The electric field of a weakly electric fish

Freshwater fish of the genus Apteronotus (family Gymnotidae) generate a weak, high frequency electric field (< 100 mV/cm, 0.5-10 kHz) which permeates their local environment. These nocturnal fish are acutely sensitive to perturbations in their electric field caused by other electric fish, and nearby objects whose impedance is different from the surrounding water. This thesis presents high temporal and spatial resolution maps of the electric potential and field on and near Apteronotus. The fish's electric field is a complicated and highly stable function of space and time. Its characteristics, such as spectral composition, timing, and rate of attenuation, are examined in terms of physical constraints, and their possible functional roles in electroreception.

Temporal jitter of the periodic field is less than 1 µsec. However, electrocyte activity is not globally synchronous along the fish 's electric organ. The propagation of electrocyte activation down the fish's body produces a rotation of the electric field vector in the caudal part of the fish. This may assist the fish in identifying nonsymmetrical objects, and could also confuse electrosensory predators that try to locate Apteronotus by following its fieldlines. The propagation also results in a complex spatiotemporal pattern of the EOD potential near the fish. Visualizing the potential on the same and different fish over timescales of several months suggests that it is stable and could serve as a unique signature for individual fish.

Measurements of the electric field were used to calculate the effects of simple objects on the fish's electric field. The shape of the perturbation or "electric image" on the fish's skin is relatively independent of a simple object's size, conductivity, and rostrocaudal location, and therefore could unambiguously determine object distance. The range of electrolocation may depend on both the size of objects and their rostrocaudal location. Only objects with very large dielectric constants cause appreciable phase shifts, and these are strongly dependent on the water conductivity.

An economic air pollution control model-application : photochemical smog in Los Angeles County in 1975

An economic air pollution control model, which determines the least cost of reaching various air quality levels, is formulated. The model takes the form of a general, nonlinear, mathematical programming problem. Primary contaminant emission levels are the independent variables. The objective function is the cost of attaining various emission levels and is to be minimized subject to constraints that given air quality levels be attained.

The model is applied to a simplified statement of the photochemical smog problem in Los Angeles County in 1975 with emissions specified by a two-dimensional vector, total reactive hydrocarbon, (RHC), and nitrogen oxide, (NO_x), emissions. Air quality, also two-dimensional, is measured by the expected number of days per year that nitrogen dioxide, (NO₂), and mid-day ozone, (O₃), exceed standards in Central Los Angeles.

The minimum cost of reaching various emission levels is found by a linear programming model. The base or "uncontrolled" emission levels are those that will exist in 1975 with the present new car control program and with the degree of stationary source control existing in 1971. Controls, basically "add-on devices", are considered here for used cars, aircraft, and existing stationary sources. It is found that with these added controls, Los Angeles County emission levels [(1300 tons/day RHC, 1000 tons /day NO_x) in 1969] and [(670 tons/day RHC, 790 tons/day NO_x) at the base 1975 level], can be reduced to 260 tons/day RHC (minimum RHC program) and 460 tons/day NO_x (minimum NO_x program).

"Phenomenological" or statistical air quality models provide the relationship between air quality and emissions. These models estimate the relationship by using atmospheric monitoring data taken at one (yearly) emission level and by using certain simple physical assumptions, (e. g., that emissions are reduced proportionately at all points in space and time). For NO₂, (concentrations assumed proportional to NO_x emissions), it is found that standard violations in Central Los Angeles, (55 in 1969), can be reduced to 25, 5, and 0 days per year by controlling emissions to 800, 550, and 300 tons /day, respectively. A probabilistic model reveals that RHC control is much more effective than NO_x control in reducing Central Los Angeles ozone. The 150 days per year ozone violations in 1969 can be reduced to 75, 30, 10, and 0 days per year by abating RHC emissions to 700, 450, 300, and 150 tons/day, respectively, (at the 1969 NO_x emission level).

