Thermal-mechanical modeling of nodular defect embedded within multilayer coatings

The initiation of laser damage within optical coatings can be better understood by thermal-mechanical modeling of coating defects. The result of this modeling shows that a high-temperature rise and thermal stress can be seen just inside the nodular defect compared to surrounding coating layers. The temperature rise and thermal stress tend to increase with seed diameter. Shallower seed tend to cause higher temperature rise and greater thermal stress. There is a critical seed depth at which thermal stress is largest. The composition of the seed resulting from different coating-material emission during evaporation can affect the temperature rise and thermal stress distribution.

Age validation, growth, mortality, and demographic modeling of spotted gully shark (Triakis megalopterus) from the southeast coast of South Africa

This study documents validation of vertebral band-pair formation in spotted gully shark (Triakis megalopterus) with the use of fluorochrome injection and tagging of captive and wild sharks over a 21-year period. Growth and mortality rates of T. megalopterus were also estimated and a demographic analysis of the species was conducted. Of the 23 OTC (oxytetracycline) -marked vertebrae examined (12 from captive and 11 from wild sharks), seven vertebrae (three from captive and four from wild sharks) exhibited chelation of the OTC and fluoresced under ultraviolet light. It was concluded that a single opaque and translucent band pair was deposited annually up to at least 25 years of age, the maximum age recorded. Reader precision was assessed by using an index of average percent error calculated at 5%. No significant differences were found between male and female growth patterns (P>0.05), and von Bertalanffy growth model parameters for combined sexes were estimated to be L∞=1711.07 mm TL, k=0.11/yr and t0=–2.43 yr (n=86). Natural mortality was estimated at 0.17/yr. Age at maturity was estimated at 11 years for males and 15 years for females. Results of the demographic analysis showed that the population, in the absence of fishing mortality, was stable and not significantly different from zero and particularly sensitive to overfishing. At the current age at first capture and natural mortality rate, the fishing mortality rate required to result in negative population growth was low at F>0.004/ yr. Elasticity analysis revealed that juvenile survival was the principal factor in explaining variability in population growth rate.

A modeling approach to identify optimal habitat and suitable fishing grounds for neon flying squid (Ommastrephes bartramii) in the Northwest Pacific Ocean

We developed a habitat suitability index (HSI) model to understand and identify the optimal habitat and potential fishing grounds for neon f lying squid (Ommastrephes bartramii) in the Northwest Pacific Ocean. Remote sensing data, including sea surface temperature, sea surface salinity, sea surface height, and chlorophyll-a concentrations, as well as fishery data from Chinese mainland squid f leets in the main fishing ground (150–165°E longitude) from August to October, from 1999 to 2004, were used. The HSI model was validated by using fishery data from 2005. The arithmetic mean modeling with three of the environmental variables—sea surface temperature, sea surface height anomaly, and chlorophyll- a concentrations—was defined as the most parsimonious HSI model. In 2005, monthly HSI values >0.6 coincided with productive fishing grounds and high fishing effort from August to October. This result implies that the model can reliably predict potential f ishing grounds for O. bartramii. Because spatially explicit fisheries and environmental data are becoming readily available, it is feasible to develop a dynamic, near real-time habitat model for improving the process of identifying potential fishing areas for and optimal habitats of neon flying squid.

Estudo de pirólise catalítica de biomassa em escala piloto para melhoramento da qualidade do bio-óleo

A pirólise rápida é um processo para conversão térmica de uma biomassa sólida em altos rendimentos de um produto líquido chamado de bio-óleo. Uma das alternativas para geração de um bio-óleo com menor teor de oxigênio é uso de catalisadores nos reatores de pirólise, ao invés de um inerte, num processo chamado de pirólise catalítica. O objetivo deste trabalho foi testar catalisadores comerciais, um ácido e outro básico, em uma unidade piloto de leito fluidizado circulante. O catalisador ácido utilizado foi o Ecat, proveniente de uma unidade industrial de craqueamento catalítico fluido (FCC), e como catalisador básico foi utilizado uma hidrotalcita. Os resultados foram comparados com testes utilizando um material inerte, no caso uma sílica. Uma unidade piloto de FCC do CENPES foi adaptada para realizar os testes de pirólise catalítica. Após fase de modificação e testes de condicionamento, foi comprovada a viabilidade na utilização da unidade piloto adaptada. Contudo, devido a limitações operacionais, maiores tempos de residência tiveram que ser aplicados no reator, configurando o processo como pirólise intermediária. Foram então realizados testes com os três materiais nas temperaturas de 450C e 550C. Os resultados mostraram que o aumento do tempo de residência dos vapores de pirólise teve um impacto significativo nos rendimentos dos produtos quando comparada com o perfil encontrado na literatura para pirólise rápida, pois devido ao incremento das reações secundárias, produziu maiores rendimentos de coque e água, e menores rendimentos de bio-óleo. O Ecat e a hidrotalcita se apresentaram mais efetivos em termos de desoxigenação. O primeiro apresentou maiores taxas de desoxigenação via desidratação e a hidrotalcita apresentou maior capacidade para descarboxilação. Contudo, o uso de Ecat e hidrotalcita não se mostrou adequado para uso em reatores de pirólise intermediária, pois acentuou ainda mais as reações secundárias, gerando um produto com alto teor de água e baixo teor de compostos orgânicos no bio-óleo, além de produzirem mais coque. À temperatura de 450C estes efeitos foram mais pronunciados. Em termos de caracterização química, a condição de pirólise intermediária apontou para a produção de bio-óleos com perfil fenólico, sendo a sílica o que proporcionou os melhores rendimentos, principalmente a temperatura de 550C, sendo superiores aos encontrados na literatura. Analisando as composições dos bio-óleos sob a ótica da produção de biocombustíveis, nenhum dos materiais testados apresentou rendimentos consideráveis em hidrocarbonetos. De maneira geral, a sílica foi o que proporcionou os melhores resultados em termos de rendimento e qualidade do bio-óleo. Sua menor área superficial e sua característica de inerte se mostraram mais adequados para o processo de pirólise intermediária, onde a contribuição das reações secundárias em fase gasosa é elevada em função do tempo de residência no reator