Equivalent cable harness method generalized for predicting the electromagnetic emission of twisted-wire pairs

Introduction. In this paper, the equivalent cable harness method is generalized for predicting the electromagnetic emissions problems of twisted-wire pairs. The novelty of the proposed work consists in modeling of a multiconductor cable, in a simplified cable harness composed of a reduced number of equivalent conductors, each one is representing the behavior of one group of conductors of the initial cable. Purpose. This work is focused on the development and implementation of simplified simulations to study electromagnetic couplings on multiconductor cable. Methods. This method requires a four step procedure which is summarized as follows. Two different cases, of one end grounded and two ends grounded configurations can be analyzed. Results. The results had shown that the model complexity and computation time are significantly reduced, without, however, reducing the accuracy of the calculations.Вступ. У цій статті метод еквівалентного кабельного джгута узагальнюється для прогнозування задач електромагнітного випромінювання кручених пар дротів. Новизна запропонованої роботи полягає в моделюванні багатожильного кабелю в спрощеному джгуті проводів, що складається зі зменшеної кількості еквівалентних провідників, кожен з яких репрезентує поведінку однієї групи провідників вихідного кабелю. Мета. Робота зосереджена на розробці та реалізації спрощеного моделювання для дослідження електромагнітних зв'язків у багатожильних кабелях. Методи. Цей метод вимагає чотириступінчастої процедури, яка коротко описана у статті. Можна проаналізувати два різні випадки: конфігурації із заземленням одного кінця та заземлення двох кінців. Результати. Результати показали, що складність моделі та тривалість обчислень значно знижуються, проте без зниження точності обчислень

Constant mean curvature and totally umbilical biharmonic surfaces in 3-dimensional geometries

We prove that a totally umbilical biharmonic surface in any $3$-dimensional Riemannian manifold has constant mean curvature. We use this to show that a totally umbilical surface in Thurston's 3-dimensional geometries is proper biharmonic if and only if it is a part of $S^2(1/\sqrt{2})$ in $S^3$. We also give complete classifications of constant mean curvature proper biharmonic surfaces in 3-dimensional geometries and in 3-dimensional Bianchi-Cartan-Vranceanu spaces, and a complete classifications of proper biharmonic Hopf cylinders in 3-dimensional Bianchi-Cartan-Vranceanu spaces.Comment: 15 page

Integrative neurobiology of metabolic diseases, neuroinflammation, and neurodegeneration

Alzheimer’s disease (AD) is a complex, multifactorial disease with a number of leading mechanisms, including neuroinflammation, processing of amyloid precursor protein (APP) to amyloid β peptide, tau protein hyperphosphorylation, relocalization and deposition. These mechanisms are propagated by obesity, the metabolic syndrome and type-2 diabetes mellitus. Stress, sedentariness, dietary overconsumption of saturated fat and refined sugars, and circadian derangements/disturbed sleep contribute to obesity and related metabolic diseases, but also accelerate age-related damage and senescence that all feed the risk of developing AD too. The complex and interacting mechanisms are not yet completely understood and will require further analysis. Instead of investigating AD as a mono- or oligocausal disease we should address the disease by understanding the multiple underlying mechanisms and how these interact. Future research therefore might concentrate on integrating these by systems biology approaches, but also to regard them from an evolutionary medicine point of view. The current review addresses several of these interacting mechanisms in animal models and compares them with clinical data giving an overview about our current knowledge and puts them into an integrated framework

Dynamic study of behaviour, heat and mass transfer between spherical particles and laminar or turbulent flow

