A Numerical Study of Inlet Geometry for a Low Inertia Mixed Flow Turbocharger Turbine

Mixed flow turbines can offer improvements over typical radial turbines used in automotive turbochargers, with regards to transient performance and low velocity ratio efficiency. Turbine rotor mass dominates the rotating inertia of the turbocharger, and any reductions of mass in the outer radii of the wheel, including the rotor back-disk, can significantly reduce this inertia and improve the acceleration of the assembly. Off-design, low velocity ratio conditions are typified by highly tangential flow at the rotor inlet and a non-zero inlet blade angle is preferred for such operating conditions. This is achievable in a Mixed Flow Turbine without increasing bending stresses within the rotor blade, which is beneficial in high speed and high inlet temperature turbine design. A range of mixed flow turbine rotors was designed with varying cone angle and inlet blade angle and each was assessed at a number of operating points. These rotors were based on an existing radial flow turbine, and both the hub and shroud contours and exducer geometry were maintained. The inertia of each rotor was also considered. The results indicated that there was a trade-off between efficiency and inertia for the rotors and certain designs may be beneficial for the transient performance of downsized, turbocharged engines.

Investigations Into the Performance of a Turbogenerated Biogas Engine During Speed Transients

Turbogenerating is a form of turbocompounding whereby a Turbogenerator is placed in the exhaust stream of an internal combustion engine. The Turbogenerator converts a portion of the expelled energy in the exhaust gas into electricity which can then be used to supplement the crankshaft power. Previous investigations have shown how the addition of a Turbogenerator can increase the system efficiency by up to 9%. However, these investigations pertain to the engine system operating at one fixed engine speed. The purpose of this paper is to investigate how the system and in particular the Turbogenerator operate during engine speed transients. On turbocharged engines, turbocharger lag is an issue. With the addition of a Turbogenerator, these issues can be somewhat alleviated. This is done by altering the speed at which the Turbogenerator operates during the engine’s speed transient. During the transients, the Turbogenerator can be thought to act in a similar manner to a variable geometry turbine where its speed can cause a change in the turbocharger turbine’s pressure ratio. This paper shows that by adding a Turbogenerator to a turbocharged engine the transient performance can be enhanced. This enhancement is shown by comparing the turbogenerated engine to a similar turbocharged engine. When comparing the two engines, it can be seen that the addition of a Turbogenerator can reduce the time taken to reach full power by up to 7% whilst at the same time, improve overall efficiency by 7.1% during the engine speed transient.

Central-Tapped Node Linked Modular Fault-Tolerance Topology for SRM Applications

Electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) can reduce greenhouse gas emissions while switched reluctance motor (SRM) is one of the promising motor for such applications. This paper presents a novel SRM fault-diagnosis and fault-tolerance operation solution. Based on the traditional asymmetric half-bridge topology for the SRM driving, the central tapped winding of the SRM in modular half-bridge configuration are introduced to provide fault-diagnosis and fault-tolerance functions, which are set idle in normal conditions. The fault diagnosis can be achieved by detecting the characteristic of the excitation and demagnetization currents. An SRM fault-tolerance operation strategy is also realized by the proposed topology, which compensates for the missing phase torque under the open-circuit fault, and reduces the unbalanced phase current under the short-circuit fault due to the uncontrolled faulty phase. Furthermore, the current sensor placement strategy is also discussed to give two placement methods for low cost or modular structure. Simulation results in MATLAB/Simulink and experiments on a 750-W SRM validate the effectiveness of the proposed strategy, which may have significant implications and improve the reliability of EVs/HEVs.

