Discrete fractional order system vibrations

A theory of free vibrations of discrete fractional order (FO) systems with a finite number of degrees of freedom (dof) is developed. A FO system with a finite number of dof is defined by means of three matrices: mass inertia, system rigidity and FO elements. By adopting a matrix formulation, a mathematical description of FO discrete system free vibrations is determined in the form of coupled fractional order differential equations (FODE). The corresponding solutions in analytical form, for the special case of the matrix of FO properties elements, are determined and expressed as a polynomial series along time. For the eigen characteristic numbers, the system eigen main coordinates and the independent eigen FO modes are determined. A generalized function of visoelastic creep FO dissipation of energy and generalized forces of system with no ideal visoelastic creep FO dissipation of energy for generalized coordinates are formulated. Extended Lagrange FODE of second kind, for FO system dynamics, are also introduced. Two examples of FO chain systems are analyzed and the corresponding eigen characteristic numbers determined. It is shown that the oscillatory phenomena of a FO mechanical chain have analogies to electrical FO circuits. A FO electrical resistor is introduced and its constitutive voltage–current is formulated. Also a function of thermal energy FO dissipation of a FO electrical relation is discussed.

An efficient numerical scheme for solving multi-dimensional fractional optimal control problems with a quadratic performance index

The shifted Legendre orthogonal polynomials are used for the numerical solution of a new formulation for the multi-dimensional fractional optimal control problem (M-DFOCP) with a quadratic performance index. The fractional derivatives are described in the Caputo sense. The Lagrange multiplier method for the constrained extremum and the operational matrix of fractional integrals are used together with the help of the properties of the shifted Legendre orthonormal polynomials. The method reduces the M-DFOCP to a simpler problem that consists of solving a system of algebraic equations. For confirming the efficiency and accuracy of the proposed scheme, some test problems are implemented with their approximate solutions.

Residual effect of two Bacillus thuringiensis var. israelensis products assayed against Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) in laboratory and outdoors at Rio de Janeiro, Brazil

Resistance of the dengue vector to temephos stimulated its substitution for Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) since 2001 in Brazil. The persistence of the two Bti formulations employed at that time by the Health Ministry, Vectobac G and Aquabac G, was assayed under laboratory and outdoor conditions. Both formulations were tested at 0.2 g/10 liters of water, the same concentration applied in the field for vector control. The tests were done against Ae. aegypti third instar larvae (Rockefeller strain). In the laboratory, Vectobac G and Aquabac G caused at least 95% mortality until 101 and 45 days after treatment, respectively. In the outdoor assays, test containers of different materials were treated with either formulation and placed in a shaded area. Larvae were introduced each 3-6 days and mortality was recorded 24 and 48 hours later. In the first set of assays, performed in June 2001, mortality levels of 70% or more were attained for 2-5 weeks for both formulations in all containers. The exception was for the iron one that rusted, resulting in low mortality after seven days. In the second set of assays (August 2001), 70% mortality was attained for just 1-2 weeks for all the containers and both formulations.

Dynamical Analysis of Non-Repetitive Trajectories in Robotic Manipulation

A new method for the study and optimization of manu«ipulator trajectories is developed. The novel feature resides on the modeling formulation. Standard system desciptions are based on a set of differential equations which, in general, require laborious computations and may be difficult to analyze. Moreover, the derived algorithms are suited to "deterministic" tasks, such as those appearing in a repetitivework, and are not well adapted to a "random" operation that occurs in intelligent systems interacting with a non-structured and changing environment. These facts motivate the development of alternative models based on distinct concepts. The proposed embedding of statistics and Fourier trasnform gives a new perspective towards the calculation and optimization of the robot trajectories in manipulating tasks.

