Hybrid modeling of convective laminar flow in a permeable tube associated with the cross-flow process

The confined flows in tubes with permeable surfaces arc associated to tangential filtration processes (microfiltration or ultrafiltration). The complexity of the phenomena do not allow for the development of exact analytical solutions, however, approximate solutions are of great interest for the calculation of the transmembrane outflow and estimate of the concentration, polarization phenomenon. In the present work, the generalized integral transform technique (GITT) was employed in solving the laminar and permanent flow in permeable tubes of Newtonian and incompressible fluid. The mathematical formulation employed the parabolic differential equation of chemical species conservation (convective-diffusive equation). The velocity profiles for the entrance region flow, which are found in the connective terms of the equation, were assessed by solutions obtained from literature. The velocity at the permeable wall was considered uniform, with the concentration at the tube wall regarded as variable with an axial position. A computational methodology using global error control was applied to determine the concentration in the wall and concentration boundary layer thickness. The results obtained for the local transmembrane flux and the concentration boundary layer thickness were compared against others in literature. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

A modular flow reactor for performing Curtius rearrangements as a continuous flow process

The use of a mesofluidic flow reactor is described for performing Curtius rearrangement reactions of carboxylic acids in the presence of diphenylphosphoryl azide and trapping of the intermediate isocyanates with various nucleophiles.

Source Provenance of Pre-Historic Granitic Grindstones: The Case Study of the Cogotas I Archaeological Site of Arroyo Mucientes/San Lázaro (Castronuño, Valladolid) and a Proposal on the General Methodological Flow Process

The occurrence of hand grindstones at the Cogotas I archaeological sites is considered to be a common feature. Given that a distant-provenance raw material is frequently involved, determination of its source is a basic factor in the search for a better understanding of resource management and for any Political Economy approach. To progress in these directions an overall study should be planned, using selected grindstones with a view to covering diverse sub-zones of the Cogotas I dispersal area, especially because of its considerable distance from the granite basement source. Such a study may today includes diverse analytical procedures combining successive geographic, petrographic, mineralogical and geochemical criteria. To check the plausibility of the proposed methodology, a preliminary test has been carried out on two granite grindstones, obtained at the archaeological excavation at the Castronuño (Valladolid) Cogotian site, which is fifty km away from an inferred source area that was presumably located at Peñausende (Zamora). The result obtained validates the proposed operational process, yielding a generalizable knowledge to other similar situations.

A flow reactor process for the synthesis of peptides utilizing immobilized reagents, scavengers and catch and release protocols

A general flow process for the multi-step assembly of peptides has been developed and this procedure has been used to successfully construct a series of Boc, Cbz and Fmoc N-protected dipeptides in excellent yields and purities, including an extension of the method to enable the preparation of a tripeptide derivative.

Improving the inventory management and valuation process, Case: The Switch Drive Systems

The goal of this study is to create a new inventory valuation process for The Switch Drive Systems and to improve its inventory management practices. In the matter of inventories the main problems in the case company are that it doesn’t have consistent valuation methods throughout the company and that information received in ERP system isn’t trustful. The research is qualitative case study. The empirical data is gathered through observing and unstructured interviews. The research shows that material flow process and the inventory valuation must be divided and handled separately but they should interact with each other. The result is a new inventory valuation process which takes many factors of material process under the consideration in order to receive reliable value for inventories.

Visible-light-mediated synthesis of helicenes in batch and continuous flow systems

Le présent mémoire décrit le développement d’une méthode de synthèse des hélicènes catalysée par la lumière visible. Les conditions pour la formation de [5]hélicène ont été établies par une optimisation du photocatalyseur, du solvant, du système d’oxydation et du temps réactionnel. Suite aux études mécanistiques préliminaires, un mécanisme oxydatif est proposé. Les conditions optimisées ont été appliquées à la synthèse de [6]hélicènes pour laquelle la régiosélectivité a été améliorée en ajoutant des substituants sur la colonne hélicale. La synthèse de thiohélicènes a aussi été testée en utilisant les mêmes conditions sous irradiation par la lumière visible. La méthode a été inefficace pour la formation de benzodithiophènes et de naphtothiophènes, par contre elle permet la formation du phenanthro[3,4-b]thiophène avec un rendement acceptable. En prolongeant la surface-π de la colonne hélicale, le pyrène a été fusionné aux motifs de [4]- et [5]hélicène. Trois dérivés de pyrène-hélicène ont été synthétisés en utilisant les conditions optimisées pour la photocyclisation et leurs caractéristiques physiques ont été étudiées. La méthode de cyclisation sous l’action de la lumière visible a aussi été étudiée en flux continu. Une optimisation du montage expérimental ainsi que de la source lumineuse a été effectuée et les meilleures conditions ont été appliquées à la formation de [5]hélicène et des trois dérivés du pyrène-hélicène. Une amélioration ou conservation des rendements a été observée pour la plupart des produits formés en flux continu comparativement à la synthèse en batch. La concentration de la réaction a aussi été conservée et le temps réactionnel a été réduit par un facteur de dix toujours en comparaison avec la synthèse en batch.

