an increase in tCho as calculated from the addition of Cho, PC and GPC HR-MAS resonances. However, the increase was constantly derived from augmented GPC in low grade NMR gliomas or increased PC content in the high grade gliomas, respectively. This circumstance allowed the unambiguous discrimination of high and low grade gliomas by 1H HR-MAS, which could not be achieved by calculating the tCho/Cr ratio commonly used by in vivo 1H MR spectroscopy. The expression of the genes involved in choline metabolism was investigated in the same biopsies. The present findings offer a convenient procedure to classify accurately glioma grade using 1H HR-MAS, providing in addition the genetic background for the alterations of choline metabolism observed in high and low gliomas grade. Chapter 5 reports the study on human gastrointestinal tract (stomach and colon) neoplasms. The human healthy gastric mucosa, and the characteristics of the biochemical profile of human gastric adenocarcinoma in comparison with that of healthy gastric mucosa were analyzed using ex vivo HR-MAS NMR. Healthy human mucosa is mainly characterized by the presence of small metabolites (more than 50 identified) and macromolecules. The adenocarcinoma spectra were dominated by the presence of signals due to triglycerides, that are usually very low in healthy gastric mucosa. The use of spin-echo experiments enable us to detect some metabolites in the unhealthy tissues and to determine their variation with respect to the healthy ones. Then, the ex vivo HR-MAS NMR analysis was applied to human gastric tissue, to obtain information on the molecular steps involved in the gastric carcinogenesis. A microscopic investigation was also carried out in order to identify and locate the lipids in the cellular and extra-cellular environments. Correlation of the morphological changes detected by transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopy, with the metabolic profile of gastric mucosa in healthy, gastric atrophy autoimmune diseases (AAG), Helicobacter pylori-related gastritis and adenocarcinoma subjects, were obtained. These ultrastructural studies of AAG and gastric adenocarcinoma revealed lipid intra- and extra-cellularly accumulation associated with a severe prenecrotic hypoxia and mitochondrial degeneration. A deep insight into the metabolic profile of human healthy and neoplastic colon tissues was gained using ex vivo HR-MAS NMR spectroscopy in combination with multivariate methods: Principal Component Analysis (PCA) and Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA). The NMR spectra of healthy tissues highlight different metabolic profiles with respect to those of neoplastic and microscopically normal colon specimens (these last obtained at least 15 cm far from the adenocarcinoma). Furthermore, metabolic variations are detected not only for neoplastic tissues with different histological diagnosis, but also for those classified identical by histological analysis. These findings suggest that the same subclass of colon carcinoma is characterized, at a certain degree, by metabolic heterogeneity. The statistical multivariate approach applied to the NMR data is crucial in order to find metabolic markers of the neoplastic state of colon tissues, and to correctly classify the samples. Significant different levels of choline containing compounds, taurine and myoinositol, were observed. Chapter 6 deals with the metabolic profile of normal and tumoral renal human tissues obtained by ex vivo HR-MAS NMR. The spectra of human normal cortex and medulla show the presence of differently distributed osmolytes as markers of physiological renal condition. The marked decrease or disappearance of these metabolites and the high lipid content (triglycerides and cholesteryl esters) is typical of clear cell renal carcinoma (RCC), while papillary RCC is characterized by the absence of lipids and very high amounts of taurine. This research is a contribution to the biochemical classification of renal neoplastic pathologies, especially for RCCs, which can be evaluated by in vivo MRS for clinical purposes. Moreover, these data help to gain a better knowledge of the molecular processes envolved in the onset of renal carcinogenesis.

Drift Tubes Trigger System of the CMS Experiment at LHC : Commissioning and Performances

In this thesis the performances of the CMS Drift Tubes Local Trigger System of the CMS detector are studied. CMS is one of the general purpose experiments that will operate at the Large Hadron Collider at CERN. Results from data collected during the Cosmic Run At Four Tesla (CRAFT) commissioning exercise, a globally coordinated run period where the full experiment was involved and configured to detect cosmic rays crossing the CMS cavern, are presented. These include analyses on the precision and accuracy of the trigger reconstruction mechanism and measurement of the trigger efficiency. The description of a method to perform system synchronization is also reported, together with a comparison of the outcomes of trigger electronics and its software emulator code.

