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.

Design and Validation of On-chip Planar Mixer Based on Advection and Viscoelastic Effects

Mixing at low Reynolds number is usually due to diffusion and requires longer channel lengths for complete mixing. In order to reduce the mixing lengths, advective flow can be induced by varying the channel geometry. Additionally, in non-newtonian fluids, appropriate modifications to channel geometry can be used to aid the mixing process by capitalizing on their viscoelastic nature. Here we have exploited the advection and viscoelastic effects to implement a planar passive micro-mixer. Microfluidic devices incorporating different blend of mixing geometries were conceived. The optimum design was chosen based on the results of the numerical simulations performed in COMSOL. The chosen design had sudden expansion and contraction along with teeth patterns along the channel walls to improve mixing. Mixing of two different dyes was performed to validate the mixing efficiency. Particle dispersion experiments were also carried out. The results indicated effective mixing. In addition, the same design was also found to be compatible with electrical power free pumping mechanism like suction. The proposed design was then used to carry out on-chip chemical cell lysis with human whole blood samples to establish its use with non-newtonian fluids. Complete lysis of the erythrocytes was observed leaving behind the white blood cells at the outlet.

Mechanics of a grip system of three-key-board hydraulic tongs developed for offshore oil pipe lines

This paper carries out the analysis of mechanics of a grip system of three-key-board hydraulic tongs developed for offshore oil pipe lines which has been successfully used in oil fields in China. The main improvement of this system is that a lever frame structure is used in the structural design, which reduces greatly the stresses of the major components of the oil pipe tongs. Theoretical analysis and numerical calculation based on thirteen basic equations developed Show that the teeth board of the tongs is not easy to slip as frequently happens to other systems and is of higher reliability.

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.

The Loss of Functional Caspase-12 in Europe Is a Pre-Neolithic Event

6 p.

A method for age determination of dolphins.

The use of growth layers in teeth as an indicator of age in odnotocetes and pinnipeds was suggested by Laws (1954) and since then the method has been used extensively in both marine and non-marine mammals. Dentinal growth layers are groups (growth layer groups) of repetitive alternating bands which in cross-section are similar to growth rings in trees. The most commonly used methods for counting growth layer groups (GLGs) are by undecalcified longitudinal thin sections (150 um) or decalcified and stained thin sections (10-30 um). In longitudinal sections viewed with light microscopy, GLGs appear as opaque and translucent cones nestled one inside another, with the oldest dentine Iying adjacent to the enamel, and the newest layer borderinq the pulp cavity.

Precision of age determination of northern offshore spotted dolphins.

We investigated within- and between-reader precision in estimating age for northern offshore spotted dolphins and possible effects on precision from the sex and age-class of specimens. Age was estimated from patterns of growth layer groups i n the dentine and cementum of the dolphins' teeth. Each specimen was aged at least three times by each of two persons. Two data samples were studied. The first comprised 800 of each sex from animals collected during 1973-78. The second included 45 females collected during 1981. There were significant, generally downward trends through time in the estimates from multiple readings of the 1973-78 data. These trends were slight, and age distributions from last readings and mean estimates per specimen appeared to be homogeneous. The largest factor affecting precision in the 1973-78 data set was between-reader variation. In light of the relatively high within-reader precision (trends considered), the consistent between-reader differences suggest a problem of accuracy rather than precision for this series. Within-reader coefficients of variation averaged approximately 7% and 11%. Pooling the data resulted i n an average coefficient of variation near 16%. Within- and between-reader precision were higher for the 1981 sample, and the data homogeneous over both factors. CVs averaged near 5% and 6% for the two readers. These results point to further refinements in reading the 1981 series. Properties of the 1981 sample may be partly responsible for greater precision: by chance there were proportionately fewer older dolphins included, and preparation and selection criteria were probably more stringent. (PDF contains 35 pages.)