Traffic flow breakdown prediction using feature reduction through Rough-Neuro fuzzy Networks

The prediction of the traffic behavior could help to make decision about the routing process, as well as enables gains on effectiveness and productivity on the physical distribution. This need motivated the search for technological improvements in the Routing performance in metropolitan areas. The purpose of this paper is to present computational evidences that Artificial Neural Network ANN could be use to predict the traffic behavior in a metropolitan area such So Paulo (around 16 million inhabitants). The proposed methodology involves the application of Rough-Fuzzy Sets to define inference morphology for insertion of the behavior of Dynamic Routing into a structured rule basis, without human expert aid. The dynamics of the traffic parameters are described through membership functions. Rough Sets Theory identifies the attributes that are important, and suggest Fuzzy relations to be inserted on a Rough Neuro Fuzzy Network (RNFN) type Multilayer Perceptron (MLP) and type Radial Basis Function (RBF), in order to get an optimal surface response. To measure the performance of the proposed RNFN, the responses of the unreduced rule basis are compared with the reduced rule one. The results show that by making use of the Feature Reduction through RNFN, it is possible to reduce the need for human expert in the construction of the Fuzzy inference mechanism in such flow process like traffic breakdown. © 2011 IEEE.

Analysis of air flow past and through the 2415-3S airfoil for an unmanned aerial vehicle with internal propulsion system

This paper deals with the prediction of velocity fields on the 2415-3S airfoil which will be used for an unmanned aerial vehicle with internal propulsion system and in this way analyze the air flow through an internal duct of the airfoil using computational fluid dynamics. The main objective is to evaluate the effect of the internal air flow past the airfoil and how this affects the aerodynamic performance by means of lift and drag forces. For this purpose, three different designs of the internal duct were studied; starting from the base 2415-3S airfoil developed in previous investigation, basing on the hypothesis of decreasing the flow separation produced when the propulsive airflow merges the external flow, and in this way obtaining the best configuration. For that purpose, an exhaustive study of the mesh sensitivity was performed. It was used a non-structured mesh since the computational domain is three-dimensional and complex. The selected mesh contains approximately 12.5 million elements. Both the computational domain and the numerical solution were made with commercial CAD and CFD software, respectively. Air, incompressible and steady was analyzed. The boundary conditions are in concordance with experimental setup in the AF 6109 wind tunnel. The k-e model is utilized to describe the turbulent flow process as followed in references. Results allowed obtaining velocity contours as well as lift and drag coefficients and also the location of separation and reattachment regions in some cases for zero degrees of angle of attack on the internal and external surfaces of the airfoil. Finally, the selection of the configuration with the best aerodynamic performance was made, selecting the option without curved baffles.

Numerical analysis of air flow past the 2415-3S airfoil for an unmanned aerial vehicle with internal propulsion system

This paper deals with the prediction of pressure and velocity fields on the 2415-3S airfoil which will be used for and unmanned aerial vehicle with internal propulsion system and in this way analyze the air flow through an internal duct of the airfoil using computational fluid dynamics. The main objective is to evaluate the effect of the internal air flow past the airfoil and how this affects the aerodynamic performance by means of lift and drag forces. For this purpose, three different designs of the internal duct were studied; starting from the base 2415-3S airfoil developed in previous investigation, basing on the hypothesis of decreasing the flow separation produced when the propulsive airflow merges the external flow, and in this way obtaining the best configuration. For that purpose, an exhaustive study of the mesh sensitivity was performed. It was used a non-structured mesh since the computational domain is tridimensional and complex. The selected mesh contains approximately 12.5 million elements. Both the computational domain and the numerical solution were made with commercial CAD and CFD software respectively. Air, incompressible and steady was analyzed. The boundary conditions are in concordance with experimental setup in the AF 6109 wind tunnel. The k-ε model is utilized to describe the turbulent flow process as followed in references. Results allowed obtaining pressure and velocity contours as well as lift and drag coefficients and also the location of separation and reattachment regions in some cases for zero degrees of angle of attack on the internal and external surfaces of the airfoil. Finally, the selection of the configuration with the best aerodynamic performance was made, selecting the option without curved baffles.

