Gas-liquid phase separation in oppositely charged colloids: stability and interfacial tension

We study the phase behavior and the interfacial tension of the screened Coulomb (Yukawa) restricted primitive model (YRPM) of oppositely charged hard spheres with diameter s using Monte Carlo simulations. We determine the gas-liquid and gas-solid phase transition using free energy calculations and grand-canonical Monte Carlo simulations for varying inverse Debye screening length k. We find that the gas-liquid phase separation is stable for k s <= 4, and that the critical temperature decreases upon increasing the screening of the interaction (decreasing the range of the interaction). In addition, we determine the gas-liquid interfacial tension using grand-canonical Monte Carlo simulations. The interfacial tension decreases upon increasing the range of the interaction. In particular, we find that simple scaling can be used to relate the interfacial tension of the YRPM to that of the restricted primitive model, where particles interact with bare Coulomb interactions.Comment: 17 pages, 6 Figures, accepted for publication in J. Chem. Phy

Acoustic Source Characterization of Marine Propulsors

Marine propulsors represent one of the most important contributors among anthropogenic sounds radiated into water. Blade based propulsors, e.g., propellers, generate tones at the blade passing frequency and its harmonics, especially in cavitating conditions. In addition to hydrodynamic noise, pressure fluctuations cause vibrations in ship hull leading to mechanical noise. For noise prediction purposes, it is highly beneficial to characterize the noise sources as simplified, complex valued arrays having information on source positions, source strengths and phases. In this paper, procedure to characterize marine propulsors as acoustic sources with inverse method is introduced. First, the numerical model with complete hydro-acoustic sources is investigated. Second, a source model composed of sensible number and distribution of elementary (&ldquo;equivalent&rdquo;) compact sources is specified. Then selected responses are used as input in source characterization with inverse method. Finally, the model with equivalent sources is solved and the results are validated by comparison against the results from the complete simulation model. The introduced acoustic source characterization procedure of marine propulsors is applicable also for the responses determined experimentally, e.g., in a cavitation tunnel when the pressure transducer array is determined appropriately

Hirsirakenteisen talon kuntotutkimus ja korjausehdotukset

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä rakenne- ja kosteustekninen kuntotutkimus v. 1939 valmistuneeseen hirsirunkoiseen omakotitaloon. Talo sijaitsee Tampereella, Nekalan kaupunginosassa. Talo on ulkoasultaan alkuperäiskuntoinen. Opinnäytetyö sisältää tutkimustapojen esittelyosion, sekä liite osiossa varsinaisen rakenne- ja kosteusteknisen kuntotutkimuksen ja korjausehdotukset. Kuntotutkimuksen tarkoituksena oli selvittää rakennuksen rakenteiden kunto ja kosteustekninen toiminta. Tutkimuksen pohjalta saatiin korjausehdotuksille lähtötiedot ja opinnäytetyöhön sen soveltava ja rakenteellinen sisältö. Tutkimuksessa käytettiin rakenteiden kunnon ja toiminnan selvittämiseksi ainetta rikkovia menetelmiä, sekä monia mittalaitteita ja välineitä. Tuloksena saatiin selvitettyä rakennuksen tämänhetkinen kunto. Tämän opinnäytetyön myötä tilaaja sai käyttöönsä rakenne- ja kosteusteknisen raportin ja toimenpidesuositukset, sekä kellarin maanvastaisten seinien korjaussuunnitelmat. Tilaaja halusi tarjota minulle lasillisen hyvää Skottilaista hyvin suoritetusta työstä.The purpose of this thesis is to make a survey regarding the structural and moisture performance condition of a log house built in 1939. The house is situated in city of Tampere, in Nekala town district. The house is in its original condition. The thesis comprises an introductory part of research methods and an appendix part of actual structural and moisture performance condition survey, as well as suggestions for restoration. The condition survey part examines standard research methods used in condition surveys of small houses. The aim of the survey was to determine the structural condition and moisture performance of the house. The condition survey provided a baseline for restoration suggestions, as well as the structural organisation and applied contents for this thesis. Destructive material tests and various measuring devices and equipment were used in order to find out the condition of the structures and their functional performance. The survey revealed the current condition of the house. Based on this thesis, the client was given the structural and moisture performance report with related restoration suggestions, including repair plans for walls in direct ground contact. The report was well approved by the client and rewarded with a glass of refined, well-aged Scotch for a job well done

Fladojen, kluuvien ja kluuvijärvien kalataloudelliset kunnostukset Merenkurkun rannikolla : Mallilajeina ahven ja hauki

