Generation and nonlinear evolution of shore-oblique/transverse sand bars

The coupling between topography, waves and currents in the surf zone may selforganize to produce the formation of shore-transverse or shore-oblique sand bars on an otherwise alongshore uniform beach. In the absence of shore-parallel bars, this has been shown by previous studies of linear stability analysis, but is now extended to the finite-amplitude regime. To this end, a nonlinear model coupling wave transformation and breaking, a shallow-water equations solver, sediment transport and bed updating is developed. The sediment flux consists of a stirring factor multiplied by the depthaveraged current plus a downslope correction. It is found that the cross-shore profile of the ratio of stirring factor to water depth together with the wave incidence angle primarily determine the shape and the type of bars, either transverse or oblique to the shore. In the latter case, they can open an acute angle against the current (upcurrent oriented) or with the current (down-current oriented). At the initial stages of development, both the intensity of the instability which is responsible for the formation of the bars and the damping due to downslope transport grow at a similar rate with bar amplitude, the former being somewhat stronger. As bars keep on growing, their finite-amplitude shape either enhances downslope transport or weakens the instability mechanism so that an equilibrium between both opposing tendencies occurs, leading to a final saturated amplitude. The overall shape of the saturated bars in plan view is similar to that of the small-amplitude ones. However, the final spacings may be up to a factor of 2 larger and final celerities can also be about a factor of 2 smaller or larger. In the case of alongshore migrating bars, the asymmetry of the longshore sections, the lee being steeper than the stoss, is well reproduced. Complex dynamics with merging and splitting of individual bars sometimes occur. Finally, in the case of shore-normal incidence the rip currents in the troughs between the bars are jet-like while the onshore return flow is wider and weaker as is observed in nature.

Self-organization mechanisms for the formation on nearshore crescentic and transverse sand bars

The formation and development of transverse and crescentic sand bars in the coastal marine environment has been investigated by means of a nonlinear numerical model based on the shallow-water equations and on a simpli ed sediment transport parameterization. By assuming normally approaching waves and a saturated surf zone, rhythmic patterns develop from a planar slope where random perturbations of small amplitude have been superimposed. Two types of bedforms appear: one is a crescentic bar pattern centred around the breakpoint and the other, herein modelled for the rst time, is a transverse bar pattern. The feedback mechanism related to the formation and development of the patterns can be explained by coupling the water and sediment conservation equations. Basically, the waves stir up the sediment and keep it in suspension with a certain cross-shore distribution of depth-averaged concentration. Then, a current flowing with (against) the gradient of sediment concentration produces erosion (deposition). It is shown that inside the surf zone, these currents may occur due to the wave refraction and to the redistribution of wave breaking produced by the growing bedforms. Numerical simulations have been performed in order to understand the sensitivity of the pattern formation to the parameterization and to relate the hydro-morphodynamic input conditions to which of the patterns develops. It is suggested that crescentic bar growth would be favoured by high-energy conditions and ne sediment while transverse bars would grow for milder waves and coarser sediment. In intermediate conditions mixed patterns may occur.

Resistência mecânica de hidrogéis termo-sensíveis constituídos de Alginato-Ca2+ / PNIPAAm, tipo Semi-IPN

Thermosensitive hydrogels were synthesized using alginate-Ca2+ in association with a thermosensitive polymer, such as PNIPAAm. The mechanical properties of the hydrogels were determined measuring the maximum tension of deformation. With the increase of the temperature by 25 to 40 ºC above the LCST the chains of PNIPAAm collapsed, dragging the alginate net and diminishing the size of the pores. The decrease in the size of the pores of the hydrogel was followed by an increase in the mechanicals resistance of the material.

Resistência à compressão e remoção de folhas da cana-de-açúcar visando à colheita mecânica

Sugarcane holds an important place in the Brazilian economy. Grate part of the sugarcane harvested still accomplished largely manually. Sugarcane harvesters available in Brazil use the technology to chop the cane into 200 to 300 mm billets to allow on the go cane transferring to transport, contradicting the traditional method of whole stalk sugarcane harvesting system. In order to make whole stalk mechanical harvesting system possible, one of the barriers to be expired is the mechanical removal of the straw. The design of a mechanism that accomplishes this operation depends directly on the knowledge of the mechanical properties of the sugarcane related to its resistance to compression and the forces necessary to remove the leaves from the stalk. Compression tests were conducted using the universal testing machine. For leaves removal test by friction, a special apparatus was designed to allow the registration of the normal and traction force. The sugarcane stalk can resist up to 4.9 MPa. With a normal pressure of 0.8 MPa, which correspond to a friction force of 315 N, it is possible to remove the leaves, independent of its location in the sugarcane stalk.

