Encircled energy measurement for focusing lens based on scanning Hartmann test

The encircled energy of a focusing lens is one of the parameters directly affecting the target efficiency in high-power laser facilities. The direct measurement method of the encircled energy for the focusing lens based on the scanning Hartmann test is proposed in this paper. With the scanning Hartmann test setup, the information in the whole aperture of the focusing lens can be achieved. The encircled energy can be obtained by analyzing the spot diagram on the focal plane of the focusing lens. In experiments, the encircled energy of an aspheric focusing lens is measured using this method. The measurement result is in good agreement with that derived from measurement data by an interferometer and the difference is 7.7%. (C) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Aplicação de processos com membranas na remoção de piretróides de efluentes industriais

O tratamento de efluentes industriais tem sido objeto de estudos no sentido da busca de soluções que minimizem impactos ambientais e promovam a conservação do bem natural que é a água. Nesta linha de pensamento, o presente trabalho propôs-se avaliar a viabilidade de recuperação de efluentes industriais contaminados com pesticidas do tipo piretróides em específico: a deltametrina e beta-ciflutrina. A justificativa na escolha deste tipo de componente está fundamentada na alta demanda alimentícia por parte da população mundial e o consequente acréscimo no uso dos agrotóxicos a fim de garantir a eficiência e o elevado volume de produção de alimentos. O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina de efluentes sintéticos aquosos por meio dos processos de osmose inversa e nanofiltração, com a utilização de membranas de poliamida. O presente estudo se justifica pelo atendimento aos padrões ambientais de concentração de piretróides no meio ambiente e reafirma o uso do sistema com membranas no tratamento de efluentes e remoção destes contaminantes. Para caracterização das membranas, foi realizado o teste de permeabilidade hidráulica, constatando diferentes linearidades de fluxo entre os dois processos, com a variação de pressão de trabalho. O desempenho dos processos foi verificado pela variação de parâmetros de meio reacional, variando a concentração dos piretróides em solução, analisando os princípios ativos isolados e também em mistura de ambos piretróides. Primeiramente se estudou a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina isoladamente em solução, nas concentrações de 5, 25, 50 e 100 mg L-1, sob a pressão de 5 bar. Posteriormente, avaliou-se o desempenho das membranas na remoção dos piretróides em mistura nas soluções sintéticas, com ambos os princípios ativos na concentração de 50 mg L-1, na pressão de 5 bar. Foi estudada a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina nos dois processos: osmose inversa e nanofiltração. Os resultados foram tratados estatisticamente por análise de variância (ANOVA) e pela análise por comparação de amostras independentes a fim de verificar a significância dos valores obtidos e a influência da variação dos parâmetros analisados. Para a faixa de concentração estudada (5, 25, 50 e 100 mg L-1) os valores encontrados de concentração de permeado foram todos consideravelmente baixos. O maior valor encontrado foi de 0,026 mg L-1 no ensaio de nanofiltração com concentração inicial de 5 mg L-1 de beta-ciflutrina em água. Os resultados apresentaram excelentes rejeições em todos os testes, seja com princípio ativo isolado ou em mistura, com rejeições maiores que 99,5% para ambos os piretróides nas concentrações testadas, sob a pressão de 5 bar. O processo de nanofiltração apresentou maiores e melhores fluxos de permeado do que a osmose inversa. Contudo, no que diz respeito à eficácia da separação, ambos processos indicaram ótimo desempenho na remoção dos piretróides, viabilizando assim, a escolha destes métodos para tratamento de efluentes contaminados com este pesticida

Evaluating boundary dependent errors in QM/MM simulations.

Hybrid quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) simulations provide a powerful tool for studying chemical reactions, especially in complex biochemical systems. In most works to date, the quantum region is kept fixed throughout the simulation and is defined in an ad hoc way based on chemical intuition and available computational resources. The simulation errors associated with a given choice of the quantum region are, however, rarely assessed in a systematic manner. Here we study the dependence of two relevant quantities on the QM region size: the force error at the center of the QM region and the free energy of a proton transfer reaction. Taking lysozyme as our model system, we find that in an apolar region the average force error rapidly decreases with increasing QM region size. In contrast, the average force error at the polar active site is considerably higher, exhibits large oscillations and decreases more slowly, and may not fall below acceptable limits even for a quantum region radius of 9.0 A. Although computation of free energies could only be afforded until 6.0 A, results were found to change considerably within these limits. These errors demonstrate that the results of QM/MM calculations are heavily affected by the definition of the QM region (not only its size), and a convergence test is proposed to be a part of setting up QM/MM simulations.

