A Simple Hysteretic Energy Harvesting Method for Nonneutral AC Switches in Load Automation

This paper presents a simple hysteretic method to obtain the energy required to operate the gate-drive, sensors, and other circuits within nonneutral ac switches intended for use in load automated buildings. The proposed method features a switch-mode low part-count self-powered MOSFET ac switch that achieves efficiency and load current THD figures comparable to those of an externally gate-driven switch built using similar MOSFETS. The fundamental operation of the method is explained in detail, followed by the modifications required for practical implementation. Certain design rules that allow the method to accommodate a wide range of single-phase loads from 10 VA to 1 kVA are discussed, along with an efficiency enhancement feature based on inherent MOSFET characteristics. The limitations and side effects of the method are also mentioned according to their levels of severity. Finally, experimental results obtained using a prototype sensor switch are presented, along with a performance comparison of the prototype with an externally gate-driven MOSFET switch.

Maximum Spreading of Liquid Drops Impacting on Groove-Textured Surfaces: Effect of Surface Texture

Maximum, spreading of liquid drops impacting on solid surfaces textured with unidirectional parallel grooves is studied for drop Weber number in the range 1-100 focusing on the role of texture geometry and wettability. The maximum spread factor of impacting drops measured perpendicular to grooves; beta(m,perpendicular to) is seen to be less than, that:measured parallel to grooves, beta(m,perpendicular to).The difference between beta(m,perpendicular to), and beta(m,parallel to) increases with drop impact velocity. This deviation of beta(m,perpendicular to) from beta(m,parallel to) is analyzed by considering the possible mechanisms, correspond, ing to experimental observations (1) impregnation of drop into the grooves, (2) convex shape of liquid vapor interface near contact line at maximum spreading, and (3) contact line pinning of spreading drop at the pillar edges by incorporating them into an energy conservation-based model. The analysis reveals that contact line pinning offers a physically meaningful justification of the observed: deviation of beta(m,perpendicular to) from beta(m,parallel to) compared to other possible candidates. A unified model, incorporating all the above-mentioned mechanisms, is formulated, which predicts beta(m,perpendicular to) on several groove-textured surfaces made of intrinsically hydrophilic and hydrophobic materials with an average error of 8.3%. The effect of groove-texture geometrical parameters,on maximum drop spreading is explained using this unified model. A special case of the unified model, with contact line pinning, absent, predicts beta(m,parallel to) with an average error of 6.3%.

Flow Stress of Biomorphous Metal-Matrix Composites

For metal-matrix composites (MMCs), interfacial debonding between the ductile matrix and the reinforcing hard inclusions is an important failure mode. A fundamental approach to improving the properties of MMCs is to optimize their microstructure to achieve maximum strength and toughness. Here, we investigate the flow stress of a MMC with a nanoscale microstructure similar to that of bone. Such a 'biomorphous' MMC would be made of staggered hard and slender nanoparticles embedded in a ductile matrix. We show that the large aspect ratio and the nanometer size of inclusions in the biomorphous MMC lead to significantly improved properties with increased tolerance of interfacial damage. In this case, the partially debonded inclusions continue to carry mechanical load transferred via longitudinal shearing of the matrix material between neighboring inclusions. The larger the inclusion aspect ratio, the larger is the flow stress and work hardening rate for the composite. Increasing the volume concentration of inclusion also makes the biomorphous MMC more tolerant of interfacial damage.

Effects of 'sinking in' and 'piling up' on estimating the contact area under load in indentation

The phenomena of the 'piling up' and 'sinking-in' of surface profiles in conical indentation in elastic-plastic solids with work hardening are studied using dimensional and finite-element analysis. The degree of sinking in and piling up is shown to depend on the ratio of the initial yield strength Y to Young's modulus E and on the work-hardening exponent n. The widely used procedure proposed by Oliver and Pharr for estimating contact depth is then evaluated systematically. By comparing the contact depth obtained directly from finite-element calculations with that obtained from the initial unloading slope using the Oliver-Pharr procedure, the applicability of the procedure is discussed.

