Hydraulics of stepped chutes: experimental-numerical-theoretical study

O estudo de escoamentos turbulentos em descarregadores em degraus tem sido um desafio para os investigadores. A macro-rugosidade do leito, a ondulação da superfície livre, a intermitência da localização da secção inicial de entrada de ar e o escoamento bi-fásico a jusante da secção inicial de entrada de ar fazem com que a caracterização do escoamento deslizante sobre turbilhões em descarregadores em degraus não seja simples. Actualmente, é possível combinar técnicas de medição fiáveis com simulações numéricas e análise teórica. Nesta dissertação, o estudo experimental baseia-se em resultados experimentais obtidos em duas instalações experimentais: a instalação A, do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), dotada de um descarregador em degraus com declive de 1V:0.75H e a instalação B, do Instituto Superior Técnico (IST), dotada de um descarregador em degraus com declive de 1V:2H. Uma sonda de ar, um tubo de Pitot modificado e vários hidrómetros permitiram o estudo do escoamento deslizante sobre turbilhões mono- e bifásico ao longo do descarregador em degraus da instalação A. Na bacia de dissipação de energia, a observação visual do escoamento foi auxiliada pelas leituras efectuadas em tomadas de pressão localizadas na soleira da bacia e pelas leituras da altura do escoamento efectuadas em réguas graduadas localizadas nas paredes da bacia. Na instalação B foram utilizados um tubo de Pitot e vários hidrómetros para estudar a região não arejada do escoamento deslizante sobre turbilhões no descarregador em degraus. O estudo numérico é baseado em simulações numéricas da região não arejada do escoamento deslizante sobre turbilhões sobre descarregadores em degraus com o código comercial de CFD FLOW-3D® de modo a reproduzir as condições ensaiadas experimentalmente. As simulações beneficiaram da técnica de blocos múltiplos (multi-block) num sistema de coordenadas cartesianas, da determinação da superfície livre pelo método TruVOF e da utilização de dois modelos de turbulência: os modelos k- e RNG k-. Por último, o estudo teórico consistiu em desenvolver um modelo simplificado 1D para determinar as características hidráulicas principais do trecho não arejado do escoamento deslizante sobre turbilhões em descarregadores em degraus. O modelo foi desenvolvido a partir das equações de Navier-Stokes, conjuntamente com resultados experimentais e numéricos. Os resultados apresentados nesta dissertação contribuem para o conhecimento do escoamento deslizante sobre turbilhões em descarregadores em degraus, nomeadamente na região não arejada, na secção inicial de entrada de ar e na região arejada. A hidráulica dos dissipadores de energia a jusante de descarregadores em degraus, em particular das bacias tipo III do USBR, é também objecto de estudo. Em relação à região não arejada do escoamento em descarregadores com declive acentuado, e com base em resultados experimentais e numéricos, são propostas expressões para estimar o desenvolvimento da altura equivalente de água, da espessura da camada limite, da concentração média de ar, do coeficiente de energia cinética, da dissipação de energia, do factor de resistência e do coeficiente n da fórmula de Manning. São ainda propostas expressões adimensionais para a energia cinética turbulenta e sua dissipação. Para declives moderados, são propostas expressões para estimar o desenvolvimento da altura equivalente de água, do coeficiente de energia cinética e da energia específica residual. São ainda apresentados valores do expoente 1/N da expressão adimensional da distribuição de velocidades, quer para descarregadores com declive acentuado quer com declive moderado. Em conformidade com outros estudos