Dynamic SIF of interface crack between two dissimilar viscoelastic bodies under impact loading

In this paper, the transient dynamic stress intensity factor (SIF) is determined for an interface crack between two dissimilar half-infinite isotropic viscoelastic bodies under impact loading. An anti-plane step loading is assumed to act suddenly on the surface of interface crack of finite length. The stress field incurred near the crack tip is analyzed. The integral transformation method and singular integral equation approach are used to get the solution. By virtue of the integral transformation method, the viscoelastic mixed boundary problem is reduced to a set of dual integral equations of crack open displacement function in the transformation domain. The dual integral equations can be further transformed into the first kind of Cauchy-type singular integral equation (SIE) by introduction of crack dislocation density function. A piecewise continuous function approach is adopted to get the numerical solution of SIE. Finally, numerical inverse integral transformation is performed and the dynamic SIF in transformation domain is recovered to that in time domain. The dynamic SIF during a small time-interval is evaluated, and the effects of the viscoelastic material parameters on dynamic SIF are analyzed.

Modeling and Simulation of Liquid Pulsed Particulate Fluidized Beds

Pulsed fluidization is of considerable interest in process engineering for improving fluidization quality. Quantitative understanding of the pulsed two-phase flow behaviors is very important for proper design and optimum operation of such contactors. The

Suppressing chaos and transient in parameter perturbed systems

The systems with some system parameters perturbed are investigated. These systems might exist in nature or be obtained by perturbation or truncation theory. Chaos might be suppressed or induced. Some of these dynamical systems exhibit extraordinary long transients, which makes the temporal structure seem sensitively dependent on initial conditions in finite observation time interval.

Laichen von Dorschen in Gefangenschaft. Teil 1: Verlauf der Laichaktivitäten

Individuals of the western stock of Baltic cod were kept at captivity with different temperatures and salinities until natural spawning. Spawning activities up to 16 weeks were observed between February and June. This time interval agrees weIl with the spawning season of the wild cod stock. Also as in in-situ observations larger individuals started earlier with the spawning process than smaller ones and had significantly larger periods of spawning. Larger cods produced more batches and more eggs than smaller cods within this time interval. The comparison between the actual and potential absolut fecundity showed large differences. Only apart of the potential absolut fecundity, estimated in the phase of prespawning development of ovaries, was developed until their release. These analyses showed that larger cod were able to develop a larger part of the eggs within the ovaries up to the complete development. This result should be considered in the future during estimations of the population fecundity of the western Baltic spawning stock.

Effects of Lorentz local field correction on propagation properties of few-cycle pulse in dense Λ-type atomic medium

By solving numerically the full Maxwell-Bloch equations without the slowly varying envelope approximation and the rotating-wave approximation, we investigate the effects of Lorentz local field correction (LFC) on the propagation properties of few-cycle laser pulse in a dense A-type three-level atomic medium. We find that: when the area of the input pulse is larger, split of pulse occurs and the number of the sub-pulses with LFC is larger than that without LFC; at the same distance, the time interval between the first sub-pulse and the second sub-pulse in the case without LFC is longer than that with LFC, the time of pulse appearing in the case without LFC is later than that in the case with LFC, and the two phenomena are more obvious with propagation distance increasing; time evolution rules of the populations of levels vertical bar 1 >, vertical bar 2 > and vertical bar 3 > in the two cases with and without LFC are much different. When the area of the input pulse is smaller, effects of LFC on time evolutions of the pulse and populations are remarkably smaller than those in the case of larger area pulse. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

I. A study of the dynamics of triplet excitons in molecular crystals. II. An investigation of delayed light emission from Chlorella pyrenoidosa

I. PREAMBLE AND SCOPE

Brief introductory remarks, together with a definition of the scope of the material discussed in the thesis, are given.

II. A STUDY OF THE DYNAMICS OF TRIPLET EXCITONS IN MOLECULAR CRYSTALS

Phosphorescence spectra of pure crystalline naphthalene at room temperature and at 77˚ K are presented. The lifetime of the lowest triplet ³B_1u state of the crystal is determined from measurements of the time-dependence of the phosphorescence decay after termination of the excitation light. The fact that this lifetime is considerably shorter in the pure crystal at room temperature than in isotopic mixed crystals at 4.2˚ K is discussed, with special importance being attached to the mobility of triplet excitons in the pure crystal.

