Dynamical Systems Gradient method for solving nonlinear equations with monotone operators

A version of the Dynamical Systems Gradient Method for solving ill-posed nonlinear monotone operator equations is studied in this paper. A discrepancy principle is proposed and justified. A numerical experiment was carried out with the new stopping rule. Numerical experiments show that the proposed stopping rule is efficient. Equations with monotone operators are of interest in many applications.Comment: 2 figure

On iterating concentration and periodic regimes at the anomalous diffusion in polymers

Diffusion of a penetrating liquid in a polymeric material does not often satisfy the classical diffusion equations and requires taking relaxational (viscoelastic) properties of the polymer into account. We investigate a boundary value problem on a bounded domain in space for the set of equations modelling this abnormal diffusion. It is proved that, for any sufficiently short time segment and any stress prescribed at the beginning of this segment, there exists a global in time weak solution of the boundary value problem (a pair: concentration - stress) such that the concentrations at the beginning and at the end of the segment are the same. Under an additional assumption on coefficients, existence of time-periodic weak solutions (without any restrictions of the period length) is shown.Comment: 26 pages, in Russia

ЧИСЛЕННОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИСЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРУБ С ВНУТРЕННИМ СПИРАЛЬНЫМ ОРЕБРЕНИЕМ, НАНЕСЕННЫМ МЕТОДОМ ДЕФОРМИРУЮЩЕГО РЕЗАНИЯ

An object of investigation is a tube having helical fins on the internal surface and different geometric sizes. Investigation methods: experiments to obtain quantitative results hydraulic resistance of tubes with internal helical finning and to verify computational algorithm; numerical simulation to visualize the flow structure in the tube. Studies of hydraulic resistance of tubes with internal helical finning over a wide range of operating and geometric parameters were made: ReD=2⋅103...2.5⋅105, under the variation of the angle of swirling a = 14–87°, the relative height of a protrusion h/d = (25–87,5)⋅10–3, the relative axial pitch p/d = 0.16–12.73. It is revealed that the hydraulic resistance of tubes with helical finning increases by a factor of 1.1 to 11.7. The numerical simulation results showed that, as the angle of helical swirling is increased, in the near-wall layers the share of the circumferential velocity component increases and the share of the longitudinal component decreases. And since the finning height exceeds the boundary layer thickness, the hydraulic resistance grows.В данной работе объектом исследования являются трубы с внутренним спиральным оребрением с различными геометрическими размерами. Методы исследования: эксперимент – для получения количественных результатов по гидравлическому сопротивлению труб с внутренним спиральным оребрением и для верификации расчетного алгоритма; численное моделирование – для визуализации структуры течения в трубе. Изучено гидравлическое сопротивления труб с внутренним спиральным оребрением в широком диапазоне режимных и конструктивных параметров: ReD = 2⋅103...2,5⋅105, при изменении угла закрутки a = 14–87°, относительной высоты выступов h/d = (25–87,5)⋅10–3, относительного шага по оси p/d = 0,16–12,73. Выявлено увеличение гидравлического сопротивления труб с внутренним спиральным оребрением от 1,1 до 11,7 раза. Результаты проведенного численного моделирования показали, чтос увеличением угла спиральной закрутки в пристеночных слоях доля окружной составляющей скорости увеличивается, а доля продольной составляющей скорости уменьшается. Так как высота оребрения превышает толщину пограничного слоя, то в результате растет гидравлическое сопротивление

Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик оребренных плоских труб аппарата воздушного охлаждения масла

