Microwave heating of ceramic composites

The microwave heating of a ceramic composite is modelled and analysed. The composite consists of many small ceramic particles embedded in a ceramic cement. The composite is assumed to be well insulated, and each particle is assumed to be in imperfect thermal contact with the surrounding cement. Based on these two assumptions an asymptotic theory exploiting the small Blot number and small non-dimensional contact conductance is developed. Our asymptotic theory yields a set of nonlinear partial differential equations which govern the temperature in the composite. These are reduced to a set of coupled nonlinear ordinary differential equations in which the surface area of each particle enters as a parameter. Recent experiments with such composites have shown that the steady-state temperature of the composite is strongly dependent upon the radii of the embedded particles. Our model captures this effect. In fact, our analysis shows that the assumption of imperfect thermal contact between the particles and the ceramic cement is essential for this trend to be established

Detection of KRAS, NRAS and BRAF by mass spectrometry - a sensitive, reliable, fast and cost-effective technique

Background: According to current clinical guidelines mutational analysis for KRAS and NRAS is recommended prior to EGFR-directed therapy of colorectal cancer (CRC) in the metastatic setting. Therefore, reliable, fast, sensitive and cost-effective methods for routine tissue based molecular diagnostics are required that allow the assessment of the CRC mutational status in a high throughput fashion. Methods: We have developed a custom designed assay for routine mass-spectrometric (MS) (MassARRAY®, Agena Bioscience) analysis to test the presence/absence of 18 KRAS, 14 NRAS and 4 BRAF mutations. We have applied this assay to 93 samples from patients with CRC and have compared the results with Sanger sequencing and a chip hybridization assay (KRAS LCD-array Kit, Chipron). In cases with discordant results, next-generation sequencing (NGS) was performed. Results: MS detected a KRAS mutation in 46/93 (49 %), a NRAS mutation in 2/93 (2 %) and a BRAF mutation in 1/93 (1 %) of the cases. MS results were in agreement with results obtained by combination of the two other methods in 92 (99 %) of 93 cases. In 1/93 (1 %) of the cases a G12V mutation has been detected by Sanger sequencing and MS, but not by the chip assay. In this case, NGS has confirmed the G12V mutation in KRAS. Conclusions: Mutational analysis by MS is a reliable method for routine diagnostic use, which can be easily extended for testing of additional mutations

A multiscale derivation of a new parabolic equation which includes density variations

AbstractA new parabolic equation is obtained from the acoustic equation by the multiscale method. The new equation incorporates the effects of a variable ocean density. The density can be smooth or piecewise smooth. Thus, the new formulation alleviates the need for interfacial conditions when the density is stratified in a piecewise constant fashion. It also reduces to the standard P.E. when the density is constant. The new equation has the same conservation law as the P.E. A difference equation is presented which has a discrete version of the same law

An Illustrative Model Describing the Refraction of Long Water Waves by a Circular Island

The refraction of small shallow water waves by an idealized island is studied in this paper. The island\u27s shoal is modeled by a quartic polynomial in the radial variable. This particular model allows the explicit construction of the rays (wave orthogonals) and the determination of several important features of the wave motion. The various shortcomings of the particular profile are discussed

High-order numerical method for the nonlinear Helmholtz equation with material discontinuities in one space dimension

The nonlinear Helmholtz equation (NLH) models the propagation of electromagnetic waves in Kerr media, and describes a range of important phenomena in nonlinear optics and in other areas. In our previous work, we developed a fourth order method for its numerical solution that involved an iterative solver based on freezing the nonlinearity. The method enabled a direct simulation of nonlinear self-focusing in the nonparaxial regime, and a quantitative prediction of backscattering. However, our simulations showed that there is a threshold value for the magnitude of the nonlinearity, above which the iterations diverge. In this study, we numerically solve the one-dimensional NLH using a Newton-type nonlinear solver. Because the Kerr nonlinearity contains absolute values of the field, the NLH has to be recast as a system of two real equations in order to apply Newton's method. Our numerical simulations show that Newton's method converges rapidly and, in contradistinction with the iterations based on freezing the nonlinearity, enables computations for very high levels of nonlinearity. In addition, we introduce a novel compact finite-volume fourth order discretization for the NLH with material discontinuities.The one-dimensional results of the current paper create a foundation for the analysis of multi-dimensional problems in the future.Comment: 47 pages, 8 figure

Production of a given tools and their sharpening on a CNC grinder Reinecker

Cílem této bakalářské práce je ukázat možnosti a výhody výroby a ostření řezných nástrojů na nástrojové CNC brusce Reinecker. Tyto možnosti a výhody budou demonstrovány při výrobě vrtacího nástroje, který se používá pro předvrtání při vrtání hlubokých děr. Budou porovnány různé možnosti broušení a následně vybrána ta nejvýhodnější možnost pro tento typ nástroje.The goal of this bachelor´s thesis is to show the ways and advantages of manufacture and grinding of cutting tools on Reinecker CNC tool and cutter grinding machine.These ways and advantages will be demostrated during manufacture of boring tool, which is used for preboring during boring of deep holes. Various ways of grinding will be compared to get and then chosen optimal type of tool.

