A numerical strategy for efficient modeling of the equatorial wave guide

Convection in the tropics is observed to involve a wide-ranging hierarchy of scales from a few kilometers to the planetary scales and also has a profound impact on short-term climate. The mechanisms responsible for this behavior present a major unsolved problem. A promising emerging approach to address these issues is cloud-resolving modeling. Here a family of numerical models is introduced specifically to model the feedback of small-scale deep convection on tropical planetary waves and tropical circulation in a highly efficient manner compatible with the approach through cloud-resolving modeling. Such a procedure is also useful for theoretical purposes. The basic idea in the approach is to use low-order truncation in the meriodonal direction through Gauss–Hermite quadrature projected onto a simple discrete radiation condition. In this fashion, the cloud-resolving modeling of equatorially trapped planetary waves reduces to the solution of a small number of purely zonal two-dimensional wave systems along a few judiciously chosen meriodonal layers that are coupled only by some additional source terms. The approach is analyzed in detail with full mathematical rigor for linearized equatorial primitive equations with source terms.

Cyanide-Resistant, ATP-Synthesis-Sustained, and Uncoupling-Protein-Sustained Respiration during Postharvest Ripening of Tomato Fruit1

Tomato (Lycopersicon esculentum) mitochondria contain both alternative oxidase (AOX) and uncoupling protein as energy-dissipating systems that can decrease the efficiency of oxidative phosphorylation. We followed the cyanide (CN)-resistant, ATP-synthesis-sustained, and uncoupling-protein-sustained respiration of isolated mitochondria, as well as the immunologically detectable levels of uncoupling protein and AOX, during tomato fruit ripening from the mature green stage to the red stage. The AOX protein level and CN-resistant respiration of isolated mitochondria decreased with ripening from the green to the red stage. The ATP-synthesis-sustained respiration followed the same behavior. In contrast, the level of uncoupling protein and the total uncoupling-protein-sustained respiration of isolated mitochondria decreased from only the yellow stage on. We observed an acute inhibition of the CN-resistant respiration by linoleic acid in the micromolar range. These results suggest that the two energy-dissipating systems could have different roles during the ripening process.

The Phytochrome Response of the Lemna gibba NPR1 Gene Is Mediated Primarily through Changes in Abscisic Acid Levels1

Two important signaling systems involved in the growth and development of plants, those triggered by the photoreceptor phytochrome and the hormone abscisic acid (ABA), are involved in the regulation of expression of the NPR1 gene of Lemna gibba. We previously demonstrated that phytochrome action mediates changes in ABA levels in L. gibba, correlating with changes in gene expression evoked by stimulation of the phytochrome system. We have now further characterized phytochrome- and ABA-mediated regulation of L. gibba NPR1 gene expression using a transient particle bombardment assay, demonstrating that regulatory elements controlling responses to both stimuli reside within 156 nucleotides upstream of the transcription start. Linker scan (LS) analysis of the region from −156 to −70 was used to identify two specific requisite and nonredundant cis-acting promoter elements between −143 to −135 (LS2) and −113 to −101 (LS5). Mutation of either of these elements resulted in a coordinate loss of regulation by phytochrome and ABA. This suggests that, unlike the L. gibba Lhcb2*1 promoter, in which phytochrome and ABA regulatory elements are separable, the phytochrome response of the L. gibba NPR1 gene can be attributed to alterations in ABA levels.

An alpha-mercaptoacrylic acid derivative is a selective nonpeptide cell-permeable calpain inhibitor and is neuroprotective.

Overactivation of calcium-activated neutral protease (calpain) has been implicated in the pathophysiology of several degenerative conditions, including stroke, myocardial ischemia, neuromuscular degeneration, and cataract formation. Alpha-mercaptoacrylate derivatives (exemplified by PD150606), with potent and selective inhibitory actions against calpain, have been identified. PD150606 exhibits the following characteristics: (i) Ki values for mu- and m-calpains of 0.21 microM and 0.37 microM, respectively, (ii) high specificity for calpains relative to other proteases, (iii) uncompetitive inhibition with respect to substrate, and (iv) it does not shield calpain against inactivation by the active-site inhibitor trans-(epoxysuccinyl)-L-leucyl-amido-3-methylbutane, suggesting a nonactive site action for PD150606. The recombinant calcium-binding domain from each of the large or small subunits of mu-calpain was found to interact with PD150606. In low micromolar range, PD15O6O6 inhibited calpain activity in two intact cell systems. The neuroprotective effects of this class of compound were also demonstrated by the ability of PD150606 to attenuate hypoxic/hypoglycemic injury to cerebrocortical neurons in culture and excitotoxic injury to Purkinje cells in cerebellar slices.