Darstellung und Untersuchung von Materialien mit negativem Magnetowiderstand

Mit dem System KCo2-xCuxS2 wurde ein neues magnetoresistives System gefunden. Der negative Magnetowiderstand ist mit der Größenordnung von 10 % in 8 Tesla bei 4 K klein im Vergleich zu Mangan-Perowskiten, jedoch eindeutig intrinsisch.Die magnetische Struktur des Thiospinells Fe0.5Cu0.5Cr2S4 konnte durch Neutronenbeugung, Mößbauer-Spektroskopie sowie begleitende Bandstrukturrechnungen aufgeklärt werden. Ein negativen Magnetowiderstand von 5,5 % nahe der Curie-Temperatur in Magnetfeldern von 8 Tesla bei der isostrukturellen eisenreichen Verbindung Fe0.75Cu0.25Cr2S4 wurde gefunden.Die intermetallischen Verbindungen des Gadoliniums weisen alle hohe negative Magnetowiderstände bei TC auf. Sowohl bei GdAl2 als auch bei GdPdP und GdPtP werden Widerstandsabsenkungen in 8 Tesla beobachtet, die bei ~1,5 TC 4 % erreichen und bis zu Temperaturen von 5 K über 6 % liegen. Während der Transportmechanismus in GdAl2 offenbar auf einer direkten Gd-Gd Wechselwirkung beruht, ist bei GdPdP und GdPtP bei tiefen Temperaturen ein nicht eindeutiges Verhalten beobachtbar. Ein Einfluss von Fremdphasen kann jedoch ausgeschlossen werden.Unter den metallreichen Phosphiden hexagonaler Struktur zeigt Fe2P große negative MR-Effekte von 7 % schon bei Raumtemperatur in hohen Feldern. Nahe der ferromagnetischen Ordnung reagiert die Verbindung auf äußere Felder bei niedrigen Feldstärken von weniger als 2 Tesla mit einer Erhöhung der Leitfähigkeit um 10 bis 11 %.

Studio e ottimizzazione del sistema di avviamento di un aerogeneratore ad asse verticale

Progetto di un aerogeneratore ad asse verticale in grado di erogare una potenza di circa 100 kW con un vento di 16 m/s con l’obiettivo fondamentale di risolvere i problemi di avviamento comuni per le turbine ad asse verticale (VAWT), che affliggono in particolare le turbine Darrieus. Inoltre la turbina eolica in questione non deve necessitare di fondazione nè di trasporti eccezionali per l’installazione, permettendo l’abbattimento dei costi iniziali. Le vele sono state sostituite da profili alari, in grado di generare non solo resistenza ma anche portanza.

