Vegetative Spread of Dioecious Hydrilla Colonies in Experimental Ponds

Stolon formation and fragmentation are two vegetative mechanisms by which hydrilla colonies expand. These two mechanisms of spread were studied in ponds located in Lewisville, TX over a two-year period. Stolons were determined to be the predominant mechanism for localized expansion in undisturbed areas. While some fragments were produced, they accounted for only 0.1% of the establishment of rooted plants in new quadrats. Peak production of fragments occurred in October and November, with fragment densities of 0.15 N m-2 d-1. Expansion by stolons occurred between June and November of each year, with higher rates of spread (up to 4.0 cm d-1 radial growth) observed in the second season.

Comparison of Experimental Strategies to Control Torpedograss

Studies were conducted to evaluate whether the herbicide imazapyr or a combination of imazapyr and fluridone could be used effectively to control torpedograss ( Panicum repens L.), an exotic perennial plant that has replaced more than 6,000 ha of native vegetation and degraded quality wildlife habitat in Lake Okeechobee, Florida. Torpedograss was controlled for more than one year in some areas following a single aerial treatment using 0.56, 0.84, or 1.12 kg acid equivalents (ae) imazapyr/ha. Combining imazapyr and fluridone did not increase the level of torpedograss control. In areas where plant biomass was reduced by fire prior to being treated with 0.84 or 1.12 kg ae imazapyr/ha, torpedograss was controlled for more than two years and native plant species, including duck potato ( Sagittaria lancifolia L.) and pickerelweed ( Pontederia cordata L.) became the dominant vegetation in less than one year. Although torpedograss was controlled in some areas, little or no long-term control was observed at 16 of the 26 treatment locations. To reduce the uncertainty associated with predicting long-term treatment affects, additional studies are needed to determine whether environmental factors such as periphyton mats, plant thatch, hydroperiod and water depth affect treatment efficacy. , he

Watershed monitoring and the TMDL modeling to assess bacterial loading in estuarine environments to improve management

Shellfish bed closures along the North Carolina coast have increased over the years seemingly concurrent with increases in population (Mallin 2000). More and faster flowing storm water has come to mean more bacteria, and fecal indicator bacterial (FIB) standards for shellfish harvesting are often exceeded when no source of contamination is readily apparent (Kator and Rhodes, 1994). Could management reduce bacterial loads if the source of the bacteria where known? Several potentially useful methods for differentiating human versus animal pollution sources have emerged including Ribotyping and Multiple Antibiotic Resistance (MAR) (US EPA, 2005). Total Maximum Daily Load (TMDL) studies on bacterial sources have been conducted for streams in NC mountain and Piedmont areas (U.S. EPA, 1991 and 2005) and are likely to be mandated for coastal waters. TMDL analysis estimates allowable pollutant loads and allocates them to known sources so management actions may be taken to restore water to its intended uses (U.S. EPA, 1991 and 2005). This project sought first to quantify and compare fecal contamination levels for three different types of land use on the coast, and second, to apply MAR and ribotyping techniques and assess their effectiveness for indentifying bacterial sources. Third, results from these studies would be applied to one watershed to develop a case study coastal TMDL. All three watershed study areas are within Carteret County, North Carolina. Jumping Run Creek and Pettiford Creek are within the White Oak River Basin management unit whereas the South River falls within the Neuse River Basin. Jumping Run Creek watershed encompasses approximately 320 ha. Its watershed was a dense, coastal pocosin on sandy, relic dune ridges, but current land uses are primarily medium density residential. Pettiford Creek is in the Croatan National Forest, is 1133 ha. and is basically undeveloped. The third study area is on Open Grounds Farm in the South River watershed. Half of the 630 ha. watershed is under cultivation with most under active water control (flashboard risers). The remaining portion is forested silviculture.(PDF contains 4 pages)

Workshop on turtle bycatch mitigation for longline fisheries: experimental design and data analysis, 7-8 November 2007, San Ramón de Alajuela, Costa Rica