Excitation spectra of the delayed fluorescence and phosphorescence from crystalline naphthalene and anthracene are also presented. The equation governing the time- and spatial-dependence of the triplet exciton concentration in the crystal is discussed, along with several approximate equations obtained from the general equation under certain simplifying assumptions. The influence of triplet exciton diffusion on the observed excitation spectra and the possibility of using the latter to investigate the former is also considered. Calculations of the delayed fluorescence and phosphorescence excitation spectra of crystalline naphthalene are described.

A search for absorption of additional light quanta by triplet excitons in naphthalene and anthracene crystals failed to produce any evidence for the phenomenon. This apparent absence of triplet-triplet absorption in pure crystals is attributed to a low steady-state triplet concentration, due to processes like triplet-triplet annihilation, resulting in an absorption too weak to be detected with the apparatus used in the experiments. A comparison of triplet-triplet absorption by naphthalene in a glass at 77˚ K with that by naphthalene-h₈ in naphthalene-d₈ at 4.2˚ K is given. A broad absorption in the isotopic mixed crystal triplet-triplet spectrum has been tentatively interpreted in terms of coupling between the guest ³B_1u state and the conduction band and charge-transfer states of the host crystal.

III. AN INVESTIGATION OF DELAYED LIGHT EMISSION FROM Chlorella Pyrenoidosa

An apparatus capable of measuring emission lifetimes in the range 5 X 10^-9 sec to 6 X 10^-3 sec is described in detail. A cw argon ion laser beam, interrupted periodically by means of an electro-optic shutter, serves as the excitation source. Rapid sampling techniques coupled with signal averaging and digital data acquisition comprise the sensitive detection and readout portion of the apparatus. The capabilities of the equipment are adequately demonstrated by the results of a determination of the fluorescence lifetime of 5, 6, 11, 12-tetraphenyl-naphthacene in benzene solution at room temperature. Details of numerical methods used in the final data reduction are also described.

The results of preliminary measurements of delayed light emission from Chlorella Pyrenoidosa in the range 10^-3 sec to 1 sec are presented. Effects on the emission of an inhibitor and of variations in the excitation light intensity have been investigated. Kinetic analysis of the emission decay curves obtained under these various experimental conditions indicate that in the millisecond-to-second time interval the decay is adequately described by the sum of two first-order decay processes. The values of the time constants of these processes appear to be sensitive both to added inhibitor and to excitation light intensity.

On the added mass of sphere in a circular cylinder considering real fluid effects

An experimental method combined with boundary layer theory is given for evaluating the added mass of a sphere moving along the axis of a circular cylinder filled with water or oil. The real fluid effects are separated from ideal fluid effects.

The experimental method consists essentially of a magnetic steel sphere propelled from rest by an electromagnetic coil in which the current is accurately controlled so that it only supplies force for a short time interval which is within the laminar flow regime of the fluid. The motion of the sphere as a function of time is recorded on single frame photographs using a short-arc multiple flash lamp with accurately controlled time intervals between flashes.

A concept of the effect of boundary layer displacement on the fluid flow around a sphere is introduced to evaluate the real fluid effects on the added mass. Surprisingly accurate agreement between experiment and theory is achieved.

Stability of parametrically excited differential equations

Sufficient stability criteria for classes of parametrically excited differential equations are developed and applied to example problems of a dynamical nature.

Stability requirements are presented in terms of 1) the modulus of the amplitude of the parametric terms, 2) the modulus of the integral of the parametric terms and 3) the modulus of the derivative of the parametric terms.

The methods employed to show stability are Liapunov’s Direct Method and the Gronwall Lemma. The type of stability is generally referred to as asymptotic stability in the sense of Liapunov.

The results indicate that if the equation of the system with the parametric terms set equal to zero exhibits stability and possesses bounded operators, then the system will be stable under sufficiently small modulus of the parametric terms or sufficiently small modulus of the integral of the parametric terms (high frequency). On the other hand, if the equation of the system exhibits individual stability for all values that the parameter assumes in the time interval, then the actual system will be stable under sufficiently small modulus of the derivative of the parametric terms (slowly varying).

Mussel eggs as indicators of mutagen exposure in coastal and estuarine environments

The aim of this study was to develop a short-term genotoxicity assay for monitoring the marine environment for mutagens. Based on the developing eggs and embryos of the marine mussel Mytilus edulis, an important pollution indicator species, the test employs the sensitive sister chromatid exchange (SCE) technique as its end-point, and exploits the potential of mussel eggs to accumulate mutagenic pollutants from the surrounding sea water. Mussel eggs take up to 6 months to develop while in the gonad, which provides scope for DNA damage to be accumulated over an extended time interval; chromosome damage is subsequently visualised as SCEs in 2-cell-stage embryos after these have been spawned in the laboratory. Methods which measure biological responses to pollutant exposure are able to integrate all the factors (internal and external) which contribute to the exposure. The new cytogenetic assay allows the effects of adult exposure to be interpreted in cells destined to become part of the next generation.