A caractérisation de l’écoulement, du transfert de chaleur et de masse lors du déplacement de gouttelettes de diamètre inferieur au millimètre dans un milieu extérieur font l’objet de notre étude. La première partie présente l’état de l’art des connaissances théoriques et expérimentales des comportements aérodynamiques ainsi que les mécanismes de transfert thermiques et massiques intervenant entre une phase dispersée et une phase continue. La deuxième partie est consacrée à l’étude du phénomène d’évaporation d’une gouttelette mono-dispersée en chute libre dans l’air. Pour cela, nous avons réalisé un dispositif expérimental. Les mesures, nous permettent de prédire l’évaporation de la gouttelette en fonction des caractéristiques physico-chimiques et de l’hygrométrie du milieu extérieur. Pour la modélisation du transfert de chaleur et de masse nous avons utilisé un modèle simple qui tient en compte du couplage entre le mouvement et les phénomènes de transferts, validé dans une précédente étude au sein du laboratoire. Un bon accord est observé. La troisième partie traite de la simulation numérique de l’interaction entre les particules sphériques dans un régime laminaire. Tout d’abord, nous avons proposé et validé un modèle simple qui ne tient pas en compte des phénomènes d’interaction. Les résultats obtenus sont en concordance avec la littérature. Par la suite, nous avons étudié l’interaction entre trois particules identiques et co-alignées. Ce modèle tient compte de la nature de la particule, du nombre du Reynolds et de la distance de séparation. Nous avons validé ce travail par une comparaison avec une étude précédente que nous avons généralisé. La dernière partie est cernée sur l’étude de la dispersion des gouttelettes dans un écoulement turbulent homogène et isotrope. Pour cela, nous avons proposé un modèle Lagrangien de suivi des trajectoires. La production de la turbulence est assurée par une condition de turbulence de grille. Nous avons considéré que les caractéristiques moyennes de l’écoulement fluide sont connues. La sélection des fluctuations de vitesse turbulente est assurée par une méthode probabiliste gaussienne que nous avons développée. La fluctuation est conservée durant un certain temps lié à turbulence, elle est renouvelée au cours du calcul. Ce renouvellement est donné par le temps caractéristique de turbulence.The characterization of flow, mass and heat transfer during moving droplets of diameter inferior to the millimetre makes the object of our study. In the first part, we present the theoretical and experimental knowledge. In the second part, we studied the evaporation of a free falling droplet in the air. In the third part, we make a simulation of the interaction between the spherical particles in laminar flow. This model takes into account the nature of the particle, the Reynolds number and the separation distance. In the last part, we study the dispersion of droplets in a homogeneous and isotropic turbulent flow

Etude du comportement dynamique et du transfert de matière et de chaleur entre des particules sphériques et un écoulement laminaire ou turbulent

The characterization of flow, mass and heat transfer during moving droplets of diameter inferior to the millimetre makes the object of our study. In the first part, we present the theoretical and experimental knowledge. In the second part, we studied the evaporation of a free falling droplet in the air. In the third part, we make a simulation of the interaction between the spherical particles in laminar flow. This model takes into account the nature of the particle, the Reynolds number and the separation distance. In the last part, we study the dispersion of droplets in a homogeneous and isotropic turbulent flow.A caractérisation de l’écoulement, du transfert de chaleur et de masse lors du déplacement de gouttelettes de diamètre inferieur au millimètre dans un milieu extérieur font l’objet de notre étude. La première partie présente l’état de l’art des connaissances théoriques et expérimentales des comportements aérodynamiques ainsi que les mécanismes de transfert thermiques et massiques intervenant entre une phase dispersée et une phase continue. La deuxième partie est consacrée à l’étude du phénomène d’évaporation d’une gouttelette mono-dispersée en chute libre dans l’air. Pour cela, nous avons réalisé un dispositif expérimental. Les mesures, nous permettent de prédire l’évaporation de la gouttelette en fonction des caractéristiques physico-chimiques et de l’hygrométrie du milieu extérieur. Pour la modélisation du transfert de chaleur et de masse nous avons utilisé un modèle simple qui tient en compte du couplage entre le mouvement et les phénomènes de transferts, validé dans une précédente étude au sein du laboratoire. Un bon accord est observé. La troisième partie traite de la simulation numérique de l’interaction entre les particules sphériques dans un régime laminaire. Tout d’abord, nous avons proposé et validé un modèle simple qui ne tient pas en compte des phénomènes d’interaction. Les résultats obtenus sont en concordance avec la littérature. Par la suite, nous avons étudié l’interaction entre trois particules identiques et co-alignées. Ce modèle tient compte de la nature de la particule, du nombre du Reynolds et de la distance de séparation. Nous avons validé ce travail par une comparaison avec une étude précédente que nous avons généralisé. La dernière partie est cernée sur l’étude de la dispersion des gouttelettes dans un écoulement turbulent homogène et isotrope. Pour cela, nous avons proposé un modèle Lagrangien de suivi des trajectoires. La production de la turbulence est assurée par une condition de turbulence de grille. Nous avons considéré que les caractéristiques moyennes de l’écoulement fluide sont connues. La sélection des fluctuations de vitesse turbulente est assurée par une méthode probabiliste gaussienne que nous avons développée. La fluctuation est conservée durant un certain temps lié à turbulence, elle est renouvelée au cours du calcul. Ce renouvellement est donné par le temps caractéristique de turbulence

Genetic adaptation of methylotrophic bacteria for industrial production of chemical compounds

