Jamming for a 2D granular material

This paper focuses on the nature of jamming, as seen in two-dimensional frictional granular systems consisting of photoelastic particles. The photoelastic technique is unique at this time, in its capability to provide detailed particle-scale information on forces and kinematic quantities such as particle displacements and rotations. These experiments first explore isotropic stress states near point J through measurements of the mean contact number per particle, Z, and the pressure, P as functions of the packing fraction, . In this case, the experiments show some but not all aspects of jamming, as expected on the basis of simulations and models that typically assume conservative, hence frictionless, forces between particles. Specifically, there is a rapid growth in Z, at a reasonable which we identify with as c. It is possible to fit Z and P, to power law expressions in - c above c, and to obtain exponents that are in agreement with simulations and models. However, the experiments differ from theory on several points, as typified by the rounding that is observed in Z and P near c. The application of shear to these same 2D granular systems leads to phenomena that are qualitatively different from the standard picture of jamming. In particular, there is a range of packing fractions below c, where the application of shear strain at constant leads to jammed stress-anisotropic states, i.e. they have a non-zero shear stress, τ. The application of shear strain to an initially isotropically compressed (hence jammed) state, does not lead to an unjammed state per se. Rather, shear strain at constant first leads to an increase of both τ and P. Additional strain leads to a succession of jammed states interspersed with relatively localized failures of the force network leading to other stress-anisotropic states that are jammed at typically somewhat lower stress. The locus of jammed states requires a state space that involves not only and τ, but also P. P, τ, and Z are all hysteretic functions of shear strain for fixed . However, we find that both P and τ are roughly linear functions of Z for strains large enough to jam the system. This implies that these shear-jammed states satisfy a Coulomb like-relation, τ = μP. © 2010 The Royal Society of Chemistry.

Improving cold chain technologies through the use of phase change material

Gemstone Team FRESH

An Investigation into the Efficacy of a pH-Sensitive Material for Milk Spoilage Detection

Ambiguous expiration dates on milk cartons can mislead consumers into prematurely disposing unspoiled milk and potentially drinking spoiled milk. These misconceptions can lead to wastage that harms the environment, or potential discomfort and illness. The incorporation of pH-sensitive indicators into plastic milk cartons has the potential to replace stamped expiration dates as the traditional method of milk spoilage indication. We studied the correlation between bacteria count and milk pH to establish pH measurement as an effective indicator of milk quality. We then developed a method for incorporating bromothymol blue, a pH-sensitive color-changing dye, into a hydrogel made of polyacrylamide. This hydrogel can be added to existing packaging for milk or other products with detectable pH changes. Additionally, we conducted a consumer survey and analyzed current food packaging trends in the market. Our research indicates that a spoilage-indicating milk carton could have strong market potential as food industries increasingly adopt intelligent packaging designs.

Adapting Behavioral Parent Training as an Interactive Computer Game

Behavioral Parent Training (BPT) is a well-established therapy that reduces child externalized behaviors and parent stress. Although BPT was originally developed for parents of children with defiant behaviors, the program’s key concepts are relevant to parenting all children. Since parents might not fully utilize BPT due to cost and program location, we created an online game as a low-cost, easily accessible alternative or complement to BPT. We tested the game with nineteen undergraduate students at the University of Maryland. The experimental group completed pretest survey on core BPT knowledge, played the game, and completed a BPT posttest, while the control group completed a pretest and posttest survey over a three week period. Participants in the experimental group also completed a survey to indicate their satisfaction with the overall program. The experimental group demonstrated significantly higher levels of BPT knowledge than the control group and high levels of satisfaction. This suggests that an interactive, online BPT platform is an engaging and accessible way for parents to learn key concepts.