Merenlahdista ja salmista maankohoamisen myötä muodostuvat fladat, kluuvit ja kluuvijärvet ovat yksi tärkeimpiä kevätkutuisten kalojen kutu- ja poikasalueita muodostavia elinympäristöjä Merenkurkun alueella. Niiden merkitys alueellisten ahven- ja haukikantojen kokoon on keskeinen ja ne tasapainottavat poikastuotantoa Pohjanmaan rannikolla esiintyvien happamien jokivesien aiheuttamina huonoina lisääntymisvuosina. Tietoa fladojen-, kluuvien ja kluuvijärvien merkityksestä ahvenen- ja hauen poikastuotantoalueina on kertynyt merkittävästi lisää viime vuosien aikana. Fladat, kluuvit ja kluuvijärvet ovat monien muiden rannikkoympäristöjen tapaan kokeneet voimakkaitakin muutoksia ihmistoiminnan seurauksena. Fladojen suuaukkojen sekä rantojen ruoppaukset vapaa-ajanasutuksen ja vesiliikenteen tarpeisiin pysäyttävät niiden luontaisen maankohoamisen aiheuttaman kehityskulun. Tällöin kaloille riittävän suojaisia ja lämpimiä kutualueita ei synny enää samaa tahtia kuin niitä häviää. Metsä- ja maatalous uhkaavat kluuvien ja kluuvijärvien vedenlaatua ja muuttavat niiden hydrologiaa. Itämeren yleinen rehevöitymiskehitys näkyy puolestaan esimerkiksi ahvenen ja hauen poikasia saalistavan kolmipiikin kantojen voimistumisena. Tietoa fladoihin ja niiden myöhempiin kehitysasteisiin kohdistuvista kalataloudellisista kunnostustoimenpiteistä on saatavilla 1970-luvulta asti. Kunnostuksia on monesti leimannut puutteellinen suunnittelu ja teknisen toteutuksen heikkous. Kunnostuksiin liittyviä esiselvityksiä, toimenpiteitä tai jälkiseurantaa ei ole tehty lainkaan tai se on jätetty tyystin dokumentoimatta. Tästä syystä kunnostuksista ja niiden vaikuttavuudesta käyttävissä oleva tieto on varsin puutteellista, mikä saattaa olla koko rannikkoalueen mittakaavassa osasyy kunnostusten vähyydelle viime vuosikymmeninä. Tilanne on kuitenkin parantunut 2000-luvun puolella ja kiinnostus pienvesien kunnostuksiin on heräämässä uudestaan. Kvarken flada -hankkeessa kartoitettiin Merenkurkun fladojen, kluuvien ja kluuvijärvien poikastuotannon nykytilannetta vuonna 2017 ja 2018. Tutkituista kohteista valittiin kuusi kohdetta, joissa toteutettujen toimenpiteiden vaikuttavuutta yritettiin arvioida niistä kerättyjen poikasaineistojen ja vedenlaatumuuttujien perusteella. Johtopäätöksenä voitiin todeta, että myös pienin toimenpitein kunnostetut kohteet voivat toimia hyvinä ahvenen ja hauen kutualueina. Kunnostuksilla voidaan saada lisäaikaa hyvänä kutualueena toimivalle kohteelle. Lämpimässä sisäsaaristossa kutukalojen kulkuyhteyden ylläpito ja palauttaminen voidaan toteuttaa ilman suurta riskiä kohteen lämpötilaolosuhteiden heikentymisestä, mutta kylmässä ja suojattomassa ulkosaaristossa sijaitsevissa kohteissa on toimenpiteiden mitoituksessa syytä noudattaa erityistä varovaisuutta. Kunnostusten toteuttamisessa tulee huomioida kunkin kohteen kehitysvaiheen (flada-kluuvi-kluuvijärvi) erityispiirteet yhdessä kohteen yksilöllisten ominaisuuksien kanssa. Esiselvitys kohteen toiminnasta ahvenen ja hauen kutu- ja poikasalueena on keskeistä tavoitteiden asettamisen kannalta. Fladat ja niiden myöhemmät kehitysvaiheet ovat usein pieniä ja ylisuuriksi mitoitetut toimenpiteet tuottavat niissä herkästi epätoivottuja vaikutuksia. Toimenpiteiden suunnittelussa on myös syytä huomioida tarvittavat luvat ja mahdolliset rahoituslähteet sekä hankkia tueksi yhteistyökumppaneita. Tärkeä osa onnistunutta kunnostushanketta on jälkiseuranta, jonka avulla kunnostuksen onnistuminen ja mahdollisten lisätoimenpiteiden tarve arvioidaan.201

ACOUSTIC SOURCE DATA FOR MEDIUM SPEED IC-ENGINES

Knowledge of the acoustic source characteristics of internal combustion engines (IC-engines) is of great importance when designing the exhaust duct system and its components to withstand the resulting dynamic loads and to reduce the exhaust noise emission. Number of studies has been published earlier on the low frequency in-duct exhaust noise of high speed engines. The goal of the present study is to investigate the medium speed IC-engine acoustic source characteristics numerically and experimentally not only in the low frequency -plane wave range but also in the high frequency range. The low frequency acoustic source characteristics were predicted by simulating the acoustic multi-load measurements using a one-dimensional process simulation code. The engine model used in the one-dimensional process simulations was validated with measurements. In this study, it is shown that the low frequency in-duct exhaust noise of a medium speed IC-engine can be predicted quite accurately by using a onedimensional process simulation code. The high frequency source data is estimated by averaging the measured acoustic pressures with different methods. According to this study, using the simple cross spectra averaging method instead of two microphone method to estimate the induct downstream acoustic power of medium speed IC-engine exhaust noise seems promising. The simulation of the high frequency exhaust noise is beyond this study

A process for designing algorithm-based personalized gamification

n/

Action potential propagation and synchronisation in myelinated axons

With the advent of advanced MRI techniques it has become possible to study axonal white matter non-invasively and in great detail. Measuring the various parameters of the long-range connections of the brain opens up the possibility to build and refine detailed models of large-scale neuronal activity. One particular challenge is to find a mathematical description of action potential propagation that is sufficiently simple, yet still biologically plausible to model signal transmission across entire axonal fibre bundles. We develop a mathematical framework in which we replace the Hodgkin-Huxley dynamics by a spike-diffuse-spike model with passive sub-threshold dynamics and explicit, threshold-activated ion channel currents. This allows us to study in detail the influence of the various model parameters on the action potential velocity and on the entrainment of action potentials between ephaptically coupled fibres without having to recur to numerical simulations. Specifically, we recover known results regarding the influence of axon diameter, node of Ranvier length and internode length on the velocity of action potentials. Additionally, we find that the velocity depends more strongly on the thickness of the myelin sheath than was suggested by previous theoretical studies. We further explain the slowing down and synchronisation of action potentials in ephaptically coupled fibres by their dynamic interaction. In summary, this study presents a solution to incorporate detailed axonal parameters into a whole-brain modelling framework