Technological process of forging die repair

Bakalářská práce předkládá návrh a řešení renovace kovací vložky, která je z nástrojové oceli 1.2367. Vzhledem k literární rešerši bylo pro renovaci zvoleno ruční navařovaní elektrickým obloukem s obalenou elektrodou. V práci je řešeno namáhání kovací vložky, které bylo provedeno pevnostní a termální analýzou. Po provedení zkušebních návarů několika obalenými elektrodami, se provedlo měření tvrdosti návarů a výpočet zředění materiálů. Na základě těchto výsledků byla zvolena elektroda Capilla 66. Renovace vložky se provedla dle předběžného svařovacího postupu pWPS. Byl proveden předehřev vložky na 300 °C. Jako svařovací zdroj se použil TransPocket 3500 a svařovací proud byl 190 A.The bachelor thesis presents a proposal and solution of renovation of forging insert, which is made of tool steel 1.2367. Due to the literature search, manual electric arc welding with coated electrode was chosen for renovation. The work deals with the stress of the forging insert, which was carried out by strength and thermal analysis. After performance of trial overlay by several coated electrodes, hardness measurement and calculation of dilution of materials was performed. Based on these results, electrode Capilla 66 was selected. Renovation of insert was performed according to preliminary technological process pWPS. The Insert was preheated to 300 °C. As a power source was used TransPocket 3500 and welding current was 190 A.

MALDI MS Imaging zur Untersuchung von synovialem Gewebe

-:INHALTSVERZEICHNIS I BIBLIOGRAPHISCHE BESCHREIBUNG II REFERAT III ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS IV 1 EINLEITUNG 5 1.1 Rheumatoide Arthritis 5 1.2 Stellenwert von Biomarkern bei Rheumatoider Arthritis 5 1.3 Massenspektrometrie 6 1.3.1 Einführung in die Massenspektrometrie 6 1.3.2 MALDI MS Imaging 7 1.3.2.1 Vorteile von MALDI MS Imaging 8 1.3.2.2 Nachteile von MALDI MS Imaging 8 1.3.3 Massenspektrometrie in der Arthritisforschung 9 1.4 Histopathologie bei Rheumatoider Arthritis 9 1.5 Potentielle Biomarker bei Rheumatoider Arthritis 10 1.6 Fragestellung 11 2 PUBLIKATIONSMANUSKRIPT 12 3 ZUSAMMENFASSUNG 17 4 LITERATURVERZEICHNIS 20 5 ANHANG 27 5.1 Selbständigkeitserklärung 27 5.2 Lebenslauf 28 5.3 Danksagungen 3

