The non-ideal problem behavior using a dynamic vibration absorber with nonlinear essential stiffness and timedependent damping properties

The purpose of this study is to develop a dynamic vibration absorber using viscoelastic material with nonlinear essential stiffness and time-dependent damping properties for a non-ideal vibrating system with Sommerfeld effect, resonance capture, and jump phenomenon. The absorber is a mass-bar subsystem that consists of a viscoelastic bar with memory attached to mass, in which the internal dissipative forces depend on current, deformations, and its operational frequency varies with limited temperature. The non-ideal vibrating system consists of a linear (nonlinear) oscillator (plane frame structure) under excitation, via spring connector, of a DC-motor with limited power supply. A viscoelastic dynamic absorber modeled with elastic stiffness essentially nonlinearities was developed to further reduce the Sommerfeld effect and the response of the structure. The numerical results show the performance of the absorber on the non-ideal system response through the resonance curves, time histories, and Poincarésections. Furthermore, the structure responses using the viscoelastic damper with and without memory were studied. © IMechE 2012.

Branchial O2 chemoreceptors in Nile tilapia Oreochromis niloticus: Control of cardiorespiratory function in response to hypoxia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Age Affects Exercise-Induced Improvements in Heart Rate Response to Exercise

The aim of the present study was to analyze the effects of age on cardiorespiratory fitness (CRF), muscle strength and heart rate (HR) response to exercise adaptation in women in response to a long-term twice-weekly combined aerobic and resistance exercise program. 85 sedentary women, divided into young (YG; n=22, 30.3±6.2 years), early middle-aged (EMG; n=28, 44.1±2.5 years), late middle-aged (LMG; n=20, 56.7±3.5 years) and older (OG; n=15, 71.4±6.9 years) groups, had their CRF, muscle strength (1-repetition maximum test) and HR response to exercise (graded exercise test) measured before and after 12 months of combined exercise training. Exercise training improved CRF and muscle strength in all age groups (P<0.05), and no significant differences were observed between groups. Exercise training also improved resting HR and recovery HR in YG and EMG (P<0.05), but not in LMG and OG. Maximal HR did not change in any group. Combined aerobic and resistance training at a frequency of 2 days/week improves CRF and muscle strength throughout the lifespan. However, exercise-induced improvements in the HR recovery response to exercise may be impaired in late middle-aged and older women. © Georg Thieme Verlag KG.

Modelagem numérica da influência do eletrojato equatorial em dados magnetotelúricos produzidos por estruturas tridimensionais