Uma formulação implícita para o método Smoothed Particle Hydrodynamics

Em uma grande gama de problemas físicos, governados por equações diferenciais, muitas vezes é de interesse obter-se soluções para o regime transiente e, portanto, deve-se empregar técnicas de integração temporal. Uma primeira possibilidade seria a de aplicar-se métodos explícitos, devido à sua simplicidade e eficiência computacional. Entretanto, esses métodos frequentemente são somente condicionalmente estáveis e estão sujeitos a severas restrições na escolha do passo no tempo. Para problemas advectivos, governados por equações hiperbólicas, esta restrição é conhecida como a condição de Courant-Friedrichs-Lewy (CFL). Quando temse a necessidade de obter soluções numéricas para grandes períodos de tempo, ou quando o custo computacional a cada passo é elevado, esta condição torna-se um empecilho. A fim de contornar esta restrição, métodos implícitos, que são geralmente incondicionalmente estáveis, são utilizados. Neste trabalho, foram aplicadas algumas formulações implícitas para a integração temporal no método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) de modo a possibilitar o uso de maiores incrementos de tempo e uma forte estabilidade no processo de marcha temporal. Devido ao alto custo computacional exigido pela busca das partículas a cada passo no tempo, esta implementação só será viável se forem aplicados algoritmos eficientes para o tipo de estrutura matricial considerada, tais como os métodos do subespaço de Krylov. Portanto, fez-se um estudo para a escolha apropriada dos métodos que mais se adequavam a este problema, sendo os escolhidos os métodos Bi-Conjugate Gradient (BiCG), o Bi-Conjugate Gradient Stabilized (BiCGSTAB) e o Quasi-Minimal Residual (QMR). Alguns problemas testes foram utilizados a fim de validar as soluções numéricas obtidas com a versão implícita do método SPH.

Age- or length-based methods of growth estimation. What drives the choice?

Based upon a global comparison of over 400 fisheries, the Principal Components Analysis (PCA) methodology was used to identify factors affecting the choice of growth estimation methods. Of the six factors examined, the growth rate (K) and asymptotic length (L8) explained most of the variations. Financial resources, i.e., Gross National Product (GNP), and latitude were also important factors.

Sensitivity of wear rates in the micro-scale abrasion test to test conditions and material hardness

Micro-scale abrasion (ball cratering) tests were performed with different combinations of ball and bulk specimen materials, under different test conditions, such as load and abrasive slurry concentration. Wear modes were classified into two types: with rolling particle motion and with grooving particle motion. Wear rates observed with rolling particle motion were relatively insensitive to test conditions, whereas with grooving motion they varied much more. It is suggested that rolling abrasion is therefore a more appropriate mode if reproducible test results are desired. The motion of the abrasive particles can be reliably predicted from the knowledge of hardnesses and elastic properties of the ball and the specimen, and from the normal load and the abrasive slurry concentration. General trends in wear resistance measured in the micro-scale abrasion test with rolling particle motion are similar to those reported in tests with fixed abrasives with sliding particle motion, although the variation in wear resistance with hardness is significantly smaller. © 2004 Published by Elsevier B.V.

Sources of variability in the free-ball micro-scale abrasion test

In the 'free-ball' version of the micro-scale abrasion or ball-cratering test the rotating ball rests against a tilted sample and a grooved drive shaft. Tests under nominally identical conditions with different apparatus commonly show small but significant differences in measured wear rate. An indirect method has been developed and demonstrated for continuous on-line measurement of the coefficient of friction in the free-ball test. Experimental investigation of the effects of sample tilt angle and drive shaft groove width shows that both these factors influence the stability of the rotation of the ball, and the shape of the abrasive slurry pool, which in turn affect the coefficient of friction in the wear scar area and the measured wear rate. It is suggested that in order to improve the reproducibility of this method the geometry of the apparatus should be specified. For the apparatus used in this work with a steel ball of 25 mm diameter, a sample tilt angle of 60-75° and a shaft groove width of about 10mm provided the most stable ball motion and a wear rate which showed least variability. © 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.