Increasing Critical Sensitivity of the Load/Unload Response Ratio before Large Earthquakes with Identified Stress Acclumulation Pattern

The Load/Unload Response Ratio (LURR) method is proposed for short-to-intermediate-term earthquake prediction [Yin, X.C., Chen, X.Z., Song, Z.P., Yin, C., 1995. A New Approach to Earthquake Prediction — The Load/Unload Response Ratio (LURR) Theory, Pure Appl. Geophys., 145, 701–715]. This method is based on measuring the ratio between Benioff strains released during the time periods of loading and unloading, corresponding to the Coulomb Failure Stress change induced by Earth tides on optimally oriented faults. According to the method, the LURR time series usually climb to an anomalously high peak prior to occurrence of a large earthquake. Previous studies have indicated that the size of critical seismogenic region selected for LURR measurements has great influence on the evaluation of LURR. In this study, we replace the circular region usually adopted in LURR practice with an area within which the tectonic stress change would mostly affect the Coulomb stress on a potential seismogenic fault of a future event. The Coulomb stress change before a hypothetical earthquake is calculated based on a simple back-slip dislocation model of the event. This new algorithm, by combining the LURR method with our choice of identified area with increased Coulomb stress, is devised to improve the sensitivity of LURR to measure criticality of stress accumulation before a large earthquake. Retrospective tests of this algorithm on four large earthquakes occurred in California over the last two decades show remarkable enhancement of the LURR precursory anomalies. For some strong events of lesser magnitudes occurred in the same neighborhoods and during the same time periods, significant anomalies are found if circular areas are used, and are not found if increased Coulomb stress areas are used for LURR data selection. The unique feature of this algorithm may provide stronger constraints on forecasts of the size and location of future large events.

Acoustic Emission Experiments of Rock Failure under Load Simulating the Hypocenter Condition

A series of acoustic emission (AE) experiments of rock failure have been conducted under cyclic load in tri-axial stress tests. To simulate the hypocenter condition the specimens are loaded by the combined action of a constant stress, intended to simulate

Load-Unload Response Ratio and Accelerating Moment/Energy Release Critical Region Scaling and Earthquake Prediction

The main idea of the Load-Unload Response Ratio (LURR) is that when a system is stable, its response to loading corresponds to its response to unloading, whereas when the system is approaching an unstable state, the response to loading and unloading becomes quite different. High LURR values and observations of Accelerating Moment/Energy Release (AMR/AER) prior to large earthquakes have led different research groups to suggest intermediate-term earthquake prediction is possible and imply that the LURR and AMR/AER observations may have a similar physical origin. To study this possibility, we conducted a retrospective examination of several Australian and Chinese earthquakes with magnitudes ranging from 5.0 to 7.9, including Australia's deadly Newcastle earthquake and the devastating Tangshan earthquake. Both LURR values and best-fit power-law time-to-failure functions were computed using data within a range of distances from the epicenter. Like the best-fit power-law fits in AMR/AER, the LURR value was optimal using data within a certain epicentral distance implying a critical region for LURR. Furthermore, LURR critical region size scales with mainshock magnitude and is similar to the AMR/AER critical region size. These results suggest a common physical origin for both the AMR/AER and LURR observations. Further research may provide clues that yield an understanding of this mechanism and help lead to a solid foundation for intermediate-term earthquake prediction.

Comparison of Various Adhesion Contact Theories and the Influence of Dimensionless Load Parameter

Three models, JKR (Johnson, Kendall and Roberts), DMT (Derjaguin, Muller, and Toporov) andMD (Maugis-Dugdale),are compared with the Hertz model in dealing with nano-contact problems. It has been shown that both the dimensionless load parameter, P D P=.1/4

Composición quimica y digestibilidad in situ de los pastos angleton (Dichantium aristatum, poir.), Colonial (Panicum maximum, Jacq.) y Taiwan (Pennisetum purpureum, Schum)

Se determinó la digestibilidad de los pastos Angleton, Colonial y Taiwan mediante el método in situ, disponiendo para ello de tres novillos de la raza criolla Reyna cuya edad oscilaba entre 12 y 18 meses y con un peso promedio de 261 kg, los cuales estuvieron provistos de una fístula ruminal. El objetivo propuesto fue obtener y comparar los estimados cuantitativos relativos a la degradación ruminal a diferentes tiempos de incubación (24,48 y 72 horas} tanto de materia seca como de proteína bruta. Los pastos fueron cosechados a los 35 días después del rebrote y se analizaron químicamente según procedimientos de la A.O.A.C (1984) para materia seca (MS), proteína bruta (PB), extracto etéreo (EE), extracto libre de nitrógeno (ELN), fibra bruta (FB) y cenizas (C) (Weende), y según el método de Van Soest (CATIE, 1987) para fibra neutro detergente (FND)y fibra ácido detergente (FAD), así como Hemicelulosa (HC). Se incubaron 10 gr de las muestras de cada uno de los pastos en bolsas de nylon. Para analizar estadísticamente los valores de degradación obtenidos, se utilizaron análisis de varianza dentro de un DCA para determinar la significancia entre pastos en los tiempos medidos y prueba de rango múltiple de Duncan para comparar medias de los pastos dentro de cada tiempo, obteniéndose diferencias altamente significativas entre ellos (P <0.01), y al observar la separación de medias se manifestó la superioridad del Taiwan en todos los tiempos de incubación, sin embargo el Colonial, no presentó diferencias significativas con el Taiwan y el Angleton en el tiempo de 72 horas. Se concluye como resultado de este estudio, que a una edad de rebrote de 35 días, el. Taiwán es superior al Angleton y al Colonial en lo que respecta a solubilidad de materia seca v proteína bruta al mismo tiempo el Colonial. mostró superioridad ante el Angl.eton debido a su mayor solubilidad de materia seca. Las mayores degradaciones de materia seca se presentaron en el. período de 0 a 24 horas de fermentación para los tres pastos; en cambio para proteína bruta ocurrieron para el. Angleton y el Taiwán entra 1as 24 y 48 horas y para e1 Colonia1 entre O y 24 horas. En qenera1, a través de la dinámica de digestión de 1os pastos se observó la influencia negativa que ejerce proporcionalmente a su contenido, la fracción de fibra (fibra neutro detergente y fibra acido detergente).