A América do Sul apresenta várias peculiaridades geomagnéticas, uma delas, é a presença do Eletrojato Equatorial, o qual se estende de leste para oeste no Brasil ao longo de aproximadamente 3500 km. Considerando-se o fato de que a influência do Eletrojato Equatorial pode ser detectada a grandes distâncias do seu centro, isto suscita o interesse em se estudar os seus efeitos na exploração magnetotelúrica no Brasil. A influência do eletrojato equatorial na prospecção magnetotelúrica tem sido modelada para meios geológicos uni e bidimensionais valendo-se para isto de soluções analíticas fechadas e de técnicas numéricas tais como elementos finitos e diferenças finitas. Em relação aos meios geológicos tridimensionais, eles tem sido modelados na forma de "camadas finas", usando o algoritmo "thin sheet". As fontes indutoras utilizadas para simular o eletrojato equatorial nestes trabalhos, tem sido linhas de corrente, eletrojatos gaussianos e eletrojatos ondulantes. Por outro lado, o objetivo principal da nossa tese foi o modelamento dos efeitos que o eletrojato equatorial provoca em estruturas tridimensionais próprias da geofísica da prospecção. Com tal finalidade, utilizamos o esquema numérico da equação integral, com as fontes indutoras antes mencionadas. De maneira similar aos trabalhos anteriores, os nossos resultados mostram que a influência do eletrojato equatorial somente acontece em frequências menores que 10^-1 Hz. Este efeito decresce com a distância, mantendo-se até uns 3000 km do centro do eletrojato. Assim sendo, a presença de grandes picos nos perfis da resistividade aparente de um semi-espaço homogêneo, indica que a influência do eletrojato é notável neste tipo de meio. Estes picos se mostram com diferente magnitude para cada eletrojato simulado, sendo que a sua localização também muda de um eletrojato para outro. Entretanto, quando se utilizam modelos geo-elétricos unidimensionais mais de acordo com a realidade, tais como os meios estratificados, percebe-se que a resposta dos eletrojatos se amortece significativamente e não mostra muitas diferenças entre os diferentes tipos de eletrojato. Isto acontece por causa da dissipação da energia eletromagnética devido à presença da estratificação e de camadas condutivas. Dentro do intervalo de 3000 km, a resposta eletromagnética tridimensional pode ser deslocada para cima ou para baixo da resposta da onda plana, dependendo da localização do corpo, da frequência, do tipo de eletrojato e do meio geológico. Quando a resposta aparece deslocada para cima, existe um afastamento entre as sondagens uni e tridimensionais devidas ao eletrojato, assim como um alargamento da anomalia dos perfis que registra a presença da heterogeneidade tridimensional. Quando a resposta aparece deslocada para baixo, no entanto, há uma aproximação entre estes dois tipos de sondagens e um estreitamento da anomalia dos perfis. Por outro lado, a fase se mostra geralmente, de uma forma invertida em relação à resistividade aparente. Isto significa que quando uma sobe a outra desce, e vice-versa. Da mesma forma, comumente nas altas frequências as respostas uni e tridimensionais aparecem deslocadas, enquanto que nas baixas frequências se mostram com os mesmos valores, com exceção dos eletrojatos ondulantes com parâmetros de ondulação α = —2 e —3. Nossos resultados também mostram que características geométricas próprias das estruturas tridimensionais, tais como sua orientação em relação à direção do eletrojato e a dimensão da sua direção principal, afetam a resposta devido ao eletrojato em comparação com os resultados da onda plana. Desta forma, quando a estrutura tridimensional é rotacionada de 90°, em relação à direção do eletrojato e em torno do eixo z, existe uma troca de polarizações nas resistividades dos resultados, mas não existem mudanças nos valores da resistividade aparente no centro da estrutura. Ao redor da mesma, porém, se percebe facilmente alterações nos contornos dos mapas de resistividade aparente, ao serem comparadas com os mapas da estrutura na sua posição original. Isto se deve à persistência dos efeitos galvânicos no centro da estrutura e à presença de efeitos indutivos ao redor do corpo tridimensional. Ao alongar a direção principal da estrutura tridimensional, as sondagens magnetotelúricas vão se aproximando das sondagens das estruturas bidimensionais, principalmente na polarização XY. Mesmo assim, as respostas dos modelos testados estão muito longe de se considerar próximas das respostas de estruturas quase-bidimensionais. Porém, os efeitos do eletrojato em estruturas com direção principal alongada, são muito parecidos com aqueles presentes nas estruturas menores, considerando-se as diferenças entre as sondagens de ambos tipos de estruturas. Por outro lado, os mapas de resistividade aparente deste tipo de estrutura alongada, revelam um grande aumento nos extremos da estrutura, tanto para a onda plana como para o eletrojato. Este efeito é causado pelo acanalamento das correntes ao longo da direção principal da estrutura. O modelamento de estruturas geológicas da Bacia de Marajó confirma que os efeitos do eletrojato podem ser detetados em estruturas pequenas do tipo "horst" ou "graben", a grandes distâncias do centro do mesmo. Assim, os efeitos do eletrojato podem ser percebidos tanto nos meios estratificados como tridimensionais, em duas faixas de freqüência (nas proximidades de 10^-1 Hz e para freqüências menores que 10^-3 Hz), possivelmente influenciados pela presença do embasamento cristalino e a crosta inferior, respectivamente. Desta maneira, os resultados utilizando o eletrojato como fonte indutora, mostram que nas baixas freqüências as sondagens magnetotelúricas podem ser fortemente distorcidas, tanto pelos efeitos galvânicos da estrutura tridimensional como pela presença da influência do eletrojato. Conseqüêntemente, interpretações errôneas dos dados de campo podem ser cometidas, se não se corrigirem os efeitos do eletrojato equatorial ou, da mesma forma, não se utilisarem algoritmos tridimensionais para interpretar os dados, no lugar do usual modelo unidimensional de Tikhonov - Cagniard.