Continuous flow nanocatalysis: reaction pathways in the conversion of levulinic acid to valuable chemicals

The selective production of 2-methyltetrahydrofuran from levulinic acid has been effectively conducted using designed Cu based catalysts and compared with a commercial Pd/C system under microwave irradiation. Optimised conditions for the most active catalysts Cu-MINT (>90% conversion, 75% selectivity to MTHF) and Pd/C (78% conversion, 92% selectivity to MTHF) were further translated into a continuous flow process using the proposed catalysts to find out the deactivation of Cu-MINT under flow conditions (79 vs. 13% conversion with a switch in selectivity to products after 30 min in flow), the high stability of Pd/C (73 vs. 70% conversion at stable selectivity under analogous conditions to those of Cu-MINT) but, most importantly, different relevant pathways to valuable products from levulinic acid depending on the type of catalyst employed.

Disipation Functions of Flow Equations in Models of Complex Systems

In an open system, each disequilibrium causes a force. Each force causes a flow process, these being represented by a flow variable formally written as an equation called flow equation, and if each flow tends to equilibrate the system, these equations mathematically represent the tendency to that equilibrium. In this paper, the authors, based on the concepts of forces and conjugated fluxes and dissipation function developed by Onsager and Prigogine, they expose the following hypothesis: Is replaced in Prigogine’s Theorem the flow by its equation or by a flow orbital considering conjugate force as a gradient. This allows to obtain a dissipation function for each flow equation and a function of orbital dissipation.

Integrated surface-ground water modeling in wetlands with improved methods to simulate vegetative resistance to flow

In topographically flat wetlands, where shallow water table and conductive soil may develop as a result of wet and dry seasons, the connection between surface water and groundwater is not only present, but perhaps the key factor dominating the magnitude and direction of water flux. Due to their complex characteristics, modeling waterflow through wetlands using more realistic process formulations (integrated surface-ground water and vegetative resistance) is an actual necessity. This dissertation focused on developing an integrated surface – subsurface hydrologic simulation numerical model by programming and testing the coupling of the USGS MODFLOW-2005 Groundwater Flow Process (GWF) package (USGS, 2005) with the 2D surface water routing model: FLO-2D (O’Brien et al., 1993). The coupling included the necessary procedures to numerically integrate and verify both models as a single computational software system that will heretofore be referred to as WHIMFLO-2D (Wetlands Hydrology Integrated Model). An improved physical formulation of flow resistance through vegetation in shallow waters based on the concept of drag force was also implemented for the simulations of floodplains, while the use of the classical methods (e.g., Manning, Chezy, Darcy-Weisbach) to calculate flow resistance has been maintained for the canals and deeper waters. A preliminary demonstration exercise WHIMFLO-2D in an existing field site was developed for the Loxahatchee Impoundment Landscape Assessment (LILA), an 80 acre area, located at the Arthur R. Marshall Loxahatchee National Wild Life Refuge in Boynton Beach, Florida. After applying a number of simplifying assumptions, results have illustrated the ability of the model to simulate the hydrology of a wetland. In this illustrative case, a comparison between measured and simulated stages level showed an average error of 0.31% with a maximum error of 2.8%. Comparison of measured and simulated groundwater head levels showed an average error of 0.18% with a maximum of 2.9%. The coupling of FLO-2D model with MODFLOW-2005 model and the incorporation of the dynamic effect of flow resistance due to vegetation performed in the new modeling tool WHIMFLO-2D is an important contribution to the field of numerical modeling of hydrologic flow in wetlands.

Integrated Surface-Ground Water Modeling in Wetlands With Improved Methods to Simulate Vegetative Resistance to Flow

This dissertation focused on developing an integrated surface – subsurface hydrologic simulation numerical model by programming and testing the coupling of the USGS MODFLOW-2005 Groundwater Flow Process (GWF) package (USGS, 2005) with the 2D surface water routing model: FLO-2D (O’Brien et al., 1993). The coupling included the necessary procedures to numerically integrate and verify both models as a single computational software system that will heretofore be referred to as WHIMFLO-2D (Wetlands Hydrology Integrated Model). An improved physical formulation of flow resistance through vegetation in shallow waters based on the concept of drag force was also implemented for the simulations of floodplains, while the use of the classical methods (e.g., Manning, Chezy, Darcy-Weisbach) to calculate flow resistance has been maintained for the canals and deeper waters. A preliminary demonstration exercise WHIMFLO-2D in an existing field site was developed for the Loxahatchee Impoundment Landscape Assessment (LILA), an 80 acre area, located at the Arthur R. Marshall Loxahatchee National Wild Life Refuge in Boynton Beach, Florida. After applying a number of simplifying assumptions, results have illustrated the ability of the model to simulate the hydrology of a wetland. In this illustrative case, a comparison between measured and simulated stages level showed an average error of 0.31% with a maximum error of 2.8%. Comparison of measured and simulated groundwater head levels showed an average error of 0.18% with a maximum of 2.9%.

