Relation Between the Diffusivity, Viscosity, and Ionic Radius of LiCl in Water, Methanol, and Ethylene Glycol: A Molecular Dynamics Simulation

A molecular dynamics (MD) investigation of LiCl in water, methanol, and ethylene glycol (EG) at 298 K is reported. Several; structural and dynamical properties of the ions as well as the solvent such as self-diffusivity, radial distribution functions, void and neck distributions, velocity autocorrelation functions, and mean residence times of solvent in the first solvation shell have been computed. The results show that the reciprocal relationship between the self-diffusivity of the ions and the viscosity is valid in almost all solvents with the exception of water. From an analysis of radial distribution functions and coordination numbers the nature of hydrogen bonding within the solvent and its influence on the void and neck distribution becomes evident. It is seen that the solvent solvent interaction is important in EG while solute solvent interactions dominate in water and methanol. From Voronoi tessellation, it is seen that the voids and necks within methanol are larger as compared to those within water or EG. On the basis of the void and neck distributions obtained from MD simulations and literature experimental data of limiting ion conductivity for various ions of different sizes we show that there is a relation between the void and neck radius on e one hand and dependence of conductivity on the ionic radius on the other. It is shown that the presence of large diameter voids and necks in methanol is responsible for maximum in limiting ion conductivity (lambda(0)) of TMA(+), while in water in EG, the maximum is seen for Rb+. In the case of monovalent anions, maximum in lambda(0) as a function ionic radius is seen for Br- in water EG but for the larger ClO4- ion in methanol. The relation between the void and neck distribution and the variation in lambda(0) with ionic radius arises via the Levitation effect which is discussed. These studies show the importance of the solvent structure and the associated void structure.

Depth: a web server to compute depth, cavity sizes, detect potential small-molecule ligand-binding cavities and predict the pK(a) of ionizable residues in proteins

Residue depth accurately measures burial and parameterizes local protein environment. Depth is the distance of any atom/residue to the closest bulk water. We consider the non-bulk waters to occupy cavities, whose volumes are determined using a Voronoi procedure. Our estimation of cavity sizes is statistically superior to estimates made by CASTp and VOIDOO, and on par with McVol over a data set of 40 cavities. Our calculated cavity volumes correlated best with the experimentally determined destabilization of 34 mutants from five proteins. Some of the cavities identified are capable of binding small molecule ligands. In this study, we have enhanced our depth-based predictions of binding sites by including evolutionary information. We have demonstrated that on a database (LigASite) of similar to 200 proteins, we perform on par with ConCavity and better than MetaPocket 2.0. Our predictions, while less sensitive, are more specific and precise. Finally, we use depth (and other features) to predict pK(a)s of GLU, ASP, LYS and HIS residues. Our results produce an average error of just <1 pH unit over 60 predictions. Our simple empirical method is statistically on par with two and superior to three other methods while inferior to only one. The DEPTH server (http://mspc.bii.a-star.edu.sg/depth/) is an ideal tool for rapid yet accurate structural analyses of protein structures.

Laterally structured ripple and square phases with one and two dimensional thickness modulations in a model bilayer system

Molecular dynamics simulations of bilayers in a surfactant/co-surfactant/water system with explicit solvent molecules show formation of topologically distinct gel phases depending upon the bilayer composition. At low temperatures, the bilayers transform from the tilted gel phase, L beta', to the one dimensional (1D) rippled, P beta' phase as the surfactant concentration is increased. More interestingly, we observe a two dimensional (2D) square phase at higher surfactant concentration which, upon heating, transforms to the gel L beta' phase. The thickness modulations in the 1D rippled and square phases are asymmetric in two surfactant leaflets and the bilayer thickness varies by a factor of similar to 2 between maximum and minimum. The 1D ripple consists of a thinner interdigitated region of smaller extent alternating with a thicker non-interdigitated region. The 2D ripple phase is made up of two superimposed square lattices of maximum and minimum thicknesses with molecules of high tilt forming a square lattice translated from the lattice formed with the thickness minima. Using Voronoi diagrams we analyze the intricate interplay between the area-per-head-group, height modulations and chain tilt for the different ripple symmetries. Our simulations indicate that composition plays an important role in controlling the formation of low temperature gel phase symmetries and rippling accommodates the increased area-per-head-group of the surfactant molecules.