Modelos não lineares resultantes da soma de regressões lineares ponderadas por funções distribuição acumulada

Os controladores eletrônicos de pulverização visam minimizar a variação das taxas de insumos aplicadas no campo. Eles fazem parte de um sistema de controle, e permitem a compensação da variação de velocidade de deslocamento do pulverizador durante a operação. Há vários tipos de controladores eletrônicos de pulverização disponíveis no mercado e uma das formas de selecionar qual o mais eficiente nas mesmas condições, ou seja, em um mesmo sistema de controle, é quantificar o tempo de resposta do sistema para cada controlador específico. O objetivo desse trabalho foi estimar os tempos de resposta para mudanças de velocidade de um sistema eletrônico de pulverização via modelos de regressão não lineares, estes, resultantes da soma de regressões lineares ponderadas por funções distribuição acumulada. Os dados foram obtidos no Laboratório de Tecnologia de Aplicação, localizado no Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo, no município de Piracicaba, São Paulo, Brasil. Os modelos utilizados foram o logístico e de Gompertz, que resultam de uma soma ponderada de duas regressões lineares constantes com peso dado pela função distribuição acumulada logística e Gumbell, respectivamente. Reparametrizações foram propostas para inclusão do tempo de resposta do sistema de controle nos modelos, com o objetivo de melhorar a interpretação e inferência estatística dos mesmos. Foi proposto também um modelo de regressão não linear difásico que resulta da soma ponderada de regressões lineares constantes com peso dado pela função distribuição acumulada Cauchy seno hiperbólico exponencial. Um estudo de simulação foi feito, utilizando a metodologia de Monte Carlo, para avaliar as estimativas de máxima verossimilhança dos parâmetros do modelo.

Estudo fenomenológico e numérico do escoamento estratificado óleo-água ondulado e com mistura na interface

Escoamentos bifásicos estão presentes em diversos processos naturais e industriais, como na indústria de petróleo. Podem apresentar-se em diferentes configurações topológicas, ou, padrões de escoamento, entre eles o escoamento estratificado ondulado e o estratificado com mistura na interface. Os escoamentos bifásicos estratificados óleo-água têm sido utilizados como uma forma conveniente de evitar a formação de emulsões de água em óleo em oleodutos e possuem uma ocorrência comum em poços de petróleo direcionais. Quando a onda interfacial ultrapassa determinado limite geométrico e cinemático, surge o fenômeno do entranhamento de gotas, representado por misturas entre as fases junto à interface que promovem um aumento na queda de pressão. Modelos têm sido apresentados pela literatura na tentativa de descrever o fenômeno do entranhamento de gotas. Neste trabalho é apresentada uma nova proposta de modelagem matemática unidimensional para o entranhamento de gotas com o objetivo de melhorar a previsão dos parâmetros envolvidos, em especial, da fração volumétrica de óleo e da queda de pressão bifásica. Também foi utilizada simulação numérica computacional, CFD (Computational Fluid Dynamics), com o uso de software comercial para obtenção dos valores dos parâmetros do escoamento estratificado ondulado óleo-água (fração volumétrica de óleo, queda de pressão, amplitude e comprimento da onda interfacial). Os resultados da modelagem fenomenológica para entranhamento e os de CFD foram comparados com bancos de dados experimentais. Os resultados em CFD mostram concordância com os resultados experimentais, tanto na análise qualitativa das propriedades geométricas das ondas interfaciais, quanto na comparação direta com os dados para fração volumétrica e queda de pressão. Os resultados numéricos da modelagem fenomenológica para fatores de entranhamento apresentam boa concordância com dados da literatura.

Caracterização da estrutura turbulenta em escoamentos aerados em canal de forte declividade com auxílio de técnicas de velocimetria a laser

Este trabalho é continuação da linha de pesquisa em escoamentos de alta velocidade, aerados, conduzida no departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP. O trabalho tem cunho experimental visando elucidar aspectos de enlaçamento de ar pela água, como resultado das flutuações turbulentas do escoamento do líquido. Medidas de vazão de ar e água, perfis de velocidade do escoamento líquido, perfis de concentração de ar no escoamento bifásico, perfis de intensidade turbulenta, comprimentos de jatos no salto sobre o aerador, foram efetuados com o fito de testar modelos que quantificam o enlaçamento de ar. Propostas básicas de quantificação de vazões de ar são apresentadas, fundamentadas em propostas da literatura, que mostram coerência entre vazões medidas diretamente e vazões estimadas. A metodologia desenvolvida no presente estudo permite obter adequadamente as grandezas relevantes para escoamentos aerados de alta velocidade. Quanto aos resultados obtidos, quando confrontados com os da literatura, indicam que há maiores incertezas para as propostas que envolvem principalmente as intensidades turbulentas.