Caracterização física e mecânica de argamassas à base de cimento Portland e cinza de casca de arroz residual

Rice husk, employed as an energy source at milling industries in Brazil generates, after burning, a dark ash. This residue is not yet conveniently disposed, being currently dumped on large areas, causing environmental problems. This research intended to evaluate the applications of residual rice husk ashes (RHA) as a partial replacement of cement for mortar production. Rice husk ash was chemically characterized through X-ray fluorescence, determination of carbon content, X-ray diffraction, and laser granulometric analysis. Mortar specimens were submitted to two different exposure conditions: internal and external environments at a maximum period of five months. Physical-mechanical testing were compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV). Although presenting good mechanical performance, the mortar based on ash (RHA) did not present pozolanicity but it can be employed in cement matrices as inert material (filler).

Avaliação do amaciamento de carne bovina de dianteiro (Triceps brachii) pelos métodos de maturação, estimulação elétrica, injeção de ácidos e tenderização mecânica

Twenty-two Triceps brachii muscle obtained from 11 cows aged 3 and 4 years , killed in an experimental slaughter plant, were submitted to mechanical tenderization, injection with acetic acid 0,1M and lactic acid 0,2M, ageing for 9 and 14 days and electrical stimulation (250v - 60Hz - 90s), some of them were reserved as a control group, without treatment. The 14 days ageing time presented 21% of increase in subjective tenderness and 12% of reduction in shear force, these values were similar to the electrical stimulated meat. However the injection with acids and the ageing time 9 days did not present significant effect in the texture. Although the shear force values of mechanical tenderized meat was the shortest among all treatments, suspect of superestimation because of the fractures plan created by this process. Another analyses were carried out: pH reduction curve, R value; colour analysis; weight losses by cooking and by treatment; and microbiological analysis.

Mensuração da potência mecânica em esforços de alta intensidade na condição laboratorial de corrida atada e na condição de campo em corrida semi-atada e livre

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Análise dinâmico-mecânica: aplicações em filmes comestíveis

Edible films are thin materials based on biopolymers and food additives. The aim of this work is a review on the application of dynamic mechanical analysis in edible film technology. After a brief review of the linear visco-elasticity theory, a description of some practical aspects related to dynamic mechanical analysis, such as sample fixation and sample dehydration during analysis and types and modes of tests are presented. Thus, the use of temperature scanning analysis for glass transition and for plasticizer-biopolymer compatibility studies and frequency scanning tests, less common in edible film technology, are critically reviewed.

Aplicação de indentação instrumentada na caracterização mecânica de poliuretana derivada de óleo de mamona

Neste trabalho são investigadas as propriedades mecânicas de poliuretana derivada do óleo de mamona, utilizando a técnica de indentação instrumentada com penetradores de geometrias piramidal e esférica. Foi analisada a influência da forma do penetrador utilizado nos ensaios de indentação instrumentada para se obter valores das propriedades mecânicas de polímero derivado de óleo de mamona. Os penetradores utilizados são de pontas piramidais dos tipos Berkovich e canto de cubo e esférico de raio igual a 150 μm em um Nanoindenter XP TM com cargas aplicadas entre 1 e 200 mN. As penetrações variam de acordo com o formato do penetrador, sendo maiores para pontas agudas. A dureza e o módulo de elasticidade foram determinados, utilizando o método de Oliver e Pharr. Verificou-se que os valores medidos para a dureza são maiores para penetradores mais agudos. Os valores obtidos com a ponta piramidal Berkovich foram de 0,14 GPa para pequenas penetrações e 0,12 GPa para maiores penetrações. Já os valores obtidos com ponta canto de cubo foram 25 a 30% maiores. Isso está relacionado com os volumes das regiões que apresentam deformações plásticas elevadas, no caso de penetradores agudos comparados com os volumes das regiões que sofrem deformações viscoelásticas. A viscosidade aparente determinada, utilizando penetrador esférico em testes de força aplicada constante, é igual a (22 ± 2) × 10(12) Pa.s.

Caracterização mecânica e térmica da borracha natural formulada e vulcanizada dos clones: GT 1, IAN 873, PB 235 e RRIM 600

Neste trabalho estudou-se o desempenho mecânico e térmico de compostos de borracha natural (Hevea brasiliensis) de 4 diferentes clones (GT 1, IAN 873, PB 235 e RRIM 600) cultivados no Estado de São Paulo, assim como de uma mistura destes clones e de uma borracha comercial, GEB-1. Estas borrachas foram formuladas e vulcanizadas com tempos de 5, 7 e 9 minutos. A caracterização foi realizada por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria, ensaios de resistência à tração, análise dinâmico-mecânica, medidas de dureza Shore A, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia na região do infravermelho. Os resultados permitiram concluir que o tempo de vulcanização e o tipo de clone não influenciaram na temperatura de transição vítrea (Tg) dos compostos. Os valores de Tg obtidos por DMA foram de cerca de -62 °C, e os resultados ensaios de dureza apresentaram valores próximos de 60 para todos os compostos estudados. Os ensaios de resistência à tração mostraram que o melhor desempenho mecânico foi obtido pelo clone RRIM 600. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, todos os clones atingiram as propriedades reportadas na literatura, podendo ser utilizados, em princípio, nas indústrias de artefatos de borracha separadamente ou na forma de mistura.