Large numbers of fishing vessels operating from ports in Latin America participate in surface longline fisheries in the eastern Pacific Ocean (EPO), and several species of sea turtles inhabit the grounds where these fleets operate. The endangered status of several sea turtle species, and the success of circle hooks (‘treatment’ hooks) in reducing turtle hookings in other ocean areas, as compared to J-hooks and Japanese-style tuna hooks (‘control’ hooks), prompted the initiation of a hook exchange program on the west coast of Latin America, the Eastern Pacific Regional Sea Turtle Program (EPRSTP)1. One of the goals of the EPRSTP is to determine if circle hooks would be effective at reducing turtle bycatch in artisanal fisheries of the EPO without significantly reducing the catch of marketable fish species. Participating fishers were provided with circle hooks at no cost and asked to replace the J/Japanese-style tuna hooks on their longlines with circle hooks in an alternating manner. Data collected by the EPRSTP show differences in longline gear and operational characteristics within and among countries. These aspects of the data, in addition to difficulties encountered with implementation of the alternating-hook design, pose challenges for analysis of these data.

Medição experimental e previsão de velocidade do som de componentes de biocombustíveis

A velocidade do som é uma propriedade que vem sendo cada vez mais utilizada em diferentes áreas tecnológicas. Além disso, a velocidade do som é uma propriedade termodinâmica que está associada a outras propriedades do meio como a compressibilidade isentrópica e isotérmica, entre outras. Neste contexto, muitos estudos foram realizados a fim de obter modelos precisos que possam representar fielmente a velocidade do som, sendo observados desvios absolutos médios entre 0,13 e 24,8%. Neste trabalho, um banco de dados de velocidade do som e massa específica à pressão atmosférica de n-alcanos, alcanos ramificados, n-alcenos, aromáticos, alcoóis, éteres e ésteres, foram compilados da literatura aberta. Utilizando estes dados e baseando-se no modelo de Wada por contribuição de grupo recentemente proposto, foi desenvolvido um novo modelo por contribuição atômica para predizer a velocidade do som de todas as famílias dos compostos investigados neste trabalho. É mostrado que o modelo proposto é capaz de prever a velocidade do som para os compostos destas famílias com desvios próximos da incerteza experimental calculada a partir de diferentes dados da literatura. Este trabalho também discute o efeito da ramificação das cadeias na constante Wada, ressaltando a importância de novas medições para este tipo de compostos. Além disso, observou-se que a literatura necessita de mais dados experimentais de velocidade do som, à pressão atmosférica e diferentes temperaturas para substâncias puras presentes em biodiesel e bio-óleo de pirólise rápida. Neste contexto, o presente trabalho fornece novos dados experimentais de velocidade do som e massa específica de cinco ésteres metílicos de ácidos graxos, também conhecidos como FAMEs, (caprilato de metila, caprato de metila, palmitato de metila, estearato de metila e linoleato de metila), e sete componentes puros presentes em bio-óleo de pirólise à pressão atmosférica, de vários fenóis (fenol, o-, m- e p-cresol), dois éteres fenólicos (2-metoxifenol e eugenol) e um éster fenólico (salicilato de metila), a temperaturas de (288,15-343,15) K. O modelo preditivo de Wada atômico foi utilizado para calcular a velocidade do som dos FAMEs estudados neste trabalho, e os desvios foram comparados com o modelo de Wada por contribuição de grupo. O modelo atômico de Wada foi utilizado para prever a velocidade do som dos componentes puros presentes no bio-óleo de pirólise rápida experimentalmente estudados nesta dissertação. Além disso, os dados de massa específica e velocidade de som foram correlacionados com o modelo de Prigogine-Flory-Patterson (PFP). As propriedades foram bem representadas pelo modelo PFP, no entanto, para a velocidade do som o modelo apresenta desvios sistemáticos na dependência com a temperatura. O desempenho do modelo preditivo de Wada atômico foi considerado satisfatório, devido os desvios observados serem compatíveis ou até menores do que os desvios típicos obtidos na literatura com outros modelos correlativos para o cálculo da velocidade do som de outras substâncias

Papel regulatório da proteína anexina-1 e de seu derivado Ac2-26 no modelo experimental de asma alérgica em camundongos

A asma é uma doença inflamatória crônica caracterizada por hiper-reatividade das vias aéreas, acúmulo de eosinófilos, secreção de muco e remodelamento. No decorrer do estabelecimento do processo inflamatório, há liberação de mediadores endógenos que atuam limitando a evolução do quadro patológico e garantindo a manutenção da homeostasia (COHN, ELIAS e CHUPP, 2004). Dentre estes recebem destaque os hormônios glicocorticóides, reconhecidos por sua atividade anti-inflamatória, dependente, em parte, da geração de fatores intermediários como a proteína anexina-1 (AnxA1) (KAMAL, FLOWER e PERRETTI, 2005; PERRETTI, 2003). Neste estudo investigou-se o papel regulatório da AnxA1 e do peptídeo derivado Ac2-26 (50 - 200 g/animal) no modelo experimental de asma alérgica murina. Camundongos BALB/c (AnxA1+/+) e depletados do gene codificante para AnxA1 (AnxA1-/-) foram sensibilizados com ovoalbumina (OVA 50 g) e hidróxido de alumínio (5 mg), por via subcutânea. Após 14 dias, foi feito reforço com OVA (25 g), por via intraperitoneal, e nos dias 19, 20 e 21 foram desafiados com OVA (25 g), por via intranasal. O tratamento consistiu na administração intranasal do peptídeo Ac2-26 (50 - 200 g), 1 h antes de cada desafio. As análises foram feitas 24 h após o último desafio e incluíram: i) função pulmonar (resistência e elastância) e hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina (3 27 mg/ml) através de pletismografia invasiva; ii) alterações morfológicas através de histologia clássica; iii) quantificação de colágeno e iv) quantificação de mediadores inflamatórios através de ELISA. Verificou-se que camundongos AnxA1-/-, quando ativamente sensibilizados e desafiados com OVA apresentaram exacerbação do quadro de hiper-reatividade das vias aéreas, assim como do número de eosinófilos no lavado broncoalveolar e no infiltrado peribrônquico, deposição de colágeno e nos níveis de IL-13 em comparação aos controles AnxA1+/+. Em paralelo, observou-se que o peptídeo Ac2-26 levou a uma redução da hiper-reatividade das vias aéreas frente à estimulação com metacolina nos animais AnxA1+/+. O peptídeo Ac2-26 reduziu o infiltrado inflamatório no parênquima pulmonar e o número de eosinófilos peribronquiolares, além da produção de muco no tecido pulmonar e da geração IL-4, IL-13, eotaxina-1 e -2. Em conjunto, nossos achados mostram que os camundongos AnxA1-/- mostraram-se mais responsivos à estimulação antigênica, o que foi indicativo de que a AnxA1 parece exercer um papel regulatório importante sobre a resposta inflamatória alérgica murina. Além disso, o efeito inibitório do peptídeo Ac2-26 sobre a resposta alérgica pulmonar foi indicativo de que este se coloca como um composto anti-inflamatório e anti-alérgico promissor para utilização na terapia da asma.

Planejamento de recursos hídricos de áreas rurais degradadas: aplicação do modelo SWAT em bacia hidrográfica experimental na região Noroeste do Estado do Rio de Janeiro.

