Estudo do polimorfismo Ser49Gly do gene do receptor beta adrenérgico 1 (β-adr 1) na população do estado do Rio de Janeiro, Brasil estratificada por cor da pele e ancestralidade genômica

As doenças cardiovasculares possuem a maior taxa de óbitos no mundo, e notavelmente nos últimos anos as pesquisas genéticas sobre as mesmas estão baseadas em estudos de associação, no qual o gene suspeito que esteja em maior frequência entre os pacientes passa a ser considerado um possível fator causal. Os polimorfismos genéticos que ocorrem no receptor beta-adrenérgico podem resultar em mudanças significativas na função do receptor, podendo acarretar fisiopatologias. Neste trabalho, o objetivo foi estimar a diversidade e a frequência do polimorfismo Ser49Gly do gene do receptor beta-adrenérgico 1 a partir de uma amostra de 188 indivíduos da população do Estado do Rio de Janeiro. As frequências também foram analisadas a partir da estratificação da amostra por critério fenotípico em função do padrão de cor da pele em (negros e não negros) ou ancestralidade genética em (afrodescendente e não afrodescendente), definida através da informação dos marcadores de ancestralidade Indels e SNP de cromossomo Y, para avaliar se os padrões de ancestralidade ou cor da pele são fundamentais para a diferenciação e distanciamento genético. Fragmentos de interesse foram amplificados por PCR (reação de cadeia de polimerase) com primers específicos para o marcador Ser49Gly e as reações de genotipagem foram realizadas com enzimas de restrição Eco0109I. Os valores da heterozigosidade variaram entre 0,25-0,50 e 0,20-0,41 nos grupos estratificados por ancestralidade e cor da pele, respectivamente. No que diz respeito à análise do equilíbrio de Hardy-Weinberg, não houve um desvio significativo na distribuição do marcador nas amostras gerais do Estado do Rio de Janeiro, ou mesmo nas amostras estratificadas. A distribuição dos alelos na amostra dos 188 indivíduos da população geral do Rio de Janeiro (AC_RJ) mostrou uma frequência de 80,30% e 19,70% para o alelo selvagem e mutado Ser49Gly, respectivamente. A comparação das análises sobre a distribuição das frequências alélicas para este marcador mostrou a ocorrência de diferenças significativas na distribuição das frequências alélicas entre negros e não negros e afrodescendentes e não afrodescendentes. A diferença significativa observada entre os negros e afrodescendentes, foi em menor grau de distanciamento. A informação obtida em relação à ancestralidade foi crucial para a obtenção dos dados sobre o aumento da variável mutada do polimorfismo Ser49Gly nas populações negras e afrodescendentes do Estado Rio de Janeiro. Tal evidência, em combinação com estudos clínicos podem contribuir para uma análise pormenorizada do padrão de susceptibilidade à doença em questão, em falhas do mecanismo deste receptor.

Uma dedução dos critérios de multicriticalidade e o cálculo de pontos tricríticos via otimização global

Uma dedução dos critérios de multicriticalidade para o cálculo de pontos críticos de qualquer ordem representa a formalização de ideias utilizadas para calcular pontos críticos e tricríticos e ainda amplia tais ideias. De posse desta dedução pode-se compreender os critérios de tricriticalidade e, com isso, através de uma abordagem via problema de otimização global pode-se fazer o cálculo de pontos tricríticos utilizando um método numérico adequado de otimização global. Para evitar um excesso de custo computacional com rotinas numéricas utilizou-se aproximações na forma de diferenças finitas dos termos que compõem a função objetivo. Para simular a relação P v - T optou-se pela equação de estado cúbica de Peng-Robinson e pela regra clássica de fluidos de van der Vaals, para modelagem do problema também se calculou os tensores de ordem 2, 3, 4 e 5 da função do teste de estabilidade. Os resultados obtidos foram comparados com dados experimentais e por resultados obtidos com outros autores que utilizaram métodos numéricos, equação de estado ou abordagem diferente das utilizadas neste trabalho.

