Active Flow Control at Low Reynolds Numbers by Periodic Airfoil Morphing

This paper investigates the application of a periodically deforming airfoil surface for the purpose of flow control at low Reynolds numbers. A physical model has been fabricated by bonding Macro Fiber Composite (MFC) actuators to the underside of a NACA 4415’s suction surface. The results presented build on work by Jones et al.1 First, the behavior of the surface when actuated at a range frequencies is investigated through a combination of photogrammetric and laser sensor measurements. Second, the aerodynamic performance of this novel flow control technique is presented. It is shown that when the actuation frequency ‘locks-in’ to the surface motion significant improvements in performance are observed in a flight regime notorious for poor airfoil behavior

The Historical Origins of the Mortality Gradient : Socioeconomic Inequalities in Adult Mortality over Two Centuries in Sweden

Mortality differentials by socioeconomic status (SES) are among the most pervasive facts of contemporary demography. However, while the mortality gradient by income, class and education is well-established for the period after 1970, evidence regarding the origins of the gradient is still scarce. The aim of this thesis is to explore the development of SES differences in all-cause and cause-specific adult and old age mortality over the last 200 years, exploiting unique longitudinal individual-level data for a regional population in the south of Sweden, as well as full-count decennialmicrocensuses for the whole country. It was confirmed throughout all the four studies that the socioeconomic gradient in mortality is a recent phenomenon starting after the second world war. This result was independent from the dimension of socioeconomic status used in the analysis. A similar late emergence of social differences in mortality dating back to not earlier than the 1950s is evident regardless of whether the analysis was based on social class or income. Even when examining more detailed occupations, more prestigious jobs such as architects, engineers, physicians, and lawyers were not associated with lower mortality before the second half of the twentieth century. Analyzing more specific groups of diseases showed that the advantages related to one’s higher social class or to one’s higher income appeared at approximately the same time and did so regardless of preventability. Interestingly, when looking at mortality from circulatory diseases for men both by social class and income during the nineteenth and first half of the twentieth century a reversed gradient emerged. Moreover, empirical models including both social class and income showed that they are both independently related to mortality and that the income gradient appeared at an earlier stage, around the 1950s, while when looking at social class it emerged a couple of decades later. When the relation between social class and mortality is broken down in more detailed occupations, results showed significant differences in mortality by occupation within the same social class. Eventually by analysing the different role of cohort and period effects on the relation between social class and mortality it emerged that cohort factors may have had a greater contribution to explaining mortality patterns by social class. Several mechanisms were considered as possible explanations for such patters, including early life factors, material resources and lifestyle. Taken together the results point toward the importance of lifestyle factors. Such mechanism is consistent with the reverse gradient in circulatory diseases before the 1950s and the turn-around that happened later. Indeed, higher social classes were more likely to be heavy consumers of alcohol, to smoke tobacco and to have a sedentary life. In more recent years, the opposite is true. Moreover, unhealthy behaviors were more common among men, which is a potential explanation for why the reverse gradient is not present for women. Overall, the studies presented here looking at long-term developments of the SES-mortality relation reveal that the impact of SES on survival chances has not always been the same but it rather depends on which coping mechanisms each SES group exploits to avoid risk factors at each point in time

Enhancing oleophilic biobarriers for non-tidal sediments impacted with petroleum hydrocarbons

