Numerical Investigations for Leakage and Windage Heating in Straight-Through Labyrinth Seals

The ability to quantify leakage flow and windage heating for labyrinth seals with honeycomb lands is critical in understanding gas turbine engine system performance and predicting its component life. Variety of labyrinth seal configurations (number of teeth, stepped or straight, honeycomb cell size) are in use in gas turbines, and for each configuration, there are many geometric factors that can impact a seal's leakage and windage characteristics. This paper describes the development of a numerical methodology aimed at studying the effect of honeycomb lands on leakage and windage heating. Specifically, a three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model is developed utilizing commercial finite volume-based software incorporating the renormalization group (RNG) k-epsilon turbulence model with modified Schmidt number. The modified turbulence model is benchmarked and fine-tuned based on several experiments. Using this model, a broad parametric study is conducted by varying honeycomb cell size, pressure ratio (PR), and radial clearance for a four-tooth straight-through labyrinth seal. The results show good agreement with available experimental data. They further indicate that larger honeycomb cells predict higher seal leakage and windage heating at tighter clearances compared to smaller honeycomb cells and smooth lands. However, at open seal clearances larger honeycomb cells have lower leakage compared to smaller honeycomb cells.

Grain Refinement at the Nanoscale Via Mechanical Twinning and Dislocation Interaction in a Nickel-Based Alloy

A nanostructured surface layer was formed on an Inconel 600 plate by subjecting it to surface mechanical attrition treatment at room temperature. Transmission electron microscopy and high-resolution transmission electron microscopy of the treated surface layer were carried out to reveal the underlying grain refinement mechanism. Experimental observations showed that the strain-induced nanocrystallization in the current sample occurred via formation of mechanical microtwins and subsequent interaction of the microtwins with dislocations in the surface layer. The development of high-density dislocation arrays inside the twin-matrix lamellae provides precursors for grain boundaries that subdivide the nanometer-thick lamellae into equiaxed, nanometer-sized grains with random orientations.

A general design method for electric machines using magnetic circuit model considering the flux saturation problem

This paper proposes an analytical approach that is generalized for the design of various types of electric machines based on a physical magnetic circuit model. Conventional approaches have been used to predict the behavior of electric machines but have limitations in accurate flux saturation analysis and hence machine dimensioning at the initial design stage. In particular, magnetic saturation is generally ignored or compensated by correction factors in simplified models since it is difficult to determine the flux in each stator tooth for machines with any slot-pole combinations. In this paper, the flux produced by stator winding currents can be calculated accurately and rapidly for each stator tooth using the developed model, taking saturation into account. This aids machine dimensioning without the need for a computationally expensive finite element analysis (FEA). A 48-slot machine operated in induction and doubly-fed modes is used to demonstrate the proposed model. FEA is employed for verification.

In Situ Synthesis Of Nanocrystalline Intermetallic Layer During Surface Plastic Deformation Of Zirconium

By means of a surface plastic deformation method a nanocrystalline (NC) intermetallic compound was in situ synthesized on the surface layer of bulk zirconium (Zr). Hardened steel shots (composition: 1.0C, 1.5Cr, base Fe in wt.%) were used to conduct repetitive and multidirectional peening on the surface layer of Zr. The microstructure evolution of the surface layer was investigated by X-ray diffraction and scanning and transmission electron microscopy observations. The NC intermetallic layer of about 25 gm thick was observed and confirmed by concentration profiles of Zr, Fe and Cr, and was found to consist of the Fe100-xCrx compound with an average grain size of 22 nm. The NC surface layer exhibited an extremely high average hardness of 10.2 GPa. The Zr base immediately next to the compound/Zr interface has a grain size of similar to 250 nm, and a hardness of similar to 3.4 GPa. The Fe100-xCrx layer was found to securely adhere to the Zr base. (c) 2007 Elsevier B.V All rights reserved.

Effect of dentin tubules on the mechanical properties of dentin - part III: Numerical, analysis

Imitating a real tooth and the periodontal supporting tissues, we have established a 2D finite element model and carried out a numerical analysis based on the inhomogeneous and anisotropic (IA) stress-strain relation and strength model of dentin proposed in the preceding Parts I and II, and the conventional homogeneous and isotropic (III) model, respectively. Quite a few cases of loadings for a non-defected and a defected tooth are considered. The numerical results show that the stress level predicted by the IA model is remarkably higher than that by the III model, revealing that the effect of the dentin tubules should be taken into a serious consideration from the viewpoint of biomechanics.

