Generation and scattering of sound in vortical flow

We present solutions to scattering problems for unsteady disturbances to a mean swirling flow in an annular duct with a rigid 'splitter'. This situation has application to rotor-stator interaction noise in aeroengines, where the flow downstream of the fan is swirling and bifurcates into the by-pass duct and the engine core. We also consider the trailing edge extension of this problem. Inviscid mean flow in a cylindrical annulus is considered, with both axial and swirling (azimuthal) velocity components. The presence of vorticity in the mean flow couples the acoustic and vorticity modes of irrotational flow. Instead we have one combined spectrum of acoustic-vorticity waves in which the 'sonic' and 'nearly-convected' modes are fully coupled. In addition to the aeroacoustics application the results offer insight into the behaviour of these acoustic-vorticity waves, and the precise nature of the coupling between the two types of mode. Two regimes are discussed in which progress has been made, one for a specialised mean flow, uniform axial flow and rigid body swirl, and a second regime in which the frequency is assumed large, valid for any axisymmetric mean flow. The Wiener-Hopf technique is used to solve the scattering problems mathematically, and we present numerical evaluations of these solutions. Several new effects are seen to arise due to the mean vorticity, in particular the generation of sound at a trailing edge due to the scattering of a nearly convected disturbance, in contrast to the way a convected gust silently passes a trailing edge in uniform mean flow.

La prisión preventiva y su relación con las políticas de seguridad

Resumen: La prisión preventiva es la medida cautelar más grave e intensa del proceso penal, en tanto importa la coactiva privación de la libertad personal del imputado. Se trata de un instituto problemático, que plantea un contrapunto particularmente dilemático con la presunción de inocencia. Posee un fundamento constitucional, directamente vinculado con la necesidad de asegurar, en la medida de lo posible, la realización del derecho penal material. Aunque la regla general es que durante el desarrollo del proceso penal el imputado debe permanecer en libertad, no puede negarse la existencia de ciertos supuestos legitimadores de la prisión preventiva. La realidad social y la necesidad de respuestas racionales a los fenómenos de la inseguridad y de la delincuencia violenta han revelado serias fisuras en el paradigma según el cual los únicos supuestos legitimadores son los llamados peligros procesales de fuga o entorpecimiento de la investigación. Surgen así como datos que deben ser también necesariamente tenidos en cuenta para la detención cautelar tanto la especial gravedad del delito cometido y su relación con la preservación del orden público, como la existencia de un peligro de reiteración delictiva constatable. Estos dos últimos presupuestos legitimadores de la prisión preventiva cobran independencia conceptual de los primeramente mencionados. Además, cuando la prisión preventiva se funda en la especial gravedad del delito o en el peligro de reiteración delictiva, se transforma, aunque sin mutar su esencia, en un instrumento más en las políticas de seguridad dirigidas a combatir el fenómeno de la delincuencia.

Numerical Simulation and Experimental Investigation about Internal and External Flows

In this paper, TASCflow3D is used to solve inner and outer 3D viscous incompressible turbulent flow (R-e = 5.6 X 10(6)) around axisymmetric body with duct. The governing equation is a RANS equation with standard k-epsilon turbulence model. The discrete method used is a finite volume method based on the finite element approach. In this method, the description of geometry is very flexible and at the same time important conservative properties are retained. The multi-block and algebraic multi-grid techniques are used for the convergence acceleration. Agreement between experimental results and calculation is good. It indicates that this novel approach can be used to simulate complex flow such as the interaction between rotor and stator or propulsion systems containing tip clearance and cavitation.

Molecular dynamics simulations of DFZ

Dislocation emission from the crack tip in copper under mode II loading is simulated with molecular dynamics method. After 26 partial dislocations are emitted and then relaxed to reach the equilibrium under the constant displacement, the double pile-ups (including an inverse pile-up and a pile-up) are formed. i.e., the first dislocation is piled up before the obstruction, and the last dislocation is piled up ahead of the crack tip. These results conform to the TEM observations.

