Skin-friction measurements in high-enthalpy hypersonic boundary layers

Skin-friction measurements are reported for high-enthalpy and high-Mach-number laminar, transitional and turbulent boundary layers. The measurements were performed in a free-piston shock tunnel with air-flow Mach number, stagnation enthalpy and Reynolds numbers in the ranges of 4.4-6.7, 3-13 MJ kg(-1) and 0.16 x 10(6)-21 x 10(6), respectively. Wall temperatures were near 300 K and this resulted in ratios of wall enthalpy to flow-stagnation enthalpy in the range of 0.1-0.02. The experiments were performed using rectangular ducts. The measurements were accomplished using a new skin-friction gauge that was developed for impulse facility testing. The gauge was an acceleration compensated piezoelectric transducer and had a lowest natural frequency near 40 kHz. Turbulent skin-friction levels were measured to within a typical uncertainty of +/-7%. The systematic uncertainty in measured skin-friction coefficient was high for the tested laminar conditions; however, to within experimental uncertainty, the skin-friction and heat-transfer measurements were in agreement with the laminar theory of van Driest (1952). For predicting turbulent skin-friction coefficient, it was established that, for the range of Mach numbers and Reynolds numbers of the experiments, with cold walls and boundary layers approaching the turbulent equilibrium state, the Spalding & Chi (1964) method was the most suitable of the theories tested. It was also established that if the heat transfer rate to the wall is to be predicted, then the Spalding & Chi (1964) method should be used in conjunction with a Reynolds analogy factor near unity. If more accurate results are required, then an experimentally observed relationship between the Reynolds analogy factor and the skin-friction coefficient may be applied.

On the evaluation of some differential formulations for the pom-pom constitutive model

In recent years, progress has been made in modelling long chain branched polymers by the introduction of the so-called pompom model. Initially developed by McLeish and Larson (1998), the model has undergone several improvements or alterations, leading to the development of new formulations. Some of these formulations however suffer from certain mathematical defects. The purpose of the present paper is to review some of the formulations of the pom-pom constitutive model, and to investigate their possible mathematical defects. Next, an alternative formulation is proposed, which does not appear to exhibit mathematical defects, and we explore its modelling performance by comparing the predictions with experiments in non-trivial rheometric flows of an LDPE melt. The selected rheometric flows are the double step strain, as well as the large amplitude oscillatory shear experiments. For LAOS experiments, the comparison involves the use of Fourier-transform analysis.

Poor correlation of mid-femoral measurements by CT and hip measurements by DXA in the elderly

Background and aims: Hip fracture is a devastating event in terms of outcome in the elderly, and the best predictor of hip fracture risk is hip bone density, usually measured by dual X-ray absorptiometry (DXA). However, bone density can also be ascertained from computerized tomography (CT) scans, and mid-thigh scans are frequently employed to assess the muscle and fat composition of the lower limb. Therefore, we examined if it was possible to predict hip bone density using mid-femoral bone density. Methods: Subjects were 803 ambulatory white and black women and men, aged 70-79 years, participating in the Health, Aging and Body Composition (Health ABC) Study. Bone mineral content (BMC, g) and volumetric bone mineral density (vBMD, mg/cm(3)) of the mid-femur were obtained by CT, whereas BMC and areal bone mineral density (aBMD, g/cm(2)) of the hip (femoral neck and trochanter) were derived from DXA. Results: In regression analyses stratified by race and sex, the coefficient of determination was low with mid-femoral BMC, explaining 6-27% of the variance in hip BMC, with a standard error of estimate (SEE) ranging from 16 to 22% of the mean. For mid-femur vBMD, the variance explained in hip aBMD was 2-17% with a SEE ranging from 15 to 18%. Adjusting aBMD to approximate volumetric density did not improve the relationships. In addition, the utility of fracture prediction was examined. Forty-eight subjects had one or more fractures (various sites) during a mean follow-up of 4.07 years. In logistic regression analysis, there was no association between mid-femoral vBMD and fracture (all fractures), whereas a 1 SD increase in hip BMD was associated with reduced odds for fracture of similar to60%. Conclusions: These results do not support the use of CT-derived mid-femoral vBMD or BMC to predict DXA-measured hip bone mineral status, irrespective of race or sex in older adults. Further, in contrast to femoral neck and trochanter BMD, mid-femur vBMD was not able to predict fracture (all fractures). (C) 2003, Editrice Kurtis.