Estimations, from tagging experiments, of mortality rates and other parameters respecting yellowfin and skipjack tuna

ENGLISH: In this paper, a method of analysis described by Gulland (1963) has been used to estimate the fishing mortality rates of tagged yellowfin and skipjack tuna for specific areas and years. Fishing mortality rates obtained for tagged tunas will also represent those for the entire population from which the tagged fishes were drawn, provided the assumptions used and corrections made for these analyses are valid. Total mortality rates of tagged fishes have also been computed. These are not assumed to be directly equivalent to the total mortality rates of the untagged populations,since tagged fishes are subject to additional types of attrition. These additional sources of mortality are also examined in this study. SPANISH: En el presente trabajo se ha usado un método de análisis descrito por Gulland (1963), para estimar las tasas de mortalidad de pesca de los atunes aleta amarilla y barrilete marcados en áreas y años específicos. Las tasas de mortalidad de pesca obtenidas en atunes marcados representarán también las de toda la población, de la cual fueron extraídos, previendo que las suposiciones usadas y las correcciones hechas para estos análisis sean válidas. Las tasas de mortalidad total de los peces marcados también han sido computadas. No se supone que éstas sean directamente equivalentes a las tasas de mortalidad total de las poblaciones no marcadas, ya que los peces marcados están sujetos también a otros tipos de pérdida. Estas otras causas de mortalidad son examinadas también en el presente estudio.

Estimating age of spotted and spinner dolphins (Stenella attenuata and Stenella longirostris) from teeth

This paper is an account of preparation and examination techniques and criteria used to estimate age in decalcified and stained tooth thin sections from spinner and spotted dolphins. A dentinal growth layer group (GLG), composed of two thin light and two thicker dark-stained layers, is deposited annually. The GLG component layers are variably visible, but the "ideal" pattern and successive thinning of dentinal GLGs are used as a guide to determine GLG limits. Age-specific thicknesses of dentinal GLGs found in Hawaiian spinner dolphin teeth seem to be applicable to teeth of spotted dolphins and can be used as an aid in locating GLG boundaries. Cementa1 GLGs are composed of a dark-stained and alightly stained layer and usually are deposited at a rate of one per year, but may be deposited every other year or two or three times per year. Two slightly different methods of counting dentinal GLGs are presented, along with guidelines for determining whether dentinal or cementa1 GLG counts provide the best estimate of age for a specimen. (PDF contains 23 pages.)

Preparation of acetate peels of valves from the ocean quahog, Arctica islandica, for age determinations

Techniques are described for preparing acetate peels of sectioned valves of ocean quahogs, Arctica islandica, for age determinations. The respective sequence of preparation begins by sectioning left valves oriented to include a single hinge tooth, bleaching to remove the heavy periostracum, embedding the valves in an epoxy resin, grinding and polishing the embedments to a high luster, etching the exposed cut valve surfaces, and applying sheet acetate with acetone. Annuli are clearly defined relative to growth increments in the peel preparations for all sizes and ages of ocean quahogs. (PDF file contains12 pages.)

Additions to a revision of the shark genus Carcharhinus: Synonymy of Aprionodon and Hypoprion, and description of a new species of Carcharhinus (Carcharhinidae)

Features of the valid nominal species of Aprionodon Gill (isodon Valenciennes) and Hypoprion Muller and Henle (hemiodon Valenciennes, macloti Muller and Henle, and signatus Poey), plus those of a previously unrecognized species here described as Carcharhinus leiodon n.sp., are examined and compared with those of Carcharhinus Blainville. Features studied include morphometrics, vertebral numbers and other vertebral characteristics, tooth numbers, color pattern, and some other aspects of external morphology. It is concluded that on these features C. leiodon n.sp. is entirely encompassed within the parameters of Carcharhinus, and that, although A. isodon, H. hemiodon, H. macloti, and H. signatus each extend the range of diversity of Carcharhinus in one or more features, A. isodon is not uniquely different from Carcharhinus, and there is no common pattern of difference between the three species of Hypoprion and Carcharhinus. Accordingly, and because the nature of the teeth of Aprionodon and Hypoprion has been found insufficient to warrant generic distinction from Carcharhinus, the genera Aprionodon and Hypoprion are synonymised with Carcharhinus. A diagnosis and description are given for each of the above species. The descriptions include measurements, counts, and line illustrations that show the whole shark in lateral view, underside of head, nostril, and teeth. The geographic distribution is summarized, as are also the meager biological data available on number of embryos, size at birth, size at sexual maturity, and maximum size. (PDF file contains 32 pages.)

First occurrence of Mosasauridae (Squamata) in the Maastrichtian (latest Cretaceous) of Alicante (Valencia Community, Eastern Spain)

8 p.