Improving composite damage modelling through automatic placement of cohesive elements

Numerous experimental studies of damage in composite laminates have shown that intralaminar (in-plane) matrix cracks lead to interlaminar delamination (out-of-plane) at ply interfaces. The smearing of in-plane cracks over a volume, as a consequence of the use of continuum damage mechanics, does not always effectively capture the full extent of the interaction between the two failure mechanisms. A more accurate representation is obtained by adopting a discrete crack approach via the use of cohesive elements, for both in-plane and out-of-plane damage. The difficulty with cohesive elements is that their location must be determined a priori in order to generate the model; while ideally the position of the crack migration, and more generally the propagation path, should be obtained as part of the problem’s solution. With the aim of enhancing current modelling capabilities with truly predictive capabilities, a concept of automatic insertion of interface elements is utilized. The consideration of a simple traction criterion in relation to material strength, evaluated at each node of the model (or of the regions of the model where it is estimated cracks might form), allows for the determination of initial crack location and subsequent propagation by the insertion of cohesive elements during the course of the analysis. Several experimental results are modelled using the commercial package ABAQUS/Standard with an automatic insertion subroutine developed in this work, and the results are presented to demonstrate the capabilities of this technique.

Biomass-derived oxymethylene ethers as diesel additives: A techno-economic assessment

Conversion of agricultural biomass such as wood chips, wheat straw and forest residue for the production of fuels can help in reducing GHG emissions since they are considered as nearly carbon neutral. Around the world there is a significant amount of forest and agricultural-biomass available which could be used for the production of liquid fuels that can be blended with the petroleum-based diesel. Oxymethylene ethers (OMEs) can be derived from biomass via gasification, water-gas shift reaction and methanol production. The addition of OMEs to conventional diesel fuel has great potential to reduce soot formation during the combustion in diesel engines. Unlike methanol and dimethyl ether (DMM) which can also reduce soot formation, the physical properties of OMEs allow the use in modern diesel engines without significant change of the engines infrastructure. In this study, a detailed and data intensive process simulation model was developed to simulate all the unit operations involved in the production of OMEs from biomass. The unit operation considered include biomass drying, gasification, gas cleaning, water gas shift reaction, methanol production and OMEs synthesis. The simulation results were then utilized to conduct a detailed techno-economic assessment study of the whole biomass conversion chain to determine the most attractive pathways for OMEs production. Our recent study shows that the key parameters affecting the OMEs production are equivalence ratio, H2/CO ratio and optimal air flow. Overall, the cost of production ($/liter) of OMEs from different biomass feedstock in Alberta will be determined

Query Suggestions for Textual Problem Solution Repositories

Textual problem-solution repositories are available today in
various forms, most commonly as problem-solution pairs from community
question answering systems. Modern search engines that operate on
the web can suggest possible completions in real-time for users as they
type in queries. We study the problem of generating intelligent query
suggestions for users of customized search systems that enable querying
over problem-solution repositories. Due to the small scale and specialized
nature of such systems, we often do not have the luxury of depending on
query logs for finding query suggestions. We propose a retrieval model
for generating query suggestions for search on a set of problem solution
pairs. We harness the problem solution partition inherent in such
repositories to improve upon traditional query suggestion mechanisms
designed for systems that search over general textual corpora. We evaluate
our technique over real problem-solution datasets and illustrate that
our technique provides large and statistically significant

Personalised and Precision Medicine in Cancer Clinical Trials: Panacea for Progress or Pandora's Box?

Cancer clinical trials have been one of the key foundations for significant advances in oncology. However, there is a clear recognition within the academic, care delivery and pharmaceutical/biotech communities that our current model of clinical trial discovery and development is no longer fit for purpose. Delivering transformative cancer care should increasingly be our mantra, rather than maintaining the status quo of, at best, the often miniscule incremental benefits that are observed with many current clinical trials. As we enter the era of precision medicine for personalised cancer care (precision and personalised medicine), it is important that we capture and utilise our greater understanding of the biology of disease to drive innovative approaches in clinical trial design and implementation that can lead to a step change in cancer care delivery. A number of advances have been practice changing (e.g. imatinib mesylate in chronic myeloid leukaemia, Herceptin in erb-B2-positive breast cancer), and increasingly we are seeing the promise of a number of newer approaches, particularly in diseases like lung cancer and melanoma. Targeting immune checkpoints has recently yielded some highly promising results. New algorithms that maximise the effectiveness of clinical trials, through for example a multi-stage, multi-arm type design are increasingly gaining traction. However, our enthusiasm for the undoubted advances that have been achieved are being tempered by a realisation that these new approaches may have significant cost implications. This article will address these competing issues, mainly from a European perspective, highlight the problems and challenges to healthcare systems and suggest potential solutions that will ensure that the cost/value rubicon is addressed in a way that allows stakeholders to work together to deliver optimal cost-effective cancer care, the benefits of which can be transferred directly to our patients.