Análise da resolução do modelo de Hughes em sondagens magnetotelúricas

Na maioria dos métodos de exploração geofísica, a interpretação é feita assumindo-se um modelo da Terra uniformemente estratificado. Todos os métodos de inversão, inclusive o de dados eletromagnéticos, exigem técnica de modelamento teórico de modo a auxiliar a interpretação. Na literatura os dados são geralmente interpretados em termos de uma estrutura condutiva unidimensional; comumente a Terra é assumida ser horizontalmente uniforme de modo que a condutividade é função somente da profundidade. Neste trabalho uma técnica semi-analítica de modelagem desenvolvida por Hughes (1973) foi usada para modelar a resposta magnética de duas camadas na qual a interface separando as camadas pode ser representada por uma expansão em série de Fourier. A técnica envolve um método de perturbação para encontrar o efeito de um contorno senoidal com pequenas ondulações. Como a perturbação é de primeira ordem a solução obtida é linear, podemos então usar o princípio da superposição e combinar soluções para várias senoides de forma a obter a solução para qualquer dupla camada expandida em série de Fourier. Da comparação com a técnica de elementos finitos, as seguintes conclusões podem ser tiradas: • Para um modelo de dupla camada da Terra, as camadas separadas por uma interface cuja profundidade varia senoidalmente em uma direção, as respostas eletromagnética são muito mais fortes quando a espessura da primeira camada é da ordem do skin depth da onda eletromagnética no meio, e será tanto maior quanto maior for o contraste de condutividade entre as camadas; • Por outro lado, a resistividade aparente para este modelo não é afetada pela mudança na frequência espacial (v) do contorno; • Em caso do uso da solução geral para qualquer dupla camada na Terra cuja interface possa ser desenvolvida em série de Fourier, esta técnica produziu bons resultados quando comparado com a técnica de elementos finitos. A linerização restringe a aplicação da técnica para pequenas estruturas, apesar disso, uma grande quantidade de estruturas pode ser modelada de modo simples e com tempo computacional bastante rápido; • Quando a dimensão da primeira camada possui a mesma ordem de grandeza da estrutura, esta técnica não é recomendada, porque para algumas posições de sondagem, as curvas de resistividade aparente obtidas mostram um pequeno deslocamento quando comparadas com as curvas obtidas por elementos finitos.

Efeito da topografia em sondagens eletromagnéticas bidimensionais nos domínios da frequência e do tempo

O efeito da topografia de um vale, uma colina, um declive e um aclive, em sondagens eletromagnéticas bidimensionais no domínio da freqüência, causa uma variação nos valores da amplitude e da fase da componente H_z devido a um meio homogêneo. A amplitude é menos afetada que a fase. A parede do vale mais próxima da linha de corrente causa uma forte diminuição dos valores da fase, enquanto que a parede do vale mais distante da linha causa um forte aumento. Os efeitos de uma colina são opostos aos do vale. Os efeitos do declive e do aclive num meio homogêneo, são similares, respectivamente, aos observados pelas paredes do vale e da colina mais próximas da linha de corrente. A resposta de um corpo condutivo retangular num meio homogêneo próximo a uma linha de corrente sofre pequenas variações devido a presença de um vale ou de uma colina situada longe da linha de corrente. Porém, se essas feições topográficas estiverem sobre o corpo, elas afetam fortemente a fase e a amplitude da componente H_z e apenas a amplitude, no caso da componente H_x. A resposta transiente não é afetada pela topografia para tempos muito baixos, pois nesse caso se investiga uma finíssima camada da superfície, assim como para tempos muito altos porque a profundidade de investigação é muito grande comparada com a dimensão da topografia. Para os modelos aqui estudados, a maior influência se dá para tempos intermediários, ao redor de 7 ms, ocasionando um retardo do ponto de "cross over" nas curvas de sondagens.