Determinação de uma fonte de contaminantes no estuário do Rio Macaé através da técnica de problemas inversos

Um grande desafio da atualidade é a preservação dos recursos hídricos, bem como o correto manejo dos mesmos, frente à expansão das cidades e às atividades humanas. A qualidade de um corpo hídrico é usualmente avaliada através da análise de parâmetros biológicos, físicos e químicos. O comportamento de tais parâmetros pode convenientemente ser simulado através de modelos matemáticos e computacionais, que surgem assim como uma ferramenta bastante útil, por sua capacidade de geração de cenários que possam embasar, por exemplo, tomadas de decisão. Nesta tese são discutidas técnicas de estimação da localização e intensidade de uma fonte de contaminante conservativo, hipoteticamente lançado na região predominantemente fluvial de um estuário. O lançamento aqui considerado se dá de forma pontual e contínua e a região enfocada compreendeu o estuário do Rio Macaé, localizado na costa norte do Rio de Janeiro. O trabalho compreende a solução de um problema direto, que consiste no transporte bidimensional (integrado na vertical) desse contaminante hipotético, bem como a aplicação de técnicas de problemas inversos. Para a solução do transporte do contaminante, aqui modelada pela versão 2D horizontal da equação de advecção-difusão, foram utilizados como métodos de discretização o Método de Elementos Finitos e o Método de Diferenças Finitas. Para o problema hidrodinâmico foram utilizados dados de uma solução já desenvolvida para estuário do Rio Macaé. Analisada a malha de acordo com o método de discretização, foram definidas a geometria do estuário e os parâmetros hidrodinâmicos e de transporte. Para a estimação dos parâmetros propostos foi utilizada a técnica de problemas inversos, com o uso dos métodos Luus-Jaakola, Algoritmo de Colisão de Partículas e Otimização por Colônia de Formigas para a estimação da localização e do método Seção Áurea para a estimação do parâmetro de intensidade da fonte. Para a definição de uma fonte, com o objetivo de propor um cenário experimental idealizado e de coleta de dados de amostragem, foi realizada a análise de sensibilidade quanto aos parâmetros a serem estimados. Como os dados de amostragem de concentração foram sintéticos, o problema inverso foi resolvido utilizando-os com e sem ruído, esse introduzido de forma artificial e aleatória. Sem o uso de ruído, os três métodos mostraram-se igualmente eficientes, com uma estimação precisa em 95% das execuções. Já com o uso de dados de amostragem com ruídos de 5%, o método Luus-Jaakola mostrou-se mais eficiente em esforço e custo computacional, embora todos tenham estimado precisamente a fonte em 80% das execuções. Considerando os resultados alcançados neste trabalho tem-se que é possível estimar uma fonte de constituintes, quanto à sua localização e intensidade, através da técnica de problemas inversos. Além disso, os métodos aplicados mostraram-se eficientes na estimação de tais parâmetros, com estimações precisas para a maioria de suas execuções. Sendo assim, o estudo do comportamento de contaminantes, e principalmente da identificação de fontes externas, torna-se uma importante ferramenta para a gestão dos recursos hídricos, possibilitando, inclusive, a identificação de possíveis responsáveis por passivos ambientais.

Metamaterialen simulazioa FDTD metodoaren bidez

Azken urteetan metamaterialek izugarrizko arreta eragin dute. Material artifizial horiek hainbat aplikazio ezberdin izateko diseinatzen dira eta horretarako, ikerkuntza haien propietate elektromagnetikoak ulertzean zentratu da. Lan honen helburua, hortaz, metamaterialen jokabide elektromagnetikoa ulertzea da. Horretarako, FDTD (Finite Difference Time Domain) metodoa erabiliko dugu Maxwell-en ekuazioak ebazteko. Oinarria ulertzeko, lehenik, uhin elektromagnetikoen hedapena aztertuko dugu ingurune sinpleagoetan eta ingurune desberdinen arteko muga-azalen jokabidea simulatuko dugu. Hori egin eta gero, amaitzeko, uhin elektromagnetikoen hedapena aztertuko dugu errefrakzio-indize negatiboko materialetan (metamaterialetan).

Crank-Nicholson method for rate equations in powder random lasers

3rd International Conference on Mathematical Modeling in Physical Sciences (IC-MSQUARE 2014)

Qualidade das águas fluviais: estudo de caso da bacia hidrográfica de Jacarepaguá - RJ.

O processo de ocupação urbana da Baixada de Jacarepaguá a partir da década de 1970, promoveu inúmeros impactos ambientais que afetaram, de forma não uniforme, os diferentes grupos sociais, que habitam a região, e afetaram principalmente o meio ambiente, mais especificamente os recursos hídricos. A rápida e intensa ocupação urbana da região, impulsionada pela produção imobiliária, gerou inúmeros problemas ambientais, principalmente devido à precariedade nos serviços de saneamento. Diversos impactos se processam atualmente na rede de drenagem da Baixada de Jacarepaguá, os quais comprometem negativamente a qualidade de vida população que vive na região, assim como, do meio ambiente. Neste trabalho é avaliada a qualidade da água dos principais cursos dágua da bacia hidrográfica de Jacarepaguá, caracterizando o estado atual de degradação dos recursos hídricos da região a partir da análise dos dados referentes aos parâmetros de qualidade das águas, obtidos junto ao órgão ambiental estadual, no período compreendido entre os anos de 2003 e 2008. As variáveis estatísticas dos parâmetros foram determinadas, os resultados foram apresentados através dos gráficos boxplot e sua discussão foi realizada em consoante com a Resolução CONAMA 357/2005. Os cursos dágua da bacia de Jacarepaguá, em destaque aqueles avaliados neste trabalho expressam a degradação pela qual vem sofrendo em virtude das intervenções antrópicas que se projetam na bacia hidrográfica. Nota-se a partir, dos resultados para os parâmetros de qualidade de água avaliados que a poluição nos cursos dágua da baixada de Jacarepaguá que, possivelmente o principal aspecto da poluição hídrica é devido ao despejo de esgotos domésticos nos cursos dágua sem tratamento adequado.