centrados em escoamentos de parede e com derivações teóricas, para a região não arejada do escoamento em descarregadores em degraus de acentuado declive, observa-se que o factor de resistência depende da macro-rugosidade criada pelos degraus e da geometria da secção transversal e que o coeficiente n da fórmula de Manning aumenta com a rugosidade. A descrição estatística da turbulência do escoamento é igualmente explorada, contribuindo para o conhecimento da estrutura do escoamento. Observou-se que para números de Reynolds rugoso não superiores a 6.8x104 a energia cinética turbulência e a sua dissipação cumprem leis de semelhança. Estas expressões adimensionais estão de acordo com os resultados obtidos por outros autores para escoamentos completamente desenvolvidos em canais abertos e no escoamento em rios com leito de gravilha. Em acréscimo, a taxa de dissipação de energia, quer para descarregadores de declive acentuado quer de moderado declive, é baixa. Por último, observa-se que os valores da média temporal da concentração de ar entre 0 e 1 medidos na região não arejada do escoamento dizem respeito não só ao ar capturado entre ondas de água, na zona de ondulação da superfície livre, mas também ao ar emulsionado no escoamento, i.e., sob a forma de bolhas de ar, quando perto da secção média inicial de entrada de ar, devido à diferença entre localizações instantânea e média temporal. Foram revistas metodologias e fórmulas para estimar a localização da secção inicial de entrada de ar e apresentadas expressões para estimar a concentração média de ar e a altura equivalente de água nessa secção. Relativamente à região de escoamento arejado em descarregadores em degraus com declive acentuado, os resultados experimentais apresentados nesta dissertação permitiram estimar a influência da definição da superfície livre nos parâmetros hidráulicos da região do escoamento arejado e estimar a máxima elevação do escoamento nesta região do escoamento. Com base nos resultados experimentais obtidos na bacia de dissipação de energia do tipo III do USBR localizada a jusante do descarregador em degraus da instalação A, observou-se que os perfis da altura piezométrica e da altura do escoamento tendem a seguir o perfil recomendado pelo USBR para bacias tipo III. A excepção ocorre à entrada da bacia, onde as alturas piezométricas apresentadas nesta dissertação excedem largamente as apresentadas pelo USBR. É ainda observado que, tal como entre as bacias tipo I e tipo III do USBR, o ressalto hidráulico estabiliza muito mais rapidamente numa bacia tipo III a jusante de um descarregador em degraus do que uma bacia tipo I a jusante do mesmo descarregador em degraus. Finalmente, observa-se que os blocos de amortecimento a colocar no descarregador não têm influência visível nos resultados da altura piezométrica nem da altura do escoamento ao longo da bacia. Relativamente às simulações numéricas do escoamento não arejado, a proximidade entre resultados experimentais e numéricos permite validar o modelo teórico e a integração numérica usados no FLOW-3D®. As simulações desenvolvidas também mostraram que o modelo de turbulência k- permite representar as características do escoamento não arejado em descarregadores em degraus, uma vez que não foram observadas diferenças significativas entre as simulações com este modelo e com o modelo RNG k-. Finalmente, observou-se que o modelo de entrada de ar usado no FLOW-3D® é válido para estimar a localização da secção inicial de entrada de ar. Por último, a proximidade entre os resultados obtidos da aplicação do modelo teórico desenvolvido no âmbito desta dissertação e os resultados experimentais indica que as hipóteses e simplificações consideradas no desenvolvimento do modelo são adequadas.

