Acoustic radiation and scattering from cylindrical bodies and analysis of transducer arrays

New mathematical methods to analytically investigate linear acoustic radiation and scattering from cylindrical bodies and transducer arrays are presented. Three problems of interest involving cylinders in an infinite fluid are studied. In all the three problems, the Helmholtz equation is used to model propagation through the fluid and the beam patterns of arrays of transducers are studied. In the first problem, a method is presented to determine the omni-directional and directional far-field pressures radiated by a cylindrical transducer array in an infinite rigid cylindrical baffle. The solution to the Helmholtz equation and the displacement continuity condition at the interface between the array and the surrounding water are used to determine the pressure. The displacement of the surface of each transducer is in the direction of the normal to the array and is assumed to be uniform. Expressions are derived for the pressure radiated by a sector of the array vibrating in-phase, the entire array vibrating in-phase, and a sector of the array phase-shaded to simulate radiation from a rectangular piston. It is shown that the uniform displacement required for generating a source level of 220 dB ref. μPa @ 1m that is omni directional in the azimuthal plane is in the order of 1 micron for typical arrays. Numerical results are presented to show that there is only a small difference between the on-axis pressures radiated by phased cylindrical arrays and planar arrays. The problem is of interest because cylindrical arrays of projectors are often used to search for underwater objects. In the second problem, the errors, when using data-independent, classical, energy and split beam correlation methods, in finding the direction of arrival (DOA) of a plane acoustic wave, caused by the presence of a solid circular elastic cylindrical stiffener near a linear array of hydrophones, are investigated. Scattering from the effectively infinite cylinder is modeled using the exact axisymmetric equations of motion and the total pressures at the hydrophone locations are computed. The effect of the radius of the cylinder, a, the distance between the cylinder and the array, b, the number of hydrophones in the array, 2H, and the angle of incidence of the wave, α, on the error in finding the DOA are illustrated using numerical results. For an array that is about 30 times the wavelength and for small angles of incidence (α<10), the error in finding the DOA using the energy method is less than that using the split beam correlation method with beam steered to α; and in some cases, the error increases when b increases; and the errors in finding the DOA using the energy method and the split beam correlation method with beam steered to α vary approximately as a7 / 4 . The problem is of interest because elastic stiffeners – in nearly acoustically transparent sonar domes that are used to protect arrays of transducers – scatter waves that are incident on it and cause an error in the estimated direction of arrival of the wave. In the third problem, a high-frequency ray-acoustics method is presented and used to determine the interior pressure field when a plane wave is normally incident on a fluid cylinder embedded in another infinite fluid. The pressure field is determined by using geometrical and physical acoustics. The interior pressure is expressed as the sum of the pressures due to all rays that pass through a point. Numerical results are presented for ka = 20 to 100 where k is the acoustic wavenumber of the exterior fluid and a is the radius of the cylinder. The results are in good agreement with those obtained using field theory. The directional responses, to the plane wave, of sectors of a circular array of uniformly distributed hydrophones in the embedded cylinder are then computed. The sectors are used to simulate linear arrays with uniformly distributed normals by using delays. The directional responses are compared with the output from an array in an infinite homogenous fluid. These outputs are of interest as they are used to determine the direction of arrival of the plane wave. Numerical results are presented for a circular array with 32 hydrophones and 12 hydrophones in each sector. The problem is of interest because arrays of hydrophones are housed inside sonar domes and acoustic plane waves from distant sources are scattered by the dome filled with fresh water and cause deterioration in the performance of the array.

Integer filling facfor phases and isospin in vertical diatomic artificial molecules

Integer filling factor phases of many-electron vertically coupled diatomic artificial quantum dot molecules are investigated for different values of the interdot coupling. The experimental results are analyzed within local-spin density functional theory for which we have determined a simple lateral confining potential law that can be scaled for the different coupling regimes, and Hartree-Fock theory. Maximum density droplets composed of electrons in both bonding and antibonding or just bonding states are revealed, and interesting isospin-flip physics appears for weak interdot coupling when the systematic depopulation of antibonding states leads to changes in isospin.