Adapting to time: duration channels do not mediate human time perception

Accurately encoding the duration and temporal order of events is essential for survival and important to everyday activities, from holding conversations to driving in fast flowing traffic. Although there is a growing body of evidence that the timing of brief events (< 1s) is encoded by modality-specific mechanisms, it is not clear how such mechanisms register event duration. One approach gaining traction is a channel-based model; this envisages narrowly-tuned, overlapping timing mechanisms that respond preferentially to different durations. The channel-based model predicts that adapting to a given event duration will result in overestimating and underestimating the duration of longer and shorter events, respectively. We tested the model by having observers judge the duration of a brief (600ms) visual test stimulus following adaptation to longer (860ms) and shorter (340ms) stimulus durations. The channel-based model predicts perceived duration compression of the test stimulus in the former condition and perceived duration expansion in the latter condition. Duration compression occurred in both conditions, suggesting that the channel-based model does not adequately account for perceived duration of visual events.

Production of biodiesel from the resources endogeneous of Timor Leste

Os biocombustíveis têm estado na linha da frente das políticas energéticas mundiais visto que as suas vantagens conseguem colmatar as incertezas e resolver alguns dos problemas associados aos combustíveis fósseis. O biodiesel tem provado ser um combustível muito fiável, alternativo ao petrodiesel. É uma mistura de ésteres alquílicos produzidos a partir de óleos vegetais e gorduras animais através de uma reacção de transesterificação. Como combustível, o biodiesel é economicamente viável, socialmente responsável, tecnicamente compatível e ambientalmente amigável. O principal desafio associado ao seu desenvolvimento tem a ver com a escolha de matéria-prima para a sua produção. Nos países do terceiro mundo, óleos alimentares são mais importantes para alimentar pessoas do que fazer funcionar carros. Esta tese tem como objectivos produzir/processar biodiesel a partir de recursos endógenos de Timor-Leste e medir/prever as propriedades termodinâmicas do biodiesel, a partir das dos esteres alquílicos. A síntese do biodiesel a partir dos óleos de Aleurites moluccana, Jatropha curcas e borras de café foram aqui estudados. As propriedades termodinâmicas como densidade, viscosidade, tensão superficial, volatilidade e velocidade do som também foram medidas e estimadas usando modelos preditivos disponíveis na literatura, incluindo as equações de estado CPA e soft-SAFT. Timor-Leste é um país muito rico em recursos naturais, mas a maioria da população ainda vive na pobreza e na privação de acesso a serviços básicos e condições de vida decentes. A exploração de petróleo e gás no mar de Timor tem sido controlado pelo Fundo Petrolífero. O país ainda carece de electricidade e combustíveis que são cruciais para materializar as políticas de redução da pobreza. Como solução, o governo timorense criou recentemente o Plano Estratégico de Desenvolvimento a 20 anos cujas prioridades incluem trazer o desenvolvimento do petróleo do mar para a costa sul de Timor-Leste e desenvolver as energias renováveis. É neste último contexto que o biodiesel se insere. O seu desenvolvimento no país poderá ser uma solução para o fornecimento de electricidade, a criação de empregos e sobretudo o combate contra a pobreza e a privação. Para ser usado como combustível, no entanto, o biodiesel deve possuir propriedades termodinâmicas coerentes com as especificadas nas normas da ASTM D6751 (nos Estados Unidos) ou EN 14214 (na Europa) para garantir uma adequada ignição, atomização e combustão do biodiesel no motor.