Effects of entry conditions on cracked kerosene-fueled supersonic combustor performance

Supersonic combustion of thermally cracked kerosene was experimentally investigated in two model supersonic combustors with different entry cross-section areas. Effects of entry static pressure, entry Mach number, combustor entry geometry, and injection scheme on combustor performance were systematically investigated and discussed based on the measured static pressure distribution and specific thrust increment due to combustion. In addition, the methodology for characterizing flow rate and composition of cracked kerosene was detailed. Using a pulsed Schlieren system, the interaction of supercritical and cracked kerosene jet plumes with a Mach 2.5 crossflow was also visualized at different injection temperatures. The present experimental results suggest that the use of a higher combustor entry Mach number as well as a larger combustor duct height would suppress the boundary layer separation near the combustor entrance and avoid the problem of inlet un- start.

Oposição e obstrução na Câmara dos Deputados

Investiga o Regimento Interno da Câmara dos Deputados com o objetivo de verificar se suas regras favorecem excessivamente a prática da obstrução, o que pode levar ao desequilíbrio da disputa parlamentar em favor daqueles - sobretudo os oposicionistas - que decidem obstruir as deliberações mediante a utilização de táticas protelatórias. O estudo centra sua análise na quantidade de tempo gasto com a votação dos diversos mecanismos de obstrução, tendo em vista o tempo regimental disponível para a Ordem do Dia, fase da sessão destinada exclusivamente à discussão e votação das diversas propostas legislativas. O objetivo é apurar se o tempo despendido com artifícios procrastinatórios (requerimentos, dentre outros) supera em demasia o destinado à apreciação da matéria principal. Na apreciação de medidas provisórias (MP), por exemplo, os cálculos efetuados nas simulações demonstram que a votação dos requerimentos, por si só, pode consumir mais da metade do tempo utilizado para votar uma única MP, o que foi confirmado pelos resultados verificados na análise dos casos concretos selecionados.

Numerical Simulation and Experimental Investigation about Internal and External Flows

In this paper, TASCflow3D is used to solve inner and outer 3D viscous incompressible turbulent flow (R-e = 5.6 X 10(6)) around axisymmetric body with duct. The governing equation is a RANS equation with standard k-epsilon turbulence model. The discrete method used is a finite volume method based on the finite element approach. In this method, the description of geometry is very flexible and at the same time important conservative properties are retained. The multi-block and algebraic multi-grid techniques are used for the convergence acceleration. Agreement between experimental results and calculation is good. It indicates that this novel approach can be used to simulate complex flow such as the interaction between rotor and stator or propulsion systems containing tip clearance and cavitation.

An Experimental Study on Flame Propagation in Cornstarch Dust Clouds

Following the quantitative determination of dust cloud parameters, this study investigates the flame propagation through cornstarch dust clouds in a vertical duct of 780 mm height and 160 x 160 mm square cross section, and gives particular attention to the effect of small scale turbulence and small turbulence intensity on flame characteristics. Dust suspensions in air were produced using an improved apparatus ensuring more uniform distribution and repeatable dust concentrations in the testing duct. The dispersion-induced turbulence was measured by means of a particle image velocimetry (PIV) system, and dust concentrations were estimated by direct weighing method. This quantitative assessment made it possible to correlate observed flame behaviors with the parameters of the dust cloud. Upward propagating dust flames, from both closed/open bottom end to open/closed top end of the duct, were visualized by direct light and shadow photography. From the observation of propagation regimes and the measurements of flame velocity, a critical value of the turbulence intensity can be specified below which laminar flame propagation would be established. This transition condition was determined to be 10 cm/s. Laminar flames propagated with oscillations from the closed bottom end to the open top end of the testing duct, while the turbulent flames accelerated continuously. Both laminar and turbulent flames propagated with steady velocity from the open bottom end to the closed top end of the duct. The measured propagation velocity of laminar flames appeared to be in the range of 0.45-0.56 m/s, and it was consistent with the measurements reported in the literature. In the present experimental study, the influence of dust concentration on flame propagation was also examined, and the flame propagation velocity was found weakly sensitive to the variations in dust concentration. Some information on the flame structure was revealed from the shadow records, showing the typical heterogeneous feature of the dust combustion process.