Air cooling devices are heat exchange units that are widely used in practice. However, they have a number of disadvantages due to the low value of the heat transfer coefficient from the air and the high resistance of finned tube bundles, which leads to large dimensions and the metal content of the device itself, to the need to develop a high power ventilator drive, but also to the need to demonstrate reduced energy efficiency. The objective of the present work is to determine optimal geometric sizes of finned flat heat exchange tubes manufactured by the techniques of extrusion and deforming cutting that reduce the weight and size characteristics of the heat exchange section of air cooling devices. The experimental studies of seven various samples of heat exchange sections, being different in fin pitch and height, tube section width, flat tube height and a number of inner channels, have determined the performance of each section with the use of the following criteria: thermal power, thermal efficiency, specific thermal heat transfer resistance, M. V. Kirpichev and V. M. Antuf’ev’s criteria. The obtained experimental data and the analysis of the passive method of enhancement in the near-wall area of the heat transfer surface finned by deforming cutting has shown that sample No 5 has maximum value of the performance criteria when the maximum height of a fin is 0.008 m and the minimum pitch of a fin is 0.0025 m over the investigated sample range. Thus, when the sizes of an oil air cooling device are maintained by using the amended heat transfer section of sample No 5, the amount of removed heat can be increased or the mass and dimensions of the device can be decreased while maintaining thermal power and, as a result, the power consumption for pumping can be decreased and the thermal-hydraulic performance of the device as a whole can be increased.Аппараты воздушного охлаждения представляют собой класс теплообменных агрегатов, широко применяемых на практике. Однако они обладают рядом недостатков, обусловленных малым значением коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха и большим сопротивлением оребренных трубных пучков. Это приводит к большим габаритам и металлоемкости самого устройства, к необходимости развивать высокую мощность привода вентилятора, что снижает энергетическую эффективность. Цель исследований – определение оптимальных геометрических размеров оребренных плоских теплообменных труб, получаемых методами экструзии и деформирующего резания, обеспечивающих снижение массогабаритных характеристик теплообменной секции аппаратов воздушного охлаждения. На основании проведенных экспериментов с семью различными образцами теплообменных секций, отличающихся шагом и высотой ребер, шириной секции трубы, высотой плоской трубы и количеством внутренних каналов, установлена эффективность каждой секции по таким показателям, как: тепловая мощность, тепловая эффективность, удельное термическое сопротивление теплопередаче, критерии М. В. Кирпичева и В. М. Антуфьева. Полученные экспериментальные данные и анализ пассивного метода воздействия на пристенную область теплопередающей поверхности за счет оребрения методом деформирующего резания показывают, что максимальное значение критериев эффективности наблюдается у образца № 5 с наибольшей высотой (0,008 м) и минимальным шагом ребер (0,0025 м) в исследованном диапазоне. Таким образом, при сохранении геометрических размеров аппарата воздушного охлаждения масла за счет использования улучшенной секции теплообменного аппарата (образец № 5) возможно увеличение количества отводимой теплоты или уменьшение массогабаритных характеристик при сохранении тепловой мощности и, как следствие, снижение затрат мощности на прокачку и повышение теплогидравлической эффективности аппарата в целом

Определение рациональных компоновочных решений для аппарата воздушного охлаждения масла систем смазки компрессорных установок с использованием методов физического и численного моделирования

The objective of the present work was to study heat and hydraulic parameters of an air cooling apparatus of oil (ACAO), whose geometry of its flow-through part is changed to decrease hydraulic losses in its air conduit and to increase the cooling efficiency of oil. Using numerical simulation methods of heat transfer, we have developed and tested the computational techniques applied in a wide class of heat exchange apparatuses, including those consisting of the sections of finned flat tubes manufactured by extrusion with subsequent deforming cutting. We have proposed to make a finned part of a heat-exchange surface in the form of porous inserts. This has allowed us to reduce numerical simulation equipment requirements and to decrease computational time. Predicted results well agree with experimental data; their analysis shows that the calculated value of thermal performance of the oil cooler due to the revealed construction drawbacks of the air conduit is by 19 % less than that of the designed one. Based on the results of the numerical simulation studies, a number of recommendations have been made how to improve the layout inside the air cooling apparatus for oil in order to enhance its thermal performance and aerodynamic quality. In particular, we have proposed to mount new fan blades to enhance its performance; to change the construction of the air outlet valve by taking away a baffle that partially overshadows the exit area of the bottom fan; to modify the shape of the bottom collector of the oil cooler in order to make a uniform velocity profile at the entrance of cooling sections. Connecting in series heat exchange sections may be a perspective engineering decision. The outcomes of all proposed engineering decisions can be assessed by numerical simulation methods that will allow us not to design expensive equipment.С помощью методов численного моделирования исследованы тепло- и гидравлические параметры аппаратов воздушного охлаждения масла (АВОМ) при изменении геометрии проточной части для снижения аэродинамического сопротивления воздушного тракта АВОМ и повышения эффективности охлаждения масла. Для этого на основе методов численного моделирования конвективного теплообмена разработана и апробирована методика расчетов, применимая к широкому классу теплообменных аппаратов, в том числе состоящих из секций оребренных плоских труб, полученных методом экструзии с последующей обработкой методом деформирующего резания. Отличительной особенностью методики является представление оребренной части теплопередающей поверхности в виде пористых вставок. Разработанная методика позволяет уменьшить требования к оборудованию для численного моделирования и снизить время расчетов. Результаты численного моделирования хорошо согласуются с результатами эксперимента; их анализ показывает, что тепловая мощность маслоохладителя вследствие выявленных конструктивных недостатков воздушного тракта АВОМ на 19 % меньше проектного значения. На основе численных исследований выработан ряд рекомендаций по дальнейшему совершенствованию компоновочных решений для аппарата воздушного охлаждения масла с целью повышения его тепловой эффективности и аэродинамического совершенства. В частности, предложено установить новые лопатки вентиляторов для повышения их производительности; изменить конструкцию выходного воздушного клапана (жалюзи), исключив перегородку, частично затеняющую проходное сечение нижнего вентилятора; изменить форму нижнего коллектора маслоохладителя с целью обеспечения равномерного профиля скорости на входе в охлаждающие секции. Перспективным техническим решением, приводящим к увеличению общей производительности маслоохладителя, может быть последовательная схема подключения теплообменных секций. Эффективность всех предложенных технических решений может быть оценена с помощью методов численного моделирования, без создания дорогостоящей пилотной установки