Anomalous water absorption in porous materials

The absorption of fluid by unsaturated, rigid porous materials may be characterized by the sorptivity. This is a simple parameter to determine and is increasingly being used as a measure of a material's resistance to exposure to fluids (especially moisture and reactive solutes) in aggressive environments. The complete isothermal absorption process is described by a nonlinear diffusion equation, with the hydraulic diffusivity being a strongly nonlinear function of the degree of saturation of the material. This diffusivity can be estimated from the sorptivity test. In a typical test the cumulative absorption is proportional to the square root of time. However, a number of researchers have observed deviation from this behaviour when the infiltrating fluid is water and there is some potential for chemo-mechanical interaction with the material. In that case the current interpretation of the test and estimation of the hydraulic diffusivity is no longer appropriate. Kuntz and Lavallee (2001) discuss the anomalous behaviour and propose a non-Darcian model as a more appropriate physical description. We present an alternative Darcian explanation and theory that retrieves the earlier advantages of the simple sorptivity test in providing parametric information about the material's hydraulic properties and allowing simple predictive formulae for the wetting profile to be generated.

Method for determining the shear stress in cylindrical systems

We develop a method for determining the elements of the pressure tensor at a radius r in a cylindrically symmetric system, analogous to the so-called method of planes used in planar systems [B. D. Todd, Denis J. Evans, and Peter J. Daivis, Phys. Rev. E 52, 1627 (1995)]. We demonstrate its application in determining the radial shear stress dependence during molecular dynamics simulations of the forced flow of methane in cylindrical silica mesopores. Such expressions are useful for the examination of constitutive relations in the context of transport in confined systems.

Solubility of selected esters in supercritical carbon dioxide

The solubility of ethyl propionate, ethyl butyrate, and ethyl isovalerate in supercritical carbon dioxide was measured at temperature ranging from 308.15 to 333.15 K and pressure ranging from 85 to 195 bar. At the same temperature, the solubility of these compounds increases with pressure. The crossover pressure region was also observed in this study. The experimental data were correlated by the semi-empirical Chrastil equation and Peng-Robinson equation of state (EOS) using several mixing rules. The Peng-Robinson EOS gives better solubility prediction than the empirical Chrastil equation. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Variabilidade genética em famílias de meios-irmãos de cafeeiro robusta