Respuesta a la sequía de Pinus radiata D. Don y su implicación en los procesos de tolerancia

160 p. (Bibliogr. 141-160)

Condições mecânicas do sistema respiratório em adultos com fibrose cística: estudo pela espirometria, pletismografia e técnica de oscilações forçadas

A fibrose cística (FC) é a doença autossômica recessiva mais comum na população branca que leva à redução na expectativa de vida. A doença pulmonar é a maior causa de morbidade e mortalidade. A relevância do presente estudo se dá diante de alguns fatores: aumento drástico da sobrevida média nos últimos 60 anos na FC, a fisiopatologia pulmonar não é bem compreendida, ausência de estudos reportados na literatura, até o momento, utilizando a técnica de oscilações forçadas (TOF) exclusivamente em adultos com FC. Assim sendo os objetivos deste estudo são: analisar as alterações da mecânica respiratória em adultos com FC através da espirometria, pletismografia e TOF; correlacionar os resultados da TOF aos espirométricos e pletismográficos e avaliar a sensibilidade e especificidade da TOF nestes indivíduos. É um estudo de corte transversal descritivo, no qual foram analisados dois grupos de indivíduos: controle (n=23) e FC (n=27). Os resultados foram expressos através média desvio-padrão. As técnicas funcionais respiratórias foram realizadas na seguinte sequência: TOF, espirometria, pletismografia. Na pletismografia foram avaliados os parâmetros: CPT (capacidade pulmonar total), CRF (capacidade residual funcional) e VR (volume residual), CRF/CPT e VR/CPT, resistência (Rva) e condutância específica das vias aéreas (SGva). Na espirometria: volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1), capacidade vital forçada (CVF), fluxo expiratório entre 25% e 75% (FEF25%-75%) da CVF (FEF25%-75%) e razões VEF1/CVF (%) e FEF/CVF (%). Na TOF: propriedades resistivas do sistema respiratório- R0 (resistência no intercepto), Rm (resistência média) e S (inclinação da reta de resistência) e propriedades reativas: Cdin,sr (complacência dinâmica do sistema respiratório), Xm (reatância média), frequência de ressonância (fr); e o módulo da impedância em 4 Hz (׀Zrs4Hz׀). Na espirometria o distúrbio ventilatório obstrutivo (DVO) com CVF reduzida foi predominante, com marcante redução do FEF25%-75% no grupo FC (p<0,0001) em relação ao controle. Na pletismografia: destacou-se a elevação de VR, na presença de CPT normal e elevação da Rva e redução da SGva no grupo FC. Alterações da TOF ocorridas no grupo FC em relação ao controle: aumento de R0 e Rm (p<0,0001) e fr (p<0,0002), relacionados à obstrução das vias aéreas; redução de S (p<0,0006), Xm (p<0,0001) associadas à não-homogeneidade do sistema respiratório e Cdin,sr (p<0,0001), relacionada à redução da complacência pulmonar; aumento do módulo da impedância em 4 Hz (׀Zrs4Hz׀) (representando a carga mecânica total do sistema respiratório) resultante da interação das demais alterações da TOF citadas. Os parâmetros da TOF apresentaram correlações muito boas com a espirometria e moderadas com a pletismografia. Rm foi o único parâmetro que não se relacionou com nenhuma destas técnicas. A sensibilidade e especificidade da TOF em adultos com FC apresentaram valores elevados, sobretudo nos parâmetros reativos, em especial, Xm (85,2% e 73,9% respectivamente e área sob a curva de 0,86).