2021 Fall.Includes bibliographical references.The objective of this study is to develop tools to prevent petroleum hydrocarbons trapped in non-tidal sediments from causing detrimental effects such as sheens. Oleophilic biobarriers (OBBs) provide a robust, low-cost solution for managing petroleum hydrocarbon contamination at groundwater-surface water interfaces in tidal zones but are untested in non-tidal zones. This study evaluates enhanced OBB remedies for petroleum hydrocarbon contamination in non-tidal zones by incorporating amendments within the OBB. The amended OBB is intended to serve as an engineered bioremediation tool to enhance microbial growth and degradation of petroleum hydrocarbons by supplying the system with a resource of electron donors and nutrients while simultaneously mitigating petroleum hydrocarbon releases to surface water. Complementary laboratory and field studies were conducted to test non-tidal OBBs (NOBBs) with six amendment types: (1) hematite (H), (2) greensand (GS), (3) greensand + hematite (GS+H), (4) gypsum (GYP), (5) hematite + greensand + gypsum (ALL), and (6) blank (B). The laboratory study was constructed as a series of chemostats using sediment and water samples from the field site. This study observed the productivity of petroleum hydrocarbon degradation through biweekly headwater extractions analyzing alkalinity, dissolved inorganic carbon (DIC), and pH as well as continuously monitored oxidation reduction potential (ORP). Results from these tests indicated that the GYP amendment was most effective in degrading petroleum hydrocarbons while the B and ALL amendments were least effective. However, all systems exhibited increased effluent DIC characteristic of enhanced petroleum hydrocarbon degradation. The field study was constructed as a series of OBB disks deployed atop petroleum hydrocarbon impacted sediments in a non-tidal setting. Results from the laboratory and field study illustrated abundant microbial growth after six months. The NOBBs with the top three highest numbers of microbial abundance were found in the field (F): F-GS+H, F-B, and F-GS. The overall results of both lab and field studies suggest that NOBBs, whether amended or not, provide effective media for petroleum hydrocarbon-degrading microorganisms. This study illustrates the promise of the non-tidal OBB as a bioreactive barrier for petroleum hydrocarbon impacted sediments. Further study is needed to evaluate the rate of petroleum hydrocarbon degradation in a non-tidal OBB relative to the rate of loading

Atributos físicos do solo e produtividade da soja em sistema de integração lavoura-pecuária com braquiária e soja.

RESUMO: A integração lavoura-pecuária por meio da sucessão entre pastagem de braquiária no outono/inverno e culturas de grãos no verão constitui-se em uma opção para aumentar e diversificar a renda do produtor e melhorar a qualidade do sistema plantio direto. Com o objetivo de avaliar o efeito da época de dessecação da pastagem ou da pressão de pastejo por bovinos sobre atributos físicos do solo e a produtividade da soja em um sistema de integração lavourapecuária (SILP), foi conduzido um experimento sobre um Latossolo Vermelho Distroférrico. Nas parcelas principais, foram aplicadas pressões de pastejo equivalentes a 6,9; 9,4; e 16,5 unidades animais por hectare durante 19 dias em pastagem de Brachiaria brizantha cv. Xaraes, cuja fitomassa foi dessecada 30 dias antes da semeadura da soja (DAS). Também foram conduzidos tratamentos sem pastejo, nos quais a fitomassa foi dessecada aos 30, 44 e 52DAS. Foi determinada a fitomassa remanescente da pastagem, densidade, porosidade e resistência à penetração do solo e a produtividade das cultivares de soja BRS 294RR e BRS 255RR, semeadas em subparcelas. As alterações nos atributos físicos do solo pelo pisoteio se concentraram na camada de 0,0-0,05m, contudo as maiores pressões de pastejo aumentaram o grau de compactação do solo até a camada de 0,2-0,3m. A produtividade da cultivar ?BRS 294RR? aumentou e a da cultivar ?BRS 255RR? não foi afetada pelo incremento da pressão de pastejo, demostrando que há diferença de resposta entre os genótipos ao grau de compactação do solo e, principalmente, à fitomassa remanescente da pastagem. A produtividade da soja em SILP com alta produção de matéria seca de B. brizantha é afetada pelo intervalo entre a dessecação da pastagem e a semeadura da cultura. ABSTRACT: Soil physical attributes and soybean production in a crop-livestock integration system with Brachiaria sp and Glycine max Crop livestock integration systems (CLIS) involving pastures of Brachiaria brizantha in autumn/winter and soybeans in summer have been considered an option to increase and diversify crop production and improve no-tillage system. This work aimed to evaluate the effect of grass desiccation timings or cattle grazing pressures on soil physical attributes and soybean yields in a crop-livestock integration system. The experiment was carried out on a dark red Latosol (Rhodic Eutrudox, US Soil Taxonomy) in southern Brazil. In the major plots, grazing pressures of 6.9, 9.4, and 16.5 animal unities per hectare were applied during 19 days to a pasture of Brachiaria brizantha cv. Xaraes, which phytomass was desiccated 30 days before soybean sowing (DBS). Ungrazed plots were desiccated 30, 44 and 52 DBS. Remaining phytomass of the pasture; soil bulk density, porosity and soil resistance to penetration; and yield of soybean cultivars BRS 294RR and BRS 255RR (sowed in subplots), were determined. Changes in soil physical attributes by animal trampling were concentrated on topsoil layer (0.0 - 0.05m), and soil compaction level was increased by the highest grazing pressure down the 0.2-0.3 layer. The yield of soybean cv. BRS 294RR was increased with rising grazing pressures, whereas the yield of soybean cv. BRS 255RR was not affected, showing that soybean genotypes had different responses to soil compaction level and, mainly, to remaining phytomass of pasture. In CLIS with high production of B. brizantha dry mass, soybean yields are closely associated to time interval between grass desiccation and soybean planting