Tecnologias de informação e comunicação e o cidadão sénior : estudo sobre o impacto em variáveis psicossociais e a conceptualização de serviços com e para o cidadão sénior

Perante uma sociedade em célere envelhecimento demográfico e permanente avanço tecnológico, justifica-se a aposta em estudos que potenciem a ação comunicativa e a diminuição do isolamento social decorrente das perdas biopsicossociais associadas à idade sénior. Esta tese possui quatro objetivos de estudo: i) pretende-se investigar qual é o impacto da utilização das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) no autoconceito (AC), no ânimo e na qualidade de vida (QV) de um grupo de seniores; ii) perceber se existe e qual a relação entre as variáveis independentes sexo, idade, estado civil, escolaridade, profissão, IPSS, regime de frequência, tempo na IPSS, orientação para frequentar a IPSS, visita de familiares e visita de amigos e as variáveis dependentes AC, ânimo, QV e respetivos fatores e domínios, nos momentos de pré e pós-teste; iii) perceber se a sua participação no processo de conceptualização de um serviço de comunicação assíncrona, email, influencia a sua usabilidade ao nível das componentes eficácia, eficiência e satisfação; iv) e sugerir a componente política da comunidade online sénior em desenvolvimento no âmbito do Projeto SEDUCE. Para o desenvolvimento do estudo estabeleceram-se parcerias com quatro Instituições Particulares de Segurança Social do concelho de Aveiro, integradas no âmbito do projeto SEDUCE. Os instrumentos utilizados para a avaliação do autoconceito, do ânimo e da qualidade de vida foram o Inventário Clínico de Auto-Conceito, a Escala de Ânimo do Centro Geriátrico de Philadelphia e a Escala de Qualidade de Vida da Organização Mundial de Saúde WHOQOL-Bref, respetivamente. No processo de conceptualização do serviço de email e da componente política da comunidade online utilizou-se a observação participativa e o contextual design. O estudo envolveu a participação de 42 seniores distribuídos por duas condições experimentais: 22 seniores do grupo experimental utilizaram as TIC duas vezes por semana (em sessões de 90 minutos cada, num total de 80 sessões) e 19 seniores do grupo de controlo passivo não experimentaram qualquer intervenção. Para a avaliação das variáveis psicossociais realizaram-se dois momentos de avaliação, antes e depois de 11 meses de intervenção, de Agosto de 2011 a Julho de 2012. Ao longo das sessões de envolvimento com as TIC observou-se que os seniores apresentam, continuamente, dificuldades em: manipular o rato e percecionar a sua ação no monitor; fazer a distinção entre teclas (enter, spacebar, delete, caps lock entre outras); em utilizar duplas teclas para colocar pontuação e acentuação; iniciar atividades no Microsoft Office Word; selecionar a informação disponibilizada em motores de pesquisa; perceber quais as zonas clicáveis; falta de confiança em efetivar ações; receio em iniciar nova atividades, pela falta de conhecimento e pelo medo de errar; memorizar endereços de email e passwords; e dar continuidade às tarefas. Na utilização do serviço de email consideram importante receber resposta quando enviam uma mensagem, assim como responder sempre aos remetentes; raramente colocam assunto nas mensagens; e expressam grande satisfação ao receber mensagens de familiares e/ou amigos. O processo de desenvolvimento de serviços com a participação ativa dos seniores revela-se exequível mas é necessário adaptar as práticas: os processos devem ser iterativos; evitar linguagem formal; clarificar o objetivo; deixar os seniores pensar em voz alta; dar-lhes tempo; mantê-los focados e não conduzi-los nas tarefas. Os resultados sugerem que houve aumento significativo do domínio físico da qualidade de vida do grupo experimental. Os participantes que exprimiram maiores níveis de satisfação ao utilizar as TIC apresentam uma perspetiva mais positiva sobre a maturidade psicológica e menos solidão e insatisfação. No grupo experimental e no grupo de controlo passivo verificam-se relações entre as variáveis independentes e as variáveis dependentes, quer no momento de pré-teste como de pós-teste. Conclui-se que a participação dos seniores no processo de conceptualização do serviço de email permitiu fomentar a componente eficácia da usabilidade mas não a satisfação ao utilizar o mesmo. Os resultados sobre a eficiência são inconclusivos. Sobre a componente política os seniores validam a existência de termos de utilização que orientem o comportamento de todos os utilizadores, assim como de uma política de privacidade. A área de registo proposta é adequada ao utilizador sénior.