An investigation of a method of underwater propulsion by direct gas injection

This report presents the results of an investigation of a method of underwater propulsion. The propelling system utilizes the energy of a small mass of expanding gas to accelerate the flow of a large mass of water through an open ended duct of proper shape and dimensions to obtain a resultant thrust. The investigation was limited to making a large number of runs on a hydroduct of arbitrary design, varying between wide limits the water flow and gas flow through the device, and measuring the net thrust caused by the introduction and expansion of the gas.

In comparison with the effective exhaust velocity of about 6,000 feet per second observed in rocket motors, this hydroduct model attained a maximum effective exhaust velocity of more than 27,000 feet per second, using nitrogen gas. Using hydrogen gas, effective exhaust velocities of 146,000 feet per second were obtained. Further investigation should prove this method of propulsion not only to be practical but very efficient.

This investigation was conducted at Project No. 1, Guggenheim Aeronautical Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California.

I. The attenuation and dispersion of sound in a condensing medium. II. The flow of a gas-particle mixture downstream of a normal shock in a nozzle

I. The attenuation of sound due to particles suspended in a gas was first calculated by Sewell and later by Epstein in their classical works on the propagation of sound in a two-phase medium. In their work, and in more recent works which include calculations of sound dispersion, the calculations were made for systems in which there was no mass transfer between the two phases. In the present work, mass transfer between phases is included in the calculations.

The attenuation and dispersion of sound in a two-phase condensing medium are calculated as functions of frequency. The medium in which the sound propagates consists of a gaseous phase, a mixture of inert gas and condensable vapor, which contains condensable liquid droplets. The droplets, which interact with the gaseous phase through the interchange of momentum, energy, and mass (through evaporation and condensation), are treated from the continuum viewpoint. Limiting cases, for flow either frozen or in equilibrium with respect to the various exchange processes, help demonstrate the effects of mass transfer between phases. Included in the calculation is the effect of thermal relaxation within droplets. Pressure relaxation between the two phases is examined, but is not included as a contributing factor because it is of interest only at much higher frequencies than the other relaxation processes. The results for a system typical of sodium droplets in sodium vapor are compared to calculations in which there is no mass exchange between phases. It is found that the maximum attenuation is about 25 per cent greater and occurs at about one-half the frequency for the case which includes mass transfer, and that the dispersion at low frequencies is about 35 per cent greater. Results for different values of latent heat are compared.

II. In the flow of a gas-particle mixture through a nozzle, a normal shock may exist in the diverging section of the nozzle. In Marble’s calculation for a shock in a constant area duct, the shock was described as a usual gas-dynamic shock followed by a relaxation zone in which the gas and particles return to equilibrium. The thickness of this zone, which is the total shock thickness in the gas-particle mixture, is of the order of the relaxation distance for a particle in the gas. In a nozzle, the area may change significantly over this relaxation zone so that the solution for a constant area duct is no longer adequate to describe the flow. In the present work, an asymptotic solution, which accounts for the area change, is obtained for the flow of a gas-particle mixture downstream of the shock in a nozzle, under the assumption of small slip between the particles and gas. This amounts to the assumption that the shock thickness is small compared with the length of the nozzle. The shock solution, valid in the region near the shock, is matched to the well known small-slip solution, which is valid in the flow downstream of the shock, to obtain a composite solution valid for the entire flow region. The solution is applied to a conical nozzle. A discussion of methods of finding the location of a shock in a nozzle is included.