Genetic and biochemical markers of hydroxyurea therapeutic response in sickle cell anemia

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Leptin into the ventrolateral medulla facilitates chemorespiratory response in leptin-deficient (ob/ob) mice

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The first frequency of cantilevered bars with geometric effect: a mathematical and experimental evaluation

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fractal correlation property of heart rate variability in response to the postural change maneuver in healthy women

Background: We evaluated the effects of the PCM on the fractal analysis of the HRV in healthy women Method: We evaluated healthy women between 18 and 30 years old. HRV was analyzed in the time (SDNN, RMSSD, NN50 and pNN50) and frequency (LF, HF and LF/HF ratio) domains as well as short and long-term fractal exponents (alpha-1 and alpha-2) of the detrended fluctuation analysis (DFA). HRV was recorded at rest for ten minutes at seated rest and then the women quickly stood up from a seated position in up to three seconds and remained standing for 15 minutes. HRV was recorded at the following time: rest, 0–5 min, 5–10 min and 10–15 min during standing. Results: We observed decrease (p < 0.05) in the time-domain indices of HRV between seated and 10–15 minutes after the volunteer stood up. The LF (ms2) and HF (ms2) indices were also reduced (p < 0.05) at 10–15 minutes after the volunteer stood up compared to seated while the LF (nu) was increased at 5–10 min and 10–15 min (p < 0.05). The short-term alpha-1 exponent was increased (p < 0.05) at all moments investigated compared to seated. Increase in the properties of short-term fractal correlations of heart rate dynamics accompanied by a decrease in the parasympathetic modulation and global HRV was observed in response to the postural change maneuver. Conclusion: We suggest that fractal analysis of HRV is more sensitive than frequency and time-domain analysis of HRV during the postural change maneuver.

An exploration of heart rate response to differing music rhythm and tempos

The aim of this study was to investigate acute cardiac response and heart rate variability (HRV) when listening to differing forms of music. Eleven healthy men aged between 18 and 25 years old were included in the study. HRV was recorded at rest for ten minutes with no music, then were asked to listen to classical baroque or heavy metal music for a period of 20 min. It was noted that heart rate variability did not affect HRV indices for time and frequency. In conclusion, music with different tempos does not influence cardiac autonomic regulation in men. However more studies are suggested to explore this topic in greater detail.

Contribution of retrotrapezoid/parafacial respiratory region to the expiratory-sympathetic coupling in response to peripheral chemoreflex in rats

Central mechanisms of coupling between respiratory and sympathetic systems are essential for the entrainment between the enhanced respiratory drive and sympathoexcitation in response to hypoxia. However, the brainstem nuclei and neuronal network involved in these respiratory-sympathetic interactions remain unclear. Here, we evaluated whether the increase in expiratory activity and expiratory-modulated sympathoexcitation produced by the peripheral chemoreflex activation involves the retrotrapezoid nucleus/parafacial respiratory region (RTN/pFRG). Using decerebrated arterially perfused in situ rat preparations (60–80 g), we recorded the activities of thoracic sympathetic (tSN), phrenic (PN), and abdominal nerves (AbN) as well as the extracellular activity of RTN/pFRG expiratory neurons, and reflex responses to chemoreflex activation were evaluated before and after inactivation of the RTN/pFRG region with muscimol (1 mM). In the RTN/pFRG, we identified late-expiratory (late-E) neurons (n = 5) that were silent at resting but fired coincidently with the emergence of late-E bursts in AbN after peripheral chemoreceptor activation. Bilateral muscimol microinjections into the RTN/pFRG region (n = 6) significantly reduced basal PN frequency, mean AbN activity, and the amplitude of respiratory modulation of tSN (P < 0.05). With respect to peripheral chemoreflex responses, muscimol microinjections in the RTN/pFRG enhanced the PN inspiratory response, abolished the evoked late-E activity of AbN, but did not alter either the magnitude or pattern of the tSN reflex response. These findings indicate that the RTN/pFRG region is critically involved in the processing of the active expiratory response but not of the expiratory-modulated sympathetic response to peripheral chemoreflex activation of rat in situ preparations.