Neue Materialien für die Magnetoelektronik: Heusler- und Halb-Heusler-Phasen

Heusler- und Halb-Heusler-Phasen konnten als Verbindungsklasse identifiziert werden, neue Materialien für die Magnetoelektronik bereitzustellen. Auf Basis eines theoretischen Modells konnte das Auftreten eines hohen MR-Effekts auf bestimmte Valenzelektronenzahlen (VEK) präzisiert werden. Dazu muß ein dreiteiliger 'Fingerabdruck' in der Bandstruktur (Sattelpunkt, Spindichtewelle, lokales magnetisches Moment) vorliegen. Es existieren eine Vielzahl von halbmetallischen Ferromagneten in dieser Verbindungsklasse. Die variable Valenzelektronenkonzentrationen, die sich auch aus den hochsymmetrischen Strukturen ergeben, erlauben eine gute Dotierbarkeit der Phasen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Phase exakt mit der geforderten VEK zu synthetisieren. Curietemperaturen > 500 K sind in Hinblick auf die technische Anwendbarkeit notwendig. PdMnTe hat nicht die Voraussetzungen für einen PMR-Effekt in der Bandstrukturrechnung, doch die Nähe zu einer halbmetallischen Zustandsdichte resultiert in einen negativen CMR-Effekt unterhalb des magnetischen Übergangs von MR0 = 18 % bei 4 K. Die Zusammenhänge von Probenpräparation zum magnetischen Sättigungsmoment konnten an Co2CrAl aufgedeckt werden. Die unter Anwendung des vorgestellten Modells synthetisierte Heusler-Phase Co2Cr0.6Fe0.4Al (VEK = 27.8) weisen den erwarteten MR-Effekt auf. Der gemessene PMR-Effekt ist größer als bei den GMR-Systemen (bei geringerer Feldempfindlichkeit) und anderen granularen Materialien wie CrO2 bei 295 K. Co2Cr0.6Fe0.4Al zeigt bei 295 K einen hohen negativen Magnetowiderstand von 30 % bei einem Sättigungsfeld von 0.2 Tesla. Durch die Beimischung von Oxiden und Polymeren sind Komposit-Materialien entwickelt worden, die MR0-Effekte von bis zu 88% mit einer verbesserten Feldempfindlichkeit von 0.1 Tesla bei Al2O3 und 0.05 Tesla bei den Oberflächenbeschichtungen zeigen.

Wertigkeit der Magnetresonanzangiographie der Fußgefäße unter Verwendung eines intravaskulären Kontrastmittels

