Modeling complex wells with the multi-scale finite-volume method

In this paper, an extension of the multi-scale finite-volume (MSFV) method is devised, which allows to Simulate flow and transport in reservoirs with complex well configurations. The new framework fits nicely into the data Structure of the original MSFV method,and has the important property that large patches covering the whole well are not required. For each well. an additional degree of freedom is introduced. While the treatment of pressure-constraint wells is trivial (the well-bore reference pressure is explicitly specified), additional equations have to be solved to obtain the unknown well-bore pressure of rate-constraint wells. Numerical Simulations of test cases with multiple complex wells demonstrate the ability of the new algorithm to capture the interference between the various wells and the reservoir accurately. (c) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Reliable tidal volume estimates at the airway opening with an infant monitor during high-frequency oscillatory ventilation.

OBJECTIVE: To assess the suitability of a hot-wire anemometer infant monitoring system (Florian, Acutronic Medical Systems AG, Hirzel, Switzerland) for measuring flow and tidal volume (Vt) proximal to the endotracheal tube during high-frequency oscillatory ventilation. DESIGN: In vitro model study. SETTING: Respiratory research laboratory. SUBJECT: In vitro lung model simulating moderate to severe respiratory distress. INTERVENTION: The lung model was ventilated with a SensorMedics 3100A ventilator. Vt was recorded from the monitor display (Vt-disp) and compared with the gold standard (Vt-adiab), which was calculated using the adiabatic gas equation from pressure changes inside the model. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: A range of Vt (1-10 mL), frequencies (5-15 Hz), pressure amplitudes (10-90 cm H2O), inspiratory times (30% to 50%), and Fio2 (0.21-1.0) was used. Accuracy was determined by using modified Bland-Altman plots (95% limits of agreement). An exponential decrease in Vt was observed with increasing oscillatory frequency. Mean DeltaVt-disp was 0.6 mL (limits of agreement, -1.0 to 2.1) with a linear frequency dependence. Mean DeltaVt-disp was -0.2 mL (limits of agreement, -0.5 to 0.1) with increasing pressure amplitude and -0.2 mL (limits of agreement, -0.3 to -0.1) with increasing inspiratory time. Humidity and heating did not affect error, whereas increasing Fio2 from 0.21 to 1.0 increased mean error by 6.3% (+/-2.5%). CONCLUSIONS: The Florian infant hot-wire flowmeter and monitoring system provides reliable measurements of Vt at the airway opening during high-frequency oscillatory ventilation when employed at frequencies of 8-13 Hz. The bedside application could improve monitoring of patients receiving high-frequency oscillatory ventilation, favor a better understanding of the physiologic consequences of different high-frequency oscillatory ventilation strategies, and therefore optimize treatment.

Comparação entre dois métodos para a determinação do volume de escoamento superficial

A determinação do volume máximo de escoamento superficial é fundamental para o dimensionamento de diversos tipos de obras hidráulicas, constituindo o parâmetro de maior importância no projeto de sistemas de terraceamento em nível. A determinação incorreta do volume escoado superficialmente gera imprecisões no dimensionamento destes sistemas que, quando superdimensionados, apresentam elevado custo de instalação. Tendo em vista esses aspectos, o presente trabalho teve por objetivo comparar os valores de volume máximo de escoamento superficial, obtidos por meio do método empírico do número da curva, desenvolvido pelo Serviço de Conservação de Solos dos Estados Unidos, com aqueles obtidos por meio do método desenvolvido por Pruski e colaboradores, baseado em princípios consagrados na hidrologia. O desempenho dos dois métodos foi analisado com base nas condições pluviométricas correspondentes a Belo Horizonte e Uberlândia, para período de retorno de 10 anos. Evidenciaram-se grandes diferenças entre os valores de volume de escoamento superficial obtidos pelos dois métodos, as quais se mostraram mais acentuadas para maiores velocidades de infiltração de água no solo, tendo o método proposto por Pruski e colaboradores apresentado comportamento mais condizente com a realidade.

