937 resultados para anisotropic firespread
Resumo:
O efeito magnetocalórico, base da refrigeração magnética, é caracterizado por duas quantidades: a variação isotérmica da entropia (ΔST) e a variação adiabática da temperatura (ΔTad) as quais podem ser obtidas sob variações na intensidade de um campo magnético aplicado. Em sistemas que apresentam anisotropia magnética, pode‐se definir o efeito magnetocalórico anisotrópico, o qual, por definição, é calculado através da variação na direção de aplicação de um campo magnético cuja intensidade se mantém fixa. Nos materiais de nosso interesse, o efeito magnetocalórico é estudado teoricamente partindo de um hamiltoniano modelo que leva em conta a rede magnética (que pode ser composta por diversas sub-redes magnéticas acopladas), rede cristalina e a dinâmica dos elétrons de condução. No hamiltoniano magnético são consideradas as interações de troca, Zeeman e campo cristalino (esta ultima responsável pela anisotropia magnética). Recentemente, estudamos o efeito magnetocalórico convencional e o efeito magnetocalórico anisotrópico nos compostos mononitretos com terras-raras, a saber: Ho(y)Er(1-y)N para as concentrações y= 0,1,0.5 e 0.75. Comparações entre nossos resultados teóricos e os dados experimentais para o EMC foram bastante satisfatórias [3,9]. Além disso, diversas predições teóricas como a existência de uma fase ferrimagnética no sistema Ho(y)Er(1-y)N (para a concentração y=0.5) e reorientações de spin nas sub-redes do Ho e Er foram feitas [25].
Resumo:
O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética.O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética. O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (ΔSiso) e pela variação da temperatura em um processo adiabático ΔTad.Apesar dos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos publicados nessa área, muitos aspectos desse efeito ainda não são bem compreendidos.Nesse trabalho discutimos os efeitos da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de um sistema de momentos magnéticos localizados. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de spins interagentes com um termo de anisotropia uniaxial do tipo DS2 z , onde D é um parâmetro. Nesse modelo, em que o eixo z é a direção de fácil magnetização, a magnitude do parâmetro de anisotropia e a direção do campo magnético aplicado têm um papel fundamental no comportamento das grandezas magnetocalóricas ΔSiso e ΔTad. Realizamos um estudo sistemático para um sistema com J = 1 aplicando o campo magnético em diferentes direções. Os resultados mostram que, quando o campo magnético é aplicado ao longo da direção z, as grandezas magnetocalóricas apresentam o comportamento normal (valores positivos de ΔTad e valores negativos de ΔSiso para ΔB > 0). Quando o campo magnético é aplicado em uma direção diferente do eixo z, as grandezas magnetocalóricas podem apresentar o comportamento inverso (valores negativos de ΔTad e valores positivos de ΔSiso para ΔB > 0) ou o comportamento anômalo (troca de sinal nas curvas de ΔTad e ΔSiso). Resultados equivalentes também foram obtidos para um sistema com J = 7=2.
Resumo:
Apresenta-se uma abordagemnumérica para ummodelo que descreve a formação de padrões por sputtering iônico na superfície de ummaterial. Esse processo é responsável pela formação de padrões inesperadamente organizados, como ondulações, nanopontos e filas hexagonais de nanoburacos. Uma análise numérica de padrões preexistentes é proposta para investigar a dinâmica na superfície, baseada em ummodelo resumido em uma equação anisotrópica amortecida de Kuramoto-Sivashinsky, em uma superfície bidimensional com condições de contorno periódicas. Apesar de determinística, seu caráter altamente não-linear fornece uma rica gama de resultados, sendo possível descrever acuradamente diferentes padrões. Umesquema semi implícito de diferenças finitas com fatoração no tempo é aplicado na discretização da equação governante. Simulações foram realizadas com coeficientes realísticos relacionados aos parâmetros físicos (anisotropias, orientação do feixe, difusão). A estabilidade do esquema numérico foi analisada por testes de passo de tempo e espaçamento de malha, enquanto a verificação do mesmo foi realizada pelo Método das Soluções Manufaturadas. Ondulações e padrões hexagonais foram obtidos a partir de condições iniciais monomodais para determinados valores do coeficiente de amortecimento, enquanto caos espaço-temporal apareceu para valores inferiores. Os efeitos anisotrópicos na formação de padrões foramestudados, variando o ângulo de incidência.
Resumo:
Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação, principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos, as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo aquele denominado The Jointed Rock Model, que é particularmente recomendado para análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação, através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem.