Avaliação do prognóstico com a utilização de dois escores de mortalidade em terapia intensiva pediátrica de nível de atendimento terciário

A redução da mortalidade é um objetivo fundamental das unidades de terapia intensiva pediátrica (UTIP). O estágio de gravidade da doença reflete a magnitude das comorbidades e distúrbios fisiológicos no momento da internação e pode ser avaliada pelos escores prognósticos de mortalidade. Os dois principais escores utilizados na UTIP são o Pediatric Risk of Mortality (PRISM) e o Pediatric Index of Mortality (PIM). O PRISM utiliza os piores valores de variáveis fisiológicas e laboratoriais nas primeiras 24 horas de internação enquanto o PIM2 utiliza dados da primeira hora de internação na UTIP e apenas uma gasometria arterial. Não há consenso na literatura, entre PRISM e PIM2, quanto à utilidade e padronização na admissão na terapia intensiva para as crianças e adolescentes, principalmente em uma UTI de nível de atendimento terciário. O objetivo do estudo foi estabelecer o escore de melhor performance na avaliação do prognóstico de mortalidade que seja facilmente aplicável na rotina da UTIP, para ser utilizado de forma padronizada e contínua. Foi realizado um estudo retrospectivo onde foram revisados os escores PRISM e PIM2 de 359 pacientes internados na unidade de terapia intensiva pediátrica do Instituto da Criança do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP, considerada uma unidade de atendimento de nível terciário. A mortalidade foi de 15%, o principal tipo de admissão foi clinico (78%) sendo a principal causa de internação a disfunção respiratória (37,3%). Os escores dos pacientes que foram a óbito mostraram-se maiores do que o dos sobreviventes. Para o PRISM foi 15 versus 7 (p = 0,0001) e para o PIM2, 11 versus 5 (p = 0,0002), respectivamente. Para a amostra geral, o Standardized Mortality Ratio (SMR) subestimou a mortalidade tanto para o PIM2 quanto para o PRISM [1,15 (0,84 - 1,46) e 1,67 (1,23 - 2,11), respectivamente]. O teste de Hosmer-Lemeshow mostrou calibração adequada para ambos os escores [x2 = 12,96 (p = 0,11) para o PRISM e x2 = 13,7 (p = 0,09) para o PIM2]. A discriminação, realizada por meio da área sob a curva ROC, foi mais adequada para o PRISM do que para o PIM2 [0,76 (IC 95% 0,69 - 0,83) e 0,65 (IC 95% 0,57 - 0,72), respectivamente, p= 0,002]. No presente estudo, a melhor sensibilidade e especificidade para o risco de óbito do PRISM foi um escore entre 13 e 14, mostrando que, com o avanço tecnológico, o paciente precisa ter um escore mais elevado, ou seja, maior gravidade clínica do que a população original, para um maior risco de mortalidade. Os escores de gravidade podem ter seus resultados modificados em consequência: do sistema de saúde (público ou privado), da infraestrutura da UTIP (número de leitos, recursos humanos, parque tecnológico) e indicação da internação. A escolha de um escore de gravidade depende das características individuais da UTIP, como o tempo de espera na emergência, presença de doença crônica complexa (por exemplo, pacientes oncológicos) e como é realizado o transporte para a UTIP. Idealmente, estudos multicêntricos têm maior significância estatística. No entanto, estudos com populações maiores e mais homogêneas, especialmente nos países em desenvolvimento, são difíceis de serem realizados

Aplicação de mapas auto-organizáveis na classificação de padrões de escoamento bifásico

O escoamento bifásico de gás-líquido é encontrado em muitos circuitos fechados que utilizam circulação natural para fins de resfriamento. O fenômeno da circulação natural é importante nos recentes projetos de centrais nucleares para a remoção de calor. O circuito de circulação natural (Circuito de Circulação Natural - CCN), instalado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN / CNEN, é um circuito experimento concebido para fornecer dados termo-hidráulicos relacionados com escoamento monofásico ou bifásico em condições de circulação natural. A estimativa de transferência de calor tem sido melhorada com base em modelos que requerem uma previsão precisa de transições de padrão de escoamento. Este trabalho apresenta testes experimentais desenvolvidos no CCN para a visualização dos fenômenos de instabilidade em ciclos de circulação natural básica e classificar os padrões de escoamento bifásico associados aos transientes e instabilidades estáticas de escoamento. As imagens são comparadas e agrupadas utilizando mapas auto-organizáveis de Kohonen (SOM), aplicados em diferentes características da imagem digital. Coeficientes da Transformada Discreta de Cossenos de Quadro Completo (FFDCT) foram utilizados como entrada para a tarefa de classificação, levando a bons resultados. Os protótipos de FFDCT obtidos podem ser associados a cada padrão de escoamento possibilitando uma melhor compreensão da instabilidade observada. Uma metodologia sistemática foi utilizada para verificar a robustez do método.

Polimerização em emulsão de estireno em microrreator.

