Analisi del comportamento dinamico di veicoli dotati di differenziale

L’oggetto del presente lavoro di ricerca può essere sintetizzato nell’impatto del differenziale sul comportamento direzionale di un autoveicolo. Se una parte del lavoro è stata rivolta allo studio del comportamento della ruota con pneumatico ed alla definizione del classico modello monotraccia di veicolo dotato di differenziale ordinario con il quale è stato possibile definire in maniera rigorosa i concetti di sottosterzo, di gradiente di assetto, etc… ; la parte principale dell’attività è stata rivolta allo sviluppo di un modello matematico per lo studio del comportamento direzionale di un veicolo dotato di differenziale bloccato (o con rapporto di bloccaggio molto elevato). La conseguenza immediata del bloccaggio del differenziale è la nascita di un momento , dovuto alla differenza delle forze longitudinali delle ruote posteriori, che condiziona l’equilibrio ad imbardata del veicolo. La differenza delle forze longitudinali delle ruote collegate rigidamente dal differenziale bloccato può essere imputato a due effetti principali: il primo, “cinematico”, è rappresentato dalla differenza degli scorrimenti teorici longitudinali delle due ruote dell’assale posteriore, scorrimenti ai quali la generica forza longitudinale è legata, in generale, attraverso una relazione non lineare; il secondo, “costitutivo”, può essere identificato dalla dipendenza della rigidezza allo scorrimento del pneumatico dal carico verticale. Infatti, se si trascura il trasferimento di carico verticale tra i due assali, il trasferimento di carico tra le due ruote posteriori, in presenza di un’accelerazione laterale non nulla, determina una differenza tra le rigidezze di scorrimento generalizzare dei due pneumatici posteriori. L’effetto “cinematico” è legato principalmente alle condizioni di moto, ovvero dalla curvatura istantanea della traiettoria del baricentro del veicolo; mentre l’effetto “costitutivo” è legato alle comportamento macroscopico del pneumatico e all’entità del trasferimento del carico verticale che dipende, oltre che dall’accelerazione laterale, anche dall’altezza del baricentro del veicolo. Quest’ultima grandezza, tuttavia, se si escludono veicoli particolari come i SUV e gli MPV, varia poco da veicolo a veicolo (pari a 0.55 m ca.). Dall’analisi è emerso come sia più corretto, dal punto vista concettuale, considerare lo scorrimento teorico , e non l’angolo di deriva la grandezza di riferimento per definire le condizioni cinematiche della ruota con pneumatico. Infatti le forze scambiate tra veicolo e strada sono da correlare alle grandezze cinematiche che caratterizzano il moto del punto ideale di contatto ruota-strada e non quello del centro ruota. L’angolo di deriva così come è stato definito (e cioè come l’angolo formato dal vettore velocità del centro ruota con il piano medio longitudinale individuato) è una grandezza caratteristica del centro ruota mentre solo lo scorrimento teorico , tenendo conto anche della velocità angolare del cerchio della ruota, caratterizza opportunamente il moto del punto di contatto ruota-strada. E’ stata ricavata l’espressione analitica del momento di imbardata : funzione non solo dei parametri costruttivi del veicolo e del pneumatico e delle condizioni di moto del veicolo; ma dipendente dal parametro che identifica le condizioni di moto (una sorta di scorrimento longitudinale medio) dell’assale rigido motore. E’ stato sviluppato un modello matematico del veicolo con il differenziale in condizioni di bloccaggio con il quale è stato analizzato il comportamento direzionale discutendo i risultati con quelli ottenuti dal modello monotraccia classico (con differenziale libero ideale). Per quel che riguarda la differenza tra l’angolo di sterzo (alle ruote) e quello di Ackermann , si ha che accanto al termine classico dipendente dalla differenza capacità direttive dei due assali compare un secondo termine direttamente legato al momento di imbardata generato dalla differenza delle due forze longitudinali posteriori. Anche assumendo trascurabile il termine legato al momento di imbardata , si ha una differenza tra le due espressioni dovuta al termine che riduce la capacità direttiva dell’assale posteriore i cui pneumatici sono caratterizzati da condizioni di scorrimento combinato. La differenza dipende non solo dall’accelerazione laterale a regime ma anche dalle condizioni cinematiche di scorrimento dell’assale posteriore ovvero dal parametro . Questo fa sì che il gradiente di sottosterzo di un autovettura, definito come la derivata rispetto all’accelerazione laterale a regime della differenza , nel caso di differenziale bloccato dipenda non solo dalle sue caratteristiche costruttive (costanti) ma anche dal tipo di manovra quali la velocità di avanzamento o il raggio di curvatura . In particolare, ipotizzando in prima istanza , nel caso di manovra a velocità costante (Slow Ramp Steer) il gradiente di sottosterzo diminuisce all’aumentare della velocità; mentre nel caso di manovra a raggio costante diminuisce all’aumentare del raggio di curvatura. Non solo ma il gradiente di sottosterzo , a causa della variazione della rigidezza di deriva col carico verticale, è funzione dello scorrimento medio dell’assale posteriore. Per quanto riguarda, invece, il gradiente di assetto definito come derivata dell’angolo di assetto rispetto all’accelerazione laterale a regime , si ha un a aumento (in assoluto) del gradiente di assetto cinematico, ossia dell’angolo di assetto a bassa velocità ; dall’altro, dal momento che risulta per definizione , si ha un aumento (in modulo) del gradiente di assetto. Nella parte conclusiva del lavoro sono state descritte le caratteristiche costruttive e le equazioni funzionali dei più diffusi tipi di differenziali con le quali è sono state definite le equazioni (non lineari) di moto di un veicolo dotato di differenziale generico per la cui soluzione numerica è stato utilizzato l’ambiente MatLab/Simulink®

