A new wavelet-based adaptive method for solving population balance equations

A new wavelet-based adaptive framework for solving population balance equations (PBEs) is proposed in this work. The technique is general, powerful and efficient without the need for prior assumptions about the characteristics of the processes. Because there are steeply varying number densities across a size range, a new strategy is developed to select the optimal order of resolution and the collocation points based on an interpolating wavelet transform (IWT). The proposed technique has been tested for size-independent agglomeration, agglomeration with a linear summation kernel and agglomeration with a nonlinear kernel. In all cases, the predicted and analytical particle size distributions (PSDs) are in excellent agreement. Further work on the solution of the general population balance equations with nucleation, growth and agglomeration and the solution of steady-state population balance equations will be presented in this framework. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

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.

An investigation of the thermal and tensile properties of PFA following γ-radiolysis

For some applications for fluoropolymers they must be subjected to high-energy radiation, e.g., when they are grafted with styrene using an irradiation method to produce fuel cell membranes or matrix supports for combinatorial chemistry. In some of these applications they may be subjected to mechanical stress or elevated temperature, so it is important to elucidate the effects of the radiolysis on these properties. In the present work the effect of gamma-radiolysis on the glass transition, melting behavior, and thermal stability of PFA has been studied as well as the effect of the radiolysis on the tensile properties of the polymer.

Adapted Gaussian basis sets for atoms from Li through Xe generated with the generator coordinate Hartree-Fock method

Utiliza-se o método coordenada geradora Hartree-Fock para gerar bases Gaussianas adaptadas para os átomos de Li (Z=3) até Xe (Z=54). Neste método, integram-se as equações de Griffin-Hill-Wheeler-Hartree-Fock através da técnica de discretização integral. Comparam-se as funções de ondas geradas neste trabalho com as funções de ondas Roothaan-Hartree-Fock de Clementi e Roetti (1974) e com outros conjuntos de bases relatados na literatura. Para os átomos estudados aqui, os erros em nossas energias totais relativos aos limites numéricos Hartree-Fock são sempre menores que 7,426 milihartree.

Metodologia para obtenção do hidrograma de escoamento superficial em encostas e canais. Parte I: desenvolvimento e avaliação

Desenvolveu-se uma metodologia que permite obter o hidrograma de escoamento superficial e a vazão máxima para qualquer posição ao longo de uma encosta e para seções transversais de canais utilizando o modelo de ondas cinemáticas. A área da encosta é dividida num sistema matricial composto por 100 linhas e 100 colunas. Na encosta, considera-se que o escoamento ocorre na direção da declividade e que a vazão de cada pixel é a soma da vazão produzida nesse com a vazão advinda dos pixels que contribuem com o escoamento superficial para o pixel em análise. No canal, a vazão é calculada pela soma dos hidrogramas advindos das colunas do sistema reticulado. A comparação entre os valores de lâmina e vazão máxima de escoamento superficial obtidas experimentalmente e calculadas em duas condições (encosta e bacia) permitiu evidenciar que a metodologia, comparada aos métodos Racional e do Número da Curva, ofereceu boas estimativas tanto da lâmina quanto da vazão máxima de escoamento superficial.

Estudo de casos de pacientes portadores de onicomicose tratados com laser Nd : YAG 1.064 nm