Establecimiento de sistemas silvopastoriles : efecto de la edad del material de multiplicación y manejo del pastoreo con bovinos

El establecimiento de un sistema silvopastoril (SSP) en plantaciones de álamo (Populus deltoides `Australiano 106/60´) requiere de nuevas estrategias de manejo. En este contexto, la combinación del tipo de material de multiplicación utilizado y su palatabilidad pueden resultar determinantes del éxito de la instalación del sistema. El objetivo general del estudio fue generar una nueva tecnología para la instalación de un SSP con álamos orientado a la producción de madera para múltiples destinos. El primer objetivo consistió en evaluar los cambios que se producen en diferentes distancias de plantación sobre la dimensión y características morfológicas de las guías de álamo, materiales de multiplicación potencialmente aptos para instalar un SSP, y el segundo, determinar el efecto del tamaño y/o edad de las guías sobre el crecimiento del componente arbóreo y la sensibilidad al daño de las mismas frente al pastoreo de ganado bovino en un SSP de álamo. Los resultados indican que los mayores distanciamientos ensayados produjeron las mejores guías de uno, dos y tres años de edad, con mayor DAP, altura total, biomasa aérea, rectitud, conicidad y estabilidad del fuste. Se determinó además que es posible acelerar el ingreso del ganado de cría al SSP utilizando guías con un DAP igual ó mayor a los 6 cm, con una respuesta positiva durante los primeros años de plantación. Las hojas y ramitas tiernas de álamo, productos de una poda de primavera, constituyeron por su buena disponibilidad de PB, P y K y su DE un buen complemento de la dieta animal. Se concluye finalmente que, utilizando guías de álamo como material de multiplicación, es posible producir anticipadamente madera de álamo para usos múltiples, pasturas naturales espontáneas y carne vacuna en los SSP del bajo Delta del Río Paraná.

Establecimiento de sistemas silvopastoriles : efecto de la edad del material de multiplicación y manejo del pastoreo con bovinos

El establecimiento de un sistema silvopastoril (SSP)en plantaciones de álamo (Populus deltoides `Australiano 106/60´)requiere de nuevas estrategias de manejo. En este contexto, la combinación del tipo de material de multiplicación utilizado y su palatabilidad pueden resultar determinantes del éxito de la instalación del sistema. El objetivo general del estudio fue generar una nueva tecnología para la instalación de un SSP con álamos orientado a la producción de madera para múltiples destinos. El primer objetivo consistió en evaluar los cambios que se producen en diferentes distancias de plantación sobre la dimensión y características morfológicas de las guías de álamo, materiales de multiplicación potencialmente aptos para instalar un SSP, y el segundo, determinar el efecto del tamaño y/o edad de las guías sobre el crecimiento del componente arbóreo y la sensibilidad al daño de las mismas frente al pastoreo de ganado bovino en un SSP de álamo. Los resultados indican que los mayores distanciamientos ensayados produjeron las mejores guías de uno, dos y tres años de edad, con mayor DAP, altura total, biomasa aérea, rectitud, conicidad y estabilidad del fuste. Se determinó además que es posible acelerar el ingreso del ganado de cría al SSP utilizando guías con un DAP igual ó mayor a los 6 cm, con una respuesta positiva durante los primeros años de plantación. Las hojas y ramitas tiernas de álamo, productos de una poda de primavera, constituyeron por su buena disponibilidad de PB, P y K y su DE un buen complemento de la dieta animal. Se concluye finalmente que, utilizando guías de álamo como material de multiplicación, es posible producir anticipadamente madera de álamo para usos múltiples, pasturas naturales espontáneas y carne vacuna en los SSP del bajo Delta del Río Paraná.