Richtungsabhängiges Rissausbreitungsverhalten in Gradientenwerkstoffen

Ziel dieser Arbeit war es, das Rissausbreitungsverhalten in Gradientengefügen mit richtungsabhängigen Ermüdungseigenschaften zu charakterisieren. Durch Wärmebehandlung in einem Temperaturgradienten wurden in der Titanlegierung Ti-6Al-4V zwei unterschiedliche Gefügeübergänge sowie homogene Referenzproben für die unterschiedlichen Gefüge eingestellt. Es wurde ein Übergang von feinlamellarem zu duplex Gefüge und ein Übergang von groblamellarem zu globularem Gefüge erzeugt. Der Gefügeübergang feinlamellar duplex besteht aus einem homogenen feinlamellaren Bereich, an den sich ein Gradient mit zunehmendem Volumenanteil an alpha-Phase anschließt. Der Übergang von groblamellarem zu globularem Gefüge bildet einen abgegrenzten Übergangsbereich mit einer Länge von 4 mm aus. Der Übergangsbereich ist von zwei homogenen Bereichen mit lamellarem und globularem Gefüge umgeben. Dies ermöglicht die Ermittlung des Rissausbreitungsverhaltens im Übergangsbereich sowie des Einflusses des Risspfads auf die Rissschließung. Aus diesem Grund wurden die Ermüdungsexperimente an dem Gefügeübergang mit groblamellarem und globularem Gefüge durchgeführt. Durch Härtemessungen und Zugversuche wurden die einzelnen Gefügebestandteile in den Referenzproben charakterisiert und die Härte sowie das Fließverhalten der Gefügeübergänge gemessen. Es wird eine Methode entwickelt, mit der das Fließverhalten der Gefügeübergänge aus den Fließkurven der homogenen Gefüge berechnet werden kann. Der Vergleich aus berechneten und gemessenen Fließkurven der Gefügeübergänge zeigt, dass die Übergangsbereiche keinen signifikanten Einfluss auf die Entwicklung der Fließkurven haben. Zur Ermittlung des Rissausbreitungsverhaltens wurden CT-Proben mit Referenzgefügen und mit Gefügeübergang in der Mitte der Probe (W/2) gefertigt und in einer servohydraulischen Prüfmaschine schwingend belastet. In den Referenzgefügen wurden da/dN-DK Kurven aufgenommen, die zur Minimierung der Streuung der Messwerte in einem iterativen Prozess mit der Paris Gleichung angepasst wurden. Die Proben mit Gefügeübergang wurden in zwei Rissausbreitungsrichtungen mit konstantem DK belastet und die Rissausbreitungsgeschwindigkeit sowie die Rissschließung richtungsabhängig ermittelt. Durch elektronenmikroskopische Untersuchungen der Bruchflächen und Lastabsenkungen unter Ausnutzung des load history Effekts bei plastizitätsinduzierter Rissschließung konnte ein Wechsel im Rissausbreitungsmechanismus und damit im Rissschließmechanismus von rauigkeitsinduziert im lamellaren Bereich der Probe zu plastizitätsinduziert im globularen Bereich der Probe nachgewiesen werden. Es konnte gezeigt werden, dass bereits geringe Anteile an globularem Gefüge im Übergangsbereich die rauigkeitsinduzierte Rissschließung des lamellaren Gefüges absenken, sowie geringe Anteile an lamellarem Gefüge die plastizitätsinduzierte Rissschließung des globularen Gefüges anheben. Der Gefügeübergang zeigt richtungsabhängig unterschiedliche Verläufe der Rissschließbelastung über dem Ort im Gradienten. Breitet sich der Riss vom groblamellaren Gefüge in das globulare Gefüge aus, ist Kop im Übergangsbereicht deutlich höher als bei der Ausbreitung in umgekehrter Richtung. Dadurch ergibt sich eine Richtungsabhängigkeit der Rissausbreitungsgeschwindigkeit. Der Riss breitet sich schneller vom globularen in Richtung des groblamellaren Gefüges als in umgekehrter Richtung aus. Durch sukzessive Entfernung des Risspfads und Messung von Kop in Abhängigkeit des verbleibenden Risspfads konnte gezeigt werden, dass durch den starken Rückgang der Rauigkeit im Übergangsbereich das lamellare Gefüge die Rissschließbelastung noch mehrere Millimeter hinter der Rissspitze beeinflusst. Analog zum load history Effekt tritt hier bei konstanter Belastung ein history Effekt auf, der durch eine Änderung der Rauigkeit und damit durch den Gefügegradient hervorgerufen wird

Einfluss von Zyklonen auf das Meereis in der zentralen Arktis: Modellstudien und Beobachtungen (Impact of cyclones on sea ice in the central Arctic: model studies and observations)

Arctic sea-ice is a barrier between ocean and atmosphere and as such, plays an important role in the climate system. In winter, a closed ice cover reduces the sensible and latent heat fluxes between ocean and atmosphere to a great extent. In summer, the sea ice reflects the most part of the incoming shortwave radiation. Strong winds, as they occure in cyclones, lead to sea-ice drift and influence the fraction of ocean surface which is covered by sea ice. This study investigates the impact of cyclones on sea ice, with a focus an the sea-ice concentration in the central Arctic. The impact of cyclones is analyzed on the basis of observations of the field campaigns DAMOCLES 2007 and DAMOCLES 2008, on the basis of satellite measurements (AMSR-E ice concentrations) and furthermore on the basis of simulations with a coupled sea-ice-ocean model. For the simulations the dynamic-thermodynamic model NAOSIM (North Atlantic Arctic Ocean Sea Ice Model) is forced with 6-hourly ECMWF-analyses (European Centre for Medium- Range Weather Forecasts). The comparison of simulated ice drift and concentration with observations made clear that the choosen model configuration is appropriate for the performed studies. Sensitivity studies were performed with a wind field that represents a cyclone passing through the Arctic. The experiments show, that the ice concentration is reduced in general under the influence of a cyclone. The reduction is the stronger, (1) the slower the cyclone, (2) the higher the pressure difference between core and surrounding, (3) the smaller the deviation angle between 10 m-wind and geostrophic wind, and (4) the higher the initial ice concentration is. Between reduction of ice concentration and initial ice thickness no correlation has been found. The comparison of simulated ice drift with data of drift buoys reveals, that the model overestimates the drift speed in general whereas extreme events like storms are unterestimated. A systematic deviation in simulated and observed drift direction is found. Furthermore it is shown, in which region the agreement between simulated and messuared ice drift is high and in which regions it is low. In Winter, the model simulates realistic ice concentrations and realistic ice extent. In summer, the ice concentration is too low and the ice extent is too large. A new approach has been made in this study: for a statistical analyses of the impact of a large number of real cyclones on simulated sea ice, 6-hourly positions of cyclones on the basis of the ECMWF sea level pressure field are used. It is investigated how the ice drift, ice concentration and the windfactor are changing at the cyclone’s positions. These investigations include the intensity of the cyclones, the initial ice conditions, the seasonal variability and regional distribution. In summer there is an important climatologic impact of cyclone due to the reduced albedo of a reduced ice cover. Thus, the absorption of solar radiation is increased until the next freezing period. In summer, an increase of cyclone activity accelerates the reduction of the arctic ice concentration