O cultivo do café é uma das atividades do agronegócio de maior importância socioeconômica dentre as diferentes atividades ligadas ao comércio agrícola mundial. Uma das maiores contribuições da genética quantitativa para o melhoramento genético é a possibilidade de prever ganhos genéticos. Quando diferentes critérios de seleção são considerados, a predição de ganhos referentes a cada critério tem grande importância, pois indica os melhoristas sobre como utilizar o material genético disponível, visando obter o máximo de ganhos possível para as características de interesse. O presente trabalho foi instalado em julho de 2004, na Fazenda Experimental de Bananal do Norte, conduzida pelo Incaper, no distrito de Pacotuba, município de Cachoeiro de Itapemirim, região Sul do Estado, com o objetivo de selecionar as melhores plantas entre e dentro de progênies de meios- irmãos de Coffea canephora, por meio de diferentes critérios de seleção. Foram realizadas análises de variância individuais e conjuntas para 26 progênies de meios- irmãos Coffea canephora. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com quatro testemunhas adicionais com quatro repetições e parcela composta por cinco plantas, com o espaçamento de 3,0 m x 1,2 m. Neste trabalho, considerou-se os dados das últimas cinco colheitas. As características mensuradas foram: florescimento, maturação, tamanho do grão, peso, porte, vigor, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, escala geral, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro. Todas as análises estatísticas foram realizadas com o aplicativo computacional em genética e estatística (GENES). Foram estimados os ganhos de seleção em função da porcentagem de seleção de 20% entre e dentro, sendo as mesmas mantidas para todas as características. Todas as características foram submetidas a seleção no sentido positivo, exceto para florescimento, porte, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro, para obter decréscimo em suas médias originais. Os critérios de seleção estudados foram: seleção convencional entre e dentro das famílias, índice de seleção combinada, seleção massal e seleção massal estratificada. Esta dissertação é composta por dois capítulos, em que foram realizadas análises biométricas, como a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos. Na maioria das características estudadas, verificaram-se diferenças significativas (P<0,05) para genótipos que, associados aos coeficientes de variação genotípicos e também ao coeficiente de determinação genotípico e à relação CVg/CVe, indicam a existência de variabilidade genética nos materiais genéticos para a maioria das características e condições favoráveis para obtenção de ganhos genéticos pela seleção. Essas características também foram correlacionadas. Os dados foram submetidos às análises de variância e multivariada, aplicando-se a técnica de agrupamento e UPGMA, teste de médias e estudo de correlações. Na técnica de agrupamento, foi utilizada a distância generalizada de Mahalanobis como medida de dissimilaridade, e na delimitação dos grupos, o método de Tocher. Foi encontrada diversidade genética para as características associadas à qualidade fisiológica, mobilização de reserva das sementes, dimensões e biomassa das plântulas. Quatro grupos de genótipos puderam ser formados. Peso de massa seca de sementes, redução de reserva de sementes e peso de massa seca de plântulas estão positivamente correlacionados entre si, enquanto a redução de reserva das sementes e a eficiência na conversão dessas reservas em plântulas estão negativamente correlacionadas. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que todas as características apresentaram níveis diferenciados de variabilidade genética e os critérios de seleção utilizados mostraram-se eficientes para o melhoramento, no qual o índice de seleção combinada é o critério de seleção que apresentou os melhores resultados em termos de ganhos, sendo indicado como critério mais apropriado para o melhoramento genético da população estudada. Nos estudos de correlações, em 70% dos casos, a correlação fenotípica foi superior à genotípica, mostrando maior influência dos fatores ambientais em relação aos genotípicos e condições propícias ao melhoramento dos diferentes caracteres. No estudo de divergência genética, observou-se que pelo agrupamento de genótipos, pela técnica de Tocher, indicou que os genótipos foram distribuídos em três grupos.

O Impacto dos transtornos mentais no trabalho : resultados do estudo epidemiológico de transtornos mentais São Paulo Megacity

O objetivo deste estudo é estimar a prevalência de transtornos mentais de acordo com a situação de emprego por sexo, analisar associações entre os transtornos mentais e situação de emprego, bem como entre a busca de tratamento e situação de emprego dentre os respondentes com transtornos mentais nos últimos 12 meses. Além disso, pretende-se analisar a perda de dias de trabalho devido ao absenteísmo e ao presenteísmo associando-os com os transtornos mentais, dentre os trabalhadores. Os dados foram analisados a partir do Estudo São Paulo Megacity, um estudo de base populacional que avaliou os transtornos mentais em uma amostra probabilística de 5.037 adultos residentes na Região Metropolitana de São Paulo, utilizando a versão do Composite International Diagnostic Interview da Organização Mundial de Saúde. A amostra foi dividida em grupos de acordo com a situação de trabalho – trabalhadores, economicamente inativos e desempregados. A prevalência dos transtornos mentais foi estimada estratificada por sexo, bem como, as associações com as situações de emprego, características sócio-demográficas e procura por tratamento. O número médio de dias perdidos por absenteísmo e presenteísmo na população de trabalhadores foi estimado baseado na Escala de Avaliação de Incapacidade Organização Mundial de Saúde. Os efeitos a nível populacional e os custos financeiros também foram estimados. As associações foram medidas pelo Odds Ratio e calculada através do modelo de regressão logística multinomial. Do total da amostra (n= 5.035), 63% eram trabalhadores, 25% economicamente inativos e 12% desempregados. Os trabalhadores foram associados ao sexo masculino, menor idade, maior número de anos estudados e maior renda. As mulheres apresentaram maior prevalência de transtornos de humor e ansiedade. Os homens foram associados a qualquer transtorno mental, transtorno de humor e transtorno de ansiedade, as mulheres foram associadas a situação de emprego economicamente inactivas e desempregadas. Os homens cuja situação de emprego era trabalhador mostrou maiores prevalências nos transtornos de impulso-controle e nos transtornos por uso de substâncias psicoativas. As mulheres cuja situação de emprego era trabalhador e os homens cuja situação de emprego era economicamente inativos, tiveram maiores prevalências de transtornos mentais. Dentre respondentes com algum transtorno mental, os respondentes economicamente inativos apresentaram associação com a procura de tratamento de saúde geral e de saúde mental. A presença de algum transtorno mental foi associado com 26,8 dias/ano devido ao absenteísmo, 92,2 dias/ano devido ao presenteísmo e 125,9 dias/ano de perda total de trabalho. Os custos anuais da perda de trabalho foram estimados em R$ 2,6 bilhões por ano, correspondentes a R$ 690 milhões por ano devido ao absenteísmo, e R$ 1,9 bilhões por ano devido ao presenteísmo. Nossos resultados fornecem importantes informações epidemiológicas sobre os transtornos mentais e o impacto no trabalho que devem ser levadas em consideração na definição de prioridades para os cuidados em saúde e alocação de recursos.