Perceções sociais dos portugueses face aos riscos associados às alterações climáticas

O aquecimento do sistema climático é inequívoco e a influência humana é clara. A continuação da emissão de gases com efeito de estufa irá potenciar os impactes das alterações climáticas, representando um compromisso futuro que se perpetuará por vários séculos. As alterações climáticas não proporcionam uma experiência sensorial direta, embora as variações de temperatura e de precipitação e os extremos climáticos de vários tipos poderem ser experienciados. O cidadão comum não se apercebe do que está a acontecer, a menos que ocorram mudanças significativas, no estado normal do tempo para uma determinada época, na região do mundo onde ele vive. Mesmo para os especialistas, o problema só é cognoscível através de uma vasta rede científica, técnica e institucional. O conhecimento, é portanto, transmitido ao público em geral maioritariamente através de representações dos media sobre o discurso produzido pela comunidade científica. O principal objetivo deste trabalho é averiguar a interligação entre o discurso científico, o discurso mediático e as perceções da população portuguesa na temática das alterações climáticas. A metodologia utilizada, para a prossecução do objetivo, num trabalho que cruza o domínio científico da engenharia do ambiente com o das ciências sociais, encontra-se dividida em 3 fases principais: (1) Uma primeira fase onde se realiza uma análise ao discurso científico de produção nacional, com uma análise de conteúdo aos resumos dos artigos científicos, utilizando 884 resumos da base de dados Scopus de 1975 a 2013 com a palavra-chave ‘Climate Change’; (2) Uma segunda fase onde se analisa o conteúdo de notícias de meios de comunicação social portugueses, aplicando uma análise de conteúdo a 4340 notícias veiculadas por 4 órgãos de comunicação social (Correio da Manhã, Público, RTP e TSF) entre 2004 e 2013, utilizando os respetivos motores de busca online com a palavra-chave ‘Alterações Climáticas’; e, (3) uma terceira fase onde se compila a informação dos estudos existentes sobre a população portuguesa, utilizando os dados dos Eurobarómetros que incluem o tema das alterações climáticas de 1982 a 2014. Seguindo uma linha condutora que inclui o discurso científico, o discurso mediático e as perceções sociais, almejou-se uma abrangência do tema das alterações climáticas, investigando a existência do fenómeno e as respetivas causas, as consequências com a análise dos impactes e dos riscos associados a esses impactes e as soluções através de medidas de mitigação e de adaptação. Nos principais resultados emerge a evidência de que a intensidade de crescimento da produção científica nacional não se traduz num crescimento consistente dos índices de noticiabilidade dos órgãos de comunicação social e desde 2010 que o número de dias por ano, sem notícias sobre alterações climáticas, ultrapassa dos 50%. Em consequência, os níveis de informação da população portuguesa sobre as alterações climáticas são sistematicamente inferiores à média europeia. Em Portugal as taxas de pouco ou nulo conhecimento rondam os dois terços de inquiridos. Não obstante o seu caráter contínuo, para que as alterações climáticas se tornem alvo de interesse dos media é necessário que ocorram reuniões políticas, encontros científicos ou outros acontecimentos. A visibilidade alcançada pelos acontecimentos nacionais é muito fraca e os acontecimentos meteorológicos extremos, não são frequentemente relacionados com o fenómeno das alterações climáticas. No seio da comunidade científica portuguesa existe um claro consenso sobre a existência das alterações climáticas e das suas causas antropogénicas. No discurso mediático português não se verifica enviesamento da informação não sendo surpreendente os baixos níveis de ceticismo dos portugueses. A abordagem aos impactes das alterações climáticas, tanto no discurso científico como no discurso mediático, é robusta e em 2014, cerca de sete em dez portugueses afirma que as alterações climáticas são um problema muito sério. Contudo, Portugal apresenta a proporção mais baixa da Europa de respondentes que percepcionam as alterações climáticas como o problema mais grave que o mundo enfrenta. Para estes resultados poderá contribuir a baixa inclusão de termos relacionados com o risco, tanto no discurso científico como no mediático, não ultrapassando os 20%. Tanto o discurso científico como o discurso mediático não estão direcionados para as soluções (mencionando especificamente medidas de mitigação ou medidas de adaptação). A menção às medidas de mitigação e às medidas de adaptação não ultrapassam os 16% no discurso científico e apresentam valores ainda mais baixos no discurso mediático (13%). Em ambos os discursos existe uma clara preferência pela menção às medidas de adaptação em detrimento das medidas de mitigação. Com valores tão baixos na abordagem às soluções das alterações climáticas não surpreendem os também diminutos níveis de responsabilidade que a população portuguesa atribui a si própria no combate às alterações climáticas.