Drastic variation in the surface boundary layer parameters over Cochin during the annular solar eclipse: Analysis using sonic anemometer data

Atmospheric surface boundary layer parameters vary anomalously in response to the occurrence of annular solar eclipse on 15th January 2010 over Cochin. It was the longest annular solar eclipse occurred over South India with high intensity. As it occurred during the noon hours, it is considered to be much more significant because of its effects in all the regions of atmosphere including ionosphere. Since the insolation is the main driving factor responsible for the anomalous changes occurred in the surface layer due to annular solar eclipse, occurred on 15th January 2010, that played very important role in understanding dynamics of the atmosphere during the eclipse period because of its coincidence with the noon time. The Sonic anemometer is able to give data of zonal, meridional and vertical wind as well as the air temperature at a temporal resolution of 1 s. Different surface boundary layer parameters and turbulent fluxes were computed by the application of eddy correlation technique using the high resolution station data. The surface boundary layer parameters that are computed using the sonic anemometer data during the period are momentum flux, sensible heat flux, turbulent kinetic energy, frictional velocity (u*), variance of temperature, variances of u, v and w wind. In order to compare the results, a control run has been done using the data of previous day as well as next day. It is noted that over the specified time period of annular solar eclipse, all the above stated surface boundary layer parameters vary anomalously when compared with the control run. From the observations we could note that momentum flux was 0.1 Nm 2 instead of the mean value 0.2 Nm-2 when there was eclipse. Sensible heat flux anomalously decreases to 50 Nm 2 instead of the mean value 200 Nm 2 at the time of solar eclipse. The turbulent kinetic energy decreases to 0.2 m2s 2 from the mean value 1 m2s 2. The frictional velocity value decreases to 0.05 ms 1 instead of the mean value 0.2 ms 1. The present study aimed at understanding the dynamics of surface layer in response to the annular solar eclipse over a tropical coastal station, occurred during the noon hours. Key words: annular solar eclipse, surface boundary layer, sonic anemometer

Flexure-shear Analysis of Concrete Beam Reinforced with GFRP bars

This paper gives the details of flexure-shear analysis of concrete beams reinforced with GFRP rebars. The influence of vertical reinforcement ratio, longitudinal reinforcement ratio and compressive strength of concrete on shear strength of GFRP reinforced concrete beam is studied. The critical value of shear span to depth ratio (a/d) at which the mode of failure changes from flexure to shear is studied. The fail-ure load of the beam is predicted for various values of a/d ratio. The prediction show that the longitudinally FRP reinforced concrete beams having no stirrups fail in shear for a/d ratio less than 9.0. It is expected that the predicted data is useful for structural engineers to design the FRP reinforced concrete members.

Not the outside but the inside matters : functional analysis of Capricious and Tartan during Drosophila tracheal morphogenesis