Generalized Partial Response Equalization and Data-Dependent Noise Predictive Signal Detection Over Media Models for TDMR

Two-dimensional magnetic recording (2-D TDMR) is an emerging technology that aims to achieve areal densities as high as 10 Tb/in(2) using sophisticated 2-D signal-processing algorithms. High areal densities are achieved by reducing the size of a bit to the order of the size of magnetic grains, resulting in severe 2-D intersymbol interference (ISI). Jitter noise due to irregular grain positions on the magnetic medium is more pronounced at these areal densities. Therefore, a viable read-channel architecture for TDMR requires 2-D signal-detection algorithms that can mitigate 2-D ISI and combat noise comprising jitter and electronic components. Partial response maximum likelihood (PRML) detection scheme allows controlled ISI as seen by the detector. With the controlled and reduced span of 2-D ISI, the PRML scheme overcomes practical difficulties such as Nyquist rate signaling required for full response 2-D equalization. As in the case of 1-D magnetic recording, jitter noise can be handled using a data-dependent noise-prediction (DDNP) filter bank within a 2-D signal-detection engine. The contributions of this paper are threefold: 1) we empirically study the jitter noise characteristics in TDMR as a function of grain density using a Voronoi-based granular media model; 2) we develop a 2-D DDNP algorithm to handle the media noise seen in TDMR; and 3) we also develop techniques to design 2-D separable and nonseparable targets for generalized partial response equalization for TDMR. This can be used along with a 2-D signal-detection algorithm. The DDNP algorithm is observed to give a 2.5 dB gain in SNR over uncoded data compared with the noise predictive maximum likelihood detection for the same choice of channel model parameters to achieve a channel bit density of 1.3 Tb/in(2) with media grain center-to-center distance of 10 nm. The DDNP algorithm is observed to give similar to 10% gain in areal density near 5 grains/bit. The proposed signal-processing framework can broadly scale to various TDMR realizations and areal density points.

Effect of imperfections on the yielding of two-dimensional foams

The influence of each of the six different types of morphological imperfection - waviness, non-uniform cell wall thickness, cell-size variations, fractured cell walls, cell-wall misalignments, and missing cells - on the yielding of 2D cellular solids has been studied systematically for biaxial loading. Emphasis is placed on quantifying the knock-down effect of these defects on the hydrostatic yield strength and upon understanding the associated deformation mechanisms. The simulations in the present study indicate that the high hydrostatic strength, characteristic of ideal honeycombs, is reduced to a level comparable with the deviatoric strength by several types of defect. The common source of this large knock-down is a switch in deformation mode from cell wall stretching to cell wall bending under hydrostatic loading. Fractured cell edges produce the largest knock-down effect on the yield strength of 2D foams, followed in order by missing cells, wavy cell edges, cell edge misalignments, Γ Voronoi cells, δ Voronoi cells, and non-uniform wall thickness. A simple elliptical yield function with two adjustable material parameters successfully fits the numerically predicted yield surfaces for the imperfect 2D foams, and shows potential as a phenomenological constitutive law to guide the design of structural components made from metallic foams.

Turismo em debate II

Traz o conteúdo das Audiências públicas realizadas pela Comissão de Turismo e Desporto destinadas a debater o planejamento dos aeroportos nacionais, a infraestrutura das empresas aéreas e a relação destas com o consumidor em conjunto com a política de concessões aeroportuárias para a iniciativa privada, bem como o estado da infraestrutura das malhas aérea e viária do país e a política de formação de pilotos civis e suas implicações quanto ao turismo e à política nacional de aviação.

Skeleton based visual pattern recognition. Applications to tabletop interaction

211 p. :il.

Desenvolvimento de um simulador numérico empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics para a resolução de escoamentos incompressíveis. Implementação computacional em paralelo (CUDA)

Neste trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico baseado no método livre de malhas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis. Diferentemente da maioria das versões existentes deste método, o código numérico faz uso de uma técnica iterativa na determinação do campo de pressões. Este procedimento emprega a forma diferencial de uma equação de estado para um fluido compressível e a equação da continuidade a fim de que a correção da pressão seja determinada. Uma versão paralelizada do simulador numérico foi implementada usando a linguagem de programação C/C++ e a Compute Unified Device Architecture (CUDA) da NVIDIA Corporation. Foram simulados três problemas, o problema unidimensional do escoamento de Couette e os problemas bidimensionais do escoamento no interior de uma Cavidade (Shear Driven Cavity Problem) e da Quebra de Barragem (Dambreak).