The importance of the pelagic larval phase of the wedge shell Donax trunculus (L.): implications for the management of the fishery

The wedge shell, Donax trunculus, inhabits high energy environment of exposed sandy beaches from the Atlantic coast of France to Senegal. Like all Donacidae, it is relative small, flat-shaped with elongated solid shells. It is a highly demanded and valuable species mainly in Algarve, with the dredge fleet increasing the pressure on species stocks. In 1986 the Portuguese Institute for the Ocean and Atmosphere (IPMA) initiated a bivalve survey program to evaluate the stock status of species with economical valuable but always on the adult population. Since then, several managing measures were implemented to guarantee bivalves’ sustainable exploitation. Despite the available information on the abundance and distribution of the wedge shell along the Algarve coast, no information on the larval planktonic phase is available. To fill in this gap, the present study aimed at obtaining, for the first time information on the broodstock condition and on the pelagic phase of the wedge shell in the Algarve coast.

Les pratiques rhétoriques associées à une stratégie de wedge politics : une analyse du débat public portant sur le projet de loi C-391

Ce mémoire étudie le phénomène de wedge politics sous un angle communicationnel, en proposant d’identifier et décrire les principales pratiques rhétoriques associées au déploiement d’une stratégie de wedge politics par les nombreux acteurs du débat public sur le projet de loi C-391, intitulé Loi modifiant le Code criminel et la Loi sur les armes à feu (abrogation du registre des armes d’épaule). La posture rhétorique que nous adoptons se traduit par une démarche méthodologique et des analyses imbriquées en quatre étapes: 1) l’élaboration d’une mise en perspective historique relativement élargie du débat public entourant le projet de loi C-391, 2) la recension des principaux acteurs et des discours qu’ils ont produits à un moment fort de ce débat, entre mai 2009 et mai 2011, 3) une première analyse et description générale de la dynamique rhétorique entre les acteurs du débat pendant cette période, et enfin, 4) une analyse systématique des discours échangés entre le 1er août 2010 et le 22 septembre 2010 nous permettant d’identifier et de décrire les principales pratiques rhétoriques employées par les acteurs. Les dix pratiques que nous avons relevées sont: l’appel à l’action, le scapegoating, le ciblage, la personnalisation du débat, le blâme, la dérision, l’attribution d’intentions malveillantes, la menace de représailles de la part des électeurs, l’exploitation des clivages et le contraste. En conclusion, nous discutons en quoi ces pratiques rhétoriques peuvent contribuer à l’atteinte des objectifs d’une stratégie de wedge politics.

STUDIES ON THE BIOLOGY OF THE WEDGE CLAM DONAX INCARNATUS (GMELIN) FROM THE MALIPPURAM BEACH OF KERALA

The present investigations have considerably enhanced the existing knowledge on the biology and distribution/availability pattern of D.incarnatus in the Malippuram region. The species occurs in good concentration during October - March/April, and disappears from the area during late premonsoon and monsoon months. Recolonising the area in September, it grows fast in the subsequent months. The life span of the species is estimated to be about an year. Studies on the reproductive biology of the species have revealed that there are two spawning peaks, the major peak in February - March and minor peak, in December. The salinity regime of the area influences the reproductive activity. These observations form the original contribution in the thesis. The information on variation in water content, protein,glycogen and lipid levels in relation to reproductive cycle has helped to a better understanding of the gametogenic activity and spawning of the species. Similarly, the findings on salinity tolerance and filtration rate have shown that small sized clams exhibit greater tolerance range than larger clams, and grow at a faster rate with active metabolism. It is hoped that these information would considerably add to the present knowledge of the basic facts which are relevant to the improvement and management of the clam fishery of this region.

High Selectivity Filter Employing Stepped Impedance Resonators, Series Capacitors and Defected Ground Structures for Ultra Wide Band Applications

The paper presents a compact planar Ultra Wide Band ¯lter employing folded stepped impedance resonators with series capacitors and dumb bell shaped defected ground structures. An interdigital quarter wavelength coupled line is used for achieving the band pass characteristics. The transmission zeros are produced by stepped impedance resonators. The ¯lter has steep roll o® rate and good attenuation in its lower and upper stop bands, contributed by the series capacitor and defected ground structures respectively.

In-situ spatio-temporal measurements of the detailed azimuthal substructure of the substorm current wedge

The substorm current wedge (SCW) is a fundamental component of geomagnetic substorms. Models tend to describe the SCW as a simple line current flowing into the ionosphere towards dawn and out of the ionosphere towards dusk, linked by a westward electrojet. We use multi-spacecraft observations from perigee passes of the Cluster 1 and 4 spacecraft during a substorm on 15 Jan 2010, in conjunction with ground-based observations, to examine the spatial structuring and temporal variability of the SCW. At this time, the spacecraft travelled east-west azimuthally above the auroral region. We show that the SCW has significant azimuthal sub-structure on scales of 100~km at altitudes of 4,000-7,000~km. We identify 26 individual current sheets in the Cluster 4 data and 34 individual current sheets in the Cluster 1 data, with Cluster 1 passing through the SCW 120-240~s after Cluster 4 at 1,300-2,000~km higher altitude. Both spacecraft observed large-scale regions of net upward and downward field-aligned current, consistent with the large-scale characteristics of the SCW, although sheets of oppositely directed currents were observed within both regions. We show that the majority of these current sheets were closely aligned to a north-south direction, in contrast to the expected east-west orientation of the pre-onset aurora. Comparing our results with observations of the field-aligned current associated with bursty bulk flows (BBFs) we conclude that significant questions remain for the explanation of SCW structuring by BBF driven ``wedgelets". Our results therefore represent constraints on future modelling and theoretical frameworks on the generation of the SCW.