In der vorliegenden Arbeit soll der Stellenwert der ce-MRA unter Verwendung von MS-325, einem neuen intravaskulären Kontrastmittel, bei der Untersuchung der Fußgefäße im Vergleich zur DSA bewertet, und das Übereinstimmen der Befunde zweier unterschiedlich erfahrener Untersucher untersucht werden. Im Rahmen einer klinischen Phase-III-Studie wurden 18 Patienten mit pAVK und / oder diabetischem Fußsyndrom rekrutiert. Die ce-MRA-Untersuchungen wurden in einem 1,5-Tesla-Magnetom durchgeführt. Dabei wurden dynamische Serien und eine hochaufgelöste Steady-state-Sequenz des zu untersuchenden Fußes akquiriert. Als Kontrastmittel wurde MS-325 in einer an das Körpergewicht adap-tierten Dosis appliziert. Die DSA-Untersuchung enthielt eine komplette Becken-Bein-Angiographie mit selektiver Darstellung der Fußgefäße. Vor der Befundung wurden die Bilddaten der MR-Angiographie nachbearbeitet und MIP-Projektionen erstellt. Zwei Untersucher befundeten unabhängig voneinander und in zufälliger Reinfolge die MRA, die DSA wurde in einem Konsensusverfahren beider Unter-sucher beurteilt. In eine qualitative Analyse gingen die Bewertung der Bildquali-tät, die Sichtbarkeit von sieben Gefäßsegmenten und deren hämodynamisch relevanter Stenosegrad ein. Quantitativ wurde das Signal-Rausch-Verhältnis und das Kontrast-Rausch-Verhältnis untersucht. Die Bildqualität beider Modalitäten wurde im Median mit gut bewertet. Hinsichtlich der Sichtbarkeit der Gefäßsegmente zeigte sich die ce-MRA der DSA überlegen. Von insgesamt 126 Gefäßsegmenten waren nur 80 in der DSA sichtbar, dagegen waren 106 Gefäßsegmente in der ce-MRA sichtbar (p-Wert <0,001, McNemar-Test). Die Übereinstimmung zwischen beiden Untersuchern der ce-MRA war sehr gut, beide erkannten 105 von 126 Gefäßsegmenten (Kappa-Maß κ=0,97). Beide Modalitäten werteten übereinstimmend 46 Gefäßsegmente als hämodynamisch relevant stenosiert. 16 Gefäßstenosen wurden durch die ce-MRA im Gegensatz zur DSA überbewertet. Zwischen Untersucher 1 und Untersucher 2 der ce-MRA fand sich erneut eine sehr gute Übereinstimmung (Kappa-Maß к = 0,89). Die Messungen des SNR und des CNR ergaben sowohl in den dynamischen Se-quenzen als auch in der später akquirierten hochaufgelösten Steady-state Unter-suchung hohe Werte. Die Bildqualität der hochaufgelösten Steady-state ce-MRA war hervorragend, jedoch beeinträchtigt venöse Überlagerung die Interpretation. In der Literatur wird die ce-MRA als ein geeignetes Verfahren zur Darstellung von Fußgefäßen beschrieben. Zahlreiche Studien zeigen, dass mit der ce-MRA mehr Gefäßsegmente dargestellt werden können. Dieses Ergebnis konnte in der vor-liegenden Arbeit bestätigt werden. Eine mit MS-325 verstärkte Magnetresonanz-angiographie der Fußgefäße ist der selektiven DSA überlegen. Die Tatsache, dass mit der ce-MRA mehr Gefäßsegmente dargestellt werden können, hat den Begriff des angiographisch „verborgenen“ Blutgefäßes initiiert. In vielen klini-schen Zentren hat die ce-MRA die DSA weitgehend verdrängt. Aus diesem Grund wird in der Literatur vorgeschlagen, dass die ce-MRA die DSA als einen „verbes-serten Goldstandard“ ersetzten könnte. Kann mit der DSA kein passendes An-schlussgefäß für eine Revaskularisationsmaßnahme mittels Bypass gefunden werden, so sollte auf jeden Fall eine ce-MRA der Fußgefäße durchgeführt wer-den, um eine Amputation zu verhindern. In der Literatur wird von der Änderung der Behandlungsstrategie nach der Durchführung der ce-MRA berichtet. Bei der Klassifikation von Gefäßstenosen wertet die ce-MRA öfter höher als die DSA, diese Überbewertung ist in der Literatur bekannt und konnte ebenfalls in der vorliegenden Arbeit bestätigt werden. Diese Überschätzung resultiert aus „Spin-Dephasierung“ durch turbulente Blutströmung im Bereich einer Stenose oder besteht auf Grund von Partialvolumeneffekten. Die Verwendung eines intravaskulären Kontrastmittels, wie bsw. MS-325, zur MR-Angiographie bringt den Vorteil, dass sowohl dynamische als auch Steady-state Untersuchungen aller vaskulären Strukturen im menschlichen Körper durchge-führt werden können. Da eine hohe Signalintensität über einen langen Zeitraum besteht, können auch mehrere Körperregionen während einer einzigen Untersu-chung dargestellt werden. Nachteilig ist jedoch die Beeinträchtigung der Bildge-bung durch venöse Überlagerung. Mittels computergestützter Bildnachbearbeitung ist es jedoch möglich, Venen in Steady-state-Sequenzen zu unterdrücken und daraus ergibt sich die Möglichkeit, hochaufgelöste, überlage-rungsfreie Datensätze zu erhalten. Diese könnten dann der erste Schritt in Rich-tung einer Perfusionsbildgebung am Fuß sein, um bsw. den Erfolg von Revaskularisationsmaßnahmen auch auf Kapillarebene beurteilen zu können.

Progetto e modellazione CAD di micro turbine eoliche

Progetto di due turbine eoliche di piccola potenza per alimentare utenze remote. Sia la turbina ad asse verticale che quella ad asse orizzontale sono state dimensionate andando ad ottimizzare il funzionamento per un vento di 7.5 m/s ed un carico dato da un alternatore da 500W. Entrambe le turbine sono poi state modellate al CAD e sono stati realizzati i disegni costruttivi di alcuni elementi delle stesse.

Ottimizzazione di un motore diesel aeronautico per volo stratosferico

Studio e dimensionamento di un compressore assiale da inserire in un gruppo turbofan in cui la camera di combustione verrebbe sostituita da un motore diesel ad alte prestazioni che a sua volta andrebbe, tramite un riduttore, a trascinare il gruppo delle eliche; inoltre i gas combusti fornirebbero energia ad una turbina per il funzionamento del compressore assiale stesso.

