Optimal configuration of microstructure in ferroelectric materials by stochastic optimization

An optimization procedure determining the ideal configuration at the microstructural level of ferroelectric (FE) materials is applied to maximize piezoelectricity. Piezoelectricity in ceramic FEs differ significantly from that of single crystals because of the presence of crystallites (grains) possessing crystallographic axes aligned imperfectly. The piezoelectric properties of a polycrystalline (ceramic) FE is inextricably related to the grain orientation distribution (texture). The set of combination of variables, known as solution space, which dictates the texture of a ceramic is unlimited and hence the choice of the optimal solution which maximizes the piezoelectricity is complicated. Thus a stochastic global optimization combined with homogenization is employed for the identification of the optimal granular configuration of the FE ceramic microstructure with optimum piezoelectric properties. The macroscopic equilibrium piezoelectric properties of polycrystalline FE is calculated using mathematical homogenization at each iteration step. The configuration of grains characterised by its orientations at each iteration is generated using a randomly selected set of orientation distribution parameters. Apparent enhancement of piezoelectric coefficient $d_{33}$ is observed in an optimally oriented BaTiO$_3$ single crystal. A configuration of crystallites, simultaneously constraining the orientation distribution of the c-axis (polar axis) while incorporating ab-plane randomness, which would multiply the overall piezoelectricity in ceramic BaTiO$_{3}$ is also identified. The orientation distribution of the c-axes is found to be a narrow Gaussian distribution centred around ${45^\circ}$. The piezoelectric coefficient in such a ceramic is found to be nearly three times as that of the single crystal.Comment: 11 pages, 7 figure

NUMERICAL SIMULATION OF THE FLOW AROUND A SQUARE CYLINDER USING THE VORTEX METHOD

The study of external incompressible flows around bluff bodies finds extensive applicability to real-life problems. Such flows are characterized by unsteady flow separation for high values of the Reynolds number, where a Von Karman-type periodic wake is formed. The prediction of these flows is very difficult, and one has usually to rely on specific experimental data to calculate the aerodynamic forces on the body. In order to numerically simulate this flow, this paper uses a new mesh-free two-dimensional Discrete Vortex Method associated with a Panel Method to calculate the lift and drag coefficients, as well as the pressure coefficient on a square cylinder, for a high Reynolds number flow. Lamb vortices are generated along the cylinder surface, whose strengths are determined to ensure that the no-slip condition is satisfied and that circulation is conserved. The impermeability condition is imposed through a source panel method, so that mass conservation is explicitly enforced. The dynamics of the body wake is computed using the convection-diffusion splitting algorithm, where the diffusion process is simulated using the random walk method, and the convection process is carried out with a lagrangian second-order time-marching scheme. Results for the aerodynamic forces and pressure distribution are presented

Terapêutica biológica na Artrite Idiopática Juvenil (AIJ) – experiência do Centro Hospitalar Porto

Introdução: A terapêutica com agentes biológicos contribuiu para a melhoria da qualidade de vida dos doentes com AIJ grave. No entanto, a sua utilização tem potenciais riscos aliada a custo económicos elevados, o que conduziu à elaboração de recomendações (Sociedade Portuguesa Reumatologia), para a seleção e monitorização dos doentes. Objetivo: Avaliar a eficácia e segurança da terapêutica biológica nos doentes com AIJ, seguidos na Unidade Reumatologia Pediátrica do CHP. Material/Métodos: Estudo transversal dos doentes com AIJ que efetuaram biológicos e cujos registos foram inseridos no Reuma.pt, com análise do tipo AIJ, agente(s) biológico(s) administrado(s), efeitos adversos e custos económicos associados. A evolução clínica, analítica e funcional foi avaliada num subgrupo com 36 meses de terapêutica através da escala visual analógica (EVA:0-100), Child Health Assessment Questionnaire (CHAQ:0-3), nº articulações ativas e velocidade de sedimentação. Resultados: De um total de 97 doentes com AIJ, 38,1% (n=37) efetuaram terapêutica biológica. A idade média no início da doença foi de 7,9 ±4,5anos, no diagnóstico 8,6 ±4,8anos e no início do 1º biológico 10,9 ±4,4anos. Os subtipos de AIJ mais frequentes, foram a AIJ poliarticular FR e a AIJ entesite, com 21,6% (n=8), cada tipo. Foi diagnosticada uveíte em 32,4% (n=12), tendo sido, determinante, para o início ou switch do agente biológico em 5 casos. Dos doentes expostos a este tipo de terapêutica, 78,4% (n=29) foram medicados com etanercept; 16,2% (n=6) infliximab; 13,5% (n=5) adalimumab; 13,5% (n=5) tocilizumab e 2,7%(n=1) anakinra, com média de exposição de 3 ±2,6 anos (mín:0,1/máx:12). Ocorreram 8 eventos adversos não graves e 2 doentes suspenderam temporariamente a terapêutica. O custo económico mensal estimado, por doente, para cada biológico é: 464€ - etanercept; 448€ - infliximab; 994€ - adalimumab; 335€ - tocilizumab; 870€ - anakinra. No início da terapêutica biológica, o valor médio de EVA era 55,1 ±19,3; o CHAQ 1,1 ±0,6; o número médio de articulações ativas era 5,3 ±2,6 e o valor médio de VS 36,8 ±23,3mm/h. Aos 36 meses de terapêutica biológica, o valor médio de EVA era 17,5 ±20,1; o CHAQ 0,3 ±0,4; o número médio de articulações ativas era 1,8 ±3,8 e o valor médio de VS 15,8 ±15,7mm/h. Conclusão: Os critérios da SPR para a administração de terapêutica biológica são adequados na seleção e monitorização destes doentes. Nesta amostra, a terapêutica demonstrou ser eficaz e segura. Apesar dos custos elevados inerentes, a sua introdução precoce teve um impacto fundamental na melhoria da qualidade de vida e redução da morbilidade associada à doença

Polyphasic characterization of gluconacetobacter diazotrophicus isolates obtained from different sugarcane varieties

Parceria: UFRJ; UFRRJ; UENF

Quantum metastability in a class of moving potentials

In this paper we consider quantum metastability in a class of moving potentials introduced by Berry and Klein. Potential in this class has its height and width scaled in a specific way so that it can be transformed into a stationary one. In deriving the non-decay probability of the system, we argue that the appropriate technique to use is the less known method of scattering states. This method is illustrated through two examples, namely, a moving delta-potential and a moving barrier potential. For expanding potentials, one finds that a small but finite non-decay probability persists at large times. Generalization to scaling potentials of arbitrary shape is briefly indicated.Comment: 10 pages, 1 figure

Ponto ótimo de corte de tachi-branco no Cerrado amapaense, submetido a diferentes tipos de adubação.

A busca por alternativas sustentáveis e economicamente viáveis para o plantio e cultivo de árvores nativas na Amazônia ainda é um desafio. Na silvicultura amazônida, praticada sobre solos pouco férteis, a escolha de fertilizantes adequados é de fundamental importância. O trabalho teve como objetivo determinar o ponto ótimo de corte de um plantio de tachi-branco (Tachigali vulgaris), submetido a diferentes tipos de adubação, em área de Latossolo amarelo sob Savana amazônica