Onicomicose é a doença ungueal mais frequente, com prevalência estimada entre 2 e 8% da população. As estratégias de tratamentos atuais incluem uso de antifúngicos tópicos e orais, ambos geralmente com baixos índices de cura. Os objetivos deste estudo foram avaliar a resposta terapêutica ao laser Nd:YAG 1.064 nm no tratamento da onicomicose, bem como o método de avaliação clínica dessa terapia e os possíveis efeitos colaterais de seu uso. Foram revisados prontuários de 20 pacientes submetidos à laserterapia. Ao todo, 34 unhas afetadas foram avaliadas de acordo com o Índice de Severidade de Onicomicose (ISO). Esse índice analisa a área de envolvimento da unha, a proximidade da doença com a matriz ungueal, a ocorrência de dermatofitoma e a presença de hiperqueratose subungueal > 2 mm, gerando uma pontuação que classifica a onicomicose como leve, moderada ou grave. A determinação do ISO foi realizada antes do tratamento e após um período de acompanhamento, em média, de oito meses. A comparação entre o ISO Inicial e o ISO Final nas 34 unhas submetidas à laserterapia mostrou diferença significativa, porém, com baixa associação entre essas variáveis. Com relação à área de envolvimento e à pontuação numérica referente ao ISO, houve, no geral, uma redução dessas medidas. Esses dados apontam para uma tendência à melhora da onicomicose por meio do tratamento com o laser Nd:YAG 1.064 nm. O ISO permitiu uma análise clínica adequada da resposta à laserterapia. Os efeitos colaterais locais apresentados durante a aplicação do laser não causaram desconforto acentuado na maioria dos pacientes, demonstrando que o procedimento é bem tolerado.

Desenvolvimento de metodologia para determinação de Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Se e V em amostras de água produzida da indústria do petróleo através da técnica ICP OES utilizando digestão por micro-ondas

O descarte ou reutilização da água produzida da indústria do petróleo é difícil por causa dos impactos ambientais causados devido à presença de alta salinidade e componentes tóxicos, ou pelo risco de obstrução nas colunas de produção devido à formação de incrustações que causam redução na produção de petróleo e enormes perdas no processo de extração. Assim, o conhecimento da composição química da água produzida é muito importante. O método proposto por este trabalho visa a determinação de elementos traço (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Se e V) em amostras de água produzida de petróleo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) utilizando a digestão ácida assistida por micro-ondas para o preparo das amostras (15 g de amostra e 2 mL de HNO3 concentrado). A curva analítica construída em HNO3 2% v v-1 foi adotada para o método após verificar que não é necessário o uso de salinidade para equiparação de matriz. Para o elemento Ni, não há necessidade do uso de padrão interno, para os elementos Co, Cr, Fe, Mn e V os melhores resultados foram obtidos usando Sc como padrão interno. Para o elemento Se é recomendado o uso de Y como padrão interno. Os limites de detecção obtidos foram Co 0,67, Cr 1,2, Fe 2,3, Mn 0,49, Ni 1,9, Se 3,7 e V 5,5 μg L-1; e os limites de quantificação foram Co 2,2, Cr 4,0, Fe 7,7, Mn 1,6, Ni 6,5, Se 12,4 e V 18,3 μg L-1. A exatidão do procedimento foi verificada através de testes de recuperação em dois níveis de concentração (40 e 80 μg L-1) e análise dos materiais certificados de referência de água estuarina SLEW-2 e de água do mar NASS-5. Bons valores de recuperação foram obtidos e não houve diferença significativa (95% de confiança) entre os resultados obtidos e os valores certificados dos materiais de referência.

Implementação de formulações do método dos elementos de contorno para associação de placas no espaço

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.

The role of disorder on the AC and DC electrical conductivity of vapour grown carbon nanofibre/epoxy composites

Four dispersion methods were used for the preparation of vapour grown carbon nanofibre (VGCNF)/epoxy composites. It is shown that each method induces certain levels of VGCNF dispersion and distribution within the matrix, and that these have a strong influence on the composite electrical properties. A homogenous VGCNF dispersion does not necessarily imply higher electrical conductivity. In fact, it is concluded that the presence of well distributed clusters, rather than a fine dispersion, is more important for achieving larger conductivities for a given VGCNF concentration. It is also found that the conductivity can be described by a weak disorder regime.

One-sided Radial-Fundamental Matrix Estimation

For modern consumer cameras often approximate calibration data is available, making applications such as 3D reconstruction or photo registration easier as compared to the pure uncalibrated setting. In this paper we address the setting with calibrateduncalibrated image pairs: for one image intrinsic parameters are assumed to be known, whereas the second view has unknown distortion and calibration parameters. This situation arises e.g. when one would like to register archive imagery to recently taken photos. A commonly adopted strategy for determining epipolar geometry is based on feature matching and minimal solvers inside a RANSAC framework. However, only very few existing solutions apply to the calibrated-uncalibrated setting. We propose a simple and numerically stable two-step scheme to first estimate radial distortion parameters and subsequently the focal length using novel solvers. We demonstrate the performance on synthetic and real datasets.