Balanço de água no volume de solo explorado pelo sistema radicular de uma planta de citros

A produtividade das culturas agrícolas, associada às condições climáticas e edáficas, depende da disponibilidade de água e nutrientes no solo em época e quantidades apropriadas. A falta ou excesso de água no solo são fatores limitantes ao crescimento vegetal e podem diminuir a produtividade. Portanto, estudos que levem a um melhor entendimento de como a água se comporta na zona radicular de uma cultura agrícola no campo são de importância indiscutível ao adequado manejo agrícola. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o método do balanço de água no solo aplicado ao volume de solo explorado pelo sistema radicular de uma planta de citros, considerando cinco profundidades de solo e cinco distâncias horizontais do tronco em duas direções a partir do tronco (uma ao longo e outra perpendicular à linha de plantas) e, então, verificar a contribuição de cada uma das camadas de solo avaliadas à evapotranspiração real da planta. O experimento foi realizado num Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico argissólico em um pomar de citros, no município de Piracicaba (SP), durante dois períodos, um seco (40 dias) e um chuvoso (37 dias). Para atender ao objetivo proposto, um conjunto de 25 tensiômetros (cinco profundidades x cinco distâncias do tronco) foi instalado ao longo da linha e um outro, idêntico, perpendicular à linha, em direção à entrelinha. A armazenagem foi calculada a partir das leituras dos dois conjuntos de 25 tensiômetros cujos potenciais mátricos determinados foram convertidos em umidades volumétricas pelas curvas de retenção da água no solo. A drenagem interna e a ascensão capilar foram estimadas a partir das leituras diárias dos tensiômetros e da função K(fim) (condutividade hidráulica em função do potencial mátrico), por meio da equação de Darcy-Buckingham. Esta função K(fim) para cada profundidade foi determinada pelo método do perfil instantâneo realizado em área adjacente. A precipitação pluvial foi medida por pluviômetro com aquisição automática de dados instalado na área. Os resultados obtidos mostraram que o método do balanço de água proposto foi adequado para avaliar quanto cada camada de solo da zona radicular da planta contribuiu para o consumo total de água (evapotranspiração real) da planta, nos dois períodos estudados. Nesse sentido, a camada de 0,00 a 0,60 m de profundidade mostrou ser a que a planta deva apresentar maior volume de raízes ativas, de acordo com sua maior contribuição ao consumo de água pela planta.

Robust volume-targeted balanced steady-state free-precession coronary magnetic resonance angiography in a breathhold at 3.0 Tesla: a reproducibility study.

BACKGROUND: Transient balanced steady-state free-precession (bSSFP) has shown substantial promise for noninvasive assessment of coronary arteries but its utilization at 3.0 T and above has been hampered by susceptibility to field inhomogeneities that degrade image quality. The purpose of this work was to refine, implement, and test a robust, practical single-breathhold bSSFP coronary MRA sequence at 3.0 T and to test the reproducibility of the technique. METHODS: A 3D, volume-targeted, high-resolution bSSFP sequence was implemented. Localized image-based shimming was performed to minimize inhomogeneities of both the static magnetic field and the radio frequency excitation field. Fifteen healthy volunteers and three patients with coronary artery disease underwent examination with the bSSFP sequence (scan time = 20.5 ± 2.0 seconds), and acquisitions were repeated in nine subjects. The images were quantitatively analyzed using a semi-automated software tool, and the repeatability and reproducibility of measurements were determined using regression analysis and intra-class correlation coefficient (ICC), in a blinded manner. RESULTS: The 3D bSSFP sequence provided uniform, high-quality depiction of coronary arteries (n = 20). The average visible vessel length of 100.5 ± 6.3 mm and sharpness of 55 ± 2% compared favorably with earlier reported navigator-gated bSSFP and gradient echo sequences at 3.0 T. Length measurements demonstrated a highly statistically significant degree of inter-observer (r = 0.994, ICC = 0.993), intra-observer (r = 0.894, ICC = 0.896), and inter-scan concordance (r = 0.980, ICC = 0.974). Furthermore, ICC values demonstrated excellent intra-observer, inter-observer, and inter-scan agreement for vessel diameter measurements (ICC = 0.987, 0.976, and 0.961, respectively), and vessel sharpness values (ICC = 0.989, 0.938, and 0.904, respectively). CONCLUSIONS: The 3D bSSFP acquisition, using a state-of-the-art MR scanner equipped with recently available technologies such as multi-transmit, 32-channel cardiac coil, and localized B0 and B1+ shimming, allows accelerated and reproducible multi-segment assessment of the major coronary arteries at 3.0 T in a single breathhold. This rapid sequence may be especially useful for functional imaging of the coronaries where the acquisition time is limited by the stress duration and in cases where low navigator-gating efficiency prohibits acquisition of a free breathing scan in a reasonable time period.

Relações da rugosidade superficial do solo com o volume de chuva e com a estabilidade de agregados em água

A rugosidade superficial do solo é afetada, dentre outros fatores, pelo tipo de preparo, volume de chuva e estabilidade dos agregados estruturais diante da ação destrutiva da água. Em um Inceptisol, num experimento de erosão sob chuva natural realizado há 15 anos, no Sul da região do Planalto Catarinense, Brasil, avaliou-se a rugosidade superficial, a qual foi expressa por meio dos índices: rugosidade (RR), tortuosidade (T) e diferença de elevação limite (LD), no cultivo do milho, em 2003, e no cultivo da aveia, em 2004, em cujos períodos experimentais precipitaram 229 e 350 mm de chuva, respectivamente. Além disso, em 2004, entre os dois cultivos, avaliou-se a estabilidade dos agregados em água, expressa pelo diâmetro médio ponderado (DMP) e diâmetro médio geométrico (DMG) dos agregados. Os tratamentos de sistemas de manejo do solo foram: preparo convencional (PC) com uma aração + duas gradagens; cultivo mínimo (CM) com uma escarificação + uma gradagem, e semeadura direta (SD), ambos cultivados com milho e aveia, além de um tratamento adicional sem cultivo do solo (SC) em preparo convencional com uma aração + duas gradagens. A rugosidade foi avaliada em cinco oportunidades no cultivo do milho e em quatro da aveia, sendo a primeira avaliação imediatamente após o preparo do solo, e as demais, em intervalos sucessivos de 15 dias. A rugosidade inicial do solo foi alta e diminuiu com o aumento do volume das chuvas nos tratamentos SC, PC e CM, enquanto, na SD, a rugosidade foi alta apenas no cultivo da aveia e apresentou variação muito pequena com o aumento da chuva. O SC apresentou a maior redução da rugosidade ao acaso, enquanto a menor redução ocorreu na SD. A rugosidade superficial foi reduzida da condição original, na qual não se retiraram os efeitos da pendente e das marcas do preparo do solo, para a condição ao acaso, na qual esses efeitos foram retirados. A rugosidade superficial ao acaso relacionou-se inversamente com o volume das chuvas naturais. O decaimento máximo da rugosidade ao acaso relacionou-se inversamente com o DMP e com o DMG dos agregados estruturais.

Hypertension is an independent predictor of mean platelet volume in patients with acute ischaemic stroke.

Introduction: Mean platelet volume (MPV) was shown to be significantly increased in patients with acute ischaemic stroke, especially in non-lacunar strokes. Moreover, some studies concluded that increased MPV is related to poor functional outcome after ischaemic stroke, although this association is still controversial. However, the determinants of MPV in patients with acute ischaemic stroke have never been investigated. Subjects and methods: We recorded the main demographic, clinical and laboratory data of consecutive patients with acute (admitted within 24 h after stroke onset) ischaemic stroke admitted in our Neurology Service between January 2003 and December 2008. MPV was generated at admission by the Sysmex XE-2100 automated cell counter (Sysmex Corporation, Kobe, Japan) from ethylenediaminetetraacetic acid blood samples stored at room temperature until measurement. The association of these parameters with MPV was investigated in univariate and multivariate analysis. Results: A total of 636 patients was included in our study. The median MPV was 10.4 ± 0.82 fL. In univariate analysis, glucose (β= 0.03, P= 0.05), serum creatinine (β= 0.002, P= 0.02), haemoglobin (β= 0.009, P < 0.001), platelet count (β=-0.002, P < 0.001) and history of arterial hypertension (β= 0.21, P= 0.005) were found to be significantly associated with MPV. In multivariate robust regression analysis, only hypertension and platelet count remained as independent determinants of MPV. Conclusions: In patients with acute ischaemic stroke, platelet count and history of hypertension are the only determinants of MPV.