High levels of population genetic differentiation in the American crocodile (Crocodylus acutus)

The American crocodile (Crocodylus acutus) is a widely distributed species across coastal and brackish areas of the Neotropical region of the Americas and the Greater Antilles. Available information on patterns of genetic differentiation in C. acutus shows a complex structuring influenced by interspecific interactions (mainly hybridization) and anthropogenic actions (mostly historical hunting, recent poaching, habitat loss and fragmentation, and unintentional translocation of individuals). In this study, we used data on mitochondrial DNA control region and 11 nuclear polymorphic microsatellite loci to assess the degree of population structure of C. acutus in South America, North America, Central America and the Greater Antilles. We used traditional genetic differentiation indices, Bayesian clustering and multivariate methods to create a more comprehensive picture of the genetic relationships within the species across its range. Analyses of mtDNA and microsatellite loci show evidence of a strong population genetic structure in the American crocodile, with unique populations in each sampling locality. Our results support previous findings showing large degrees of genetic differentiation between the continental and the Greater Antillean C. acutus. We report three new haplotypes unique to Venezuela, which are considerably less distant from the Central and North American haplotypes than to the Greater Antillean ones. Our findings reveal genetic population differentiation between Cuban and Jamaican C. acutus and offer the first evidence of strong genetic differentiation among the populations of Greater Antillean C. acutus

Metagenomics for Bacteriology

The study of bacteria, or bacteriology, has gone through transformative waves since its inception in the 1600s. It all started by the visualization of bacteria using light microscopy by Antonie van Leeuwenhoek, when he first described “animalcules.” Direct cellular observation then evolved into utilizing different wavelengths on novel platforms such as electron, fluorescence, and even near-infrared microscopy. Understanding the link between microbes and disease (pathogenicity) began with the ability to isolate and cultivate organisms through aseptic methodologies starting in the 1700s. These techniques became more prevalent in the following centuries with the work of famous scientists such as Louis Pasteur and Robert Koch, and many others since then. The relationship between bacteria and the host’s immune system was first inferred in the 1800s, and to date is continuing to unveil its mysteries. During the last century, researchers initiated the era of molecular genetics. The discovery of the first-generation sequencing technology, the Sanger method, and, later, the polymerase chain reaction technology propelled the molecular genetics field by exponentially expanding the knowledge of relationship between gene structure and function. The rise of commercially available next-generation sequencing methodologies, in the beginning of this century, is drastically allowing larger amount of information to be acquired, in a manner open to the democratization of the approach

Search for gravitational-lensing signatures in the full third observing run of the LIGO-Virgo network