A degradação ambiental do Noroeste do Estado do Rio de Janeiro tem se intensificado nas últimas décadas devido às práticas agrícolas não preservacionistas. Esta situação, que decorre do uso inadequado do solo, tem implicado em mudanças na oferta hídrica em grau variável nos municípios da região com prejuízos econômicos nas atividades dos pequenos e médios proprietários rurais e na qualidade de vida. A abordagem para enfrentar problemas deste tipo depende da participação efetiva das instâncias de governo e dos órgãos responsáveis pela gestão dos recursos hídricos. No âmbito da hidrologia os modelos hidrológicos com base no uso e ocupação do solo são ferramentas que podem auxiliar com ótimo custo e benefício a geração de informações em bacias hidrográficas, instrumentadas ou não. Os modelos são úteis ao planejamento e à tomada de decisão por possibilitarem a previsão de vazões e simulação de cenários sobre o uso do solo e qualidade da água. Neste sentido, o presente estudo pretende dar sua contribuição ao avaliar a adequabilidade do modelo SWAT simular o processo chuva-vazão na microbacia experimental de Santa Maria e Cambiocó, com 13,5 km2, localizada na região hidrográfica do rio Muriaé, afluente do rio Paraíba do Sul. O SWAT tem sido empregado em bacias agrícolas nos EUA, na Europa e, atualmente, na China, sudeste asiático e Irã, entre outros países, e na última década maior inserção no meio acadêmico brasileiro. A versão 2005 do modelo foi utilizada por meio da sua interface SIG para simular as vazões médias diárias com base na precipitação medida no intervalo de 15 minutos no período de 2005/2006. As vazões simuladas foram comparadas com as vazões observadas no exutório da microbacia. Foram testadas as ferramentas de análise de sensibilidade e autocalibração. O método de calibração manual foi usado para o ajuste por tentativa e erro. Os parâmetros ajustados corresponderam ao CN2 e ESCO. Os valores obtidos na calibração para os coeficientes estatísticos R2, NSE, PBIAS e RSR foram 0,80, 0,80, 7,02 e 0,45, respectivamente, indicando escore muito bom, o que foi confirmado pela inspeção dos hidrogramas. As saídas validadas para período diferente da calibração forneceram para os mesmos coeficientes os valores 0,84, 0,80, 25,92 e 0,44. Os dois primeiros, com escore muito bom. O valor de PBIAS, no limite do satisfatório, e RSR, muito bom. O desempenho permitiu concluir que a simulação com o SWAT foi adequada. Em relação às pesquisas que têm sido realizadas no Brasil os valores obtidos para os indicadores foram semelhantes, indicando a capacidade do modelo para novos estudos nesta microbacia que considerem os usos consuntivos e cenários de uso do solo.

Avaliação do papel do óxido nítrico no comprometimento da função pulmonar e hiper-reatividade das vias aéreas em camundongos estimulados com sílica

Silicose é uma doença pulmonar causada pela inalação de partículas de sílica, na qual vários são os mediadores inflamatórios implicados. Neste estudo investigamos o envolvimento do óxido nítrico (NO) nas alterações de função pulmonar e hiper-reatividade das vias aéreas, em camundongos estimulados com sílica por via intranasal. Foram analisados parâmetros como i) função pulmonar (resistência e elastância) e hiper-reatividade das vias aéreas ao aerossol com metacolina (3 27 mg/mL) através de sistema de pletismografia invasiva, e ii) alterações morfológicas, mediante técnicas clássicas de histologia e imuno-histoquímica. Verificamos que a instilação de partículas de sílica (10 mg) causou aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonar, bem como de hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina, em tempos que variaram de 2 a 28 dias. Observamos uma correlação temporal com as alterações morfológicas no tecido pulmonar, que refletiram presença de resposta inflamatória e infiltrado celular intenso, seguidos de progressiva fibrose e formação de granulomas. Os tempos de 7 e 28 dias pós-estimulação com sílica foram selecionados para os ensaios subsequentes, por corresponderem às fases aguda e crônica da silicose experimental, respectivamente. Foram detectados níveis elevados de óxido nítrico (NO), bem como de peroxinitrito/expressão da enzima iNOS no lavado broncoalveolar e no tecido pulmonar de camundongos estimulados com sílica, respectivamente. Em outro grupo de experimentos, observamos que camundongos depletados para o gene codificante para a enzima NOS induzida (iNOS) apresentaram abolidas as respostas de aumento nos níveis basais de resistência e elastância pulmonares, bem como da hiper-reatividade das vias aéreas à metacolina em comparação aos animais selvagens (C57BL/6). A inibição da resposta inflamatória e fibrótica granulomatosa foi também notada no caso dos animais nocautes para iNOS. O tratamento com 1400W, um inibidor da enzima iNOS, diminui de forma marcada as alterações de função pulmonar e fibrose tecidual verificadas nos camundongos silicóticos. Em conclusão, nossos resultados mostram que o comprometimento da função pulmonar, representado pelo aumento na resistência/elastância e hiper-reatividade das vias aéreas, mostraram-se correlacionados à maior geração de NO e de peroxinitrito, assim como da expressão da enzima iNOS. A depleção do gene codificante ou, ainda, o bloqueio da enzima iNOS aboliram a resposta de comprometimento da função pulmonar e fibrose tecidual na silicose experimental. Em conjunto estes achados indicam que o NO parece ser um mediador importante no contexto da silicose, colocando-se como um alvo terapêutico em potencial no tratamento de doenças de caráter fibrótico.