The control cost-emission level and air quality-emission level relationships are combined in a graphical solution of the complete model to find the cost of various air quality levels. Best possible air quality levels with the controls considered here are 8 O₃ and 10 NO₂ violations per year (minimum ozone program) or 25 O₃ and 3 NO₂ violations per year (minimum NO₂ program) with an annualized cost of $230,000,000 (above the estimated $150,000,000 per year for the new car control program for Los Angeles County motor vehicles in 1975).

Kinetic theory of normal quantum fluids

Close to equilibrium, a normal Bose or Fermi fluid can be described by an exact kinetic equation whose kernel is nonlocal in space and time. The general expression derived for the kernel is evaluated to second order in the interparticle potential. The result is a wavevector- and frequency-dependent generalization of the linear Uehling-Uhlenbeck kernel with the Born approximation cross section.

The theory is formulated in terms of second-quantized phase space operators whose equilibrium averages are the n-particle Wigner distribution functions. Convenient expressions for the commutators and anticommutators of the phase space operators are obtained. The two-particle equilibrium distribution function is analyzed in terms of momentum-dependent quantum generalizations of the classical pair distribution function h(k) and direct correlation function c(k). The kinetic equation is presented as the equation of motion of a two -particle correlation function, the phase space density-density anticommutator, and is derived by a formal closure of the quantum BBGKY hierarchy. An alternative derivation using a projection operator is also given. It is shown that the method used for approximating the kernel by a second order expansion preserves all the sum rules to the same order, and that the second-order kernel satisfies the appropriate positivity and symmetry conditions.

Stability of Hypervelocity Boundary Layers

The early stage of laminar-turbulent transition in a hypervelocity boundary layer is studied using a combination of modal linear stability analysis, transient growth analysis, and direct numerical simulation. Modal stability analysis is used to clarify the behavior of first and second mode instabilities on flat plates and sharp cones for a wide range of high enthalpy flow conditions relevant to experiments in impulse facilities. Vibrational nonequilibrium is included in this analysis, its influence on the stability properties is investigated, and simple models for predicting when it is important are described.

Transient growth analysis is used to determine the optimal initial conditions that lead to the largest possible energy amplification within the flow. Such analysis is performed for both spatially and temporally evolving disturbances. The analysis again targets flows that have large stagnation enthalpy, such as those found in shock tunnels, expansion tubes, and atmospheric flight at high Mach numbers, and clarifies the effects of Mach number and wall temperature on the amplification achieved. Direct comparisons between modal and non-modal growth are made to determine the relative importance of these mechanisms under different flow regimes.

Conventional stability analysis employs the assumption that disturbances evolve with either a fixed frequency (spatial analysis) or a fixed wavenumber (temporal analysis). Direct numerical simulations are employed to relax these assumptions and investigate the downstream propagation of wave packets that are localized in space and time, and hence contain a distribution of frequencies and wavenumbers. Such wave packets are commonly observed in experiments and hence their amplification is highly relevant to boundary layer transition prediction. It is demonstrated that such localized wave packets experience much less growth than is predicted by spatial stability analysis, and therefore it is essential that the bandwidth of localized noise sources that excite the instability be taken into account in making transition estimates. A simple model based on linear stability theory is also developed which yields comparable results with an enormous reduction in computational expense. This enables the amplification of finite-width wave packets to be taken into account in transition prediction.