The influence of matrix mediated hopping conductivity, filler concentration, aspect ratio and orientation on the electrical response of carbon nanotube/polymer nanocomposites

A model to simulate the conductivity of carbon nanotube/polymer nanocomposites is presented. The proposed model is based on hopping between the fillers. A parameter related to the influence of the matrix in the overall composite conductivity is defined. It is demonstrated that increasing the aspect ratio of the fillers will increase the conductivity. Finally, it is demonstrated that the alignment of the filler rods parallel to the measurement direction results in higher conductivity values, in agreement with results from recent experimental work.

The influence of the dispersion method on the electrical properties of vapor-grown carbon nanofiber/epoxy composites

The influence of the dispersion of vapor-grown carbon nanofibers (VGCNF) on the electrical properties of VGCNF/ Epoxy composites has been studied. A homogenous dispersion of the VGCNF does not imply better electrical properties. In fact, it is demonstrated that the most simple of the tested dispersion methods results in higher conductivity, since the presence of well-distributed nanofiber clusters appears to be a key factor for increasing composite conductivity.

Carbon Nanofiber Type and Content Dependence of the Physical Properties of Carbon Nanofiber Reinforced Polypropylene Composites

The variation of the physical properties of four differ- ent carbon nanofibers (CNFs), based-polymer nano- composites incorporated in the same polypropylene (PP) matrix by twin-screw extrusion process was investigated. Nanocomposites fabricated with CNFs with highly graphitic outer layer revealed electrical isolation-to-conducting behaviors as function of CNF’s content. Nanocomposites fabricated with CNFs with an outer layer consisting on a disordered pyro- litically stripped layer, in contrast, revealed better mechanical performance and enhanced thermal sta- bility. Further, CNF’s incorporation into the polymer increased the thermal stability and the degree of crystallinity of the polymer, independently on the filler content and type. In addition, dispersion of the CNFs’ clusters in PP was analyzed by transmitted light opti- cal microscopy, and grayscale analysis (GSA). The results showed a correlation between the filler concentration and the variance, a parameter which measures quantitatively the dispersion, for all composites. This method indicated a value of 1.4 vol% above which large clusters of CNFs cannot be dispersed effectively and as a consequence only slight changes in mechanical performance are observed. Finally, this study establishes that for tailoring the physical properties of CNF based-polymer nanocomposites, both adequate CNFs structure and content have to be chosen.

Eigenvalue computations in the context of data-sparse approximations of integral operators

In this work, we consider the numerical solution of a large eigenvalue problem resulting from a finite rank discretization of an integral operator. We are interested in computing a few eigenpairs, with an iterative method, so a matrix representation that allows for fast matrix-vector products is required. Hierarchical matrices are appropriate for this setting, and also provide cheap LU decompositions required in the spectral transformation technique. We illustrate the use of freely available software tools to address the problem, in particular SLEPc for the eigensolvers and HLib for the construction of H-matrices. The numerical tests are performed using an astrophysics application. Results show the benefits of the data-sparse representation compared to standard storage schemes, in terms of computational cost as well as memory requirements.

Multiple centroid method to evaluate the adaptability of alfalfa genotypes

This study aimed to evaluate the efficiency of multiple centroids to study the adaptability of alfalfa genotypes (Medicago sativa L.). In this method, the genotypes are compared with ideotypes defined by the bissegmented regression model, according to the researcher's interest. Thus, genotype classification is carried out as determined by the objective of the researcher and the proposed recommendation strategy. Despite the great potential of the method, it needs to be evaluated under the biological context (with real data). In this context, we used data on the evaluation of dry matter production of 92 alfalfa cultivars, with 20 cuttings, from an experiment in randomized blocks with two repetitions carried out from November 2004 to June 2006. The multiple centroid method proved efficient for classifying alfalfa genotypes. Moreover, it showed no unambiguous indications and provided that ideotypes were defined according to the researcher's interest, facilitating data interpretation.