O uso da Técnica de Oscilações Forçadas na análise da mecânica ventilatória de indivíduos portadores de silicose classificados em diferentes graus de obstrução

O termo silicose refere-se ao processo de fibrose pulmonar causado pela inalação de poeira contendo sílica. É uma doença ocupacional, incurável, que se inicia nas vias aéreas distais e pode progredir independente do término da exposição. Os testes de função pulmonar, apesar de não serem utilizados como ferramenta diagnóstica para silicose, são amplamente empregados para acompanhar longitudinalmente esses indivíduos. Estudos recentes sugerem que a Técnicas de Oscilações Forçadas (FOT) pode ser aplicada para detecção de alterações pulmonares precoces em indivíduos com silicose. Contudo, existem poucos estudos descrevendo as alterações de mecância respiratória associada com a silicose através da FOT. Neste contexto, os objetivos deste estudo são: (1) analisar as alterações de mecânica respiratória de indivíduos portadores de silicose com diferentes graus de obstrução e (2) avaliar a capacidade da FOT em detectar alterações na função pulmonar decorrentes da silicose. Trata-se de um estudo transversal controlado com avaliação de casos prevalentes, tendo como unidade de avaliação o indivíduo. Os exames realizados incluíram medidas de espirometria e FOT. Foi selecionado um total de 67 indivíduos, 46 portadores de silicose e 21 sadios, caracterizando o grupo controle. Os indivíduos com diagnóstico de silicose foram divididos em três grupos classificados de acordo com o nível de obstrução sugerido pela espirometria. Essa classificação resultou em três categorias: Indivíduos normais ao exame espirométrico (NE), n= 12; com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (DVOL), n=22; com distúrbio ventilatório obstrutivo moderado ou acentuado (DVOMA), n= 12. Todos os indivíduos realizaram exames da FOT para análise das propriedades resistivas e reativas do sistema respiratório. Posteriormente aos exames da FOT os indivíduos foram submetidos à espirometria. Considerando os grupos divididos a partir da espirometria, os parâmetros resistivos e reativos e a impedância do sistema respiratório em 4Hz (Z4Hz) se modificaram significativamente com a progressão da distúrbio obstrutivo. Na análise do poder diagnóstico da FOT os parâmetros R0, Rm, Rsr4 e |Z4Hz| mostraram-se precisos para identificar as modificações de mecânica respiratória em pacientes com silicose apresentando distúrbio ventilatório obstrutivo leve. Para distúrbio ventilatório obstrutivo moderado e acentuado todos os parâmetros analisados apresentaram habilidade para identificar essas alterações. Na análise entre o grupo controle e normal ao exame, nenhum parâmetro da FOT apresentou valor de acurácia adequado para uso clínico. Esses resultados são coerentes com as alterações fisiopatológicas relacionadas à silicose, confirmando o potencial da FOT na avaliação das modificações de mecânica respiratória em doentes com silicose.

Qualidade do ar e atendimentos médicos de emergência por sintomas respiratórios em crianças residentes em Jacarepaguá, Rio de Janeiro

Apesar da cidade do Rio de Janeiro ser uma das mais importantes metrópoles brasileiras são muito pouco conhecidos os efeitos da exposição aos poluentes atmosféricos na saúde da população carioca. Este trabalho foi idealizado para suprir uma parte desta carência. Os poluentes investigados foram PM10, SO2, NO2, CO e O3 e os desfechos envolveram os atendimentos pediátricos de emergência por sintomas respiratórios em três unidades públicas de saúde de Jacarepaguá, entre abril de 2002 e março de 2003. As variáveis de confusão foram a tendência temporal, sazonalidade, temperatura, umidade relativa do ar, precipitação de chuva e infecções respiratórias. Também foram ajustados os efeitos do calendário, isto é, determinados dias do ano que apresentaram comportamentos anormais como feriados e finais de semana. Houve inúmeras falhas no monitoramento de todos os poluentes e devido ao reduzido volume de dados, optou-se por não incluir o SO2 nas análises. Uma vez que os determinantes e as conseqüências clínicas das exposições aos poluentes atmosféricos são bastante distintos nas vias aérias superiores e nas vias aéreas inferiores, um dos estudos verificou a associação dos poluentes do ar com transtornos nestes dois segmentos. Embora de pequena magnitude, somente o O3 apresentou resultado positivo e estatisticamente significativo, tanto com todos os atendimentos de emergência por queixas respiratórias como com os atendimentos motivados por sintomas nas vias aéreas inferiores. O efeito foi no mesmo dia da exposição (lag 0). No outro estudo, investigou-se a associação dos poluentes do ar com os atendimentos de emergência por sintomas de obstrução brônquica. Neste caso, as crianças foram categorizadads em três faixas etárias. Somente as crianças com idades menores que 2 anos tiveram um resultado positivo e estatisticamente significativo, de expressiva magnitude com PM10. Semelhante efeito foi visto com o O3, embora com significado estatístico limítrofe (p<0,06). Também neste estudo o efeito ocorreu no mesmo dia da exposição. Apesar das falhas no monitoramento, nos dois estudos, os parâmetros da poluição ambiental estiveram associados ao aumento do número de atendimentos pediátricos de emergência por motivos respiratórios em Jacarepaguá. Durante o período de estudos, os níveis de todos os poluentes monitorados permaneceram abaixo dos limites recomendados.