El papel como material didáctico en la construcción de la geometría plana

La geometría en el currículo de secundaria se introduce con la intención de proporcionar al alumno una mayor capacidad de comprensión de la organización espacial del mundo que nos rodea, exigiendo para ello un aprendizaje sistematizado. Con este propósito, el ``Grupo PI' trabaja en el desarrollo de actividades para el aula utilizando un material económico y de fácil adquisición como es el papel. El objetivo es proporcionar al profesor un material eficaz para el trabajo en el aula y aproximar a los alumnos a la Geometría Plana a través de una serie de tareas estructuradas que logran una mayor significatividad del proceso de aprendizaje. Se emplearán axiomas del origami para crear secuencias que permitan la construcción de representaciones significativas en los procesos de aprendizaje. Por último, intentaremos mostrar a los profesores la utilidad del papel como material didáctico en la construcción de conocimiento geométrico.

Uso de material fílmico para el aprendiza cooperativo informal en la clase matemáticas

Que la educación por sí misma es una actividad cooperativa, es una afirmación que hasta los propios estudiantes reconocen en sus mejores experiencias educativas en un marco pleno de cooperación, y con la guía adecuada. Como orientación para el desarrollo de actividades en el marco del aprendizaje cooperativo, la organización y esquematización de prescripciones, la identificación de los procesos de aprendizaje, con la correspondiente función de la enseñanza y la orientación para el docente, es que se propone interesar al alumno por el proceso y por los resultados. Para la etapa de aprestamiento como actividad inicial se pensó en una obra cinematográfica: La habitación de Fermat.

Usos educativos del material Thesaurus para la enseñanza de las matemáticas

En este artículo analizamos los tipos de tareas que se pueden realizar con Thesaurus, un diccionario multimedia de matemáticas en red, utilizando el aula de informática para la clase de matemáticas en la ESO. Asimismo valoramos su influencia en el desarrollo de competencias matemáticas. El estudio se centra en el diseño y puesta en práctica de unidades didácticas de geometría con Thesaurus y en el análisis de los resultados de pruebas piloto realizadas por distintos grupos de alumnos.

An intelligent assistant for design and material engineers in the submarine cable industry

This paper describes an industrial application of case-based reasoning in engineering. The application involves an integration of case-based reasoning (CBR) retrieval techniques with a relational database. The database is specially designed as a repository of experiential knowledge and with the CBR application in mind such as to include qualitative search indices. The application is for an intelligent assistant for design and material engineers in the submarine cable industry. The system consists of three components; a material classifier and a database of experiential knowledge and a CBR system is used to retrieve similar past cases based on component descriptions. Work has shown that an uncommon retrieval technique, hierarchical searching, well represents several search indices and that this techniques aids the implementation of advanced techniques such as context sensitive weights. The system is currently undergoing user testing at the Alcatel Submarine Cables site in Greenwich. Plans are for wider testing and deployment over several sites internationally.

Material properties, geometry and their effect on the fatigue life of two flip-chip models

This paper describes how modeling technology has been used in providing fatigue life time data of two flip-chip models. Full-scale three-dimensional modeling of flip-chips under cyclic thermal loading has been combined with solder joint stand-off height prediction to analyze the stress and strain conditions in the two models. The Coffin-Manson empirical relationship is employed to predict the fatigue life times of the solder interconnects. In order to help designers in selecting the underfill material and the printed circuit board, the Young's modulus and the coefficient of thermal expansion of the underfill, as well as the thickness of the printed circuit boards are treated as variable parameters. Fatigue life times are therefore calculated over a range of these material and geometry parameters. In this paper we will also describe how the use of micro-via technology may affect fatigue life

Intelligent design assistant (IDA): a case base reasoning system for material and design

This paper describes the approach to the modelling of experiential knowledge in an industrial application of Case-Based Reasoning (CBR). The CBR involves retrieval techniques in conjunction with a relational database. The database is especially designed as a repository of experiential knowledge, and includes qualitative search indices. The system is intended to help design engineers and material engineers in the submarine cable industry. It consists of three parts: a materials database; a database of experiential knowledge; and a CBR system used to retrieve similar past designs based upon component and material qualitative descriptions. The system is currently undergoing user testing at the Alcatel Submarine Networks site in Greenwich.