A concordância nominal de número no português falado na zona rural de Santa Leopoldina/ES

Esta pesquisa dedica-se a analisar o processo de concordância nominal no português falado na zona rural de Santa Leopoldina/ES. Para isso, utilizaremos, como base para nossas ponderações, os pressupostos da Sociolinguística Variacionista. Nossa análise foi constituída a partir de entrevistas, tipicamente labovianas, com duração de 50 a 60 minutos. Sabendo que a Teoria da Variação considera preponderante o estudo da língua associado ao meio em que essa se encontra inserida, nos termos de Labov (2008 [1972], p. 291), estratificamos nossos informantes da seguinte maneira: faixa etária – 7-14 anos; 15-25 anos; 26-49 anos; e maiores de 49 anos; sexo/gênero – feminino e masculino; escolaridade – um a cinco anos (antigo primário, atual fundamental 1); seis a nove anos (antigo ginasial, atual fundamental 2). Para um controle do ambiente linguístico em que nossas variantes operam, selecionamos cinco variáveis linguísticas: saliência fônica, posição linear e relativa aliada à classe gramatical, marcas precedentes, animacidade dos substantivos, grau e formalidade dos substantivos e dos adjetivos. Além disso, elaboramos um estudo comparativo entre rural vs urbano, haja vista que comparamos nossos resultados aos obtidos por: Scherre (1988) – com o português falado no Rio de Janeiro (RJ), na década de 1980; Scherre e Naro (2006) – com o português falado no Rio de Janeiro (RJ), na década de 2000; e, por fim, Silva (2011) – com o português falado em Vitória (ES), na década de 2000. Esperamos, dessa forma, colaborar para o mapeamento da fala capixaba.

Avaliação do risco cardiovascular e fatores associados na população de Anchieta-ES

As doenças cardiovasculares são as principais causas de morte no mundo e muitos constituem os fatores de risco para essas doenças. Objetiva-se investigar o risco cardiovascular para evento coronariano agudo de acordo com o escore de Framingham em população adulta do município de Anchieta-ES. Estudo transversal com dados da linha de base do estudo Carmen Anchieta, iniciado em 2010. A amostra foi sistemática e estratificada por micro área de abrangência das Unidades de Saúde da Família, sexo e idade e 539 pessoas foram selecionadas para este estudo por terem os dados completos. Os dados foram coletados mediante entrevista no domicílio, exames laboratoriais de sangue, verificação da pressão arterial e antropometria nas Unidades de Saúde. As variáveis de exposição constituem escolaridade, raça-cor, renda familiar, residência em espaço urbano ou rural, estado civil, consumo de álcool, atividade física, índice de massa corpórea e autoavaliação de saúde. Para a classificação do risco cardiovascular utilizou-se o escore de Framingham. Foi realizada análise bivariada e regressão logística multinomial para testar a hipótese de associação entre as variáveis e o risco cardiovascular mediante o cálculo da razão de chances (RC) e intervalo de confiança de 95%. O nível de significância foi p < 0,05. Os resultados mostraram predominância de pessoas nas faixas etárias entre 25 a 54 anos, casadas, pardas, ensino fundamental incompleto, baixa renda, insuficientemente ativas, com sobrepeso e obesidade em mais da metade da amostra, 38,6% ingeriam bebida alcoólica e 55,7% relaram saúde muito boa ou boa. O risco cardiovascular foi baixo em 74%, intermediário em 11,3% e elevado em 14,7%. Estiveram associados ao risco cardiovascular intermediário ser analfabeto 8,89 (3,193-24,756), ter ensino fundamental incompleto 3,17 (1,450-6,964) e ser viúvo/ separado 2,55 (1,165-5,583) e associados ao risco cardiovascular elevado ser analfabeto 11,34 (4,281-30,049), ensino fundamental incompleto 2,95 (1,362-6,407) e autoavaliação da saúde muito ruim/ruim 2,98 (1,072-8,307) e regular 2,25 (1,294-3,925). Ser solteiro constituiu fator de proteção 0,40 (0,183-0,902).