On the apparent lack of preferential site occupancy and electrooxidation of CO adsorbed at low coverage onto stepped platinum surfaces

We report time evolution studies of low coverage CO adsorption (surface hydrogen site blocking < 40%) and oxidative stripping on stepped Pt(776) and Pt(554) surfaces. It was observed that there is no preferential site occupancy for CO adsorption on step or terrace. It is proposed that CO adsorption onto these surfaces is a random process, and after CO adsorption there is no appreciable shift from CO-(111) to CO-(110) sites. This implies that after adsorption, CO molecules either have a very long residence time, or that the diffusion coefficient is much lower than previously thought. After CO electrooxidation the sites released included both terrace (111) and step (110) orientations. For surface hydrogen site blocking > 40%, the lateral interactions might play a role in the preferential CO site occupancy. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Voltammetric characterization of stepped platinum single crystal surfaces vicinal to the (110) pole

Platinum stepped surfaces vicinal to the (1 1 0) crystallographic pole have been investigated voltammetrically in 0.1 M HClO(4) and 0.1 M H(2)SO(4) solutions. Changes in the voltammetric profile with the step density suggest the existence of two types of surface sites, that has been ascribed to linear and bidimensional domains. This result indicates the existence of important restructuring processes that separate the real surface distribution from the nominal one. The electronic properties of the surfaces have been characterized with the CO charge displacement method and the potential of zero total charge has been calculated as a function of the step density. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Quantization of the Proca field in the Rindler wedge and the interaction of uniformly accelerated currents with massive vector bosons from the Unruh thermal bath

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Stepped light-induced transient measurements of photocurrent and voltage in dye-sensitized solar cells based on ZnO and ZnO:Ga

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

WEDGE - ferramenta on-line de gerenciamento, análise e otimização de processos

This article summarizes the implementation of an online process management, analysis, and optimization tool at Lwarcel Celulose e Papel, within the PIMS and MES philosophy, for process indicator implementation, understanding of variables, and their cause-effect relationship in the process, as well as the achievement of operational benchmarking. The process analysis, by means of statistical tools, allied to mathematical modeling algorithms used in Wedge, makes it possible to identify the relevant information for process and quality improvement with regard to efficiency, equipment maintenance, productivity, and uniformity of the end product quality, reduction of unwanted shutdowns, and quicker resolution of process problems.

Quantification of deformation processes in the Torlesse accretionary wedge, New Zealand