Response of cardiac autonomic modulation after a single exposure to musical auditory stimulation

The acute effects after exposure to different styles of music on cardiac autonomic modulation assessed through heart rate variability (HRV) analysis have not yet been well elucidated. We aimed to investigate the recovery response of cardiac autonomic modulation in women after exposure to musical auditory stimulation of different styles. The study was conducted on 30 healthy women aged between 18 years and 30 years. We did not include subjects having previous experience with musical instruments and those who had an affinity for music styles. The volunteers remained at rest for 10 min and were exposed to classical baroque (64-84 dB) and heavy metal (75-84 dB) music for 10 min, and their HRV was evaluated for 30 min after music cessation. We analyzed the following HRV indices: Standard deviation of normal-to-normal (SDNN) intervals, root mean square of successive differences (RMSSD), percentage of normal-to-normal 50 (pNN50), low frequency (LF), high frequency (HF), and LF/HF ratio. SDNN, LF in absolute units (ms (2) ) and normalized (nu), and LF/HF ratio increased while HF index (nu) decreased after exposure to classical baroque music. Regarding the heavy metal music style, it was observed that there were increases in SDNN, RMSSD, pNN50, and LF (ms (2) ) after the musical stimulation. In conclusion, the recovery response of cardiac autonomic modulation after exposure to auditory stimulation with music featured an increased global activity of both systems for the two musical styles, with a cardiac sympathetic modulation for classical baroque music and a cardiac vagal tone for the heavy metal style.

Comparison of frequency and time domain electromyography parameters in women with patellofemoral pain

Despite its high incidence, patellofemoral pain etiology remains unclear. No prior study has compared surface electromyography frequency domain parameters and surface electromyography time domain variables, which have been used as a classic analysis of patellofemoral pain. Thirty one women with patellofemoral pain and twenty eight pain-free women were recruited. Each participant was asked to descend a seven step staircase and data from five successful trials were collected. During the task, the vastus medialis and vastus lateralis muscle activities were monitored by surface electromyography. The data were processed and analyzed in four variables of the frequency domain (median frequency, low, medium and high frequency bands) and three time domain variables (Automatic, Cross-correlation and Visual Onset between the vastus medialis and vastus lateralis muscles). Reliability, Receiver Operating Characteristic curves and regression models were performed. The medium frequency band was the most reliable variable and different between the groups for both muscles, also demonstrated the best values of sensitivity and sensibility, 72% and 69% for the vastus medialis and 68% and 62% for the vastus lateralis, respectively. The frequency variables predicted the pain of individuals with patellofemoral pain, 26% for the vastus medialis and 20% for the vastus lateralis, being better than the time variables, which achieved only 7%. The frequency domain parameters presented greater reliability, diagnostic accuracy and capacity to predict pain than the time domain variables during stair descent and might be a useful tool to diagnose individuals with patellofemoral pain.

Auditory steady-state response in the first six months of life

Objective: To characterize the thresholds of the auditory steady-state response that relates to term newborns and infants. Design: The study was cross-sectional using auditory steadystate response assessment, and the real-ear-to-dial difference was measured in the external auditory canal. Study Sample: The study group included 60 newborns and infants between the age of 0 and 6 months. Results: A statistically significant difference was found in the carrier frequency variable for auditory steady-state response thresholds but not in comparison to ages. Furthermore, there is an association between auditory steady-state response thresholds and the real-ear-to-dial difference. Conclusion: The same threshold can be used as a normality reference for this age range, with distinct values for the different carrier frequencies. The influence of external auditory canal amplification should be taken into account.