Field guide to requiem sharks (Elasmobranchiomorphi: Carcharhinidae) of the Western North Atlantic

Identification problems are common for many sharks due to a general lack of meristic characteristics that are typically useful for separating species. Other than number of vertebrae and number and shape of teeth, identifications are frequently based on external features that are often shared among species. Identification problems in the field are most prevalent when live specimens are captured and releasing them with a minimum of stress is a priority (e.g., shark tagging programs). Identifications must be accurate and conducted quickly but this can be challenging, especially if specimens are very active or too large to be landed without physical damage. This field guide was designed primarily for use during field studies and presents a simplified method for identifying the 21 species of western North Atlantic Ocean sharks belonging to the family Carcharhinidae (carcharhinids). To assist with identifications a dichotomous key to Carcharhinidae was developed, and for the more problematic Carcharhinus species (12 species), separation sheets based on important distinguishing features were constructed. Descriptive text and illustrations provided in the species accounts were developed from field observations, photographs, and published references. (PDF file contains 36 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.)

Congrid eels of the Eastern Pacific and key to their leptocephali

This study indicates that 13 species of congrid larvae belonging to 8 genera occur in the eastern Pacific. The species are: Ariosoma gilberti; Paraconger californiensis; Paraconger sp.; P. dentatus; Chiloconger labiatus; Taenioconger digueti; T. canabus; Gorgasia punctata; G. obtusa; Gnathophis catalinensis; Hildebrandia nitens; Bathycongrus macrurus; and B. varidens. The morphological and anatomical changes undergone during metamorphosis are useful in the identification of the larvae. Larvae are distributed closer to the coastal waters, and are more common from January to May than from June to December. A key to the larvae was developed based on the myotomal counts, adult vertebral counts, pigmentation patterns, and the nature of the teeth and tail tip to distinguish the genera and species. This study shows that Garman's unidentified larvae, Atopichthys acus and A. cingulus, are two different larval stages of Ariosoma gilberti, and points out that Atopichthys dentatus and A. obtusus belong to Paraconger and Gorgasia, respectively. (PDF file contains 25 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.

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.

Efetividade da aplicação semestral de verniz fluoretado no controle da cárie dentária em pré-escolares: resultados após 12 meses de acompanhamento

O presente estudo teve como objetivos avaliar se a aplicação de verniz fluoretado com periodicidade semestral em crianças pré-escolares reduz o número de crianças com lesões de cárie em dentina na dentição decídua, diminui a incidência de lesões de cárie em esmalte e dentina, está inversamente associado à ocorrência de dor e abscesso dentário e produz quaisquer efeitos adversos. A população de estudo consistiu de 200 crianças na faixa etária de 12 a 48 meses, recrutadas em uma unidade de saúde pública da cidade do Rio de Janeiro, as quais foram alocadas aleatoriamente nos grupos teste (verniz fluoretado Duraphat) e controle (verniz placebo). Para o registro da incidência de cárie, as crianças foram examinadas na linha de base e a cada seis meses, durante um ano, por dois odontopediatras previamente treinados e calibrados (Kappa=0,85). A ocorrência de dor, abscesso e efeitos adversos foi verificada a partir de entrevistas com os responsáveis. Os participantes, os seus responsáveis, os operadores e os examinadores desconheciam a qual grupo cada criança pertencia. No final do período de acompanhamento, 71 crianças do grupo teste e 77 do grupo controle foram avaliadas. Constatou-se que, nos grupos teste e controle, o número de crianças com novas lesões de cárie em dentina foi igual a 13 e 20 (teste Qui-quadrado, p=0,34) e que a média do incremento de cárie considerando apenas lesões em dentina (c3eos) foi de 1,1(dp=3,4) e de 1,4(dp=2,8), respectivamente (teste de Mann-Whitney, p=0,29). Uma criança apresentou dor de dente e abscesso dentário e outras duas crianças apresentaram apenas dor de dente. Todas pertenciam ao grupo teste. Com relação aos efeitos adversos, encontrou-se que uma criança pertencente ao grupo controle relatou ardência na cavidade bucal após a aplicação do placebo e que o responsável por um participante do grupo teste sentiu-se incomodado com a coloração amarelada dos dentes da criança após a aplicação do verniz fluoretado. Concluiu-se que a aplicação de verniz fluoretado com periodicidade semestral em crianças pré-escolares é segura e parece contribuir para o controle da progressão de cárie. Contudo, é necessário um período de acompanhamento mais longo para se obter evidência conclusiva a respeito da efetividade dessa intervenção. Não houve associação entre a ocorrência de dor e abscesso dentário e o uso profissional do verniz fluoretado.