Modelagem do comportamento dinâmico de passarelas tubulares em aço e mistas (aço-concreto)

A experiência dos engenheiros estruturais e os conhecimentos adquiridos pelo uso de materiais e novas tecnologias, têm ocasionado estruturas de aço e mistas (aço-concreto) de passarelas cada vez mais ousadas. Este fato tem gerado estruturas de passarelas esbeltas, e consequentemente, alterando os seus estados de limite de serviço e último associados ao seu projeto. Uma consequência direta desta tendência de projeto é o aumento considerável das vibrações das estruturas. Portanto, a presente investigação foi realizada com base em um modelo de carregamento mais realista, desenvolvido para incorporar os efeitos dinâmicos induzidos pela caminhada de pessoas. O modelo de carregamento considera a subida e a descida da massa efetiva do corpo em cada passo. A posição da carga dinâmica também foi alterada de acordo com a posição do pedestre sobre a estrutura e a função do tempo gerada, possui uma variação espacial e temporal. O efeito do calcanhar do pedestre também foi incorporado na análise. O modelo estrutural investigado baseia-se em uma passarela tubular (aço-concreto), medindo 82,5m. A estrutura é composta por três vãos (32,5 m, 20,0 m e 17,5 m, respectivamente) e dois balanços (7,5 m e 5,0 m, respectivamente). O sistema estrutural é constituído por perfis de aço tubular e uma laje de concreto, e é atualmente utilizada para travessia de pedestres. Esta investigação é realizada com base em resultados experimentais, relacionando a resposta dinâmica da passarela com as obtidas via modelos de elementos finitos. O modelo computacional proposto adota as técnicas de refinamento de malha, usualmente presente em simulações pelo método de elementos finitos. O modelo de elementos finitos foi desenvolvido e validado com resultados experimentais. Este modelo de passarela tubular permitiu uma avaliação dinâmica completa, investigando especialmente ao conforto humano e seus limites de utilização associados à vibração. A resposta dinâmica do sistema, em termos de acelerações de pico, foi obtida e comparada com os valores limites propostos por diversos autores e padrões de projeto. As acelerações de pico encontradas na presente análise indicou que a passarela tubular investigada apresentou problemas relacionados com o conforto humano. Por isso, foi detectado que este tipo de estrutura pode atingir níveis de vibrações excessivas que podem comprometer o conforto do usuário na passarela e especialmente a sua segurança.

Tutoria e formação humana no ensino superior a distância

O presente estudo trata da relação que se estabelece entre o atual modelo de sociedade e os objetivos para a formação dos alunos no ensino superior, com foco nos processo educacional na modalidade a distância. Os impactos das transformações causadas pela sociedade do Informacionismo foram estudados em áreas como a cultura, a economia e a sociedade, mas ainda estão carecendo de estudos mais profundos sobre seus reflexos sobre a educação e a formação humana. Um novo tempo exige uma nova forma de compreender como esses processos se dão e como podemos viabilizá-los, para além da técnica, com o olhar voltado para a educação, mas também para a formação humana, com objetivos que nos permitam conceber uma Universidade para o século XXI. Os cursos superiores na modalidade a distância oferecem a possibilidade de um processo educacional com o uso das novas tecnologias digitais, em ambientes virtuais de aprendizagem, como novas forma de comunicação e interação que reconfiguram as relações entre: espaço e tempo; professor e aluno e, principalmente, ensino e formação. Por esse motivo, a tese central centra-se na necessidade dos tutores, docentes responsáveis diretamente pela interação com os alunos na EAD, exercerem a sua autonomia para a escolha das estratégias de mediação que façam seus alunos aprenderem efetivamente e com liberdade para a tomada de decisões sobre as suas práticas em sala de aula, para uma EAD formadora.

A manifestação da fé em Cachoeira Paulista: o espaço sagrado da comunidade Canção Nova 1978-2011

A geografia da religião no Brasil pós 1990, vem apresentando temas que auxiliam os geógrafos no entendimento do espaço. Para o geógrafo da religião, os estudos têm por análise a dimensão espacial da fé, no tempo e no espaço, trata-se da análise de duas categorias: o sagrado e o profano. Esta pesquisa visa como objetivo, o estudo da comunidade católica, a Canção Nova, inserida em um movimento renovador na Igreja Católica Apostólica Romana denominada Renovação Carismática Católica (RCC) em seu espaço e no tempo de fé. Torna-se necessário desenvolver a importância do sagrado no Vale do Paraíba Paulista em seus sucessivos (re) arranjos espaciais na hierópolis de Cachoeira Paulista. A interpretação dessas organizações espaciais ocorreu ao analisar os possíveis agentes modeladores no espaço: peregrinos, turistas, visitantes, comerciantes e moradores. O Espaço Sagrado e seus respectivos espaços vinculados representaram a contribuição geográfica dessa dissertação e facilitou a compreensão do homem com o divino e sua relação na dimensão econômica, a dimensão política e a dimensão do lugar.