Multi-robot cooperative stereo for outdoor scenarios

13th International Conference on Autonomous Robot Systems (Robotica), 2013

Otimização de um processo produtivo e formulação de um novo produto utilizando ferramentas estatísticas

Na tentativa de se otimizar o processo de fabrico associado a uma tinta base aquosa (TBA), para minimizar os desvios de viscosidade final verificados, e de desenvolver um novo adjuvante plastificante para betão, recorreu-se a métodos e ferramentas estatísticas para a concretização do projeto. Relativamente à TBA, procedeu-se numa primeira fase a um acompanhamento do processo de fabrico, a fim de se obter todos os dados mais relevantes que poderiam influenciar a viscosidade final da tinta. Através de uma análise de capacidade ao parâmetro viscosidade, verificou-se que esta não estava sempre dentro das especificações do cliente, sendo o cpk do processo inferior a 1. O acompanhamento do processo resultou na escolha de 4 fatores, que culminou na realização de um plano fatorial 24. Após a realização dos ensaios, efetuou-se uma análise de regressão a um modelo de primeira ordem, não tendo sido esta significativa, o que implicou a realização de mais 8 ensaios nos pontos axiais. Com arealização de uma regressão passo-a-passo, obteve-se uma aproximação viável a um modelo de segunda ordem, que culminou na obtenção dos melhores níveis para os 4 fatores que garantem que a resposta viscosidade se situa no ponto médio do intervalo de especificação (1400 mPa.s). Quanto ao adjuvante para betão, o objetivo é o uso de polímeros SIKA ao invés da matériaprima comum neste tipo de produtos, tendo em conta o custo final da formulação. Escolheram-se 3 fatores importantes na formulação do produto (mistura de polímeros, mistura de hidrocarbonetos e % de sólidos), que resultou numa matriz fatorial 23. Os ensaios foram realizados em triplicado, em pasta de cimento, um para cada tipo de cimento mais utilizado em Portugal. Ao efetuar-se a análise estatística de dados obtiveram-se modelos de primeira ordem para cada tipo de cimento. O processo de otimização consistiu em otimizar uma função custo associada à formulação, garantindo sempre uma resposta superior à observada pelo produto considerado padrão. Os resultados foram animadores uma vez que se obteve para os 3 tipos de cimentocustos abaixo do requerido e espalhamento acima do observado pelo padrão.

Subcutaneous immunization against Leishmania major - infection in mice: efficacy of formalin-killed promastigotes combined with adjuvants

Formalin-killed promastigotes (FKP) of Leishmania major, in combination with Montanide ISA 720 (MISA), BCG or alum were used in vaccination of an inbred murine model against cutaneous leishmaniasis (CL). Significant and specific increases in anti-FKP IgG responses were detected for both alum-FKP and BCG-FKP compared to MISA-FKP (p < 0.001). Significant increases in splenic lymphocyte recall proliferation was obtained in the MISA-FKP vaccinated mice compared to alum-FKP or BCG-FKP vaccinated groups (p < 0.01). The highest interferon-γ responses were observed in the BCG-FKP group followed by the MISA-FKP while the alum-FKP gave the least responses. Significantly reduced lesion sizes were obtained in the MISA-FKP group compared to the BCG/alum adjuvants-FKP vaccinated groups. Although the BCG-FKP group showed the highest IFN-γ responses, it failed to control cutaneous lesions. Significant reductions in parasite numbers were observed in the MISA-FKP and BCG-FKP vaccinated groups (p < 0.001). There was a good correlation between parasite burden and IFN-γ level indicating IFN-γ response as a sensitive parameter of the immune status. In conclusion, MISA-FKP is the most efficacious vaccine formulation against murine cutaneous leishmaniasis.