A polimerização em emulsão de estireno em um microrreator Syrris de 250 µL com misturador estático junção \"T\" foi estudada em duas etapas. Primeiro somente a fluidodinâmica deste dispositivo não convencional foi avaliada, depois, foi desenvolvida a reação de polimerização de forma a observar como este fator influencia no sistema. Os experimentos foram realizados procurando se atingir maiores conversões, mas mantendo a estabilidade da emulsão. Foi um trabalho exploratório, portanto se assemelha mais a um processo de evolução (evolutionary process). Foram verificados a partir de qual relação das vazões dos dois fluidos ocorre a formação de gotas, e que com o aumento da vazão da fase contínua, aquosa (Qc), mantendo constante a vazão da fase dispersa (Qd), foi verificado uma diminuição do diâmetro das gotas e um regime de fluxo laminar. Posteriormente, realizou-se a polimerização em emulsão do estireno no microrreator, porém com restrições para altas vazões. Os parâmetros de processo testados foram a proporção Qc e Qd, a temperatura e a concentração do iniciador para então verificar o efeito que a variação destas ocasionam na conversão de monômero, no diâmetro e número de partículas e nas massas moleculares médias. A polimerização foi feita para soma das vazões Qc e Qd da ordem de 100 µ L/min, com 15% de monômero na formulação e com o maior tempo de residência possível de 2,5 minutos. Para maiores concentrações de monômero, acima de 15% foi verificado entupimento do canal do microrreator. A taxa de conversão de monômero aumentou com o aumento da temperatura e com o aumento da concentração do iniciador, mas o maior valor atingido foi de apenas 37% devido ao baixo tempo de residência. Nos casos de maiores taxas de conversão, as massas moleculares obtidas foram as menores conforme o esperado pela teoria. Finalmente, os índices de polidispersão (PDI), obtidos foram da ordem de 2,5 a 3,5.

Arranjos de sensores orientados à missão para a geração automática de mapas temáticos em VANTs

O uso de veículos aéreos não tripulados (VANTs) tem se tornado cada vez mais comum, principalmente em aplicações de uso civil. No cenário militar, o uso de VANTs tem focado o cumprimento de missões específicas que podem ser divididas em duas grandes categorias: sensoriamento remoto e transporte de material de emprego militar. Este trabalho se concentra na categoria do sensoriamento remoto. O trabalho foca a definição de um modelo e uma arquitetura de referência para o desenvolvimento de sensores inteligentes orientados a missões específicas. O principal objetivo destas missões é a geração de mapas temáticos. Neste trabalho são investigados processos e mecanismos que possibilitem a geração desta categoria de mapas. Neste sentido, o conceito de MOSA (Mission Oriented Sensor Array) é proposto e modelado. Como estudos de caso dos conceitos apresentados são propostos dois sistemas de mapeamento automático de fontes sonoras, um para o caso civil e outro para o caso militar. Essas fontes podem ter origem no ruído gerado por grandes animais (inclusive humanos), por motores de combustão interna de veículos ou por atividade de artilharia (incluindo caçadores). Os MOSAs modelados para esta aplicação são baseados na integração de dados provenientes de um sensor de imageamento termal e uma rede de sensores acústicos em solo. A integração das informações de posicionamento providas pelos sensores utilizados, em uma base cartográfica única, é um dos aspectos importantes tratados neste trabalho. As principais contribuições do trabalho são a proposta de sistemas MOSA, incluindo conceitos, modelos, arquitetura e a implementação de referência representada pelo sistema de mapeamento automático de fontes sonoras.

Managing Layoff Survivors

‰Û÷Survivor syndrome' or negative consequences of a layoff on survivors is the key reason why layoffs fail. This Capstone Project draws on downsizing-related research and proposes a customizable plan to revitalize the surviving workforce after a downsizing initiative. The plan divides downsizing-related interventions into three phases: pre-downsizing, day of the announcement, and post-downsizing. Key elements of this plan include linking the plan to a revised vision, detailed planning of the process, open, two-way communication systems, employee involvement in all stages of the process, respectable treatment of departing employees, plans to support survivors, training frontline managers, and implementing a top talent retention strategy. The Capstone also addresses roles and responsibilities of leaders, HR professionals, and managers in the survivor management process.

Anisotropic magnetoresistance in nanocontacts

We present ab initio calculations of the evolution of anisotropic magnetoresistance (AMR) in Ni nanocontacts from the ballistic to the tunnel regime. We find an extraordinary enhancement of AMR, compared to bulk, in two scenarios. In systems without localized states, such as chemically pure break junctions, large AMR only occurs if the orbital polarization of the current is large, regardless of the anisotropy of the density of states. In systems that display localized states close to the Fermi energy, such as a single electron transistor with ferromagnetic electrodes, large AMR is related to the variation of the Fermi energy as a function of the magnetization direction.