Em busca de uma poesia universal: Murilo Mendes na Itália (1957-1975)

Este trabalho é o resultado da análise de cinco livros da fase italiana (1957-1975) do poeta Murilo Mendes (1901-1975), com a intenção principal de se extrair deles a presença e a influência da Literatura e da História da arte italianas na produção do poeta mineiro. Murilo Mendes, que na Itália se tornou professor universitário e praticou a crítica de arte com intensidade, chegou a escrever dois livros em italiano. As duas primeiras obras aqui analisadas, Retratos-relâmpago e Locchio del poeta, recolhem textos em prosa sobre artistas de contextos, épocas e países diferentes: da música à literatura às artes plásticas. Esses textos escritos entre prosa e poesia são o resultado de uma maior aproximação à reflexão crítico-teórica por parte de Murilo, que, ao analisar um artista, recorre aos mesmos recursos, motivos e técnicas que irá colocar em prática na própria obra poética. Nos últimos livros de poesia do poeta mineiro (Siciliana, Convergência e Ipotesi), encontram-se de fato alguns desses elementos, como, sobretudo, o lírico-autobiográfico e o crítico-social. Na Itália, a poesia de Murilo se universaliza ao superar, segundo o impulso do Essencialismo, as fronteiras de espaço e tempo. A rede de citações se multiplica, parecendo representar uma última e desesperada tentativa de salvar a Arte e sua Tradição da catástrofe geral da sociedade moderna

Espaço e lugar sagrado na percepção das membros da Assembleia de Deus Jardim 25 de Agosto - ADJ25A: um estudo de geografia da religião em Duque de Caxias - RJ - 2013

Esta dissertação lança o olhar geográfico sobre a igreja Assembléia de Deus, estuda sua gênese, difusão e sua espacialidade no Brasil, através da proposta de estudo de geografia e religião, tendo como base as proposições fé, espaço e tempo: difusão e área de abrangência, e espaço e lugar sagrado: vivência, percepção e simbolismo. Para tanto, o estudo de caso na escala local da Igreja Assembléia de Deus Jardim 25 de Agosto - ADJ25A, no município de Duque de Caxias, no Estado do Rio de Janeiro, torna-se imprescindível. Este estudo privilegia a difusão da mensagem pentecostal e a organização espacial de seus seguidores no país e se propõe a refletir sobre a geograficidade das práticas cotidianas religiosas individuais e de grupo dos membros da ADJ25A. A partir da observação empírica, da aplicação de um questionário individual e da análise dos resultados obtidos, é possível inferir sobre as práticas religiosas do homem religioso assembleiano no seu construir, no seu perceber e na sua vivência no lugar sagrado.

Nas águas da memória: o rio como metáfora em Dois irmãos e Órfãos do Eldorado, de Milton Hatoum