A simplified four-branch model for the analytical study of the out-of-plane performance of regular stone URM walls

During the last years, several studies have been made aiming to assess the out-of-plane seismic response of unreinforced stone masonry structures. This fact led to the development of a wide variety of models and approaches, ranging from simple kinematic based analytical models up to complex numerical simulations. Nevertheless, for the sake of simplicity, the out-of-plane seismic response of a masonry wall pier may be obtained by means of a simple single-degree-of-freedom system while still providing good results. In fact, despite the assumptions associated with such a simple formulation, it is also true that the epistemic uncertainty inherent with the selection of appropriate input parameters in more complex models may render them truly ineffective. In this framework, this paper focuses on the study of the out-of-plane bending of unreinforced stone masonry walls (cantilevers) by proposing a simplified analytical approach based on the construction of a linearized four-branch model, which is used to characterize the linear and nonlinear response of such structural elements through an overturning moment-rotation relationship. The formulation of the four-branch model is presented and described in detail and the meaningful parameters used for its construction are obtained from a set of experimental laboratory tests performed on six full-scale unreinforced regular sacco stone masonry specimens. Moreover, a parametric analysis aiming to evaluate the effect of these parameters’ variation on the final configuration of the model is presented and critically discussed. Finally, the results obtained from the application of the developed four-branch model on real unreinforced regular sacco stone masonry walls are thoroughly analysed and the main conclusions obtained from its application are summarized.

Ethno-pragmatique et prosodie. Présentation d'une hypothèse de recherche pluridisciplinaire dans le domaine des sciences du langage et de la culture

L'hypothèse de recherche que nous souhaitons vous présenter ici a pour objet l&s fonctions pragmatiques de Ia prosodie. L'ensemble de notre Projet de Recherche s'organise en effet autour d'une seule (mais fondamentale) hypothèse de travail: c'est dans et par Ia prosodie que pour Vessentiel le langage contribue activement à Ia construction du lien social. La formulation de cette hypothèse resulte des travaux que nous avons menés dans le champ de FAnthropologie des rites, étudiés dans une perspective sémiologique (au sens large), visant à mieux saisir dans quelle mesure et selon quelles modalités, dans et par le rite, Vordre du signe est signe de 1'ordreK Le rite constitue un système complexe de comrpunication symbolique qui contribue en effet activement à definir sur le plan sémantique et à structurer sur le plan dramaturgique les situations d'interaction sociale.

Bait formulations of molluscicides and their effects on biochemical changes in the ovotestis of snail Lymnaea acuminata (Mollusca; Gastropoda:Lymnaeidae)

The effect of sub-lethal feeding of bait formulations containing molluscicidal component of Ferula asafoetida (ferulic acid, umbelliferone), Syzygium aromaticum (eugenol) and Carum carvi (limonene) on biochemical changes in the ovotestis of snail Lymnaea acuminata were studied. Bait formulations feeding to L. acuminata were studied in clear glass aquaria having diameter of 30 cm. Baits were prepared from different binary combinations of attractant amino acid (valine, aspartic acid, lysine and alanine 10 mM) in 100 mL of 2% agar solution + sub-lethal (20% and 60% of 24h LC50) doses of different molluscicides (ferulic acid, umbelliferone, eugenol and limonene). These baits caused maximum significant reduction in free amino acid, protein, DNA, RNA levels i.e. 41.37, 23.56, 48.36 and 14.29% of control in the ovotestis of the snail, respectively. Discontinuation of feeding after treatment of 60% of 96h LC50 of molluscicide containing bait for next 72h caused a significant recovery in free amino acid, protein, DNA and RNA levels in the ovotestis of L. acuminata.

Gestão de solventes nas atividades de revestimento e formulação de tintas

O presente trabalho teve como objetivo a realização de um plano de gestão de solventes e sua análise para propor melhorias no cumprimento dos valores legalmente impostos. Foram realizados dois planos distintos, um referente à indústria de revestimento e outro à indústria de formulação de tintas. As abordagens na realização e análise de resolução de problemas são distintas, uma vez que os limites legais são diferentes em ambos os casos. Os componentes que apresentam uma maior expressão face ao plano de gestão de solventes são os compostos orgânicos voláteis (COVs), e é a partir destes componentes que se efetuou toda a análise. Inicialmente foi necessário conhecer todo o funcionamento de cada empresa, os procedimentos adotados, a utilização dos produtos e as técnicas operacionais. Determinaram-se os pontos críticos na avaliação dos problemas que se verificaram nos planos de gestão de solventes e analisaram-se as possibilidades técnicas e tecnológicas passiveis de utilização para a resolução ou minimização desses problemas principalmente na empresa A que excede o limite legalmente imposto. As possibilidades centram-se a nível tecnológico de equipamentos e em produtos utilizados em ambos os casos.