Evaluación productiva de los pastos estrella (Cynodon nlemfuensis) y guinea (Panicum maximum),con y sin árboles, Managua

El presente trabajo tuvo como objetivos: Determinación de la composición botánica de la pastura con y sin árboles, así como evaluar la producción de biomasa fresca y seca de las especies forrajeras, en los intervalos de 0-35 y 0-25 días en la época seca, al igual que se determinará la relación que existe entre altura del fuste, área de la copa del árbol con respecto a la producción de biomasa de la pastura y por último sus beneficios económicos. El estudio se llevó a cabo en la finca las Mercedes, ubicada en el costado sur del matadero CARNIC, km. 10 1/2 de la carretera norte. Para determinar la composición botánica y producción de la biomasa forrajera así como su relación con los factores, se seleccionaron siete colonias de las cuales cinco eran de pasto Estrella, cuatro de los cuales poseían árboles y dos de pasto Guinea, de las cuales una poseían árboles. En las parcelas con árboles las mediciones se realizaron a tres distancias diferentes de la base del árbol, denominándosele distancia l, de 0-10 m de la base del árbol, distancia 2, de 10-20 m y la distancia 3, más de 20 m de la base del árbol. Para la realización de los análisis estadísticos se hizo uso de análisis de varianza para modelos lineales, a cada una de las variables dependientes, se le efectúo una prueba de rango múltiple de Duncan a las variables con significancia, además se realizó correlaciones entre colonia, intervalo, distancia, área de la copa y altura del fuste, con el objetivo de determinar cuál o cuáles son los que presentan mayor relación positiva o negativa con la producción de forraje. Los análisis estadísticos nos indican que no existe diferencia significativa entre colonia y distancias con respecto a la composición botánica. Por otra parte existen diferencias altamente significativas entre colonia, intervalo, distancias, con relación a la producción de biomasa fresca y seca, altura del pasto, cobertura efectiva y total. Las máximas producciones de forrajes son alcanzadas por las áreas forrajeras sin árbol, obteniendo la colonia uno de pasto estrella sin árbol una producción de 593.32 kg. MS/ha. y la colonia seis de pasto guinea sin árbol una producción de 226.68 kg. MS/ha. Con relación a los factores existe diferencia altamente significativa entre altura del fuste y diferencia significativa en área de la copa con respecto a la producción de biomasa fresca y seca. Las áreas de pasto sin árbol presentaron mejor rentabilidad con relación a las áreas de pasto con árbol

Simulation of the Load-Unload Response Ratio and Critical Sensitivity in the Lattice Solid Model

The Load-Unload Response Ratio (LURR) method is an intermediate-term earthquake prediction approach that has shown considerable promise. It involves calculating the ratio of a specified energy release measure during loading and unloading where loading and unloading periods are determined from the earth tide induced perturbations in the Coulomb Failure Stress on optimally oriented faults. In the lead-up to large earthquakes, high LURR values are frequently observed a few months or years prior to the event. These signals may have a similar origin to the observed accelerating seismic moment release (AMR) prior to many large earthquakes or may be due to critical sensitivity of the crust when a large earthquake is imminent. As a first step towards studying the underlying physical mechanism for the LURR observations, numerical studies are conducted using the particle based lattice solid model (LSM) to determine whether LURR observations can be reproduced. The model is initialized as a heterogeneous 2-D block made up of random-sized particles bonded by elastic-brittle links. The system is subjected to uniaxial compression from rigid driving plates on the upper and lower edges of the model. Experiments are conducted using both strain and stress control to load the plates. A sinusoidal stress perturbation is added to the gradual compressional loading to simulate loading and unloading cycles and LURR is calculated. The results reproduce signals similar to those observed in earthquake prediction practice with a high LURR value followed by a sudden drop prior to macroscopic failure of the sample. The results suggest that LURR provides a good predictor for catastrophic failure in elastic-brittle systems and motivate further research to study the underlying physical mechanisms and statistical properties of high LURR values. The results provide encouragement for earthquake prediction research and the use of advanced simulation models to probe the physics of earthquakes.