Digital Debris of Internet Art: An Allegorical and Entropic Resistance to the Epistemology of Search

This Ph.D., by thesis, proposes a speculative lens to read Internet Art via the concept of digital debris. In order to do so, the research explores the idea of digital debris in Internet Art from 1993 to 2011 in a series of nine case studies. Here, digital debris are understood as words typed in search engines and which then disappear; bits of obsolete codes which are lingering on the Internet, abandoned website, broken links or pieces of ephemeral information circulating on the Internet and which are used as a material by practitioners. In this context, the thesis asks what are digital debris? The thesis argues that the digital debris of Internet Art represent an allegorical and entropic resistance to the what Art Historian David Joselit calls the Epistemology of Search. The ambition of the research is to develop a language in-between the agency of the artist and the autonomy of the algorithm, as a way of introducing Internet Art to a pluridisciplinary audience, hence the presence of the comparative studies unfolding throughout the thesis, between Internet Art and pionners in the recycling of waste in art, the use of instructions as a medium and the programming of poetry. While many anthropological and ethnographical studies are concerned with the material object of the computer as debris once it becomes obsolete, very few studies have analysed waste as discarded data. The research shifts the focus from an industrial production of digital debris (such as pieces of hardware) to obsolete pieces of information in art practice. The research demonstrates that illustrations of such considerations can be found, for instance, in Cory Arcangel’s work Data Diaries (2001) where QuickTime files are stolen, disassembled, and then re-used in new displays. The thesis also looks at Jodi’s approach in Jodi.org (1993) and Asdfg (1998), where websites and hyperlinks are detourned, deconstructed, and presented in abstract collages that reveals the architecture of the Internet. The research starts in a typological manner and classifies the pieces of Internet Art according to the structure at play in the work. Indeed if some online works dealing with discarded documents offer a self-contained and closed system, others nurture the idea of openness and unpredictability. The thesis foregrounds the ideas generated through the artworks and interprets how those latter are visually constructed and displayed. Not only does the research questions the status of digital debris once they are incorporated into art practice but it also examine the method according to which they are retrieved, manipulated and displayed to submit that digital debris of Internet Art are the result of both semantic and automated processes, rendering them both an object of discourse and a technical reality. Finally, in order to frame the serendipity and process-based nature of the digital debris, the Ph.D. concludes that digital debris are entropic . In other words that they are items of language to-be, paradoxically locked in a constant state of realisation.

Methodological aspects of a mathematical programming model to evaluate soil tillage technologies in a risky environment

In this work we develop a methodology for the economic evaluation of soil tillage technologies, in a risky environment, and to capture the influence of farmer behaviour on his technology choice. The model has short-term activities, that change with the type of year, and long-term activities, in which sets of traction investment activities are included. Although these activities do not change with the type of year, they lead to different availability of resources for each type of year, since the same tractor has different available fieldwork days under different weather conditions. We prove that the model is sensitive to the greater income variability resulting from the use of alternative technologies and to the balance between income and risk, accounting for the probability of occurrence of each state of nature and giving an investment solution that considers the best production plan for each type of year. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Comportamento de consumo, elites sociais e moda : contributo para a consolidação disciplinar dos estudos de tendências

Tese de doutoramento, Estudos de Literatura e de Cultura (Cultura e Comunicação), Universidade de Lisboa, Faculdade de Letras, 2015