Resumo:
Tubular graphite cones (TGCs) with a single-crystal nanotip have been achieved by means of microwave plasma-assisted chemical vapor deposition using in-situ-evaporated Fe catalysts. The absence of the disorder-induced D band in Raman spectra revealed the single-crystalline feature of the nanotip. TGCs were found to stem from Fe catalytic carbon spherules on the order of 100 mum diameter, whose critical role in promoting both nucleation and plasma annealing in the formation of highly crystalline TGCs is discussed. The crystalline quality of such TGCs can be further verified by the investigation of their oxidative stability in air. All TGCs can survive up to 600 degrees C without any structural variations, and a few TGCs still survive with an anisotropic etched and stepped nanotip at temperatures up to 800 degrees C, much better than CNTs. Thus, TGCs with single crystalline nanotips are potential candidates for scanning probes in high-temperature oxygen-containing environments.
Resumo:
We discuss the long-range interactions that arise in homogeneous turbulence as a consequence of the Biot-Savart law. We note that, somewhat surprisingly, these long-range correlations are very weak in decaying, isotropic turbulence, and we argue that this should also be true for magnetohydrodynamic, rotating and stratified turbulence. If this is indeed the case, it is possible to make explicit predictions for the rate of decay of energy in these anisotropic systems, and it turns out that these predictions are consistent with the available numerical and experimental evidence.
The unsteady development of a turbulent wake through a downstream low-pressure turbine blade passage
Resumo:
This paper presents two-dimensional LDA measurements of the convection of a wake through a low-pressure (LP) turbine cascade. Previous studies have shown the wake convection to be kinematic but have not provided details of the turbulent field. The spatial resolution of these measurements has facilitated the calculation of the production of turbulent kinetic energy and this has revealed a mechanism for turbulence production as the wake converts through the bladerow. The measured ensemble-averaged velocity field confirmed the previously reported kinematics of wake convection while the measurements of the turbulence quantities showed the wake fluid to be characterised by elevated levels of turbulent kinetic energy (TKE) and to have an anisotropic structure. Based on the measured mean and turbulence quantities, the production of turbulent kinetic energy was calculated. This highlighted a TKE production mechanism that resulted in increased levels of turbulence over the rear suction surface where boundary layer transition occurs. The turbulence production mechanism within the bladerow was also observed to produce more nearly isotropic turbulence. Production occurs when the principal stresses within the wake are aligned with the mean strains. This coincides with the maximum distortion of the wake within the blade passage and provides a mechanism for the production of turbulence outside of the boundary layer.
Resumo:
Prandtl's secondary mean motions of the second kind near an undulating surface were explained in terms of turbulent blocking effect and kinematic boundary conditions at the surface, and its order of magnitude was estimated. Isotropic turbulence is distorted by the undulating surface of wavelength λ and amplitude h with a low slope, so that h « λ. The prime mechanism for generating the mean flow is that the far-field Isotropic turbulence is distorted by the non-local blocking effect of the surface to become anisotropic axisymmetric turbulence near the surface with principal axis that is not aligned with the local curvature of the undulation. Then the local analysis can be applied and the mechanism is similar to the mean flow generation mechanism for homogeneous axisymmetric turbulence over a planer surface, i.e. gradients of the Reynolds stress caused by the turbulent blocking effect generate the mean motions. The results from this simple analysis are consistent with previous exact analysis in which the effects of curvature are strictly taken into account. The results also qualitatively agree with flow visualization over an undulating surface in a mixing-box.
Resumo:
Bone is an anisotropic material, and its mechanical properties are determined by its microstructure as well as its composition. Mechanical properties of bone are a consequence of the proportions of, and the interactions between, mineral, collagen and water. Water plays an important role in maintaining the mechanical integrity of the composite, but the manner in which water interacts within the ultrastructure is unclear. Dentine being an isotropic two-dimensional structure presents a homogenous composite to examine the dehydration effects. Nanoindentation methods for determining the viscoelastic properties have recently been developed and are a subject of great interest. Here, one method based on elastic-viscoelastic correspondence for 'ramp and hold' creep testing (Oyen, J. Mater. Res., 2005) has been used to analyze viscoelastic behavior of polymeric and biological materials. The method of 'ramp and hold' allows the shear modulus at time zero to be determined from fitting of the displacement during the maximum load hold. Changes in the viscoelastic properties of bone and dentine were examined as the material was systematically dehydrated in a series of water:solvent mixes. Samples of equine dentine were sectioned and cryo-polished. Shear modulus was obtained by nanoindentation using spherical indenters with a maximum load hold of 120s. Samples were tested in different solvent concentrations sequentially, 70% ethanol to 50% ethanol, 70 % ethanol to 100% ethanol, 70% ethanol to 70% methanol to 100% methanol, and 70% ethanol to 100% acetone, after storage in each condition for 24h. By selectively removing and then replacing water from the composite, insights in to the ultrastructure of the tissue can be gained from the corresponding changes in the experimentally determined moduli, as well as an understanding of the complete reversibility of the dehydration process. © 2006 Materials Research Society.
Resumo:
The effects of initial soil fabric on behaviors of granular soils are investigated by using Distinct Element Method (DEM) numerical simulation. Soil specimens are represented by an assembly of non-uniform sized spheres with different initial contact normal distributions. Isotropically consolidated triaxial compression loading and extension unloading in both undrained and drained conditions are simulated for vertically- and horizontally-sheared specimens. The numerical simulation results are compared qualitatively with the published experimental data and the effects of initial soil fabric on resulting soil behaviors are discussed, including the effects of specimen reconstitution methods, effects of large preshearing, and anisotropic characteristics in undrained and drained conditions. The effects of initial soil fabric and mode of shearing on the quasi-steady state line are also investigated. The numerical simulation results can systematically explain that the observed experimental behaviors of granular soils are due principally to their conditions of the initial soil fabric. This outcome provides insights into the observed phenomena in microscopic view. © 2011 Elsevier Ltd.
Resumo:
The critical currents of coated conductors fabricated by metal-organic deposition (MOD) on rolling-assisted biaxially textured substrates (RABiTS) and by pulsed laser deposition (PLD) on ion-beam assisted deposition (IBAD) templates have been measured as a function of magnetic field orientation and compared to films grown on single crystal substrates. By varying the orientation of magnetic field applied in the plane of the film, we are able to determine the extent to which current flow in each type of conductor is percolative. Standard MOD/RABiTS conductors have also been compared to samples whose grain boundaries have been doped by diffusing Ca from an overlayer. We find that undoped MOD/RABiTS tapes have a less anisotropic in-plane field dependence than PLD/IBAD tapes and that the uniformity of critical current as a function of in-plane field angle is greater for MOD/RABiTS samples doped with Ca. (C) 2005 American Institute of Physics.
Resumo:
In this paper a novel visualisation method for diffusion tensor MRI datasets is introduced. This is based on the use of Complex Wavelets in order to produce "stripy" textures which depict the anisotropic component of the diffusion tensors. Grey-scale pixel intensity is used to show the isotropic component. This paper also discusses enhancements of the technique for 3D visualisation. © 2004 IEEE.
Resumo:
This paper is the third part of a report on systematic measurements and analyses of wind-generated water waves in a laboratory environment. The results of the measurements of the turbulent flow on the water side are presented here, the details of which include the turbulence structure, the correlation functions, and the length and velocity scales. It shows that the mean turbulent velocity profiles are logarithmic, and the flows are hydraulically rough. The friction velocity in the water boundary layer is an order of magnitude smaller than that in the wind boundary layer. The level of turbulence is enhanced immediately beneath the water surface due to micro-breaking, which reflects that the Reynolds shear stress is of the order u *w 2. The vertical velocities of the turbulence are related to the relevant velocity scale at the still-water level. The autocorrelation function in the vertical direction shows features of typical anisotropic turbulence comprising a large range of wavelengths. The ratio between the microscale and macroscale can be expressed as λ/Λ=a Re Λ n, with the exponent n slightly different from -1/2, which is the value when turbulence production and dissipation are in balance. On the basis of the wavelength and turbulent velocity, the free-surface flows in the present experiments fall into the wavy free-surface flow regime. The integral turbulent scale on the water side alone underestimates the degree of disturbance at the free surface. © 2012 Elsevier B.V.
Resumo:
Theoretical and experimental AC loss data on a superconducting pancake coil wound using second generation (2 G) conductors are presented. An anisotropic critical state model is used to calculate critical current and the AC losses of a superconducting pancake coil. In the coil there are two regions, the critical state region and the subcritical region. The model assumes that in the subcritical region the flux lines are parallel to the tape wide face. AC losses of the superconducting pancake coil are calculated using this model. Both calorimetric and electrical techniques were used to measure AC losses in the coil. The calorimetric method is based on measuring the boil-off rate of liquid nitrogen. The electric method used a compensation circuit to eliminate the inductive component to measure the loss voltage of the coil. The experimental results are consistent with the theoretical calculations thus validating the anisotropic critical state model for loss estimations in the superconducting pancake coil. © 2011 American Institute of Physics.
Resumo:
This paper presents the modeling of second generation (2 G) high-temperature superconducting (HTS) pancake coils using finite element method. The axial symmetric model can be used to calculate current and magnetic field distribution inside the coil. The anisotropic characteristics of 2 G tapes are included in the model by direct interpolation. The model is validated by comparing to experimental results. We use the model to study critical currents of 2 G coils and find that 100μV/m is too high a criterion to determine long-term operating current of the coils, because the innermost turns of a coil will, due to the effect of local magnetic field, reach their critical current much earlier than outer turns. Our modeling shows that an average voltage criterion of 20μV/m over the coil corresponds to the point at which the innermost turns' electric field exceeds 100μV/m. So 20μV/m is suggested to be the critical current criterion of the HTS coil. The influence of background field on the coil critical current is also studied in the paper. © 2012 American Institute of Physics.