Simulação de escoamentos incompressíveis empregando o método Smoothed Particle Hydrodynamics utilizando algoritmos iterativos na determinação do campo de pressões

Nesse trabalho, foi desenvolvido um simulador numérico (C/C++) para a resolução de escoamentos de fluidos newtonianos incompressíveis, baseado no método de partículas Lagrangiano, livre de malhas, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Tradicionalmente, duas estratégias são utilizadas na determinação do campo de pressões de forma a garantir-se a condição de incompressibilidade do fluido. A primeira delas é a formulação chamada Weak Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH), onde uma equação de estado para um fluido quase-incompressível é utilizada na determinação do campo de pressões. A segunda, emprega o Método da Projeção e o campo de pressões é obtido mediante a resolução de uma equação de Poisson. No estudo aqui desenvolvido, propõe-se três métodos iterativos, baseados noMétodo da Projeção, para o cálculo do campo de pressões, Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH). A fim de validar os métodos iterativos e o código computacional, foram simulados dois problemas unidimensionais: os escoamentos de Couette entre duas placas planas paralelas infinitas e de Poiseuille em um duto infinito e foram usadas condições de contorno do tipo periódicas e partículas fantasmas. Um problema bidimensional, o escoamento no interior de uma cavidade com a parede superior posta em movimento, também foi considerado. Na resolução deste problema foi utilizado o reposicionamento periódico de partículas e partículas fantasmas.

Os tempos da escrita na obra de Clarice Lispector

Apoiados nos ensinamentos de Sigmund Freud e de Jacques Lacan, partimos de um pressuposto: as obras concebidas por Clarice Lispector no intervalo de tempo entre 1964 e 1973 colocam em evidência a operação que inscreve o ser falante no campo da linguagem. Talvez por isso, nesse contexto, seja possível perceber a consolidação de uma mudança em seu estilo, considerando que, de acordo com uma determinada vertente da crítica literária, existem pelo menos dois ciclos estilísticos ao analisarmos o conjunto da obra da escritora. Esses dois ciclos são determinados quando se opera uma torção na voz narrativa, que se desloca da terceira para a primeira pessoa. Essa torção tem como marco o livro A Paixão Segundo G.H. e se consolida em 1973, com o livro Água Viva. Supomos que a mudança no estilo de Clarice Lispector corresponde à torção que engaja o ser falante nas vicissitudes do corpo, em sua origem. Assim, é por povoar o mundo dos afetos que a repercussão de determinadas leituras nos leva à seguinte constatação: haveria escritos cuja temporalidade remonta à suspensão da fantasia, motivo pelo qual se prestam a transmitir o real da experiência de uma primeira inscrição, por via do encontro entre leitor e texto. Tratar-se-iam de escritos cuja temporalidade remete ao instante em que a morte se inscreve nas malhas corporais, resultantes do que escapa ao simbólico, o real. Na intimidade do pulsional, tais práticas testemunham o momento em que a língua materna (Lalangue) faz marca no corpo, desembocando no tempo da inscrição do traço unário; o que permite ao sujeito falar, fazendo frente, por via de uma nomeação, à falta de um significante no campo do Outro, . No decorrer do presente trabalho, vimos que Lacan, ao entrelaçar saber inconsciente e poesia, assim o fez na tentativa de transmitir a fugacidade de um instante no qual o inconsciente aflora. Ao se colocar no lugar de agente da poesia, Lacan é levado a especificar a verdade como sendo poética, situando a poesia como fundamentalmente ligada ao seu estilo e à transmissibilidade da psicanálise. Com Clarice Lispector, algo se transmite. E foi com ela que retomamos importantes textos de Jacques Lacan sobre o tema da escrita, dentre os quais, a lição sobre Lituraterra e o seminário Le sinthome. Acompanhamos o seu percurso a respeito do traço unário, desde o seminário da identificação, deixando-nos interrogar sobre a potência de uma imagem que está para além do que é representável. Por isso, ao final de nosso trabalho, enfatizamos o estatuto de uma escrita que se produz por via de um ato que conjuga o traço unário ao objeto a em sua vertente olhar.

Palinologia e taxonomia dos gêneros Elephantopus L., Orthopappus Gleason e Pseudelephantopus Rohr. (Subtribo Elephantopinae, Vernonieae- Asteraceae) ocorrentes no Brasil

A subtribo Elephantopinae tem sido alvo de poucos estudos taxonômicos e palinológicos, necessitando de uma reavaliação em seus limites. Assim, o presente estudo teve como proposta atualizar e ampliar o conhecimento de 13 espécies de Elephantopinae ocorrentes no Brasil através de um acurado estudo palinológico, da anatomia foliar e taxonômico, promovendo a delimitação das espécies dos gêneros Elephantopus (10 espécies) Orthopappus (uma espécie) e Pseudelephantopus (duas espécies)além de oferecer subsídios para posteriores análises filogenéticas. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos herbários brasileiros e de material coletado em campo. Os grãos de pólen foram tratados pelo método acetolítico, sendo posteriormente mensurados, descritos, e analisados sob microscopia de luz e eletrônica de varredura. As eletromicrografias foram obtidas de grãos de pólen não acetolisados, as análises taxonômicas baseiam-se na metodologia clássica. A anatomia foliar deu-se através da metodologia usual. Os resultados mostram grãos de pólen médios, 3-porados, de exina equinolofada com malhas poligonais organizadas ou não em Elephantopus e Pseudelephantopus, podendo apresentar interrupção na malha poral em Elephantopus. Em Orthopapus os grãos de pólen são 3-colporados, de sexina subequinolofada. A anatomia foliar possibilitou a separação de E. hirtiflorus e E. riparius através da forma ou contorno da nervura principal (planoconvexo), nas demais espécies o contorno é biconvexo. As espécies apresentaram tricomas capitados bisseriados com 8 células, tricomas filamentosos 3-4 celulares, bem como filamentosos de célula distal globosa ou ovóide em E. biflorus, E. micropappus, E. tomentous e Orthopappus angustifolius. Registrou-se variação na ornamentação da cutícula podendo ser lisa ou estriada entre as espécies, bem como a presença de substâncias pécticas na epiderme e drusas nos parênquimas. Em relação aos microcaracteres florais, foram considerados de importância diagnóstica os lóbulos da corola, que variaram entre glandular, glabro e penicilado, este ultimo apenas em E. hirtiflorus, os ápices das anteras que variaram entre obtuso, retuso em E. hirtiflorus e apiculado, lancelolado em E. mollis e E. racemosus, a base da antera variou entre sagitada, caudada lisa em E. riparius e E. tomentosus e caudada em E. riparius. Os macrocaracteres que apresentaram maior valor taxonômico foram a cipsela e o papus, a organização das coflorescências, o número de flores por capítulo e limbo foliar. Neste trabalho aceitou-se a segregação dos três gêneros, com base nos caracteres analisados

Avaliação dos algoritmos de Picard-Krylov e Newton-Krylov na solução da equação de Richards

A engenharia geotécnica é uma das grandes áreas da engenharia civil que estuda a interação entre as construções realizadas pelo homem ou de fenômenos naturais com o ambiente geológico, que na grande maioria das vezes trata-se de solos parcialmente saturados. Neste sentido, o desempenho de obras como estabilização, contenção de barragens, muros de contenção, fundações e estradas estão condicionados a uma correta predição do fluxo de água no interior dos solos. Porém, como a área das regiões a serem estudas com relação à predição do fluxo de água são comumente da ordem de quilômetros quadrados, as soluções dos modelos matemáticos exigem malhas computacionais de grandes proporções, ocasionando sérias limitações associadas aos requisitos de memória computacional e tempo de processamento. A fim de contornar estas limitações, métodos numéricos eficientes devem ser empregados na solução do problema em análise. Portanto, métodos iterativos para solução de sistemas não lineares e lineares esparsos de grande porte devem ser utilizados neste tipo de aplicação. Em suma, visto a relevância do tema, esta pesquisa aproximou uma solução para a equação diferencial parcial de Richards pelo método dos volumes finitos em duas dimensões, empregando o método de Picard e Newton com maior eficiência computacional. Para tanto, foram utilizadas técnicas iterativas de resolução de sistemas lineares baseados no espaço de Krylov com matrizes pré-condicionadoras com a biblioteca numérica Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation (PETSc). Os resultados indicam que quando se resolve a equação de Richards considerando-se o método de PICARD-KRYLOV, não importando o modelo de avaliação do solo, a melhor combinação para resolução dos sistemas lineares é o método dos gradientes biconjugados estabilizado mais o pré-condicionador SOR. Por outro lado, quando se utiliza as equações de van Genuchten deve ser optar pela combinação do método dos gradientes conjugados em conjunto com pré-condicionador SOR. Quando se adota o método de NEWTON-KRYLOV, o método gradientes biconjugados estabilizado é o mais eficiente na resolução do sistema linear do passo de Newton, com relação ao pré-condicionador deve-se dar preferência ao bloco Jacobi. Por fim, há evidências que apontam que o método PICARD-KRYLOV pode ser mais vantajoso que o método de NEWTON-KRYLOV, quando empregados na resolução da equação diferencial parcial de Richards.