基于电光调制的激光光谱整形技术

提出了一种新型的基于电光调制的激光光谱整形方案，该整形技术可以减轻啁啾脉冲放大系统中的增益窄化效应。傅立叶变换限的宽带种子激光脉冲通过光学展宽器线性展宽后，耦合到加载有整形电脉冲的集成波导调制器中进行整形，整形电脉冲由孔径耦合带状线电脉冲发生器产生。由于线性啁啾脉冲时间-频率的直接对应关系，在时域内对宽带种子激光脉冲整形，其光谱也得到了同样形状的整形。模拟了整形光谱形状，相应的整形电脉冲波形，分析了该整形技术的光谱整形分辨率，以及整形过程中引入的相位畸变。

用于机载激光测深系统的时间间隔测量模块

机载海洋激光测深系统不仅要求精确测量激光从海表的入射点到海底目标点之间的距离，还要精确测定飞机到海表入射，点之间的距离，为水深数据的海浪校正而确定平均海平面以及波高。为此设计和研制了一高精度时间间隔测量器，该单元基于专用时间数字转换芯片开发，采用延迟线插入法技术，双通道工作，具有高时间分辨率(最高可达250ps)和高测量重复率的特性。给出硬件和软件设计方法以及单元的测试结果。

Velocidade da onda de pulso em adultos jovens acompanhados por 18 anos: impacto de variáveis pressóricas, antropométricas, metabólicas, inflamatórias e de função endotelial. Estudo do Rio de Janeiro.

Dados sobre a avaliação não invasiva da rigidez vascular e suas relações com variáveis de risco cardiovascular são escassos em jovens. Objetiva avaliar a relação entre a velocidade de onda de pulso (VOP) e a pressão arterial (PA), variáveis antropométricas, metabólicas, inflamatórias e de disfunção endotelial em indivíduos adultos jovens. Foram estudados 96 indivíduos (51 homens) do Estudo do Rio de Janeiro, em duas avaliações, A1 e A2, com intervalo de 17,691,58 anos (16 a 21 anos). Em A1 foram avaliados em suas escolas (10-15 anos - média 12,421,47 anos) e em A2 foram novamente avaliados em nível ambulatorial (26-35 anos - média 30,091,92 anos). Em A1 foram obtidos pressão arterial (PA) e índice de massa corporal (IMC). Em A2 foram obtidos a velocidade da onda de pulso (VOP)-método Complior, PA, IMC, circunferência abdominal (CA), glicose, perfil lipídico, leptina, insulina, adiponectina, o índice de resistência à insulina HOMA-IR, proteína C-Reativa ultrassensível (PCRus) e as moléculas de adesão E-selectina, Vascular Cell Adhesion Molecule-1(VCAM-1) e Intercellular Adhesion Molecule-1 (ICAM-1). Foram obtidos, ainda, a variação da PA e do IMC entre as 2 avaliações. Em A2 os indivíduos foram estratificados segundo o tercil da VOP para cada sexo. Como resultados temos: 1) Os grupos foram constituídos da seguinte forma: Tercil 1:homens com VOP < 8,69 m/s e mulheres com VOP < 7,66 m/s; Tercil 2: homens com VOP ≥ 8,69 m/s e < 9,65m/s e mulheres com VOP ≥ 7,66 m/s e < 8,31m/s;Tercil 3:homens com VOP ≥ 9,65 m/s e mulheres com VOP ≥ 8,31 m/s. 2) O grupo com maior tercil de VOP mostrou maiores médias de PA sistólica (PAS) (p=0,005), PA diastólica (PAD) (p=0,007), PA média (PAM) (p=0,004), variação da PAD (p=0,032), variação da PAM (p=0,003), IMC (p=0,046), variação do IMC (p=0,020), insulina (p=0,019), HOMA-IR (p=0,021), E-selectina (p=0,032) e menores médias de adiponectina (p=0,016), além de maiores prevalências de diabetes mellitus/intolerância à glicose (p=0,022) e hiperinsulinemia (p=0,038); 3) Houve correlação significativa e positiva da VOP com PAS (p<0,001), PAD (p<0,001), PP (p=0,048) e PAM (p<0,001) de A2, com a variação da pressão arterial (PAS, PAD e PAM) (p<0,001) entre as duas avaliações, com o IMC de A2 (p=0,005) e com a variação do IMC (p<0,001) entre as duas avaliações, com CA (p=0,001), LDLcolesterol (p=0,049) e E-selectina (p<0,001) e correlação negativa com HDLcolesterol (p<0,001) e adiponectina (p<0,001); 4)Em modelo de regressão múltipla, após ajuste do HDL-colesterol, LDLcolesterol e adiponectina para sexo, idade, IMC e PAM, apenas o sexo masculino e a PAM mantiveram correlação significativa com a VOP. A VOP em adultos jovens mostrou relação significativa com variáveis de risco cardiovascular, destacando-se o sexo masculino e a PAM como importantes variáveis no seu determinismo. Os achados sugerem que a medida da VOP pode ser útil para a identificação do acometimento vascular nessa faixa etária.