Ce projet a pour objectif l'amélioration de souches châssis méthylotrophes capables de convertir le méthanol fourni comme source de carbone et d'énergie en biomasse et, à terme, en composés chimiques dans les conditions de production industrielle. Le méthanol est une alternative aux glucides en tant que matière première pour les fermentations industrielles, car son utilisation n'entre pas en concurrence avec les denrées alimentaires et il peut être produit par réduction chimique du CO2.Une condition préalable à la production efficace à grande échelle de composés d'intérêt est la stabilité de la souche méthylotrophe productrice dans des concentrations élevées de méthanol. À cette fin, deux souches méthylotrophes apparentées, Methylobacterium extorquens AM1 et TK 0001, qui croissent de façon optimale avec 1% de méthanol, ont été adaptées en culture continue à la prolifération en présence de concentrations de méthanol allant jusqu'à 10%. Ces adaptations ont été réalisées à l'aide des automates de culture GM3, qui permettent de maintenir des populations de microorganismes en croissance à long terme dans des conditions contrôlées.Les courbes de croissance enregistrées pour des isolats issus de populations évoluées ont montré une prolifération accrue en présence de 5 % de méthanol en comparaison avec les cellules non évoluées. Les isolats croissent de façon comparable mais non identique, ce qui suggère une hétérogénéité des cellules adaptées dans une même population.Le séquençage génomique de clones isolés à différentes étapes de l'évolution en concentration croissante de méthanol a révélé des profils mutationnels variés. En revanche, le gène metY codant pour la O-acétyl-L-homosérine sulfhydrylase est muté dans tous les isolats. L'enzyme codée catalyse une réaction secondaire en présence de méthanol produisant la méthoxinine, analogue de la méthionine, connue pour sa toxicité par son incorporation dans les protéines. Les résultats des tests enzymatiques réalisés sur les protéines MetY mutées montrent une perte de fonction presque complète avec le méthanol ainsi qu'avec les substrats naturels, suggérant la participation de MetY dans la toxicité du méthanol.Une analyse transcriptomique a été entreprise afin d'étudier l'expression génique de la souche évoluée G4105 de M. extorquens TK 0001 en réponse à une exposition brève ou prolongée à une concentration élevée de méthanol en comparaison avec la réponse de la souche sauvage. Les gènes impliqués dans la division cellulaire, la structure des ribosomes et des flagelles, la stabilité des protéines et l'absorption du fer montrent une différence d'expression entre les deux souches.Les variantes de M. extorquens TK 0001 adaptées à une concentration élevée de méthanol produisent plus de biomasse à partir de méthanol que les cellules de type sauvage. On peut supposer qu'un composé synthétisé via une voie dérivant du métabolisme central par des cellules adaptées pourrait être produit à partir de méthanol avec un rendement supérieur à celui atteint par des cellules de type sauvage. La production de D-lactate a été testée dans les souches sauvage et évoluée sur-exprimant la lactate déshydrogénase endogène. Les cellules évoluées produisent plus de lactate que la souche contrôle, confirmant ainsi l'intérêt de cette adaptation au méthanol.The objective of this project was the development of enhanced methylotrophic chassis strains capable of converting methanol as carbon and energy source into biomass and ultimately into commodity chemicals under industrial conditions. Methanol is an alternative to carbohydrates as feedstock in industrial biotechnology as its use does not interfere with food supply and its production can start from CO2.A prerequisite for an efficient and large scale industrial fermentation is stable growth of the methylotrophic producer strain on high methanol concentrations. For this purpose, two closely related methylotrophic strains, Methylobacterium extorquens AM1 and TK 0001, which both have a growth optimum at about 1% methanol, were adapted in continuous culture to proliferate stably in the presence of methanol of up to 10% (v/v). The adaptations were conducted using GM3 devices enabling automated long term cultivation of microorganisms.Growth curves recorded for isolates obtained from evolved populations showed enhanced proliferation in the presence of methanol at 5% as compared with wild type cells. The isolates showed comparable albeit not identical growth pointing to heterogeneity among the adapted cells in the population.Genomic sequencing of isolated clones at different steps of the adaptation revealed differences in their mutation profiles. The gene metY coding for O-acetyl-L-homoserine sulfhydrylase was found to be mutated in all isolates. This enzyme undergoes a side reaction with methanol leading to the production of the methionine analogue methoxinine known to be toxic through incorporation into proteins.Enzymatic tests conducted with these mutants showed an almost complete loss of activity even with their natural substrates, validating the involvement of MetY in methanol toxicity.Transcriptomic analysis was performed to study the gene expression response of an evolved derivative of M. extorquens TK 0001 to short and long term exposure to high methanol and compared with the response of the ancestor strain. Genes implicated in cell division, ribosomal and flagellar structures, protein stability and iron uptake showed differences in expression patterns between the strains.The M. extorquens TK 0001 cells adapted to high methanol produced more biomass from methanol than the wildtype cells. This suggests that a compound synthesized through a pathway branching from the central metabolism would be produced in higher yield from methanol by the adapted cells compared to the wildtype cells. The production of D-lactate was tested for wildtype and evolved cells both overexpressing native lactate dehydrogenase. The evolved cells produced more lactate than the control cells, confirming the interest of this methanol adaptation