As narrativas Dois irmãos e Órfãos do Eldorado, de Milton Hatoum, estão cercadas pelo ambiente dos rios, espaço fluido, aquoso, profundo, que representa o limite entre a vida e a morte. O rio, cenário mítico, simbólico para o material ficcional das narrativas, metaforicamente também pode ser entendido como o lugar mais íntimo e profundo do ser, onde os personagens são levados a uma imersão, um voltar-se para si mesmo. Espaço de transcendência, permitida pelo mergulho na memória, que, assim como os rios, é dinâmica, instável, fluida. Temos nos livros de Hatoum narradores em primeira pessoa que se dedicam a recompor os fios dos tempos através de relatos, num processo solitário, por vias da memória. Eles fazem um mergulho no íntimo do homem e descobrem sua condição humana, frágil. Num trabalho de catarse e de autorreflexão, alimentado pela memória, eles se descobrem estranhos a si mesmos, uma vez que, ao reconstruir a própria história, o sujeito está calcado no momento presente. O eixo temporal da narração é, desse modo, presente-passado. Nesse sentido, há importância em compreendermos que a memorização exige estratégias. Os contos, os ritos, os mitos, as fábulas fazem parte desse conjunto de estratégias, que, através de imagens e símbolos, transmitem, de geração em geração, a realidade de um povo, em tempo e espaço diferentes. É verdade que os narradores de Dois irmãos e Órfãos do Eldorado contam histórias particulares, mas eles o fazem se valendo dos elementos de que a memória individual e coletiva dispõem, memórias estas permeadas pelo ambiente em que estão inseridos. Entendemos, portanto, que estudar a memória é estudar a cultura e a história vivida de cada sujeito e de seus grupos. Quando se entende que a memória de um indivíduo é também a de sua região e dos grupos de que faz parte, considera-se o processo memorialístico como uma construção coletiva. Isso significa que a memória individual é parte da memória coletiva. Desse modo, nos textos estudados, é pelo viés da memória que se entrelaçam espaços e tempos num lugar em que o rio se coloca entre os mundos narrados

Cinema para paisagens: o espaço-tempo da exibição audiovisual como dimensão estética e criativa

A busca do homem pela reprodução do movimento através das imagens é antiga. Tão antiga que é difícil fixar uma data para marcar a invenção do cinema. Para a indústria cinematográfica comercial, no entanto, esse marco costuma ser definitivo: o dia 28 de dezembro de 1895, por ocasião da primeira exibição pública paga de filmes dos Irmãos Lumiére com seu cinematógrafo. Mas o que parece ser inaugurado aí não é simplesmente uma técnica ilusória de reprodução do movimento, e sim um conceito de espetáculo que se sedimentou durante os dez ou vinte anos seguintes. Graças a interesses econômicos e ideológicos, o cinema passou de um exercício de escrita do movimento com a luz, para uma gramática muito bem sedimentada e padronizada. Junto com esse modelo de narrativa, determinou-se também a situação-cinema. Nela, o público é submetido a uma arquitetura de espectação estanque, que favorece a inatividade motora e a concentração na obra em detrimento da interação social e de uma postura participativa do espectador. Desde o surgimento da televisão e da videografia, porém, essa situação-cinema vem sendo contestada. Com essas novas tecnologias, seguidas pelo advento dos aparatos digitais, o audiovisual deixou de estar confinado às salas escuras, poltronas confortáveis e telas brancas. Todo e qualquer ambiente passou a ser uma paisagem de exibição audiovisual em potencial. Essa ruptura, por suas características estéticas, sociais, culturais, acabou encontrando na arte um campo de expansão. Ao longo dos últimos sessenta anos, a quantidade de aparelhos audiovisuais em circulação, portáteis, interativos só cresce. O resultado é que o audiovisual se tornou nosso principal meio para trocas de informações de toda ordem textual, visual, sonora etc. No seu dia-a-dia, o ser humano transita velozmente entre espaço físico e ciberespaço sem qualquer constrangimento. A materialidade é sempre um estímulo para acessar a virtualidade e vice-versa. Diante desse contexto cultural contemporâneo, de onipresença do audiovisual e de permanente troca entre essas duas janelas, é que este trabalho se posiciona. A busca aqui é por desvendar o ponto em que as duas dimensões de espaço e tempo se tangenciam e se mesclam. Deixam de ser ou para se tornar e. O pano de fundo para esse mergulho é justamente um exercício de exploração da potencialidade estética e criativa da exibição audiovisual entre todos os seus elementos constitutivos, incluindo aí o espectador participador. Assim se criam os cinemas para paisagens