Desenvolvimento e avaliação de novas abordagens de modelagem de processos de separação em leito móvel simulado

O Leito Móvel Simulado (LMS) é um processo de separação de compostos por adsorção muito eficiente, por trabalhar em um regime contínuo e também possuir fluxo contracorrente da fase sólida. Dentre as diversas aplicações, este processo tem se destacado na resolução de petroquímicos e principalmente na atualidade na separação de misturas racêmicas que são separações de um grau elevado de dificuldade. Neste trabalho foram propostas duas novas abordagens na modelagem do LMS, a abordagem Stepwise e a abordagem Front Velocity. Na modelagem Stepwise as colunas cromatográficas do LMS foram modeladas com uma abordagem discreta, onde cada uma delas teve seu domínio dividido em N células de mistura interligadas em série, e as concentrações dos compostos nas fases líquida e sólida foram simuladas usando duas cinéticas de transferência de massa distintas. Essa abordagem pressupõe que as interações decorrentes da transferência de massa entre as moléculas do composto nas suas fases líquida e sólida ocorram somente na superfície, de forma que com essa suposição pode-se admitir que o volume ocupado por cada molécula nas fases sólida e líquida é o mesmo, o que implica que o fator de residência pode ser considerado igual a constante de equilíbrio. Para descrever a transferência de massa que ocorre no processo cromatográfico a abordagem Front Velocity estabelece que a convecção é a fase dominante no transporte de soluto ao longo da coluna cromatográfica. O Front Velocity é um modelo discreto (etapas) em que a vazão determina o avanço da fase líquida ao longo da coluna. As etapas são: avanço da fase líquida e posterior transporte de massa entre as fases líquida e sólida, este último no mesmo intervalo de tempo. Desta forma, o fluxo volumétrico experimental é utilizado para a discretização dos volumes de controle que se deslocam ao longo da coluna porosa com a mesma velocidade da fase líquida. A transferência de massa foi representada por dois mecanismos cinéticos distintos, sem (tipo linear) e com capacidade máxima de adsorção (tipo Langmuir). Ambas as abordagens propostas foram estudadas e avaliadas mediante a comparação com dados experimentais de separação em LMS do anestésico cetamina e, posteriormente, com o fármaco Verapamil. Também foram comparados com as simulações do modelo de equilíbrio dispersivo para o caso da Cetamina, usado por Santos (2004), e para o caso do Verapamil (Perna 2013). Na etapa de caracterização da coluna cromatográfica as novas abordagens foram associadas à ferramenta inversa R2W de forma a determinar os parâmetros globais de transferência de massa apenas usando os tempos experimentais de residência de cada enantiômero na coluna de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Na segunda etapa os modelos cinéticos desenvolvidos nas abordagens foram aplicados nas colunas do LMS com os valores determinados na caracterização da coluna cromatográfica, para a simulação do processo de separação contínua. Os resultados das simulações mostram boa concordância entre as duas abordagens propostas e os experimentos de pulso para a caracterização da coluna na separação enantiomérica da cetamina ao longo do tempo. As simulações da separação em LMS, tanto do Verapamil quando da Cetamina apresentam uma discrepância com os dados experimentais nos primeiros ciclos, entretanto após esses ciclos iniciais a correlação entre os dados experimentais e as simulações. Para o caso da separação da cetamina (Santos, 2004), a qual a concentração da alimentação era relativamente baixa, os modelos foram capazes de predizer o processo de separação com as cinéticas Linear e Langmuir. No caso da separação do Verapamil (Perna, 2013), onde a concentração da alimentação é relativamente alta, somente a cinética de Langmuir representou o processo, devido a cinética Linear não representar a saturação das colunas cromatográficas. De acordo como o estudo conduzido ambas as abordagens propostas mostraram-se ferramentas com potencial na predição do comportamento cromatográfico de uma amostra em um experimento de pulso, assim como na simulação da separação de um composto no LMS, apesar das pequenas discrepâncias apresentadas nos primeiros ciclos de trabalho do LMS. Além disso, podem ser facilmente implementadas e aplicadas na análise do processo, pois requer um baixo número de parâmetros e são constituídas de equações diferenciais ordinárias.