Expressão e distribuição de CGRP, VEGF e TGF-β na gengiva dos dentes de ratos com periodontite induzida por ligadura: aspectos imunohistoquímicos

No momento em que há a agressão tecidual e a defesa inata é deflagrada, mediadores químicos são liberados no local afetado. Esses mediadores podem ser de origem celular tais como CGRP, VEGF e TGFß. Os objetivos desta pesquisa foram avaliar a expressão e distribuição de CGRP, TGFß e VEGF na gengiva do primeiro molar inferior esquerdo de rato no 7 e 14 dias após a indução por ligadura; a expressão e distribuição de CGRP, TGFß e VEGF na gengiva do dente contralateral correspondente sem ligadura, no 7 e 14 dias, e se a indução da periodontite por ligadura no dente experimental provoca uma inflamação na gengiva do dente contralateral correspondente no 7 e 14 dias após a ligadura. Para o desenvolvimento deste trabalho foram selecionados 15 ratos Rattus Novergicus, Albinus, Wistar. O grupo experimental de 12 ratos foi dividido em 2 subgrupos compostos por 6 ratos cada um deles distribuídos da seguinte maneira: os do subgrupo A1 permaneceram com a ligadura no primeiro molar inferior esquerdo por 7 dias e foram sacrificados; os do subgrupo A-2 -permaneceram com a ligadura no primeiro molar inferior esquerdo por 14 dias e foram sacrificados. Outros três animais constituíram o grupo controle. Após o sacrifício dos 12 animais dos grupos experimentais e controle suas mandíbulas foram colocadas em ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) neutro para sofrerem descalcificação. Então foram processadas para inclusão em parafina e os cortes histológicos foram corados pela hematoxilina-eosina e submetidos à técnica imunohistoquímica para imunomarcação de CGRP, VEGF e TGFß. Aos 7 dias de ligadura observou-se na lâmina própria gengival, epitélio juncional e epitélio oral, expressiva marcação para CGRP. A expressão de VEGF foi intensa na lamina própria e com pouca ou nenhuma marcação no epitélio oral e juncional. O TGFß apresentou pouca marcação na lâmina própria ou nenhuma marcação no epitélio oral e juncional. Aos 14 dias de ligadura houve expressiva marcação de CGRP na lâmina própria, epitélios oral e juncional. O VEGF e o TGFß apresentaram muita marcação na lâmina própria e pouca ou nenhuma marcação no epitélio oral e juncional. Na gengiva dos dentes contralaterais nos 7 e 14 dias houve pouca marcação do CGRP do TGFß na lâmina própria e muita marcação do VEGF. Na gengiva dos dentes controle observou-se muita marcação do CGRP no epitélio juncional e oral e na lâmina própria. O TGFß e o VEGF se expressaram muito pouco ou não se expressaram. Devido à marcação expressiva do VEGF na lâmina própria dos dentes contralaterais, permanece inconclusiva a adequação do uso dos dentes contralaterais nos estudos experimentais das doenças periodontais, embora a expressão de TGFß e CGRP tenham sido menores nestes dentes. A maior marcação do CGRP, VEGF e TGFß nos animais com 14 dias de ligadura do que aos 7 dias demonstra a progressão do processo inflamatório crônico, não se observando processo de reparação cicatricial.

Aplicação da técnica de difração de raios X usando luz síncroton para caracterização de esmalte dentário humano flluorótico e de controle

Com a introdução do flúor como o principal agente anticariogênico e, talvez, um aumento do flúor na nossa cadeia alimentar, a fluorose dentária tornou-se um problema mundial. Os mecanismos que conduzem à formação do esmalte fluorótico são desconhecidos, mas devem envolver modificações nas reações físico-químicas básicas de desmineralização e remineralização do esmalte dentário. O aumento daquantidade de flúor no cristal apatita resulta no aumento dos parâmetros de rede. O objetivo deste trabalho é caracterizar o esmalte dentário humano saudável e fluorótico usando difração de raios X com luz síncrotron. Todos os perfis de espalhamento foram medidos na linha de difração de raios X (XRD1) do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, Campinas SP. Os experimentos foram realizados usando amostras em pó e em lâminas polidas. As amostras em pó foram analisadas a fim de obter a caracterização do esmalte dentário saudável. As lâminas foram analisadas em áreas do esmalte específicas identificadas como fluoróticas. Todos os perfis foram comparados com amostras de esmalte de controle e também com a literatura. A evidente similaridade entre os perfis de difração mostraram a analogia entre as estruturas do esmalte dentário e a hidroxiapatita padrão. Fica evidente que os perfis de difração do esmalte dentário das amostras em lâmina são diferentes daqueles obtidos para o esmalte em pó. As diferenças encontradas incluem variação na cristalinidade e orientação preferencial. Os valores encontrados para as distâncias interplanares para o esmalte de controle e fluorótico das amostras em lâmina não apresentaram diferenças estatisticamente significativas. Isto pode ser explicado pelo fato que a hidroxiapatita e a fluoropatita formam cristais com a mesma estrutura hexagonal, mesmo grupo de simetria e têm parâmetros de rede muito próximos, os quais a habilidade do sistema não foi suficiente para resolver. Finalmente, este trabalho mostra que a difração de raios X usando radiação síncrotron é uma técnica poderosa para o estudo da cristalografia e microestrutura do esmalte dentário e, ainda, pode ser igualmente aplicada no estudo de outros tecidos biológicos duros e de biomateriais sintéticos.