Producción de biomasa de "Panicum maximum" cv Mombaza a tres frecuencias de corte y dos condiciones ambientales (con y sin árboles), en la Hacienda "Las Mercedes", UNA, Managua, Nicaragua

Con el objeto de evaluar el pasto “Panicum maximum” cv Mombaza bajo tres frecuencias de cortes (15, 22 y 30 días) y su efecto sobre la producción de materia verde y materia seca en condiciones con y sin árboles, se realizó un estudio en la Hacienda Las Mercedes propiedad de la Universidad Nacional Agraria, ubicada en la ciudad de Managua kilómetro 11 a 2 Km hacia el lago de la carretera norte, , entrada al CARNIC. Se evaluó además la producción de proteína, altura de la macolla, largo de la hoja, ancho de la misma y la relación hoja–tallo en cada uno de las frecuencias utilizadas. El estudio se realizó en la época de lluvia del 2005, comprendida entre el 25 de julio al 24 de noviembre, durante el experimento no se aplicó ningún tipo de manejo agronómico (fertilización, riego etc.), para la realización del experimento se selecciono un área de 100 m2, para cada condición, se uso el método de análisis descriptivo y los resultados obtenidos muestran que a medida que los cortes son continuos la producción de materia fresca y seca va disminuyendo. Encontrándose mayores caídas en la frecuencia de corte de 30 días para la producción de materia fresca y seca en ambas condiciones; siendo la condición sin árboles donde se presentaron caídas más drásticas, que con árboles, pero con mayores producciones de materia verde y seca en las tres frecuencias de cortes. En cortes cada 15 días, la condición sin árboles produjo en promedio 1,481 kg ha-1 de materia verde y 105 kg ha-1 seca; en cortes cada 22 días se obtuvo mayor producción en el orden de 3,771 Kg ha-1 de materia verde y 843 Kg ha-1 de materia seca, para la condición sin árboles; terminando en los cortes de 30 días en la que obtuvo en promedio 5,925 Kg ha-1 de materia verde y 1,775 Kg ha-1 de materia seca, para una mayor producción en la condición sin árboles. Para las variables: altura de la macolla, largo de la hoja, ancho y relación hoja – tallo no se tuvo mayores variaciones teniendo tendencias ascendentes similares en las dos condiciones (con y sin árboles). Los mayores contenidos de proteína cruda (%), se obtuvieron en cortes de 15 días para ambas condición seguida de la condición 22 y 30 días.

Efecto de la suplementacion con Moringa oleifera sobre el comportamiento productivo de ovinos alimentados con una dieta basal de pasto guinea (Panicum maximum Jacq)

El presente estudio se realizó en la finca “Santa Rosa” propiedad de la Universidad Nacional Agraria, localizada geográficamente a los 12°08’15’’ latitud Norte y a los 86°09’36’’ longitud Este, en el departamento de Managua, con el objetivo de evaluar el comportamiento productivo de ovinos alimentados con una dieta basal de pasto guinea (Panicum máximum Jacq) y suplementados con diferentes niveles de Moringa oleífera. Se utilizaron 18 corderos mestizos (Pelibuey x Blackbelly) con pesos iníciales promedio de 20 ± 2 kg, los cuales fueron desparasitados, vitaminados y distribuidos en un Diseño Completamente Aleatorio con tres tratamientos: TI Panicum máximumad-libitum, TII P. máximum ad-libitum + 0.35 kg MSM. oleífera, TIII P. máximum ad-libitum + 0.50 kg MSM. oleífera. Las variables estudiadas fueron: consumo diario de MS, ganancia media diaria y conversión alimenticia. Se realizó análisis de varianza y comparaciones de medias con la Prueba de Tukey utilizando MINITAB, versión 12.0. Los resultados de los análisis de varianza (P<0,05) mostraron que el m ayor consumo total de MS, ganancia media diaria y conversión alimenticia se obtiene con el TIII (0.8 kg MS/animal/día, 117.97 g/animal/día y 6.78) el que difiere e stadísticamente (P< 0.01) del TI (0.57 kg MS/animal/día, 30.85 g/animal/día y 18.47) pero no difiere significativamente (P> 0.05)del TII (0.73 kg MS/animal/día, 90.91 g/animal/día y 8.02).En conclusión el forraje de M. oleífera como suplemento proteico para ovinos consumiendo una dieta basal de P.máximum incrementa la ganancia de peso y mejora el consumo total de MS y la conversión alimenticia.