Equilibrium self-assembly of colloids with distinct interaction sites: Thermodynamics, percolation, and cluster distribution functions

We calculate the equilibrium thermodynamic properties, percolation threshold, and cluster distribution functions for a model of associating colloids, which consists of hard spherical particles having on their surfaces three short-ranged attractive sites (sticky spots) of two different types, A and B. The thermodynamic properties are calculated using Wertheim's perturbation theory of associating fluids. This also allows us to find the onset of self-assembly, which can be quantified by the maxima of the specific heat at constant volume. The percolation threshold is derived, under the no-loop assumption, for the correlated bond model: In all cases it is two percolated phases that become identical at a critical point, when one exists. Finally, the cluster size distributions are calculated by mapping the model onto an effective model, characterized by a-state-dependent-functionality (f) over bar and unique bonding probability (p) over bar. The mapping is based on the asymptotic limit of the cluster distributions functions of the generic model and the effective parameters are defined through the requirement that the equilibrium cluster distributions of the true and effective models have the same number-averaged and weight-averaged sizes at all densities and temperatures. We also study the model numerically in the case where BB interactions are missing. In this limit, AB bonds either provide branching between A-chains (Y-junctions) if epsilon(AB)/epsilon(AA) is small, or drive the formation of a hyperbranched polymer if epsilon(AB)/epsilon(AA) is large. We find that the theoretical predictions describe quite accurately the numerical data, especially in the region where Y-junctions are present. There is fairly good agreement between theoretical and numerical results both for the thermodynamic (number of bonds and phase coexistence) and the connectivity properties of the model (cluster size distributions and percolation locus).

Percolation of colloids with distinct interaction sites

We generalize the Flory-Stockmayer theory of percolation to a model of associating (patchy) colloids, which consists of hard spherical particles, having on their surfaces f short-ranged-attractive sites of m different types. These sites can form bonds between particles and thus promote self-assembly. It is shown that the percolation threshold is given in terms of the eigenvalues of a m x m matrix, which describes the recursive relations for the number of bonded particles on the ith level of a cluster with no loops; percolation occurs when the largest of these eigenvalues equals unity. Expressions for the probability that a particle is not bonded to the giant cluster, for the average cluster size and the average size of a cluster to which a randomly chosen particle belongs, are also derived. Explicit results for these quantities are computed for the case f = 3 and m = 2. We show how these structural properties are related to the thermodynamics of the associating system by regarding bond formation as a (equilibrium) chemical reaction. This solution of the percolation problem, combined with Wertheim's thermodynamic first-order perturbation theory, allows the investigation of the interplay between phase behavior and cluster formation for general models of patchy colloids.