Posicionamento aproximado do estado final para sistemas térmicos descritos pela equação do calor.

Neste trabalho, será considerado um problema de controle ótimo quadrático para a equação do calor em domínios retangulares com condição de fronteira do tipo Dirichlet é nos quais, a função de controle (dependente apenas no tempo) constitui um termo de fonte. Uma caracterização da solução ótima é obtida na forma de uma equação linear em um espaço de funções reais definidas no intervalo de tempo considerado. Em seguida, utiliza-se uma sequência de projeções em subespaços de dimensão finita para obter aproximações para o controle ótimo, o cada uma das quais pode ser gerada por um sistema linear de dimensão finita. A sequência de soluções aproximadas assim obtidas converge para a solução ótima do problema original. Finalmente, são apresentados resultados numéricos para domínios espaciais de dimensão 1.

Associação entre bebidas adoçadas e consumo calórico em refeições na população brasileira.

Nas últimas décadas, tem sido observado o aumento da oferta de bebidas com elevado conteúdo calórico e com grandes quantidades de açúcar de rápida absorção. Essas bebidas adoçadas, cujo consumo tem aumentado no Brasil assim como em outras partes do mundo, são consideradas fatores de risco para obesidade e diabetes. O consumo de bebidas adoçadas pode levar ao balanço energético positivo e consequentemente ao ganho de peso. Essa associação pode ser explicada pelo mecanismo regulatório de compensação de calorias líquidas. Compensação calórica ocorre quando há redução no consumo de calorias provenientes de alimentos sólidos para compensar as calorias líquidas adicionadas à refeição ou dieta. No entanto, não há consenso em relação a evidências da compensação calórica, dificultando a elaboração de recomendações sobre essas bebidas em saúde pública. Razões para a falta de consenso incluem a diversidade de desenhos de estudos, experimentos realizados em ambientes controlados e não reais em relação ao consumo de alimentos e bebidas, e estudos com amostras pequenas ou de conveniência. Esta dissertação estudou a associação entre bebidas adoçadas e consumo calórico, verificando se calorias de bebidas adoçadas são compensadas em refeições realizadas em um ambiente pragmático. Os dados de consumo calórico de 34.003 indivíduos, com idade igual ou superior a dez anos, foram obtidos pelo Inquérito Nacional de Alimentação 2008-2009, em todo território nacional. Os participantes completaram dois registros alimentares, em dias não consecutivos da mesma semana. Foram selecionadas as refeições dos períodos café da manhã, almoço e jantar de cada indivíduo em cada um dos dias. Para cada refeição, foi calculado o valor calórico de alimentos e de bebidas adoçadas consumidos. Para testar a compensação calórica, um modelo de regressão linear multinível com efeitos mistos foi ajustado para analisar cada período. A variável reposta utilizada foi consumo calórico proveniente de alimentos e a variável explicativa foi consumo calórico de bebida adoçada na refeição. Os efeitos intra-indivíduo da bebida adoçada no consumo calórico foram estimados e interpretados. Esses efeitos são considerados não-enviesados pois são controlados pelas características constantes dos indivíduos, tendo assim o indivíduo atuando como seu próprio controle na análise. Covariadas incluídas no modelo foram variáveis da refeição: local, dia da semana, horário, consumo calórico na refeição anterior e intervalo de tempo desde a última refeição; e do indivíduo: sexo, faixa etária, categoria de Índice de Massa Corpórea e quartos de renda per capita. Efeitos aleatórios dos indivíduos e dos domicílios foram incluídos no modelo para melhor estimar a estrutura de erros de dados correlacionados. A compensação calórica foi de 42% para o café da manhã, não houve compensação no almoço e para o jantar, compensação variou de 0 a 22%, tendo interação com quartos de renda per capita. A conclusão desta dissertação é que as bebidas adoçadas não são completamente compensadas em refeições realizadas em ambiente pragmático. Assim, a redução do consumo de bebidas adoçadas em refeições pode ajudar a diminuir o consumo calórico excessivo e levar a um melhor controle do peso em indivíduos.