Quantificação das células estreladas ativadas / miofibroblastos e análise da apoptose das células do fígado durante a terapia celular na fibrose hepática em ratos

A fibrose hepática é o resultado de uma resposta cicatrizante frente a repetidas lesões no fígado, e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de proteínas da matriz extracelular (MEC) no parênquima hepático, incluindo colágeno, fibronectina, elastina, laminina e proteoglicanos, com a participação de diferentes populações celulares do fígado. As principais células responsáveis pela síntese de proteínas da MEC na fibrose hepática são as células estreladas hepáticas ativadas e os miofibroblastos, que surgem após estímulo inflamatório e são caracterizadas pela expressão de alfa-actina de músculo liso (α-SMA). Sabe-se que durante a progressão da fibrose hepática, ocorre a morte de hepatócitos e sua substituição por células fibrogênicas α-SMA+. A apoptose dessas células fibrogênicas é de grande relevância para a regressão da fibrose e regeneração hepática. Nos últimos anos, a terapia com células tronco de medula óssea tem sido utilizada para estimular a regeneração hepática em diferentes modelos experimentais e protocolos clínicos. A fração mononuclear da medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas e células-tronco mesenquimais. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão de α-SMA e o processo de apoptose de células hepáticas durante a fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar (LDB) e após o transplante de células mononucleares de medula óssea (CMMO). Os fígados foram coletados de ratos dos seguintes grupos: normal, 14 dias de LDB, 21 dias de LDB e animais que receberam CMMO após 14 dias de LDB, e foram analisados após 7 dias (totalizando 21 dias de LDB). Para quantificar a expressão de α-SMA por células fibrogênicas nos grupos experimentais, foi realizada imunoperoxidase para α-SMA, seguida de morfometria no programa Image Pro Plus. Para analisar a apoptose nas células hepáticas, foi realizada imunoperoxidase e Western Blotting (WB) para caspase-3 (proteína apoptótica) e imunofluorescência com dupla-marcação para caspase-3 e α-SMA, seguida de observação em microscópio confocal. Os resultados da quantificação de α-SMA por morfometria mostraram que a expressão de α-SMA aumentou significativamente 14 e 21 dias após a LDB. Entretanto, essa expressão diminuiu significativamente no grupo tratado com CMMO, que apresentou parênquima hepático mais preservado em relação ao grupo com 21 dias de LDB. Os resultados de imunoperoxidase, WB e microscopia confocal para expressão de caspase-3 demonstraram que essa proteína diminuiu nos animais fibróticos com 14 e 21 dias de LDB com relação ao grupo normal, e estava significativamente elevada no grupo tratado com CMMO. A análise por microscopia confocal demonstrou que algumas células coexpressaram α-SMA e caspase-3 nos animais tratados com CMMO, sugerindo a morte de células fibrogênicas e remodelamento do parênquima hepático.