As comunidades de anfíbios e lagartos dos remanescentes de restingas do estado do Espírito Santo: uma análise da ocorrência e distribuição das espécies

Ecologicamente, comunidades são conjuntos de populações convivendo no mesmo espaço e tempo. A forma como as espécies que compõem estas comunidades, como elas se distribuem e como estão estruturadas, depende de inúmeros fatores, entre eles históricos, biogeográficos e evolutivos. Neste estudo, buscamos compreender como as comunidades de anfíbios anuros e de lagartos estão estruturadas e quais fatores ambientais e de degradação são determinantes nesta estruturação. Amostramos cinco remanescentes de restinga no estado do Espírito Santo, utilizando método de procura ativa em transecções lineares nas diferentes fisionomias vegetais destes ecossistemas. Realizamos amostragens nas estações seca e de chuvas em todas as restingas, e somamos um total de 60 horas de esforço amostral para os anfíbios e 75 horas para os lagartos. Registramos um total de 32 espécies de anfíbios anuros conjuntamente nos cinco remanescentes de restinga, sendo duas destas espécies endêmicas deste ecossistema: Scinax agilis e Melanophryniscus setiba. A restinga do Parque Paulo Cesar Vinha foi o remanescente com a maior riqueza de espécies de anuros, enquanto a restinga da Reserva Biológica de Comboios foi, comparativamente, o remanescente com menor riqueza de espécies. Em termos de composição de espécies, as restingas de Praia das Neves e Paulo Cesar Vinha foram as mais similares, enquanto a restinga de Comboios foi a mais distante na análise de agrupamento. Registramos no conjunto de restingas seis modos reprodutivos para as espécies de anuros, sendo 75% deles relacionados aos ambientes aquáticos. A disponibilidade de locais de desova esteve positivamente relacionada à riqueza de espécies. Todos os mesohábitats das restingas, com exceção das fitofisionomias de halófila-psamófila, foram utilizados pelos indivíduos registrados, entretanto, uma porcentagem considerável dos indivíduos foi encontrada nos alagados. Em relação às comunidades de lagartos, adotamos além dos nossos dados, aqueles disponíveis em Dias e Rocha (2014) e aqueles disponíveis em Winck (2012). Registramos um total de 23 espécies de lagartos nos remanescentes de restinga amostrados nos estados do Rio de Janeiro, Espírito Santo e Bahia. Observamos que as comunidades presentes nos remanescentes estudados possuem considerável diferenciação entre elas. A diversidade beta (β) foi elevada enquanto o grau de aninhamento foi intermediário. Registramos ainda a presença do lagarto exótico invasor Hemidactylus mabouia em ambiente natural nos remanescentes de restinga estudados neste Tese. Encontramos 45 indivíduos, distribuídos em três dos cinco remanescentes amostrados. Registramos ainda ovos de H. mabouia (2 deles eclodidos) em dois dos cinco locais estudados, indicando que o recrutamento de indivíduos está ocorrendo com sucesso nas populações invasoras. A presença de H. mabouia esteve relacionada à restingas com maior frequência de degradação ambiental. Consideramos que os dados obtidos nesta tese, fornecem informações de considerável importância para o entendimento da estrutura das comunidades de anfíbios e lagartos nos ecossistemas de restinga ao longo da costa brasileira

Análise dos problemas direto e inverso em um modelo de evolução populacional através de transformações integrais e inferência bayesiana