Diabetic nephropathy in the elderly - clinical practice

Common health problems of the elderly in the near future will become even more common with aging of the population and longer average life expectancy. The elderly tend to have multiple disorders at one time, some of which may aggravate the course of others. One of the most common diseases, diabetes – “the epidemics of XXI century”, treatment of which costs approximately 11% of world health care budget – is the leading reason of chronic kidney disease and end-stage renal disease. Diabetic nephropathy can be a complication of both diabetes mellitus type 1 and 2. The most numerous group of patients with recently-made diagnosis are these above 60 years of age. Albuminuria, which, depending on its intensity, is one of the diagnostic criteria, can appear even in the process of aging itself. Overlapping of structural and functional changes that develop with age and those caused by diabetes is therefore a challenge, both diagnostic and clinical. There are certain methods of early diagnosis and prevention of progression of diabetic kidney disease. There is, however, no targeted treatment and existing therapies are generally based on glycemia and blood pressure control. Some patients in the advanced stage undergo dialyses just like in other kidney failure cases. The course of the disease is influenced by modifiable factors, such as protein and salt intake or cigarette smoking. In the light of the fact that this problem will concern an increasing number of patients, diagnostics and treatment can and should be introduced in the early stages of the disease. This all fits within the recently popular “healthy aging” ideology. Its popularization and implementation can bring measurable benefits of social and economic character.Problemy zdrowotne powszechne wśród osób starszych wkrótce staną się jeszcze bardziej rozpowszechnione w związku ze starzeniem się populacji oraz szacowaną coraz dłuższą średnią życia. Osoby w podeszłym wieku charakteryzuje posiadanie wielu chorób równocześnie, przy czym niektóre z nich mogą pogarszać przebieg pozostałych. Jedna z najczęstszych – cukrzyca – „epidemia XXI wieku”, na której leczenie przeznacza się około 11% światowego budżetu na ochronę zdrowia - jest wiodącą przyczyną przewlekłej choroby, a także schyłkowej niewydolności nerek. Cukrzycowa choroba nerek dotyka zarówno chorych na cukrzycę pierwszego, jak i drugiego typu. Najliczniejszą grupę pacjentów ze świeżą diagnozą stanowią ci powyżej 60. roku życia. Albuminuria, która, w zależności od nasilenia, jest jednym z kryteriów rozpoznania, pojawiać się może nawet w przebiegu samego procesu starzenia się organizmu. Nakładanie się pojawiających się wraz z wiekiem zmian struktury i funkcji nerek oraz zmian spowodowanych cukrzycą to zatem wyzwanie diagnostyczne oraz kliniczne. Istnieją określone metody wczesnego wykrywania oraz zapobiegania progresji cukrzycowej choroby nerek. Nie istnieje jednak celowane leczenie, a obecne terapie opierają się głównie na kontroli glikemii oraz ciśnienia tętniczego. Część pacjentów w zaawansowanym stadium jest poddawana dializom jak w innych przypadkach niewydolności nerek. Na przebieg choroby znaczny wpływ mają modyfikowalne czynniki, takie jak spożycie białka, soli, palenie tytoniu. W świetle faktu, że problem ten dotyczyć będzie coraz większej części społeczeństwa, diagnostyka i leczenie mogą i powinny być podejmowane już we wczesnych stadiach schorzenia. Wpisuje się to w ostatnio popularną ideologię „zdrowego starzenia się”, której popularyzacja i wprowadzanie w życie mogą przynieść wymierne korzyści społeczne, gospodarcze i ekonomiczne

Influence of natural dairy probiotics on health

Introduction. Probiotics are live microorganisms which, administered in appropriate amounts, have a beneficial effect on human health. Food products that contain these microorganisms are known as natural probiotics. Probiotic food include the group of dairy products in which fermented milk products are majority. Objective. The aim of the study is to review current data and summarize knowledge on the effects of consumption of dairy probiotics on human health. The review also aims at discussing the potential of these health-supporting microorganisms as a prevention factor against civilization diseases. State of knowledge. Consumption of probiotic food, especially natural dairy probiotic food, may have a positive effect on health due to the presence of probiotic bacteria or by the presence of their metabolites (postbiotics) demonstrating bioactive effects. The intake of these products is associated with the improvement of parameters such as lipid profile, insulin sensitivity, cardiovascular risk parameters, or presents protective effect on bones. Studies show a correlation between the consumption of natural probiotics and reduction in duration of diarrhea or alleviation of the course of inflammatory bowel diseases. Conclusion. The influence of natural dairy probiotics consumption on the state of health has recently been broadly investigated. Regular consumption of these products has shown beneficial effect on gut microbiota and on a wide range of health parameters. However, further studies are necessary to draw a precise conclusion

The effect of: Plantago major supplementation on leptin and VEGF-A serum levels, endothelial dysfunction and angiogenesis in obese women-a randomised trial

Obesity is associated with increased serum leptin level, endothelial dysfunction and angiogenesis. In vitro studies have shown that vascular endothelial growth factor (VEGF) synthesis is increased by leptin. Animal studies revealed the effectiveness of Plantago supplementation treatment of obesity. The study aim was to evaluate the effect of Plantago major supplementation on serum leptin and VEGF blood concentration, endothelial dysfunction and angiogenesis in obese women. Seventy-two obese women received oral Plantago major supplement (Plantago group, n = 35) or placebo (placebo group, n = 37) for 12 weeks. At baseline and after completion, anthropometric and body composition measurements were performed, and blood samples were collected. Serum concentrations of leptin, VEGF-A, adiponectin, tumour necrosis factor α and soluble intercellular adhesion molecule have been determined. At completion, the leptin level was higher in the Plantago group (39781.55 ± 20360.73 pg ml-1) compared to both the baseline (36138.71 ± 25401.51 pg ml-1) and placebo group (30502.81 ± 19003.18 pg ml-1). Also, leptin concentration in the Plantago group at completion correlated positively with an increase in VEGF-A level (R = 0.45), and baseline VEGF-A level correlated negatively with the increase in leptin concentration (R =-0.47). Plantago major supplementation increases leptin serum level, enhances leptin influence on VEGF-A serum level increase and by this mechanism may intensify endothelial dysfunction and angiogenesis in obese women. © 2021 The Royal Society of Chemistry

Case Report of an Acute Myocardial Infarction as a Result of Spontaneous Coronary Artery Dissection in a Patient with Fibromuscular Dysplasia

Background. Spontaneous coronary artery dissection (SCAD) is an underdiagnosed and rare cause of myocardial infarction (MI). SCAD is defined as the separation of the coronary artery wall by hemorrhage with or without intimal tear. It causes acute coronary syndrome in 1.7% to 4% of cases. Case Summary. We report a case of a patient with acute MI caused by SCAD with marked progression of dissection within 4 days and spontaneous healing in 2 months. Fibromuscular dysplasia (FMD) of the arteries is an associated condition of SCAD that was found in our patient. Conclusion. In young women admitted to the clinic with signs of acute myocardial infarction, SCAD should be suspected. FMD as an associated condition that should be ruled out in every SCAD patient. Conservative treatment of SCAD is the most preferable strategy