Influence du financement sur la performance des systèmes de soins

La thèse a pour objectif d’étudier l’influence du financement des soins de santé sur la performance des systèmes de soins compte tenu des caractéristiques organisationnelles sanitaires des systèmes. Elle s’articule autour des trois objectifs suivants : 1) caractériser le financement des soins de santé à travers les différents modèles émergeant des pays à revenu élevé ; 2) apprécier la performance des systèmes de soins en établissant les divers profils apparaissant dans ces mêmes pays ; 3) examiner le lien entre le financement et la performance en tenant compte du pouvoir modérateur du contexte organisationnel des soins. Inspirée du processus de circulation de l’argent dans le système de soins, l’approche a d’abord consisté à classer les pays étudiés – par une analyse configurationnelle opérationnalisée par les analyses de correspondance multiples (ACM) et de classification hiérarchique ascendante (CHA) – dans des modèles types, chacun représentant une configuration particulière de processus de financement des soins de santé (article 1). Appliquée aux données recueillies auprès des 27 pays de l’OCDE à revenu élevé via les rapports Health Care in Transition des systèmes de santé des pays produits par le bureau Européen de l’OMS, la banque de données Eco-Santé OCDE 2007 et les statistiques de l’OMS 2008, les analyses ont révélé cinq modèles de financement. Ils se distinguent selon les fonctions de collecte de l’argent dans le système (prélèvement), de mise en commun de l’argent collecté (stockage), de la répartition de l’argent collecté et stocké (allocation) et du processus de paiement des professionnels et des établissements de santé (paiement). Les modèles ainsi développés, qui vont au-delà du processus unique de collecte de l’argent, donnent un portrait plus complet du processus de financement des soins de santé. Ils permettent ainsi une compréhension de la cohérence interne existant entre les fonctions du financement lors d’un éventuel changement de mode de financement dans un pays. Dans un deuxième temps, nous appuyant sur une conception multidimensionnelle de la performance des systèmes, nous avons classé les pays : premièrement, selon leur niveau en termes de ressources mobilisées, de services produits et de résultats de santé atteints (définissant la performance absolue) ; deuxièmement, selon les efforts qu’ils fournissent pour atteindre un niveau élevé de résultats de santé proportionnellement aux ressources mobilisées et aux services produits en termes d’efficience, d’efficacité et de productivité (définissant ainsi la performance relative) ; et troisièmement, selon les profils types de performance globale émergeant en tenant compte simultanément des niveaux de performance absolue et relative (article 2). Les analyses effectuées sur les données collectées auprès des mêmes 27 pays précédents ont dégagé quatre profils de performance qui se différencient selon leur niveau de performance multidimensionnelle et globale. Les résultats ainsi obtenus permettent d’effectuer une comparaison entre les niveaux globaux de performance des systèmes de soins. Pour terminer, afin de répondre à la question de savoir quel mode – ou quels modes – de financement générerait de meilleurs résultats de performance, et ce, dans quel contexte organisationnel de soins, une analyse plus fine des relations entre le financement et la performance (tous définis comme précédemment) compte tenu des caractéristiques organisationnelles sanitaires a été réalisée (article 3). Les résultats montrent qu’il n’existe presque aucune relation directe entre le financement et la performance. Toutefois, lorsque le financement interagit avec le contexte organisationnel sanitaire pour appréhender le niveau de performance des systèmes, des relations pertinentes et révélatrices apparaissent. Ainsi, certains modes de financement semblent plus attrayants que d’autres en termes de performance dans des contextes organisationnels sanitaires différents. Les résultats permettent ainsi à tous les acteurs du système de comprendre qu’il n’existe qu’une influence indirecte du financement de la santé sur la performance des systèmes de soins due à l’interaction du financement avec le contexte organisationnel sanitaire. L’une des originalités de cette thèse tient au fait que très peu de travaux ont tenté d’opérationnaliser de façon multidimensionnelle les concepts de financement et de performance avant d’analyser les associations susceptibles d’exister entre eux. En outre, alors que la pertinence de la prise en compte des caractéristiques du contexte organisationnel dans la mise en place des réformes des systèmes de soins est au coeur des préoccupations, ce travail est l’un des premiers à analyser l’influence de l’interaction entre le financement et le contexte organisationnel sanitaire sur la performance des systèmes de soins.

Aprofitament de residus vegetals per a la concentració i separació d'ions metàl·lics de solucions aquoses

La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir. En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries. Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials. Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior. Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions.