Numerical simulation of Fluid–Structure Interaction problems with viscoelastic fluids using a log-conformation reformulation

In this paper the numerical simulation of the interaction between Oldroyd-B viscoelastic fluid flows and hyperelastic solids is approached. The algorithm employed is a classical block-iterative scheme, in which the solid and the fluid mechanics problems are solved sequentially. A Galerkin finite element approach has been employed for the numerical approximation of the solid, while the flow equations are approximated using a stabilized finite element method based on the Variational Multi-Scale approach to overcome the instabilities of the Galerkin method. To be able to deal with flows with dominant elasticity, a log-conformation reformulation of the constitutive equation can be employed; here this approach is extended to Fluid–Structure Interaction problems. Several numerical examples are presented and discussed to assess the robustness of the proposed scheme and its applicability to problems with viscoelastic fluids in which elasticity is dominant interacting with hyperelastic solids.L. Moreno acknowledges the support received from the project Nemesis, LARE_BIRD2020_01 (id: 33593). I. Castañar gratefully acknowledges the support received from the Agència de Gestió d’Ajuts i de Recerca through the predoctoral FI grant 2019-FI-B-00649. R. Codina gratefully acknowledges the support received through the ICREA, Spain Acadèmia Research Program of the Catalan Government. This work was partially funded through the TOP-FSI: RTI2018-098276-B-I00 project of the Spanish Government. CIMNE is a recipient of a “Severo Ochoa Programme for Centers of Excellence in R&D” grant (CEX2018-000797-S) by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness .Peer ReviewedPostprint (published version

Medida de acoplamientos dipolares residuales en moléculas orgánicas

En aquest treball es descriu la preparació i l'ús d'un gel comprimit de polimetilmetacrilat (PMMA) com a mitjà d'alineament anisotròpic necessari per a la mesura de constants d'acoplament dipolars residuals (RDCs) mitjançant espectroscopia de Resonància Magnètica Nuclear (RMN). S'ha estudiat la variació del grau d'ordre del mitjà en funció de la seva compressió axial i s'han implementat diferentes versions de l'experiment HSQC amb la intenció de determinar quins mètodes són els més idonis per a la mesura de RDCs en termes de sensibilitat, resolució i precissió. El mètode s'ha aplicat en l'estudi conformacional de l'ibuprofen.En este trabajo se describe la preparación y el uso de un gel comprimido de polimetilmetacrilato (PMMA) como medio de alineamiento anisotrópico necesario para la medida de constantes dipolares residuales (RDCs) mediante espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN). Se ha estudiado la variación del grado de orden del medio con la compresión axial del mismo y se han puesto a punto diferentes versiones del experimento HSQC con la intención de determinar cuáles son los más idóneos para la medida de los RDCs en términos de sensibilidad, resolución y precisión. Se ha aplicado en la determinación estructural y conformacional del ibuprofeno

Development and application of modern pure shift NMR techniques and improved HSQC/HSQMBC experiments

La presente tesis doctoral está centrada en el diseño y aplicación de nuevas metodologías de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), con especial interés en (i) la obtención de espectros de RMN de protón homonuclearmente desacoplados (denominados “pure shift”) y (ii) la determinación de las constantes de acoplamiento homo- y heteronucleares en medio isotrópico y anisotrópico a través de nuevos experimentos HSQC y HSQMBC. La tesis se presenta como compendio de artículos, los cuales han sido ya publicados en revistas científicas internacionales de reconocido prestigio, de modo que todos los resultados aquí expuestos han sido previamente evaluados y analizados por investigadores expertos en el campo de la RMN y de la química. Durante esta tesis doctoral se han diseñado una gran variedad de nuevos experimentos “pure shift”. La mayoría de ellos están basados en la técnica HOBS (Homodecoupled Band-Selective) mediante la cual es posible obtener espectros “pure shift” con una elevadísima resolución espectral manteniendo la máxima sensibilidad. El método HOBS ha sido incorporado en una gran variedad de experimentos 1D/2D convencionales los cuales han sido aplicados con éxito en la medida simple y precisa de tiempos de relajación T1 y T2 en áreas congestionadas, en la medida de contantes de acoplamiento heteronuclear a partir de multipletes simplificados, en la determinación de pequeñas diferencias de desplazamiento químico en estudios de enantiodiferenciación y en el análisis de mezclas complejas. Por otro lado, la medición y el uso práctico de las constantes de acoplamiento ha sido un importante tema de estudio en el campo de la RMN durante muchos años, pero todavía hay una serie de problemas sin resolver. Durante esta tesis doctoral se han desarrollado nuevos experimentos HSQC y HSQMBC, que permiten llevar a cabo la medida precisa y exacta de las constantes de acoplamientos a través del análisis simple y directo de los picos y sin la necesidad de utilizar complejos post-procesamientos.The present doctoral thesis is framed within the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy field, more specifically in the design of modern NMR methodologies. The research work carried out is focused on the design and application of new and modern NMR methodologies (i) to perform efficient broadband 1H homodecoupling in 1D/2D NMR experiments and (ii) to accurately determine homo- and heteronuclear coupling constants in isotropic and anisotropic conditions through improved HSQC and HSQMBC-type experiments. The thesis is presented as a compendium of publications, which have been published in prestigious peer-reviewed international scientific journals. Therefore, all the results here exposed have been previously evaluated by expert researchers in the fields of the NMR spectroscopy and chemistry. Several 1H homodecoupled NMR experiments have been developed along this doctoral thesis. Most of them are based on the Homodecoupled Band-Selective (HOBS) experiment through which it is possible to obtain homodecoupled NMR spectra with full sensitivity. HOBS methods offer a powerful and simple way to obtain high-resolved 1D and 2D NMR spectra, as efficiently demonstrated for the accurate, simple and direct measurement of T1/T2 relaxation times in overlapped regions, the determination of heteronuclear coupling constants from simplified multiplets, the determination of very small chemical shift differences with success application in enantiodifferentation studies or the analysis of highly complex mixtures. In addition, the concept of ultra-high-resolution NMR spectroscopy has been tested by combining several resolution-enhanced techniques into a single NMR experiment. On the other hand, for many years the measurement and practical use of coupling constants have been a timely topic but there are still a number of unresolved issues. Along this doctoral thesis a suite of robust HSQC and HSQMBC experiments have been developed which provide accurate and precise measurements of couplings constants through simple and direct analysis of cross-peaks without involving complex post-processing data manipulation

Medida de acoplamientos dipolares residuales en moléculas orgánicas

En aquest treball es descriu la preparació i l’ús d’un gel comprimit de polimetilmetacrilat (PMMA) com a mitjà d’alineament anisotròpic necessari per a la mesura de constants d’acoplament dipolars residuals (RDCs) mitjançant espectroscopia de Resonància Magnètica Nuclear (RMN). S’ha estudiat la variació del grau d’ordre del mitjà en funció de la seva compressió axial i s’han implementat diferentes versions de l’experiment HSQC amb la intenció de determinar quins mètodes són els més idonis per a la mesura de RDCs en termes de sensibilitat, resolució i precissió. El mètode s’ha aplicat en l’estudi conformacional de l’ibuprofen.En este trabajo se describe la preparación y el uso de un gel comprimido de polimetilmetacrilato (PMMA) como medio de alineamiento anisotrópico necesario para la medida de constantes dipolares residuales (RDCs) mediante espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN). Se ha estudiado la variación del grado de orden del medio con la compresión axial del mismo y se han puesto a punto diferentes versiones del experimento HSQC con la intención de determinar cuáles son los más idóneos para la medida de los RDCs en términos de sensibilidad, resolución y precisión. Se ha aplicado en la determinación estructural y conformacional del ibuprofeno

Development and application of modern pure shift NMR techniques and improved HSQC/HSQMBC experiments

La presente tesis doctoral está centrada en el diseño y aplicación de nuevas metodologías de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), con especial interés en (i) la obtención de espectros de RMN de protón homonuclearmente desacoplados (denominados "pure shift") y (ii) la determinación de las constantes de acoplamiento homo- y heteronucleares en medio isotrópico y anisotrópico a través de nuevos experimentos HSQC y HSQMBC. La tesis se presenta como compendio de artículos, los cuales han sido ya publicados en revistas científicas internacionales de reconocido prestigio, de modo que todos los resultados aquí expuestos han sido previamente evaluados y analizados por investigadores expertos en el campo de la RMN y de la química. Durante esta tesis doctoral se han diseñado una gran variedad de nuevos experimentos "pure shift". La mayoría de ellos están basados en la técnica HOBS (Homodecoupled Band-Selective) mediante la cual es posible obtener espectros "pure shift" con una elevadísima resolución espectral manteniendo la máxima sensibilidad. El método HOBS ha sido incorporado en una gran variedad de experimentos 1D/2D convencionales los cuales han sido aplicados con éxito en la medida simple y precisa de tiempos de relajación T1 y T2 en áreas congestionadas, en la medida de contantes de acoplamiento heteronuclear a partir de multipletes simplificados, en la determinación de pequeñas diferencias de desplazamiento químico en estudios de enantiodiferenciación y en el análisis de mezclas complejas. Por otro lado, la medición y el uso práctico de las constantes de acoplamiento ha sido un importante tema de estudio en el campo de la RMN durante muchos años, pero todavía hay una serie de problemas sin resolver. Durante esta tesis doctoral se han desarrollado nuevos experimentos HSQC y HSQMBC, que permiten llevar a cabo la medida precisa y exacta de las constantes de acoplamientos a través del análisis simple y directo de los picos y sin la necesidad de utilizar complejos post-procesamientos.The present doctoral thesis is framed within the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy field, more specifically in the design of modern NMR methodologies. The research work carried out is focused on the design and application of new and modern NMR methodologies (i) to perform efficient broadband 1H homodecoupling in 1D/2D NMR experiments and (ii) to accurately determine homo- and heteronuclear coupling constants in isotropic and anisotropic conditions through improved HSQC and HSQMBC-type experiments. The thesis is presented as a compendium of publications, which have been published in prestigious peer-reviewed international scientific journals. Therefore, all the results here exposed have been previously evaluated by expert researchers in the fields of the NMR spectroscopy and chemistry. Several 1H homodecoupled NMR experiments have been developed along this doctoral thesis. Most of them are based on the Homodecoupled Band-Selective (HOBS) experiment through which it is possible to obtain homodecoupled NMR spectra with full sensitivity. HOBS methods offer a powerful and simple way to obtain high-resolved 1D and 2D NMR spectra, as efficiently demonstrated for the accurate, simple and direct measurement of T1/T2 relaxation times in overlapped regions, the determination of heteronuclear coupling constants from simplified multiplets, the determination of very small chemical shift differences with success application in enantiodifferentation studies or the analysis of highly complex mixtures. In addition, the concept of ultra-high-resolution NMR spectroscopy has been tested by combining several resolution-enhanced techniques into a single NMR experiment. On the other hand, for many years the measurement and practical use of coupling constants have been a timely topic but there are still a number of unresolved issues. Along this doctoral thesis a suite of robust HSQC and HSQMBC experiments have been developed which provide accurate and precise measurements of couplings constants through simple and direct analysis of cross-peaks without involving complex post-processing data manipulation

Improved Quantification by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of the Fatty Acid Ester Composition of Extra Virgin Olive Oils

[Image: see text] Analysis of foods, which are typically highly complex mixtures, by (1)H NMR can be difficult because the prevalence of signal overlap complicates characterization and quantification. The various components of a food sample may have a wide range of concentrations, leading to a high dynamic range NMR spectrum and complicating the analysis of less concentrated species. One source of this complication is the presence of (13)C satellites, peaks that appear either side of a parent peak with ∼0.56% of its intensity. Satellites of concentrated species can easily be comparable in intensity to the signals of minor components, and can partly or wholly obscure them. This is commonly seen in olive oil samples, leading to inaccurate calculation of the fatty acid ester composition of the oil, used for determining the quality of edible oils and for detecting adulteration. Here, we show that the recently introduced Destruction of Interfering Satellites by Perfect Echo Low-pass filtration (DISPEL) experiment is able to suppress (13)C satellites and can substantially improve the accuracy of integration of minor signals. The DISPEL experiment does not require any complicated optimization, working “out of the box” with standard parameters, and incurs no significant loss of sensitivity. It has the potential to become the default experiment, replacing conventional 1D (1)H NMR, for quantitative analysis of olive oil

Perspectiva escolar

Resumen basado en el de la publicaciónLa esencia del trabajo docente, su razón de existir, consiste en que los chicos y chicas aprendan. Se trata de que conozcan y se apropien de algunos contenidos culturales que se consideran valiosos y, sobre todo, que adquieran y desarrollen hábitos y pautas de relación y crecimiento personal que les permitan integrarse en la sociedad. Se expone que el logro de esta finalidad básica está mayoritariamente en manos de los maestros, los cuales, con su trabajo cotidiano, procuran lograrlo. Los que aprenden son los alumnos; los que lo hacen posible son los profesores y las profesoras. Esto hace que se ponga atención en lo que hacen, en la forma en que lo hacen, en las dificultades que se les presentan.Universitat de Barcelona. Biblioteca de Ciències de l'Educació; Passeig de la Vall d'Hebron 171; 08035 Barcelona; Tel. +34934021035; Fax +34934021034ES

Broadband measurement of true transverse relaxation rates in systems with coupled protons: application to the study of conformational exchange.

From PubMed via Jisc Publications RouterHistory: received 2021-06-22, accepted 2021-07-25Publication status: epublishAccurate measurement of transverse relaxation rates in coupled spin systems is important in the study of molecular dynamics, but is severely complicated by the signal modulations caused by scalar couplings in spin echo experiments. The most widely used experiments for measuring transverse relaxation in coupled systems, CPMG and PROJECT, can suppress such modulations, but they also both suppress some relaxation contributions, and average relaxation rates between coupled spins. Here we introduce a new experiment which for the first time allows accurate broadband measurement of transverse relaxation rates of coupled protons, and hence the determination of exchange rate constants in slow exchange from relaxation measurements. The problems encountered with existing methods are illustrated, and the use of the new method is demonstrated for the classic case of hindered amide rotation and for the more challenging problem of exchange between helical enantiomers of a gold(i) complex. [Abstract copyright: This journal is © The Royal Society of Chemistry.