Ancylidae (Mollusca, Heterobranchia, Pulmonata, Basommatophora) do Estado do Rio de Janeiro, Brasil: morfologia, sistemática e distribuição geográfica

Os moluscos pateliformes de água doce da região Neotropical são comumente atribuídos a família Ancylidae sensu latum, abrangendo sete gêneros com pelo menos 13 espécies válidas e sete com identificação duvidosa. Os ancilídeos possuem pequenas dimensões, alcançam no máximo 15 mm de comprimento. Sua concha é frágil, composta por duas regiões, a protoconcha e a teleoconcha, as quais apresentam caracteres relevantes para a sistemática. Na parte mole as impressões musculares, a pigmentação do manto, o sistema reprodutor e a rádula são importantes para o estudo da família. Apesar de existirem vários registros de ocorrência para ancílideos no Estado do Rio de Janeiro (ERJ), existem poucos dados morfológicos. O principal objetivo deste estudo foi fornecer e ampliar as informações sobre a morfologia e distribuição geográfica das espécies de Ancylidae encontradas no ERJ. Os materiais utilizados foram procedentes de coletas próprias, material depositado em Coleções Científicas e dados de revisão bibliográfica. O estudo da morfologia comparada das conchas foi realizado com o auxílio de imagens de microscópio óptico e de varredura. Para a comparação das partes moles, os espécimes foram corados e dissecados sob lupa. Através da conquiliometria analisamos as diferenças inter e intrapopulacionais. Com este trabalho, a riqueza conhecida para Ancylidae no ERJ, aumentou de cinco para sete espécies: Burnupia sp., Ferrissia sp., Gundlachia radiata (Guilding, 1828),G. ticaga (Marcus & Marcus, 1962), Gundlachia sp., Hebetancylus moricandi (d`Orbigny, 1837) e Uncancylus concentricus (d`Orbigny, 1837). Gundlachia radiata e U. concentricus constituem novos registros para o ERJ, e G. radiata para a Região Sudeste. As três espécies com o maior número de registros de ocorrência no ERJ foram: G. ticaga (66%), Ferrissia sp. (37%) e Gundlachia sp. (18%). A ampla distribuição de G. ticaga pode ser devido à capacidade de suportar ambientes impactados. Em relação à morfologia, Burnupia sp. difere de Burnupia ingae Lanzer, 1991, única espécie deste gênero descrita para o Brasil, por apresentar diferenças na microescultura da concha e também na forma das impressões musculares. Ferrissia sp. difere de F. gentilis Lanzer, 1991, devido a diferenças na microescultura apical e número de cúspides no dente central da rádula. Gundlachia sp. é diferente de G. ticaga e G. radiata, por apresentar a abertura da concha mais arredondada, ápice mais recurvado, ultrapassando a borda da concha, pontuações irregulares em toda a protoconcha e forma dos músculos adutores anterior direito e posterior mais elíptica. A morfologia interna também mostra diferenças entre Gundlachia sp. e G. ticaga, como o apêndice terminal do útero e o número de folículos do ovoteste. Através das análises conquiliométricas, constatamos para os gêneros Burnupia, Ferrrissia e Gundlachia, que os índices morfométricos se mostraram melhores que as medidas lineares para a discriminação das espécies, provavelmente porque esses índices diminuem o efeito da amplitude de tamanho das conchas, que são fortemente influenciadas pelas variações ecofenotípicas. Contudo, os caracteres diagnósticos das conchas e das partes moles (impressões musculares) são indispensáveis para a identificação dos gêneros e espécies de Ancylidae. Palavras-chave: Mollusca. Moluscos de água doce. Morfologia. Distribuição geográfica. Estado do Rio de Janeiro.uscos.

Em busca do convívio social: o regime semi-aberto no Instituto Penal Oscar Stevenson

O presente trabalho tem como objetivo central analisar o Sistema Penitenciário do Estado do Rio de Janeiro a partir do regime semi-aberto, tendo como campo de análise o Instituto Penal Oscar Stevenson, situado em Benfica, no município do Rio de Janeiro, voltado para um público carcerário feminino. Buscou-se verificar, sob o enfoque das presas, a expectativa e possibilidades de retorno ao convívio social; analisar os aspectos jurídico-institucionais referentes ao regime semi-aberto, no que tange a obtenção dos benefícios, junto a Lei de Execução Penal e identificar quais as parcerias que viabilizam a inserção delas no mercado de trabalho. Para a efetivação desse trabalho utilizou-se, preferencialmente os pressupostos teóricos e metodológicos da pesquisa quali-quantitativa, pois foi trabalhado não só no nível da objetividade, mas também no significado das ações e relações humanas, sabendo que a realidade prisional é perpassada por questões de cunho opressor, punitivo, em função de preconizar a segurança. Foram realizados também levantamentos de dados bibliográficos e censitários, bem como entrevistas semi-estruturadas junto aos agentes penitenciários do setor de educação e classificação e principalmente as presas. A análise do material coletado permitiu confirmar as hipóteses da pesquisa: i) que a ausência de oportunidades que garantam às presas os benefícios do regime semi-aberto não se dá por falta de instrumentos legais, mas sim pela burocracia no cadastramento e poucas parcerias de cursos profissionalizantes, empresas privadas que absorvam mão-de-obra das presas do regime semi-aberto; e ii) e que no momento em que as presas ainda estavam no regime fechado, não tiveram oportunidades de se capacitarem e também os vínculos familiares não foram mantidos, com isso dificultando que estas usufruam dos benefícios do regime semi-aberto. E, conseqüentemente, sendo cada vez mais adiado o seu retorno gradativo ao convívio social, através da progressão de regime.

Avaliação dos métodos para análise da microinfiltração marginal em restaurações de resina composta classe V in vitro

O objetivo deste estudo foi comparar os resultados da microinfiltração marginal obtidos por diferentes meios de aquisição de imagens e métodos de mensuração da penetração de prata em restaurações de resina composta classe V, in vitro. Dezoito pré-molares humanos hígidos, recém extraídos, foram divididos em três grupos, de acordo com o tipo de instrumento para preparação cavitária utilizado. Grupo 1: ponta diamantada número 3100, em alta rotação. Grupo 2: broca carbide número 330, em alta rotação. Grupo 3: ponta CVDentus código 82137, em aparelho de ultrassom. Foram realizados preparos cavitários padronizados (3x4x2mm) classe V nas faces vestibular e lingual de todos os dentes, com margens oclusais em esmalte e cervicais em dentina/cemento. As cavidades foram restauradas com o sistema adesivo Solobond M (VOCO) e resina composta Grandio (VOCO), a qual foi inserida e fotoativada em três incrementos. Os corpos de prova ficaram imersos em água destilada por 24h a 37oC; receberam acabamento e polimento com discos SofLex (3M) e foram novamente armazenados em água destilada, por sete dias. Posteriormente, as superfícies dentárias foram coberta com duas camadas de esmalte para unhas vermelho, exceto as áreas adjacentes às restaurações. Os espécimes ficaram imersos em solução aquosa de nitrato de prata a 50% por 24h e em solução fotorreveladora por 2h e foram seccionados no sentido vestíbulo-lingual, passando pelo centro das restaurações, com disco diamantado em baixa rotação. As amostras foram polidas em politriz horizontal e analisadas por diferentes métodos. À extensão da microinfiltração foi atribuído escores de 0 a 3 através de análises por meio de estereomicroscópio tradicional e com leds e microscópio ótico. As imagens obtidas na lupa com leds e no microscópio ótico tiveram as áreas infiltradas medidas através do software AxioVision. O teste χ2 de McNemar-Bowker revelou concordância estatística entre estereomicroscópio tradicional e o com leds (p=0,809) durante análises semiquantitativas. Porém, houve diferenças significantes entre microscópio ótico e estereomicroscópios (p<0,001). Houve boa correlação entre análises semiquantitativas e quantitativas de acordo com o teste de Spearmann (p<0,001). O teste de Kruskall-Wallis não revelou diferenças estatisticamente significantes (p=0,174) entre os grupos experimentais na análise quantitativa por microscópio ótico, em esmalte. Ao contrário do que se observa com a mesma em lupa (p<0,001). Conclui-se que o método de atribuição de escores comumente aplicado com a lupa nos estudos da microinfiltração marginal é uma opção confiável para análise da microinfiltração.