The tubular structures, which transport essential gases, liquids, or cells from one site to another, are shared among various divergent organisms. These highly organized tubular networks include lung, kidney, vasculature and mammary gland in mammals as well as trachea and salivary gland in Drosophila melanogaster. Many questions regarding the tubular morphogenesis cannot be addressed sufficiently by investigating the mammalian organs because their structures are extremely complex and therefore, systematic analyses of genetic and cellular programs guiding the development is not possible. In contrast, the Drosophila tracheal development provides an excellent model system since many molecular markers and powerful tools for genetic manipulations are available. Two mechanisms were shown to be important for the outgrowth of tracheal cells: the FGF signaling pathway and the interaction between the tracheal cells and the surrounding mesodermal cells. The Drosophila FGF ligand encoded by branchless (bnl) is localized in groups of cells near tracheal metameres. The tracheal cells expressing the FGF receptor breathless (btl) respond to these sources of FGF ligand and extend towards them. However, this FGF signaling pathway is not sufficient for the formation of continuous dorsal trunk, the only muticellular tube in tracheal system. Recently, it was found out that single mesodermal cells called bridge-cells are essential for the formation of continuous dorsal trunk as they direct the outgrowth of dorsal trunk cells towards the correct targets. The results in this PhD thesis demonstrate that a cell adhesion molecule Capricious (Caps), which is specifically localized on the surface of bridge-cells, plays an essential role in guiding the outgrowing dorsal trunk cells towards their correct targets. When caps is lacking, some bridge-cells cannot stretch properly towards the adjacent posterior tracheal metameres and thus fail to interconnect the juxtaposing dorsal trunk cells. Consequently, discontinuous dorsal trunks containing interruptions at several positions are formed. On the other hand, when caps is ectopically expressed in the mesodermal cells through a twi-GAL4 driver, these mesodermal cells acquire a guidance function through ectopic caps and misguide the outgrowing dorsal trunk cells in abnormal directions. As a result, disconnected dorsal trunks are formed. These loss- and gain-of-function studies suggest that Caps presumably establishes the cell-to-cell contact between the bridge-cells and the tracheal cells and thereby mediates directly the guidance function of bridge-cells. The most similar protein known to Caps is another cell adhesion molecule called Tartan (Trn). Interestingly, trn is expressed in the mesodermal cells but not in the bridge-cells. When trn is lacking, the outgrowth of not only the dorsal trunks but also the lateral trunks are disrupted. However, in contrast to the ectopic expression of caps, the misexpression of trn does not affect tracheal development. Whereas Trn requires only its extracellular domain to mediate the matrix function, Caps requires both its extracellular and intracellular domains to function as a guidance molecule in the bridge-cells. These observations suggest that Trn functions differently from Caps during tracheal morphogenesis. Presumably, Trn mediates a matrix function of mesodermal cells, which support the tracheal cells to extend efficiently through the surrounding mesodermal tissue. In order to determine which domains dictate the functional specificity of Caps, two hybrid proteins CapsEdTrnId, which contains the Caps extracellular domain and the Trn intracellular domain, and TrnEdCapsId, which consists of the Trn extracellular domain and the Caps intracellular domain, were constructed. Gain of function and rescue experiments with these hybrid proteins suggest on one hand that the extracellular domains of Caps and Trn are functionally redundant and on the other hand that the intracellular domain dictates the functional specificity of Caps. In order to identify putative interactors of Caps, yeast two-hybrid screening was performed. An in vivo interaction assay in yeast suggests that Ras64B interacts specifically with the Caps intracellular domain. In addition, an in vitro binding assay reveals a direct interaction between an inactive form of Ras64B and the Caps intracellular domain. ras64B, which encodes a small GTPase, is expressed in the mesodermal cells concurrently as caps. Finally, a gain-of-function study with the constitutively active Ras64B suggests that Ras64B presumably functions downstream of Caps. All these results suggest consistently that the small GTPase Ras64B binds specifically to the Caps intracellular domain and may thereby mediate the guidance function of Caps.

Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Dispersion von Dichteströmungen in einem stochastischen Modellaquifer