Análise da evolução termomecânica da Bacia do Amazonas

Os dados geológicos e geofísicos escolhidos para o tema de estudo pertencem a Bacia do Amazonas, na região centro-norte do Brasil. A Bacia do Amazonas é uma bacia intracratônica com cerca de 500.000 km. A mesma está limitada ao norte pelo Escudo das Guianas e ao sul pelo Escudo Brasileiro. O limite oeste com a Bacia do Solimões é marcado pelo Arco de Purus, ao passo que o Arco de Gurupá constitui seu limite leste. Possui características inerentes a uma bacia intracratônica paleozóica, com uma longa história evolutiva, marcada por discordâncias expressivas e com uma cunha sedimentar relativamente rasa se comparada às bacias cretáceas brasileiras, o que levanta controvérsia a respeito da suficiência do soterramento para a eficiência de geração de hidrocarboneto. Podem ser reconhecidas nos 5000 m do preenchimento sedimentar da Bacia do Amazonas, duas seqüências de primeira ordem: uma paleozóica, intrudida por diques e soleiras de diabásio, na passagem do Triássico para o Jurássico, e uma mesozóica-cenozóica que representam um aspecto importante na evolução térmica da matéria orgânica que ocorre na primeira seqüência. Com relação à exploração de petróleo, apesar do fomento exploratório ocorrido nos últimos anos, a bacia ainda é considerada pouco explorada sendo sua maior reserva a da província de Urucu. Um dos fatores que dificultam bastante a exploração desta bacia assim como a bacia do Solimões a oeste é o acesso restrito, pois estão situadas em áreas remotas e florestadas, de difícil acesso, com muitas reservas indígenas e florestais, o que causa restrições logísticas, operacionais e legais. O efeito térmico das intrusões ígneas é considerado como o responsável pelo acréscimo de calor necessário à maturação da matéria orgânica e conseqüente geração de hidrocarbonetos. Este trabalho contribui com a reconstrução da história térmica desta bacia a partir da modelagem das variáveis termais e da história de soterramento. Para isso, foram utilizados modelos consagrados na literatura, que permitem, de forma simples, a estimativa do fluxo térmico através do embasamento e da seqüência sedimentar. Na análise da influência de intrusões ígneas na estrutura térmica da bacia, o modelo bidimensional desenvolvido pelo método de diferenças finitas se mostrou apropriado. Utilizou-se o fluxo térmico basal calculado nas condições de contorno da modelagem da influência térmica das ígneas. Como resultado obteve-se a estruturação térmica da bacia e a historia maturação de suas rochas geradoras

A note on application of hills procedure for growth-curve analysis of Indian major carp, Labeo rohita (Ham.), during the gonodal development period at Shillong, Meghalaya

The present study deals with the length increment data of 15 adult Labeo rohita (Ham.) over a period of five months by the applicatin of finite difference method at an altitude of 1496 m above mean sea level at Shilllong, Meghalaya.

A comparison of different failure assessment methodologies applied to the NESC-1 test

Predictions for a 75x205mm surface semi-elliptic defect in the NESC-1 spinning cylinder test have been made using BS PD 6493:1991, the R6 procedure, non-linear cracked body finite element analysis techniques and the local approach to fracture. All the techniques agree in predicting ductile tearing near the inner surface of the cylinder followed by cleavage initiation. However they differ in the amount of ductile tearing, and the exact location and time of any cleavage event. The amount of ductile tearing decreases with increasing sophistication in the analysis, due to the drop in peak crack driving force and more explicit consideration of constraint effects. The local approach predicts a high probability of cleavage in both HAZ and base material after 190s, while the other predictions suggest that cleavage is unlikely in the HAZ due to constraint loss, but likely in the underlying base material. The timing of this event varies from ∼150s for R6 predictions to ∼250-300s using non-linear cracked body analysis.