Aglomeração de cortiça por compressão a quente

A diversificação do uso dos produtos de cortiça exige uma adaptação constante dos processos produtivos utilizados para a transformação deste produto. Este trabalho tem como principal intuito a idealização e investigação de um novo processo de fabrico adaptado a um tipo muito particular de produto, os aglomerados puros de cortiça. Estes, não recorrem a qualquer tipo de aglutinante para assegurar a sua ligação, apenas as resinas contidas na própria cortiça são utilizadas para esse efeito. Analisando os processos de fabrico atuais, verifica-se que, a conceção de geometrias complexas com aglomerados puros de cortiça, só é possível com recurso à maquinação. Este processo gera desperdício e tem uma série de processos que o antecedem, destacando-se a aglomeração prévia numa forma mais simples (bloco paralelepípedo ou cilindro) e o corte numa pré forma. A ideia de se executar uma peça complexa sem recurso à maquinação é o objetivo primordial deste trabalho. Para isso foi construído um molde, com todos os mecanismos auxiliares necessários, à semelhança do que já se faz noutro tipo de indústrias, nomeadamente, do vidro e do plástico. Esse mesmo molde foi submetido a uma série de ensaios para determinação dos parâmetros de enchimento e moldação, tendo-se chegado a uma formulação que garante características atrativas na peça final. A aglutinação do granulado de cortiça revelou-se bastante dependente de três parâmetros: a temperatura aplicada, a humidade do granulado e o grau de compactação aplicado. A industrialização do processo revelou-se também plausível de execução, sendo apenas necessários alguns melhoramentos. A utilização deste tipo de processo revela-se, portanto, atrativa para grandes séries de peças, conseguindo-se elevada reprodutibilidade das mesmas com apenas um processo, sem necessidade de procedimentos adicionais de acabamento.

Melhoria do processo produtivo de embalagem numa empresa do ramo automóvel

Este estudo foi desenvolvido no âmbito da Unidade curricular de Dissertação / Projeto / Estágio do Mestrado em Engenharia Mecânica – Ramo de Gestão Industrial do Instituto Superior de Engenharia do Porto, com aplicação em ambiente industrial numa empresa metalomecânica da indústria automóvel. O projeto desenvolveu-se na secção de inspeção e embalagem de produto acabado da empresa IETA S.A., fornecedora de estruturas metálicas, com o objetivo de minimizar as reclamações recebidas por defeitos originados no processo de fabrico. A abordagem a este estudo iniciou-se pelo registo e análise de dados e consequente formulação e implementação de melhorias ao processo de fabrico, com recurso a metodologias e ferramentas Lean. A existência de um problema relacionado com o processo de fabrico em vigor permitiu o conhecimento dos hábitos de trabalho e a apresentação de propostas de melhoria ao layout fabril e ao método de trabalho em vigor na secção. A análise dos problemas existentes possibilitou a identificação de oportunidades de melhoria em outras áreas do processo, revelando-se o poder das ferramentas utilizadas na análise de dados. Este estudo de investigação revelou ser muito enriquecedor e motivador tendo proporcionado a aplicação de conteúdos científicos Lean em ambiente industrial ficando provada a mais-valia da sua implementação. A aplicação das ferramentas e metodologias Lean estudadas permitiram efetuar uma análise cuidada dos dados conduzindo a propostas de melhoria vantajosas e compatíveis com as necessidades da empresa. As propostas apresentadas, apesar de não terem sido todas implementadas, resultaram num impacto positivo no processo de fabrico com uma eliminação expectável de 38% dos defeitos reclamados.

Development of new oxygen therapeutics using fluorinated ionic liquids

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau Mestre em Engenharia Biomédica

Factorization of elliptic boundary value problems by invariant embedding and application to overdetermined problems

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Matemática