Zusammenfassung:In dieser Studie werden Deformationsprozesse im mesozoischen Torlesse Akkretionskeil (Neuseeland) quantifiziert, um Aufschluß über die Dynamik in Akkretionskeilen zu erhalten. Absolute und relative Verformungsmessungen zeigen sowohl im lokalen als auch regionalen Maßstab eine stark heterogene Deformation des Torlesse Keils. Die regionale Deformation wurde mit Hilfe einer Tensordurchschnittsberechnung, unter Benutzung einzelner lokaler Verformungsdaten, als uniaxiale Verkürzung entlang einer subvertikalen, maximalen Verkürzungsachse charakterisiert. Absolute Verformungsmessungen an niedriggradigen Metasandsteinen belegen darüber hinaus durchschnittliche Volumenverluste von ca. 20% SiO2. Volumenveränderungen in tieferkrustalen Aufschlüssen wurden mittels einer geochemischen Massenbilanzanalyse abgeschätzt. Chemische Zusammensetzungen höhergradiger Zonen weichen je nach Grad der Volumenverformung von der Protolitzusammensetzung ab und zeigen somit Verluste von 15% SiO2 an. Da Speicherorte für das gelöste Material nicht bekannt sind, muss angenommen werden, dass das Material aus dem Keil abtransportiert wurde. Die Verformungsergebnisse geben weiterhin Aufschluß über den Grad der Kopplung zwischen Akkretionskeil und subduzierter Platte. Die ermittelten Scherwerte in den Gesteinen liegen deutlich unter den zu erwartenden Scherwerten, die mittels eines einfachen Modells berechnet wurden, das sowohl verschiedene Konvergenzgeschwindigkeiten als auch Exhumierungsraten berücksichtigt. Dies belegt, dass der Torlesse Keil stark von der subduzierten pazifischen Platte entkoppelt war und die Deformation hauptsächlich durch den Fluß der Sedimente in und aus dem Keil bestimmt wurde.

Structural and strain analysis in the Late Paleozoic coastal accretionary wedge of central Chile

Abstract In this study structural and finite strain data are used to explore the tectonic evolution and the exhumation history of the Chilean accretionary wedge. The Chilean accretionary wedge is part of a Late Paleozoic subduction complex that developed during subduction of the Pacific plate underneath South America. The wedge is commonly subdivided into a structurally lower Western Series and an upper Eastern Series. This study shows the progressive development of structures and finite strain from the least deformed rocks in the eastern part of the Eastern Series of the accretionary wedge to higher grade schist of the Western Series at the Pacific coast. Furthermore, this study reports finite-strain data to quantify the contribution of vertical ductile shortening to exhumation. Vertical ductile shortening is, together with erosion and normal faulting, a process that can aid the exhumation of high-pressure rocks. In the east, structures are characterized by upright chevron folds of sedimentary layering which are associated with a penetrative axial-plane foliation, S1. As the F1 folds became slightly overturned to the west, S1 was folded about recumbent open F2 folds and an S2 axial-plane foliation developed. Near the contact between the Western and Eastern Series S2 represents a prominent subhorizontal transposition foliation. Towards the structural deepest units in the west the transposition foliation became progressively flat lying. Finite-strain data as obtained by Rf/Phi and PDS analysis in metagreywacke and X-ray texture goniometry in phyllosilicate-rich rocks show a smooth and gradual increase in strain magnitude from east to west. There are no evidences for normal faulting or significant structural breaks across the contact of Eastern and Western Series. The progressive structural and strain evolution between both series can be interpreted to reflect a continuous change in the mode of accretion in the subduction wedge. Before ~320-290 Ma the rocks of the Eastern Series were frontally accreted to the Andean margin. Frontal accretion caused horizontal shortening and upright folds and axial-plane foliations developed. At ~320-290 Ma the mode of accretion changed and the rocks of the Western Series were underplated below the Andean margin. This basal accretion caused a major change in the flow field within the wedge and gave rise to vertical shortening and the development of the penetrative subhorizontal transposition foliation. To estimate the amount that vertical ductile shortening contributed to the exhumation of both units finite strain is measured. The tensor average of absolute finite strain yield Sx=1.24, Sy=0.82 and Sz=0.57 implying an average vertical shortening of ca. 43%, which was compensated by volume loss. The finite strain data of the PDS measurements allow to calculate an average volume loss of 41%. A mass balance approximates that most of the solved material stays in the wedge and is precipitated in quartz veins. The average of relative finite strain is Sx=1.65, Sy=0.89 and Sz=0.59 indicating greater vertical shortening in the structurally deeper units. A simple model which integrates velocity gradients along a vertical flow path with a steady-state wedge is used to estimate the contribution of deformation to ductile thinning of the overburden during exhumation. The results show that vertical ductile shortening contributed 15-20% to exhumation. As no large-scale normal faults have been mapped the remaining 80-85% of exhumation must be due to erosion.