Axial compressor response to inlet flow distortions by a CFD analysis

The usual approach to compressor design considers uniform inlet flow characteristics. Especially in aircraft applications, the inlet flow is quite often non uniform, and this can result in severe performance degradation. The magnitude of this phenomenon is amplified in military engines due to the complexity of inlet duct configurations and the extreme flight conditions. CFD simulation is an innovative and powerful tool for studying inlet distortions and can bring this inside the very early phases of the design process. This project attempts to study the effects of inlet flow distortions in an axial flow compressor trying to minimize the use computer resources and computational time. The first stage of a low bypass ratio compressor has been analyzed and its clean and distorted performance compared outlining the principal changes due to uneven flow distribution: drop in mass flow, increase in pressure and temperature ratios, decrease in surge margin. Three different studies have then been conducted to better understand the effects of the level, the type and the frequency of the distortion.

Transient thermal analysis of power devices based on Fourier-series thermal model

A new thermal model based on Fourier series expansion method has been presented for dynamic thermal analysis on power devices. The thermal model based on the Fourier series method has been programmed in MATLAB SIMULINK and integrated with a physics-based electrical model previously reported. The model was verified for accuracy using a two-dimensional Fourier model and a two-dimensional finite difference model for comparison. To validate this thermal model, experiments using a 600V 50A IGBT module switching an inductive load, has been completed under high frequency operation. The result of the thermal measurement shows an excellent match with the simulated temperature variations and temperature time-response within the power module. ©2008 IEEE.

Effects of soil fabric on behaviors of granular soils: Microscopic modeling

The effects of initial soil fabric on behaviors of granular soils are investigated by using Distinct Element Method (DEM) numerical simulation. Soil specimens are represented by an assembly of non-uniform sized spheres with different initial contact normal distributions. Isotropically consolidated triaxial compression loading and extension unloading in both undrained and drained conditions are simulated for vertically- and horizontally-sheared specimens. The numerical simulation results are compared qualitatively with the published experimental data and the effects of initial soil fabric on resulting soil behaviors are discussed, including the effects of specimen reconstitution methods, effects of large preshearing, and anisotropic characteristics in undrained and drained conditions. The effects of initial soil fabric and mode of shearing on the quasi-steady state line are also investigated. The numerical simulation results can systematically explain that the observed experimental behaviors of granular soils are due principally to their conditions of the initial soil fabric. This outcome provides insights into the observed phenomena in microscopic view. © 2011 Elsevier Ltd.

Active control of sound radiated by a submarine hull in bending vibration using inertial actuators

Submarines are efficient sources of low frequency radiated noise due to the vibrations induced by the rotation of the propeller in a non uniform wake. In this work the possibility of using inertial actuators to reduce the far field sound pressure is investigated. The submerged vessel is modelled as a cylindrical shell with two conical end caps. Complicating effects such as ring stiffeners, bulkheads and the fluid loading are taken into account. A harmonic radial force is transmitted from the propeller to the hull through the stern end cone and it is tonal at the blade passing frequency (rotational speed of the shaft multiplied by the number of blades). The actuators are attached at the inside of the prow end cone to form a circumferential array. Both Active Vibration Control (AVC) and Active Structural Acoustic Control (ASAC) are analysed and it is shown that the inertial actuators can significantly reduce the far field sound pressure.

Calculation and measurement of the magnetostriction of multilayered composites

A new theoretical model that predicts the magnetostriction of multilayered composites has been developed. The model takes into account the shear stress between the composite layers and consequently predicts a non-uniform strain along their thickness. The model has been experimentally validated by producing composites formed from three materials with different magnetostrains and mechanical properties, and controlled layer thicknesses in the order of micrometers. Deformations of several ppm, up to 7.5% of the saturation magnetostrain were measured between the edge and the centre of such composites. © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Transient electrothermal simulation of power semiconductor devices

In this paper, a new thermal model based on the Fourier series solution of heat conduction equation has been introduced in detail. 1-D and 2-D Fourier series thermal models have been programmed in MATLAB/Simulink. Compared with the traditional finite-difference thermal model and equivalent RC thermal network, the new thermal model can provide high simulation speed with high accuracy, which has been proved to be more favorable in dynamic thermal characterization on power semiconductor switches. The complete electrothermal simulation models of insulated gate bipolar transistor (IGBT) and power diodes under inductive load switching condition have been successfully implemented in MATLAB/Simulink. The experimental results on IGBT and power diodes with clamped inductive load switching tests have verified the new electrothermal simulation model. The advantage of Fourier series thermal model over widely used equivalent RC thermal network in dynamic thermal characterization has also been validated by the measured junction temperature.© 2010 IEEE.