Projecto de entreposto frigorífico a R-744/R-717 para produtos congelados

Pretende-se com este trabalho de Projecto de Mestrado conceber uma câmara frigorífica de 20000 m3 para armazenar produtos congelados e estudar um sistema frigorífico com dois fluidos frigorigénios que serão o CO2 (R-744) e o NH3 (R-717) O trabalho inicia-se com a definição dos objectivos principais para o projecto de um sistema frigorífico deste tipo. Após a definição dos objectivos, o projecto propõe um estudo termodinâmico do CO2 (R-744) como fluido frigorigénio, definindo se o seu historial de utilização, características principais, diagrama pressão-entalpia com a distinção das diversas fases do fluído, comparação em diversos parâmetros com outros fluidos, o porquê da utilização deste fluído, problemas comuns em sistemas com a presença deste fluído, entre outros parâmetros de estudo. De seguida será feito o dimensionamento de uma câmara frigorífica de 20000 m3 para armazenar produtos congelados paletizados através de um balanço térmico manual e um balanço térmico informático através do programa da Centauro comparando no final o resultado dos dois métodos. Será feito uma descrição das características básicas da câmara frigorífica com um esquema simples do edifício. Será abordado de seguida o sistema frigorífico a CO2 (R-744) e a NH3 (R-717) nas suas diversas características, nomeadamente no cálculo de caudais, diagrama pressão-entalpia, dimensionamento de tubagens e finalmente selecção de equipamento. Procede-se assim também ao estudo um sistema apenas a NH3 (R-717) com as suas diversas características nomeadamente no cálculo de caudais, diagrama pressão-entalpia, dimensionamento de tubagens e finalmente selecção dos equipamentos mais importantes, para que desta forma se proceda à comparação dos dois sistemas a nível energético, consumo eléctrico e manutenção de equipamentos. Finalmente proceder-se-á interpretação de resultados com o objectivo final de escolher a melhor solução nos vários parâmetros de comparação, para o esquema em questão.

Environmental exposure to toxicants mixtures from a multi-purpose estuary: perspectives for a biomonitoring study in Portugal

This work was focused on a multi-purpose estuarine environment (river Sado estuary, SW Portugal) around which a number of activities (e.g., fishing, farming, heavy industry, tourism and recreational activities) coexist with urban centres with a total of about 200 000 inhabitants. Based on previous knowledge of the hazardous chemicals within the ecosystem and their potential toxicity to benthic species, this project intended to evaluate the impact of estuarine contaminants on the human and ecosystem health. An integrative methodology based on epidemiological, analytical and biological data and comprising several lines of evidence, namely, human contamination pathways, human health effects, consumption of local produce, estuarine sediments, wells and soils contamination, effects on commercial benthic organisms, and genotoxic potential of sediments, was used. The epidemiological survey confirmed the occurrence of direct and indirect (through food chain) exposure of the local population to estuarine contaminants. Furthermore, the complex mixture of contaminants (e.g., metals, pesticides, polycyclic aromatic hydrocarbons) trapped in the estuary sediments was toxic to human liver cells exposed in vitro, causing cell death, oxidative stress and genotoxic effects that might constitute a risk factor for the development of chronic-degenerative diseases, on the long term. Finally, the integration of data from several endpoints indicated that the estuary is moderately impacted by toxicants that affect also the aquatic biota. Nevertheless, the human health risk can only be correctly assessed through a biomonitoring study including the quantification of contaminants (or metabolites) in biological fluids as well as biomarkers of early biological effects (e.g., biochemical, genetic and omics-based endpoints) and genetic susceptibility in the target population. Data should be supported by a detailed survey to assess the impact of the contaminated seafood and local farm products consumption on human health and, particularly, on metabolic diseases or cancer development.

Epidemiological methods for research with drug misusers: review of methods for studying prevalence and morbidity

Epidemiological studies of drug misusers have until recently relied on two main forms of sampling: probability and convenience. The former has been used when the aim was simply to estimate the prevalence of the condition and the latter when in depth studies of the characteristics, profiles and behaviour of drug users were required, but each method has its limitations. Probability samples become impracticable when the prevalence of the condition is very low, less than 0.5% for example, or when the condition being studied is a clandestine activity such as illicit drug use. When stratified random samples are used, it may be difficult to obtain a truly representative sample, depending on the quality of the information used to develop the stratification strategy. The main limitation of studies using convenience samples is that the results cannot be generalised to the whole population of drug users due to selection bias and a lack of information concerning the sampling frame. New methods have been developed which aim to overcome some of these difficulties, for example, social network analysis, snowball sampling, capture-recapture techniques, privileged access interviewer method and contact tracing. All these methods have been applied to the study of drug misuse. The various methods are described and examples of their use given, drawn from both the Brazilian and international drug misuse literature.