Estado e construção ferroviária: quinze anos decisivos para a economia brasileira, 1852-1867

Esta pesquisa procura ampliar e aprofundar o entendimento sobre a participação do Estado na construção ferroviária no século XIX. Com este objetivo, partimos da análise do processo histórico de formação do Estado brasileiro, de 1822 aos anos 1850, a fim de identificar configurações e traços culturais do sistema político no qual se inserem, como prioridade de governo, as políticas públicas e, em especial, o projeto ferroviário. Consideramos que as linhas básicas da política ferroviária, no Império, foram traçadas no período 1852-1867, durante a construção de seis ferrovias pioneiras. Detectamos, ainda, razoável correlação entre o traçado dos caminhos de ferro e os já conhecidos caminhos das minas, que conduziam a zonas onde se localizavam jazigos de pedras e metais preciosos, ferro, carvão, petróleo e outros recursos minerais. Observamos que a participação do Estado na construção ferroviária, no período, desenvolveu-se em duas frentes: como empresário responsável pela construção e gestão de malhas ferroviárias e como agente de regulação de empresas privadas, nacionais e estrangeiras, privilegiadas com longa lista de subvenções e incentivos, entre os quais se destaca a garantia de juro mínimo para os capitais investidos na construção de estradas de ferro.

Sistema inteligente com entrada e saída remota sem fio.

Este trabalho avalia o desempenho de um controlador fuzzy (tipo Takagi-Sugeno-Kang) quando, utilizando tecnologia sem fio para conectar as entradas e a saída do controlador aos sensores/atuadores, sofre perda das informações destes canais, resultado de perdas de pacotes. Tipicamente são utilizados controladores PID nas malhas de controle. Assim, o estudo realizado compara os resultados obtidos com os controladores fuzzy com os resultados dos controladores PID. Além disso, o trabalho visa estudar o comportamento deste controlador implementado em uma arquitetura microprocessada utilizando números inteiros nos cálculos, interpolação com segmentos de reta para as funções de pertinência da entrada e singletons nas funções de pertinência da saída. Para esse estudo foi utilizado, num ambiente Matlab/Simulink, um controlador fuzzy e o aplicativo True Time para simular o ambiente sem fio. Desenvolvido pelo Departamento de Controle Automático da Universidade de Lund, o True Time é baseado no Matlab/Simulink e fornece todas as ferramentas necessárias para a criação de um ambiente de rede (com e sem fio) virtual. Dado o paradigma de que quanto maior for a utilização do canal, maior a degradação do mesmo, é avaliado o comportamento do sistema de controle e uma proposta para diminuir o impacto da perda de pacotes no controle do sistema, bem como o impacto da variação das características internas da planta e da arquitetura utilizada na rede. Inicialmente são realizados ensaios utilizando-se o controlador fuzzy virtual (Simulink) e, posteriormente, o controlador implementado com dsPIC. Ao final, é apresentado um resumo desses ensaios e a comprovação dos bons resultados obtidos com um controlador fuzzy numa malha de controle utilizando uma rede na entrada e na saída do controlador.

Implementação paralela de um código de elementos finitos em 2D para as Equações de Navier-Stokes para fluidos incompressíveis com transporte de escalares.

O estudo do fluxo de água e do transporte escalar em reservatórios hidrelétricos é importante para a determinação da qualidade da água durante as fases iniciais do enchimento e durante a vida útil do reservatório. Neste contexto, um código de elementos finitos paralelo 2D foi implementado para resolver as equações de Navier-Stokes para fluido incompressível acopladas a transporte escalar, utilizando o modelo de programação de troca de mensagens, a fim de realizar simulações em um ambiente de cluster de computadores. A discretização espacial é baseada no elemento MINI, que satisfaz as condições de Babuska-Brezzi (BB), que permite uma formulação mista estável. Todas as estruturas de dados distribuídos necessárias nas diferentes fases do código, como pré-processamento, solução e pós-processamento, foram implementadas usando a biblioteca PETSc. Os sistemas lineares resultantes foram resolvidos usando o método da projeção discreto com fatoração LU por blocos. Para aumentar o desempenho paralelo na solução dos sistemas lineares, foi empregado o método de condensação estática para resolver a velocidade intermediária nos vértices e no centróide do elemento MINI separadamente. Os resultados de desempenho do método de condensação estática com a abordagem da solução do sistema completo foram comparados. Os testes mostraram que o método de condensação estática apresenta melhor desempenho para grandes problemas, às custas de maior uso de memória. O desempenho de outras partes do código também são apresentados.