Es ist bekannt, dass die Dichte eines gelösten Stoffes die Richtung und die Stärke seiner Bewegung im Untergrund entscheidend bestimmen kann. Eine Vielzahl von Untersuchungen hat gezeigt, dass die Verteilung der Durchlässigkeiten eines porösen Mediums diese Dichteffekte verstärken oder abmindern kann. Wie sich dieser gekoppelte Effekt auf die Vermischung zweier Fluide auswirkt, wurde in dieser Arbeit untersucht und dabei das experimentelle sowohl mit dem numerischen als auch mit dem analytischen Modell gekoppelt. Die auf der Störungstheorie basierende stochastische Theorie der macrodispersion wurde in dieser Arbeit für den Fall der transversalen Makodispersion. Für den Fall einer stabilen Schichtung wurde in einem Modelltank (10m x 1.2m x 0.1m) der Universität Kassel eine Serie sorgfältig kontrollierter zweidimensionaler Experimente an einem stochastisch heterogenen Modellaquifer durchgeführt. Es wurden Versuchsreihen mit variierenden Konzentrationsdifferenzen (250 ppm bis 100 000 ppm) und Strömungsgeschwindigkeiten (u = 1 m/ d bis 8 m/d) an drei verschieden anisotrop gepackten porösen Medien mit variierender Varianzen und Korrelationen der lognormal verteilten Permeabilitäten durchgeführt. Die stationäre räumliche Konzentrationsausbreitung der sich ausbreitenden Salzwasserfahne wurde anhand der Leitfähigkeit gemessen und aus der Höhendifferenz des 84- und 16-prozentigen relativen Konzentrationsdurchgang die Dispersion berechnet. Parallel dazu wurde ein numerisches Modell mit dem dichteabhängigen Finite-Elemente-Strömungs- und Transport-Programm SUTRA aufgestellt. Mit dem kalibrierten numerischen Modell wurden Prognosen für mögliche Transportszenarien, Sensitivitätsanalysen und stochastische Simulationen nach der Monte-Carlo-Methode durchgeführt. Die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgte - sowohl im experimentellen als auch im numerischen Modell - über konstante Druckränder an den Ein- und Auslauftanks. Dabei zeigte sich eine starke Sensitivität der räumlichen Konzentrationsausbreitung hinsichtlich lokaler Druckvariationen. Die Untersuchungen ergaben, dass sich die Konzentrationsfahne mit steigendem Abstand von der Einströmkante wellenförmig einem effektiven Wert annähert, aus dem die Makrodispersivität ermittelt werden kann. Dabei zeigten sich sichtbare nichtergodische Effekte, d.h. starke Abweichungen in den zweiten räumlichen Momenten der Konzentrationsverteilung der deterministischen Experimente von den Erwartungswerten aus der stochastischen Theorie. Die transversale Makrodispersivität stieg proportional zur Varianz und Korrelation der lognormalen Permeabilitätsverteilung und umgekehrt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit und Dichtedifferenz zweier Fluide. Aus dem von Welty et al. [2003] mittels Störungstheorie entwickelten dichteabhängigen Makrodispersionstensor konnte in dieser Arbeit die stochastische Formel für die transversale Makrodispersion weiter entwickelt und - sowohl experimentell als auch numerisch - verifiziert werden.

HidroSIG: un sistema de información geográfica para la gestión de recursos naturales y modelación del medio ambiente

This paper describes HidroGIS, a GIS platform developed by Water Resources Program at Universidad Nacional de Colombia at Medellín. HidroSIG is a tool for hydrological variables visualization and analysis, using a set of modules that make this software a powerful tool for hydrological modeling. HidroSIG has tools for digital terrain models processing, water supply estimation using long term water balance in watersheds, a rainfall-runoff model, a model for landslide susceptibility estimation, an one-dimensional pollutant transport model, tools for homogeneity analysis in time series and tools for satellite images classification. The tools in development status are also described

Psychological contract breach and outcomes : Combining meta-analysis and structural equation models. 'Ruptura de contrato psicol??gico : combinando meta-an??lisis y modelos de ecuaciones estructurales'

Resumen tomado de la publicaci??n

Cirugía bariatrica : gastrogastroplastia laparoscopica y bypass gástrico en pacientes con obesidad mórbida