Uso de plasma rico em plaquetas em queimaduras Modelo experimental em ratos

As queimaduras são eventos comuns e recorrentes no dia a dia dos atendimentos médicos. Há uma constante busca para entender a sua fisiopatologia, no intuito de minimizar seus resultados devastadores. Plasma rico em plaquetas (PRP) é um concentrado de plaquetas com capacidade de liberação local de múltiplos fatores de crescimento (FC) que aceleram a cicatrização. Este estudo consiste em dois experimentos: o primeiro visa validar um modelo experimental para a criação de queimaduras de tamanho e profundidade padronizados e, o segundo, avalia o uso de PRP em queimaduras. Para o desenvolvimento de queimaduras na validação do modelo experimental, foi idealizado um equipamento que permitisse o controle preciso da temperatura, além da utilização em conjunto de uma técnica inovadora de fixação que garante pressão constante no momento das queimaduras. Para o primeiro experimento, foram utilizados 12 ratos, por grupo, submetidos a queimaduras de 60 oC, 70 oC ou 80 oC por dez segundos, com um equipamento que desenvolvemos. Metade dos animais de cada grupo foi morta no terceiro dia e suas feridas foram analisadas por histologia, e, na outra metade, a ferida foi mensurada e acompanhada até o seu fechamento. No uso de PRP em queimaduras, foram avaliadas queimaduras de segundo grau (SG), segundo grau com diabetes mellitus induzido (SGD) e queimaduras de terceiro grau (TG). Noventa animais foram distribuídos em três grupos (SG, SGD e TG), onde, em cada um, dez animais foram tratados, dez serviram de controle e dez foram utilizados para o preparo do PRP. As áreas das feridas foram acompanhadas até o vigésimo primeiro dia, quando os animais foram mortos e biópsias de pele foram realizadas. Os resultados da validação do modelo mostram que as queimaduras produzidas com 60 oC foram de SG superficial (28% da derme envolvida); com 70 oC foram de SG profundo (72% da derme envolvida); e com 80 oC foram de TG (100% da derme envolvida). Em relação ao uso de PRP em queimaduras, observou-se que nos grupos tratados SG e SGD houve aceleração do fechamento da ferida e redução no número de células CD31, CD163, CD68, MPO e TGF-β positivas, e aumento do número de células MMP2 positivas. A neoepiderme foi mais fina nos controles dos grupos SG e SGD, e o tecido de granulação foi reduzido nos controles SGD e TG. O modelo utilizado é seguro e confiável para produzir queimaduras regulares e uniformes, de diâmetros variados, pela capacidade do controle fino da temperatura e pelo posicionamento do animal, e reprodutíveis. PRP parece acelerar a cicatrização de queimaduras de SG e SGD, mas não de TG.

Characterizing Jobos Bay, Puerto Rico: a watershed modeling analysis and monitoring plan

Land-based pollution is commonly identified as a major contributor to the observed deterioration of shallow-water coral reef ecosystem health. Human activity on the coastal landscape often induces nutrient enrichment, hypoxia, harmful algal blooms, toxic contamination and other stressors that have degraded the quality of coastal waters. Coral reef ecosystems throughout Puerto Rico, including Jobos Bay, are under threat from coastal land uses such as urban development, industry and agriculture. The objectives of this report were two-fold: 1. To identify potentially harmful land use activities to the benthic habitats of Jobos Bay, and 2. To describe a monitoring plan for Jobos Bay designed to assess the impacts of conservation practices implemented on the watershed. This characterization is a component of the partnership between the U.S. Department of Agriculture (USDA) and the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) established by the Conservation Effects Assessment Project (CEAP) in Jobos Bay. CEAP is a multi-agency effort to quantify the environmental benefits of conservation practices used by private landowners participating in USDA programs. The Jobos Bay watershed, located in southeastern Puerto Rico, was selected as the first tropical CEAP Special Emphasis Watershed (SEW). Both USDA and NOAA use their respective expertise in terrestrial and marine environments to model and monitor Jobos Bay resources. This report documents NOAA activities conducted in the first year of the three-year CEAP effort in Jobos Bay. Chapter 1 provides a brief overview of the project and background information on Jobos Bay and its watershed. Chapter 2 implements NOAA’s Summit to Sea approach to summarize the existing resource conditions on the watershed and in the estuary. Summit to Sea uses a GIS-based procedure that links patterns of land use in coastal watersheds to sediment and pollutant loading predictions at the interface between terrestrial and marine environments. The outcome of Summit to Sea analysis is an inventory of coastal land use and predicted pollution threats, consisting of spatial data and descriptive statistics, which allows for better management of coral reef ecosystems. Chapters 3 and 4 describe the monitoring plan to assess the ecological response to conservation practices established by USDA on the watershed. Jobos Bay is the second largest estuary in Puerto Rico, but has more than three times the shoreline of any other estuarine area on the island. It is a natural harbor protected from offshore wind and waves by a series of mangrove islands and the Punta Pozuelo peninsula. The Jobos Bay marine ecosystem includes 48 km² of mangrove, seagrass, coral reef and other habitat types that span both intertidal and subtidal areas. Mapping of Jobos Bay revealed 10 different benthic habitats of varying prevalence, and a large area of unknown bottom type covering 38% of the entire bay. Of the known benthic habitats, submerged aquatic vegetation, primarily seagrass, is the most common bottom type, covering slightly less than 30% of the bay. Mangroves are the dominant shoreline feature, while coral reefs comprise only 4% of the total benthic habitat. However, coral reefs are some of the most productive habitats found in Jobos Bay, and provide important habitat and nursery grounds for fish and invertebrates of commercial and recreational value.

Effects of experimental harvest on red sea urchins (Strongylocentrotus franciscanus) in northern Washington

Commercial harvest of red sea urchins began in Washington state in 1971. Harvests peaked in the late 1980s and have since declined substantially in Washington and other areas of the U.S. west coast. We studied effects of experimental harvest on red sea urchins in San Juan Channel (SJC), a marine reserve in northern Washing-ton. We recorded changes in density and size distribution of sea urchin populations resulting from three levels of experimental harvest: 1) annual size-selective harvest (simulating cur-rent commercial urchin harvest regulations), 2) monthly complete (non–size selective) harvest, and 3) no harvest (control) sites. We also examined re-colonization rates of harvested sites. The red sea urchin population in SJC is composed of an accumulation of large, old individuals. Juvenile urchins represent less than 1% of the population. Lower and upper size limits for commercial harvest protect 5% and 45% of the population, respectively. Complete harvest reduced sea urchin densities by 95%. Annual size-selective harvest significantly decreased sea urchin densities by 67% in the first year and by 47% in the second year. Two years of size-selective harvest significantly altered the size distribution of urchins, decreasing the density of legal-size urchins. Recolonization of harvested sites varied seasonally and occurred primarily through immigration of adults. Selective harvest sites were recolonized to 51% and 38% of original densities, respectively, six months after the first and second annual harvests. Yields declined substantially in the second year of size-selective harvest because of the fishing down of the population and because of low recolonization rates of harvested sites. We recommend that managers consider the potential efficacy of marine harvest refuges and reevaluate the existing upper and lower size limits for commercial harvest to improve long-term management of the sea urchin fishery in Washington.

Resultados do programa experimental de fumagen de pescado

The fish smoking is a traditional process in most african countries and has been gradually improved to the light of changes in forms, techniques and materials. In Mozambique, in particular, this method is not as developed as expected, because it has more advantages in wetlands during rainy seasons, where there is no shortage of salt and in order to give a special taste to the dry fish. In many parts of the country, mainly in coastal areas, the smoking process is made manually by families: a small fire with any type of wood, close to a small amount of fish on a stick, tilted on fire in order to take smoke and heat for several hours. This process is used in the south (Inhaca Island), in central and northern regions (Beira, Nampula) and was also seen in Niassa Lake. This paper presents a program aimed at the application of existing knowledge about fish smoking process and at technology improvement.

An experimental model of relay deployment planning tool for a wireless sensor network system to monitor civil engineering structures

It is essential to monitor deteriorated civil engineering structures cautiously to detect symptoms of their serious disruptions. A wireless sensor network can be an effective system for monitoring civil engineering structures. It is fast to deploy sensors especially in difficult-to-access areas, and it is extendable without any cable extensions. Since our target is to monitor deteriorations of civil engineering structures such as cracks at tunnel linings, most of the locations of sensors are known, and sensors are not required to move dynamically. Therefore, we focus on developing a deployment plan of a static network in order to reduce the value of a cost function such as initial installation cost and summation of communication distances of the network. The key issue of the deployment is the location of relays that forward sensing data from sensors to a data collection device called a gateway. In this paper, we propose a relay deployment-planning tool that can be used to design a wireless sensor network for monitoring civil engineering structures. For the planning tool, we formalize the model and implement a local search based algorithm to find a quasi-optimal solution. Our solution guarantees two routings from a sensor to a gateway, which can provide higher reliability of the network. We also show the application of our experimental tool to the actual environment in the London Underground.

An experimental and numerical study of an oscillating transonic shock wave in a duct

A combined experimental and numerical study of a transonic shock wave in a parallel walled duct subject to downstream pressure perturbations has been conducted. Experiments and simulations have been carried out with a shock strength of M∞ = 1.4 for pressure perturbation frequencies in the range 16-90 Hz. The dynamics of unsteady shock motion and the interaction structure between the unsteady transonic shock wave and the turbulent tunnel floor boundary layer have been investigated. It is found that the (experimentally measured) dynamics of shock motion are generally well predicted by the computational scheme, especially at relatively low (≈ 40 Hz) frequencies. However, at higher frequencies (≈ 90 Hz), some subtle differences between the shock dynamics measured in experiments and those predicted by Computational Fluid Dynamics (CFD) exist. There is evidence from experiments that variations in shock / boundary layer interaction (SBLI) structure caused by shock motion are responsible for a change in the nature of shock dynamics between low and high frequency. In contrast, numerical results at low and high frequencies do not differ significantly and this suggests that the numerical method is not fully capturing the physics of the unsteady flow. Possible reasons for this are considered and a number of areas where CFD is unable to replicate experimental observations are identified. Significantly, CFD predicts changes in SBLI structure due to shock motion that are much too large and this may explain why none of the subtle effects on shock dynamics seen in experiments occur in CFD. Further work developing numerical methods that demonstrate a more realistic sensitivity of SBLI structure to unsteady shock motion is required. Copyright © 2010 by P.J.K. Bruce.

Analytical model and experimental validation of friction laws for composites under low loads

In order to account for interfacial friction of composite materials, an analytical model based on contact geometry and local friction is proposed. A contact area includes several types of microcontacts depending on reinforcement materials and their shape. A proportion between these areas is defined by in-plane contact geometry. The model applied to a fibre-reinforced composite results in the dependence of friction on surface fibre fraction and local friction coefficients. To validate this analytical model, an experimental study on carbon fibrereinforced epoxy composites under low normal pressure was performed. The effects of fibre volume fraction and fibre orientation were studied, discussed and compared with analytical model results. © Springer Science+Business Media, LLC 2012.