Modelos de evolução populacional são há muito tempo assunto de grande relevância, principalmente quando a população de estudo é composta por vetores de doenças. Tal importância se deve ao fato de existirem milhares de doenças que são propagadas por espécies específicas e conhecer como tais populações se comportam é vital quando pretende-se criar políticas públicas para controlar a sua proliferação. Este trabalho descreve um problema de evolução populacional difusivo com armadilhas locais e tempo de reprodução atrasado, o problema direto descreve a densidade de uma população uma vez conhecidos os parâmetros do modelo onde sua solução é obtida por meio da técnica de transformada integral generalizada, uma técnica numérico-analítica. Porém a solução do problema direto, por si só, não permite a simulação computacional de uma população em uma aplicação prática, uma vez que os parâmetros do modelo variam de população para população e precisam, portanto, ter seus valores conhecidos. Com o objetivo de possibilitar esta caracterização, o presente trabalho propõe a formulação e solução do problema inverso, estimando os parâmetros do modelo a partir de dados da população utilizando para tal tarefa dois métodos Bayesianos.

On the use of combined compact scheme for numerical solution of the two-layer oceanic shallow water equations

Many types of oceanic physical phenomena have a wide range in both space and time. In general, simplified models, such as shallow water model, are used to describe these oceanic motions. The shallow water equations are widely applied in various oceanic and atmospheric extents. By using the two-layer shallow water equations, the stratification effects can be considered too. In this research, the sixth-order combined compact method is investigated and numerically implemented as a high-order method to solve the two-layer shallow water equations. The second-order centered, fourth-order compact and sixth-order super compact finite difference methods are also used to spatial differencing of the equations. The first part of the present work is devoted to accuracy assessment of the sixth-order super compact finite difference method (SCFDM) and the sixth-order combined compact finite difference method (CCFDM) for spatial differencing of the linearized two-layer shallow water equations on the Arakawa's A-E and Randall's Z numerical grids. Two general discrete dispersion relations on different numerical grids, for inertia-gravity and Rossby waves, are derived. These general relations can be used for evaluation of the performance of any desired numerical scheme. For both inertia-gravity and Rossby waves, minimum error generally occurs on Z grid using either the sixth-order SCFDM or CCFDM methods. For the Randall's Z grid, the sixth-order CCFDM exhibits a substantial improvement , for the frequency of the barotropic and baroclinic modes of the linear inertia-gravity waves of the two layer shallow water model, over the sixth-order SCFDM. For the Rossby waves, the sixth-order SCFDM shows improvement, for the barotropic and baroclinic modes, over the sixth-order CCFDM method except on Arakawa's C grid. In the second part of the present work, the sixth-order CCFDM method is used to solve the one-layer and two-layer shallow water equations in their nonlinear form. In one-layer model with periodic boundaries, the performance of the methods for mass conservation is compared. The results show high accuracy of the sixth-order CCFDM method to simulate a complex flow field. Furthermore, to evaluate the performance of the method in a non-periodic domain the sixth-order CCFDM is applied to spatial differencing of vorticity-divergence-mass representation of one-layer shallow water equations to solve a wind-driven current problem with no-slip boundary conditions. The results show good agreement with published works. Finally, the performance of different schemes for spatial differencing of two-layer shallow water equations on Z grid with periodic boundaries is investigated. Results illustrate the high accuracy of combined compact method.

A six sensor method for measuring acoustic properties in ducts.

An accurate description of sound propagation in a duct is important to obtain the sound power radiating from a source in both near and far fields. A technique has been developed and applied to decompose higher-order modes of sound emitted into a duct. Traditional experiments and theory based on two-sensor methods are limited to the plane-wave contribution to the sound field at low frequency. Due to the increase in independent measurements required, a computational method has been developed to simulate sensitivities of real measurements (e.g., noise) and optimize the set-up. An experimental rig has been constructed to decompose the first two modes using six independent measurements from surface, flush-mounted microphones. Experiments were initially performed using a loudspeaker as the source for validation. Subsequently, the sound emitted by a mixed-flow fan has been investigated and compared to measurements made in accordance with the internationally standardized in-duct fan measurement method. This method utilizes large anechoic terminations and a procedure involving averaging over measurements in space and time to account for the contribution from higher-order modes. The new method does not require either of these added complications and gives detail about the underlying modal content of the emitted sound.