La obesidad es un problema de salud global siendo la cirugía bariatrica el mejor tratamiento demostrado. El Bypass gástrico (BGYR) es el método más utilizado que combina restricción y malabsorcion; sin embargo los procedimientos restrictivos se han popularizado recientemente. La Gastro-gastroplastia produce restricción gástrica reversible por medio de un pouch gástrico con anastomosis gastrogástrica y propusimos su evaluación Métodos: Estudio retrospectivo no randomizado que evaluó archivos de pacientes con GG y BGYR laparoscópicos entre febrero de 2008 y Abril de 2011 Resultados: 289 pacientes identificados: 180 GG y 109 BGYR de los cuales 138 cumplieron criterios de inclusión, 77 (55.8%) GG y 61 (44,2%) BGYR, 18 (13%) hombres y 120 (87%) mujeres. Para GG la mediana del peso inicial fue 97,15 (± 17,3) kg, IMC inicial de 39,35 (± 3,38) kg/m2 y exceso de peso de 37,1 (±11,9). La mediana de IMC a los 1, 6 y 12 meses fue 34,8 (±3,58) kg/m2, 30,81 (±3,81) kg/m2, 29,58 (±4,25) kg/m2 respectivamente. La mediana de % PEP 1, 6 y 12 meses fue 30,9 (±14,2) %, 61,88 (±18,27) %, 68,4 (±19,64) % respectivamente. Para BGYR la mediana del peso inicial fue 108,1 (± 25,4) kg, IMC inicial 44,4 (± 8,1) y exceso de peso de 48,4 (±15,2) %. La mediana de IMC a los 1, 6 y 12 meses fue 39 (±7,5) kg/m2, 33,31 (±4,9) kg/m2, 30,9 (±4,8) kg/m2 respectivamente. La mediana de % PEP 1, 6 y 12 meses fue 25,9 (±12,9) %, 61,87 (±18,62) %, 71,41 (±21,09) % respectivamente. Seguimiento a un año Conclusiones: La gastro-gastroplastia se plantea como técnica restrictiva, reversible, con resultados óptimos en reducción de peso y alternativa quirúrgica en pacientes con obesidad. Son necesarios estudios a mayor plazo para demostrar mantenimiento de cambios en el tiempo

Análisis de la política exterior de Turquía como configuradora del equilibrio de poder en Oriente Medio (2002-2010)

Este estudio de caso se encarga de hacer un análisis del cambio en la política exterior de Turquía desde la llegada al gobierno del partido de Justicia y Desarrollo, AKP y su influencia en la configuración del poder en Oriente Medio en el periodo de 2002 a 2010.

Análisis del modelo de atención de una aseguradora estadounidense para identificar oportunidades de mejoramiento que se puedan adaptar al sistema de salud colombiano

Teniendo en cuenta las dificultades que ha presentado el Sistema de Salud colombiano caracterizado por la corrupción, las barreras administrativas para el acceso a los servicios de salud y la falta de una estructura administrativa, que le permita desarrollar mecanismos para ser eficiente en la prestación de servicios de salud, entre otros (Pantoja, 2011) (Colprensa, 2011) (Ruíz Gómez, 2012); el presente proyecto de investigación busca determinar los factores clave de éxito de una aseguradora Estadounidense y que se podrían adaptar al Sistema de Salud colombiano. Para lograr el propósito de este proyecto, se realizó una búsqueda de artículos donde se describieran los factores claves de éxito del modelo de aseguramiento y prestación de la aseguradora Kaiser Permanente, con el fin de analizar si dichos factores se pueden implementar de acuerdo al marco normativo en el que se desarrolla el sistema de salud colombiano. De acuerdo al análisis de la información y a la revisión de la normatividad que modela el Sistema de Salud colombiano, se pudo determinar que el Sistema General de Seguridad Social en Salud (SGSSS) cuenta con los mecanismos normativos que le permiten adoptar e implementar los factores claves de éxito que caracterizan el modelo de aseguramiento y prestación de servicios de Kaiser Permanente; por otra parte, es necesario tener en cuenta que en el modelo colombiano se permite la integración vertical sólo en un 40% , lo que no se ha estudiado es si este modelo de integración es beneficioso o no, a la hora de buscar la eficiencia en la prestación en salud, ya que el modelo Kaiser se caracteriza por aplicar una integración vertical del 100%, característica que le permite, por la evidencia encontrada, ser eficiente en la atención de sus usuarios.