A importância do uso de cartuns como ferramentas auxiliares no ensino de conceitos de mecânica quântica no ensino médio

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015.

Comparação entre dois penetrômetros na avaliação da resistência mecânica do solo à penetração

O penetrômetro é o instrumento usualmente indicado para avaliação da resistência mecânica do solo à penetração (RMP). O objetivo deste trabalho foi comparar o desempenho de dois penetrômetros: um eletrônico e outro de impacto, na avaliação da RMP. O trabalho foi realizado na Fazenda Experimental Chã-de-Jardim, Centro de Ciências Agrárias, da Universidade Federal da Paraíba (CCA/UFPB), Areia-PB, em área de Latossolo Amarelo de dimensão 35 × 35 m. Os penetrômetros utilizados foram: um de impacto, modelo IAA/Planalsucar-Stolf, e um digital, Falker, modelo PenetroLOG - PLG 1020, com aptidão eletrônica para aquisição de dados em quatro profundidades. Dentro da área, 40 pontos foram amostrados, seguindo duas direções: Norte, para o penetrômetro eletrônico, e Sul, para o de impacto, com os pontos de coleta de cada penetrômetro espaçados em 0,1 m. Os dados foram analisados segundo o modelo de análise de variância de um experimento em delineamento inteiramente casualizado. Os penetrômetros de impacto e Falker apresentaram médias de 1,75 MPa, sendo, portanto, semelhantes na avaliação da RMP em todas as profundidades analisadas, sugerindo que ambos modelos testados podem ser utilizados para solos com características texturais semelhantes as do solo deste estudo.

Caracterização mecânica de misturas betuminosas a aplicar em infra-estruturas de transportes

A maioria das infra-estruturas de transportes, nomeadamente os pavimentos rodoviários e aeroportuários, são constituídas por misturas betuminosas, o que permite um bom desempenho e uma adequada durabilidade, nas condições usuais de serviço. As misturas betuminosas são ainda amplamente utilizadas na construção de zonas de estacionamento de veículos, tendo-se verificado recentemente a sua aplicação também em infra-estruturas ferroviárias. Face à necessidade de melhorar o desempenho das vias-férreas, permitindo uma concepção mais durável de linhas de alta velocidade e uma redução dos custos da sua manutenção, tem-se vindo a desenvolver diversos estudos para promover a utilização de novos materiais, principalmente através da incorporação de misturas betuminosas. O presente trabalho tem como objectivo a caracterização do comportamento mecânico de misturas betuminosas a aplicar em infra-estruturas de transportes. Como metodologia para o estudo do comportamento mecânico das misturas betuminosas foram realizados em laboratório ensaios de cargas repetidas, nomeadamente, ensaios de flexão em quatro pontos para determinação da rigidez e da resistência à fadiga e ensaios de compressão triaxiais cíclicos para avaliação do comportamento à deformação permanente. A resistência à fadiga das misturas betuminosas em estudo foi avaliada através do ensaio de flexão em quatro pontos, com extensão controlada, e aplicação de um carregamento sinusoidal com diferentes frequências, de acordo com o procedimento de ensaio da norma europeia EN 12697-24 (2004 + A1: 2007). A resistência à deformação permanente das misturas betuminosas foi analisada através de ensaios de compressão triaxiais cíclicos, submetendo-as a uma tensão de confinamento estática pela aplicação parcial de vácuo e a uma pressão axial cíclica sob a forma rectangular, de acordo com a norma europeia EN 12697-25 (2004). O conhecimento destas propriedades mecânicas assume particular importância ao nível da formulação das misturas betuminosas, do dimensionamento de uma estrutura ou do estabelecimento de uma adequada solução para uma obra de reabilitação duma infra-estrutura de transportes. Para este estudo foi utilizado um modelo físico construído numa fossa no LNEC, com o propósito de serem testadas três substruturas ferroviárias não convencionais, utilizando sub-balastro betuminoso. A selecção das substruturas foi efectuada após uma análise de várias secções de estruturas já testadas e aplicadas noutros países, de forma a proporcionar comparações fiáveis entre elas. Os resultados obtidos mostraram que a mistura betuminosa AC20 base 50/70 (MB) aplicada na camada de sub-balastro é adequada para ser aplicada nas infra-estruturas de transportes pois apresenta um bom desempenho à fadiga e à deformação permanente. Através dos ensaios efectuados foi ainda possível entender a importante influência das características volumétricas, principalmente da porosidade para o bom comportamento da mistura betuminosa.