Gravitational lensing by massive objects along the line of sight to the source causes distortions of gravitational wave-signals; such distortions may reveal information about fundamental physics, cosmology and astrophysics. In this work, we have extended the search for lensing signatures to all binary black hole events from the third observing run of the LIGO--Virgo network. We search for repeated signals from strong lensing by 1) performing targeted searches for subthreshold signals, 2) calculating the degree of overlap amongst the intrinsic parameters and sky location of pairs of signals, 3) comparing the similarities of the spectrograms amongst pairs of signals, and 4) performing dual-signal Bayesian analysis that takes into account selection effects and astrophysical knowledge. We also search for distortions to the gravitational waveform caused by 1) frequency-independent phase shifts in strongly lensed images, and 2) frequency-dependent modulation of the amplitude and phase due to point masses. None of these searches yields significant evidence for lensing. Finally, we use the non-detection of gravitational-wave lensing to constrain the lensing rate based on the latest merger-rate estimates and the fraction of dark matter composed of compact objects

Search for eccentric black hole coalescences during the third observing run of LIGO and Virgo

Despite the growing number of confident binary black hole coalescences observed through gravitational waves so far, the astrophysical origin of these binaries remains uncertain. Orbital eccentricity is one of the clearest tracers of binary formation channels. Identifying binary eccentricity, however, remains challenging due to the limited availability of gravitational waveforms that include effects of eccentricity. Here, we present observational results for a waveform-independent search sensitive to eccentric black hole coalescences, covering the third observing run (O3) of the LIGO and Virgo detectors. We identified no new high-significance candidates beyond those that were already identified with searches focusing on quasi-circular binaries. We determine the sensitivity of our search to high-mass (total mass M>70 M⊙) binaries covering eccentricities up to 0.3 at 15 Hz orbital frequency, and use this to compare model predictions to search results. Assuming all detections are indeed quasi-circular, for our fiducial population model, we place an upper limit for the merger rate density of high-mass binaries with eccentricities 0<e≤0.3 at 0.33 Gpc−3 yr−1 at 90\% confidence level

Ultralight vector dark matter search using data from the KAGRA O3GK run

Among the various candidates for dark matter (DM), ultralight vector DM can be probed by laser interferometric gravitational wave detectors through the measurement of oscillating length changes in the arm cavities. In this context, KAGRA has a unique feature due to differing compositions of its mirrors, enhancing the signal of vector DM in the length change in the auxiliary channels. Here we present the result of a search for U(1)B−L gauge boson DM using the KAGRA data from auxiliary length channels during the first joint observation run together with GEO600. By applying our search pipeline, which takes into account the stochastic nature of ultralight DM, upper bounds on the coupling strength between the U(1)B−L gauge boson and ordinary matter are obtained for a range of DM masses. While our constraints are less stringent than those derived from previous experiments, this study demonstrates the applicability of our method to the lower-mass vector DM search, which is made difficult in this measurement by the short observation time compared to the auto-correlation time scale of DM

Targeting of telomeric repeat-containing RNA G-quadruplexes: From screening to biophysical and biological characterization of a new hit compound

DNA G-quadruplex (G4) structures, either within gene promoter sequences or at telomeres, have been extensively investigated as potential small-molecule therapeutic targets. However, although G4s forming at the telomeric DNA have been extensively investigated as anticancer targets, few studies focus on the telomeric repeat-containing RNA (TERRA), transcribed from telomeres, as potential pharmacological targets. Here, a virtual screening approach to identify a library of drug-like putative TERRA G4 binders, in tandem with circular dichroism melting assay to study their TERRA G4-stabilizing properties, led to the identification of a new hit compound. The affinity of this compound for TERRA RNA and some DNA G4s was analyzed through several biophysical techniques and its biological activity investigated in terms of antiproliferative effect, DNA damage response (DDR) activation, and TERRA RNA expression in high vs. low TERRA-expressing human cancer cells. The selected hit showed good affinity for TERRA G4 and no binding to double-stranded DNA. In addition, biological assays showed that this compound is endowed with a preferential cytotoxic effect on high TERRA-expressing cells, where it induces a DDR at telomeres, probably by displacing TERRA from telomeres. Our studies demonstrate that the identification of TERRA G4-targeting drugs with potential pharmacological effects is achievable, shedding light on new perspectives aimed at discovering new anticancer agents targeting these G4 structures