Estrategia organizacional y su relación con la adopción de prácticas saludables

Las organizaciones asumen en el mundo en el que vivimos el reto de transformarse permanentemente para evolucionar y prolongarse en el tiempo, y una alternativa es a través de actividades dirigidas hacia los distintos grupos de interés y hacia la propia organización. Es así, como surge el interés de realizar este estudio analizando la estrategia, desde los conceptos de algunos pensadores representativos, las tipologías y modelos existentes, así como el concepto de organizaciones saludables, las cuales a través de prácticas saludables logran llevar a cabo acciones dirigidas hacia el bienestar de los empleados, el medio ambiente, proveedores, compradores, y la comunidad. Con el propósito de establecer la relación existente entre las prácticas saludables y la estrategia empresarial, se tienen en cuenta algunos estudios académicos y empíricos relacionados con la aplicación de las prácticas saludables para contribuir a la estrategia de la organización. Para estudiar dicha relación, se llevó a cabo un trabajo de campo en una empresa de salud tomando como muestra a 134 empleados de la organización. Los resultados arrojados señalan que tres de las cuatro prácticas saludables, a saber: plan de desarrollo, empleados, medio ambiente, no poseen una relación significativa con la estrategia, siendo la práctica referente a la comunidad, proveedores y compradores la más relacionada con ésta. Resulta importante continuar con otras investigaciones acerca del tema, con el fin de seguir analizando cómo las prácticas saludables están o no relacionadas con la estrategia de la organización.

Evaluación de la vía aérea superior en pacientes con sahos mediante cefalometría 3D y multiplanar

Objetivo: determinar parámetros biométricos para evaluación y diagnóstico de pacientes con SAHOS por medio de Cefalometría Tridimensional y reconstrucción Multiplanar escanográfica. Materiales y Métodos: se realizó estudio observacional tipo cross-sectional, con 25 pacientes diagnosticados con SAHOS, a los cuales se les hizo TAC simple de cara con reconstrucción multiplanar y tridimensional, evaluando volumen de vía aérea, longitud, promedio del área en corte transversal, área retropalatal, área reglosal, espacio retrogloso lateral y anteroposterior. Resultados: se incluyeron 25 pacientes y realizaron medidas de volumen, longitud, promedio del área en corte transversal, área retropalatal, área retroglosal y espacios regloso lateral y anteroposterior, realizando análisis estadístico mediante el programa SPSS 17.0 reportando medidas de tendencia central como promedio, media, moda, rango, desviación estándar, y concordancia inter e intra observador. Conclusión: la Cefalometría tridimensional con reconstrucción multiplanar ha mostrado ser un excelente método de evaluación de vía aérea en pacientes con SAHOS, obteniendo propias clasificaciones dentro del estudio de estos pacientes. Sin embargo, ante la escasa literatura y difícil obtención de parámetros de referencia es necesario promover el estudio y la investigación de este método diagnostico en pacientes con SAHOS.

La necesidad de establecer una condición jurídica para quienes deben migrar por causa de los desastres naturales : una realidad que atender desde la perspectiva de los derechos humanos

El incremento desmedido en el número de desastres naturales, sumado a la frecuencia con que estos ocurren a lo largo del mundo entero, ha evidenciado una de las mayores preocupaciones de los Estados: el desplazamiento forzado de la población por esta causa y la delicada situación de derechos humanos que esto implica, por lo cual los Organismos Internacionales han instado en reiteradas oportunidades a los Estados para actuar conjunta y prontamente para evitar que esta siga siendo una de las causas más altas de desplazamiento. Esta migración forzada pone de presente una problemática al no existir una posición universalmente aceptada sobre cuál es la condición jurídica de las personas que, por causa de los desastres naturales, deben dejarlo todo; la ausencia de esta categorización conlleva a la inexistencia de un marco legal internacional aplicable y con ello, a un vacío en la regulación interna de los Estados. Esta investigación pretende analizar los conceptos de migración existentes en el derecho internacional y establecer si la condición jurídica de quienes deben dejarlo todo por causa de los desastres naturales encaja dentro de alguna de estas categorías o si se hace necesario crear una nueva categoría que atienda las particularidades del contexto de este fenómeno migratorio, desde una perspectiva de derechos humanos. Para esto, se realizan reflexiones sobre tales conceptos así como un análisis de algunos casos de referencia, incluyendo la situación vivida en Colombia con la Ola Invernal de 2010, buscando realizar algunas propuestas de posibles soluciones jurídicamente viables.