Sviluppo di una strategia per l’individuazione di squilibri di titolo tra cilindri di un motore a combustione interna

L’oggetto di questa tesi è l’individuazione di un metodo in grado di rilevare uno squilibrio cilindrico rilevante in un motore a combustione interna ad accensione comandata, sovralimentato dinamicamente. Il progetto si basa sull’osservazione sperimentale di un forte incremento dei valori assunti da indici basati sulla differenza dei tempi dente della ruota fonica, al manifestarsi di un brusco squilibrio di titolo in uno dei quattro cilindri. Ciò ha permesso di rilevare eventuali sbilanciamenti di titolo mediante una diagnosi intrusiva in grado di esaltarli. Questa metodologia a differenza di quelle basate sul segnale proveniente dalla sonda lambda, non risente del problema del mixing dei pacchetti di gas combusti all’interno della turbina. Il lavoro di tesi è consistito nel concepire un indice di rilevamento capace di esaltare il fenomeno sopra descritto, nel creare in ambiente Matlab-Simulink un modello che simuli la strategia in questione e renda possibile la realizzazione di un prototipo, per mezzo del quale è stata validata la strategia a bordo del veicolo. This thesis proposes a methodology to detect a relevant cylinder imbalance by means of flywheel speed fluctuation analysis in a turbocharged internal combustion engine. The main idea behind this project is the evidence that every time a significant cylinder imbalance is present, it is noticed an important increase of index based on tooth time sampled via flywheel. For this reason, it is possible to develop an intrusive strategy, which higliaghts a possible cylinder imbalance presence, in order to detect it. This method, unlike others based on the signal coming from Lambda sensor, doesn’t suffer from the presence of exhaust gases mixing effect inside the turbine. The objective of this thesis is to conceive a detection index able to put in evidence the phenomena described above, and to design a model inside the Matlab-Simulink environment, able to simulate the strategy and to make possible tests on the vehicle by means of a prototype.

Aufbau und Inbetriebnahme eines hochsensitiven 3-He-Magnetometers für ein zukünftiges Experiment zur Bestimmung eines elektrischen Dipolmoments des freien Neutrons

Die Messung eines möglichen elektrischen Dipolmoments des freien Neutrons erfordert genaustmögliche Kenntnis und Überwachung des magnetischen Feldes im Inneren der n2EDM-Spektrometerkammer. Die freie Spinpräzession von hyperpolarisiertem ³He kann verbunden mit einer Signalauslese mittels optisch gepumpter Cs-Magnetometer dazu genutzt werden, Messempfindlichkeit auf Magnetfeldschwankungen im Bereich weniger Femto-Tesla zu erhalten. Am Institut für Physik der Universität Mainz wurde eine ³He/Cs-Testanlage aufgebaut, um die Möglichkeiten der Signalauslese der ³He-Spinpräzession mittels eines lampengepumpten Cs-Magnetometers zu untersuchen. Darüber hinaus wurde eine ultrakompakte und transportable Polarisationseinheit entwickelt und installiert, welche ermöglicht, eine ³He-Hyperpolarisation von bis zu 55 Prozent zu erreichen. Im Anschluss wird das polarisierte 3He-Gas automatisiert komprimiert und in zwei Magnetometerzellen in Sandwichanordnung innerhalb der n2EDM-Spektrometerkammer gefüllt. In dieser Arbeit werden die Ergebnisse der ersten im Januar 2012 erfolgreich durchgeführten Messungen vorgestellt. Bei diesen Messungen wurde ³He-Gas in der ultrakompakten Polarisationseinheit hyperpolarisiert und über Führungsfelder eines Transfersystems in eine vierlagige Mumetall-Abschirmung transferiert. Im Anschluss konnte im Inneren der magnetischen Abschirmung die freie ³He-Spinpräzession mittels eines lampengepumpten Cs-Magnetometer eindeutig nachgewiesen werden.