Produção de sementes em sistema agrícola de baixo carbono.

A partir de 2010, o governo brasileiro, por meio do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento instituiu o programa Agricultura de Baixo Carbono (ABC). A iniciativa quer aliar a produção de alimentos e bioenergia com a redução da emissão dos gases de efeito estufa (GEE). O programa prevê o estimulo a adoção de práticas agrícolas sustentáveis, como o sistema plantio direto (SPD), onde a produção de sementes está inserida. O SPD é reconhecido como uma das formas mais sustentáveis para a condução do sistema produtivo de grãos. O sucesso do SPD baseia-se no aumento da produção de fitomassa vegetal e seu máximo aproveitamento e conservação, contribuindo para a melhoria da qualidade do sistema produtivo. O aumento na produção de fitomassa requer sistemas de rotação de culturas com soja, trigo, arroz, milho, aveia, milheto, sorgo e outras forrageiras tropicais e subtropicais que podem ser pastejadas para alimentação animal. Sob o ponto de vista do manejo do solo, a grande contribuição do SPD é favorecer o aumento do teor de matéria orgânica, a característica mais bem relacionada com a qualidade química, física e biológica do solo. Sob condições ideais de manejo dos sistemas produtivos o sequestro de carbono pelo solo pode variar entre 200 a 1200 kg ha -1 ano-1 , dependendo da quantidade de fitomassa produzida e das condições climáticas da região, principalmente, temperatura e disponibilidade hídrica anual. O carbono sequestrado, além de reduzir a concentração de GEE na atmosfera, também contribui para o estabelecimento de condições ideais para a produção de sementes. Como o sistema de produção de sementes tem como objetivo principal garantir sua qualidade fisiológica, é necessário que as culturas se desenvolvam em um ambiente com níveis mínimos de restrições, ou seja, com fertilidade corrigida, sem restrições físicas e sem a ocorrência de pragas e doenças. Nessas condições as culturas sofrerão menor influência de condições adversas de clima seja por excesso ou por deficiência de água e apresentarão maior tolerância ao ataque de pragas e doenças, gerando sementes com maior vigor e qualidade

TENDÊNCIAS PEDAGÓGICAS EXPRESSAS EM REGISTROS DE CADERNOS DE ALUNOS DO 2º ANO ESCOLAR REFERENTES AOS CONCEITOS DA GEOGRAFIA (COMUNIDADE, BAIRRO) DE UMA ESCOLA ESTADUAL DO SUL DE SANTA CATARINA

As tendências pedagógicas traduzem, na organização do ensino, as finalidades educativas que são sistematizadas no contexto social de cada contexto histórico. Tais tendências são comumente explicitadas em documentos com vistas à orientação do trabalho pedagógico das instituições escolares e que, por decorrência, abarcam as diferentes atividades propostas. Este estudo teve como objetivo analisar as tendências pedagógicas expressas nas atividades propostas em cadernos do 2º ano, nos anos de 2016 e 2019. A abordagem da pesquisa é qualitativa em sua vertente o documental. O processo de análise teve como base as tendências pedagógicas e decorreu por meio de categorias elencadas para a análise dos Projetos Político Pedagógicos – PPP (2016 e 2019) em articulação com as categorias do pensamento geográfico elencados na Proposta Curricular de Santa Catarina, expressos nos cadernos de atividades dos estudantes no mesmo período. O estudo evidencia algumas incoerências teóricas elencadas nos documentos da instituição acerca das tendências pedagógicas e, também, sua articulação com as atividades propostas. Tal verificação sugere que ainda é necessário ampliar os estudos acerca da organização escolar e das finalidades educativas propostas pela instituição. 

Variabilidade espacial aplicada a pesquisa e ao desenvolvimento de sistemas de produção sustentáveis.

Palestra

Acoustic characteristics of a multi-rotor MAV and its noise reduction technology

The present paper is devoted to identify the acoustic characteristic of a multi-rotor MAV, and then explore effective noise reduction technologies for suppressing its high-level noise. It is found that the noise is mainly generated by the high-speed rotating propellers. Surrounding engine rotors with ducts designed to absorb their acoustic emissions is one of the methods typically used for reducing their noise. Thus two duct configurations, with non-perforated internal wall and with micro-perforated internal wall with back cavity, are designed, fabricated using 3D printing, and tested on a multi-rotor MAV. The acoustic performance of these ducts for achieving a quieter flying multi-rotor MAV are analyzed and discussed

Análise da estratégia de ventilação híbrida para a redução do consumo de energia elétrica em edificações comerciais para o clima de Florianópolis

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016.Uma forma de reduzir os gastos com sistemas de condicionamento artificial é utilizar a ventilação híbrida (alternância entre o uso da ventilação natural e o do condicionamento artificial). O objetivo deste trabalho é avaliar o potencial de economia de energia elétrica a partir da utilização de ventilação híbrida em edificações comerciais, levando em consideração o clima de Florianópolis, SC. Para atingir esse objetivo, foi definida uma tipologia comercial eficiente energeticamente. Nessa tipologia foi estabelecido o valor de absortância solar e visível das superfícies das paredes externas e da cobertura em 0,2 e adicionadas aberturas internas. Além disso, foram dimensionados brises a fim de reduzir os ganhos térmicos por radiação solar e aumentar a economia de energia elétrica. Essa tipologia comercial foi simulada, utilizando-se o programa EnergyPlus, em cinco casos. Em três casos o sistema de ar-condicionado foi operado, durante o período de ocupação (8h às 18h de segunda a sexta-feira) com as temperaturas de setpoint: 1) 23ºC para resfriamento, 2) 25ºC para resfriamento e 3) 20ºC para aquecimento e 25ºC para resfriamento. Já dois casos foram operados com ventilação híbrida durante o período de ocupação: no primeiro o sistema de ar-condicionado foi acionado na função de resfriamento, com a temperatura de setpoint de 25ºC; e no segundo na função de resfriamento e aquecimento, com a temperatura de setpoint de, respectivamente, 25ºC e 20 ºC. Em ambos os casos, a ventilação natural ocorreu quando a temperatura do ar esteve entre 20ºC e 25ºC. Foi analisada a economia de energia com resfriamento a partir da utilização da estratégia de ventilação híbrida. Como resultados, verificou-se que no sistema de ar-condicionado, que corresponde à utilização de resfriamento, ventiladores e aquecimento (quando houver), o que mais influencia no gasto de energia é o consumo com resfriamento, sendo esse valor de até 95% do sistema de ar-condicionado. Ao considerar o setpoint de 23ºC para resfriamento no caso operado com o sistema de ar-condicionado, a partir da utilização de ventilação híbrida, a economia de energia com resfriamento chegou a 56%. Ao comparar os casos em que o setpoint de resfriamento foi igual ao acionado no sistema de ventilação híbrida (25ºC), a economia de energia com resfriamento foi de 28%. Verificou-se também que, ao analisar cada ambiente de escritório, a orientação solar pouco influenciou no consumo com resfriamento em função da adição de brises nas fachadas norte, leste e oeste. No entanto, como a absortância solar e visível da superfície de cobertura foi de 0,2, o maior consumo com resfriamento foi no andar intermediário e semelhante nos andares térreo e superior. Ao aumentar a absortância solar e visível da superfície de cobertura de 0,2 até 0,8, o consumo com resfriamento aumentou no andar superior e ficou maior que no andar térreo e intermediário. Ao examinar o percentual de horas com a temperatura do ar acima de 25ºC na edificação ou nos ambientes, constatou-se que esse valor foi igual ao percentual do número de horas não atendidas pelo sistema de ar-condicionado na função de resfriamento; portanto, o sistema de ventilação híbrida funciona de acordo com as temperaturas de controle propostas. Como o controle utilizado no programa EnergyPlus para ventilação híbrida considera a temperatura do ar (a mesma empregada no sistema de ar-condicionado), o percentual de horas ocupadas acima da temperatura de 25ºC ou abaixo de 20ºC foi maior para a temperatura operativa do que para a temperatura do ar. Durante a análise do funcionamento da estratégia de ventilação híbrida observou-se que quanto mais altos os valores de temperaturas externas, maiores o consumo e a utilização do sistema de ar-condicionado.Abstract : One approach to reduce energy use with HVAC (heating, cooling, and air conditioning) systems is to adopt hybrid ventilation, a ventilation system which combines both natural (i.e passive) and mechanical (i.e active) ventilation. The aim of this study was to evaluate the energy saving potential from the use of hybrid ventilation on commercial buildings located in Florianópolis, Santa Catarina. To achieve this objective, an energy efficient commercial typology was developed. In this typology, the value of solar absorptance of the exterior walls and roof was set at 0.2, and interior openings were added; additionally, the brise soleil was dimensioned to reduce thermal gains by solar radiation and to increase energy savings. This commercial typology was simulated with the EnergyPlus software in five case studies. In three case studies, the air conditioning system had its setpoint at: 1) 23ºC for cooling, 2) 25ºC for cooling, and 3) 25ºC for cooling and 20°C for heating during the occupancy time (8 a.m. to 6 p.m., from Monday until Friday). The other two cases were operated with hybrid ventilation during the occupancy time. The first case had its setpoint temperature at 25ºC for cooling while the second case was set at 25°C for cooling and 20ºC for heating. In both cases natural ventilation occurred when the air temperature was between 20ºC and 25ºC. The cooling energy saving potential, with the application of the hybrid ventilation strategy was analyzed. The results have shown that among the HVAC modes, cooling is the most energy demanding, representing up to 95% of the total energy consumption. Considering the setpoint of 23ºC for cooling, the use of hybrid ventilation resulted in a cooling energy saving potential of 56%. When comparing the cases studies in which the cooling setpoint was the same (25ºC), the cooling energy saving potential with hybrid ventilation was 28%. Considering the offices' locations in the building, the solar position had little influence on the consumption with cooling, due to the addition of the brise soleil on the north, east, and west facades. On the other hand, as the solar absorptance of the roof was set at 0.2, the major cooling demand was in the intermediate floor, whilst it remained similar at ground and top floor. When increasing the solar absorptance of the roof from 0.2 until 0.8, the consumption with cooling increased in the top floor and became higher than in the ground and intermediate floors. When analyzing the hours in which the air temperature was above 25ºC in the building or internal areas, the result was equal to the hours that the air conditioning system did not meet the cooling setpoint. Therefore, the hybrid ventilation system worked in accordance to the proposed setpoint temperatures. As the control temperature employed for hybrid ventilation on the EnergyPlus software considers the air temperature (as does the air conditioning system), the percentage of hours of the occupancy time with temperatures above 25ºC or below 20ºC was higher for operative temperature than for air temperature. During the analysis of hybrid ventilation strategy performance it could be observed that the higher the external temperature, the greater is the consumption and usage of air conditioning systems