SIMULAÇÃO DE INTERAÇÃO FLUIDO-ESTRUTURA EM DUTOS COM ESCOAMENTO INTERNO UTILIZANDO SOFTWARE LIVRE

Neste artigo será apresentado o desenvolvimento numérico para análise de sistemas de tubulações com escoamento interno incluindo os efeitos da interação fluido-estrutura (FSI) por meio da técnica particionada. O Método dos Volumes Finitos (MVF) é empregado para o escoamento, no qual o fluido será considerado incompressível. Será adotada uma formulação Lagrangeana-Euleriana Arbitrária (ALE) para descrever o movimento da interface fluido-estrutura. O Método dos Elementos Finitos (MEF) é empregado para a tubulação, considerando os efeitos das não linearidades geométricas. O problema será considerado com um acoplamento forte, sendo utilizada uma abordagem de solução bidirecional, na qual o equilíbrio é considerado na posição deformada. A simulação será realizada com o auxílio de pacotes computacionais livres e com código aberto. Para a análise do escoamento será empregado o software Code_Saturne, que é baseado no MVF e apresenta em seu ambiente a formulação ALE implementada. Para a análise da estrutura será empregado o software Code_Aster, baseado no MEF. O acoplamento entre os dois softwares será feito por meio de uma programação em linguagem Python. Os resultados obtidos indicam a viabilidade da metodologia adotada

The Cl--channel TMEM16A is involved in the generation of cochlear Ca2+ waves and promotes the refinement of auditory brainstem networks in mice

Before hearing onset (postnatal day 12 in mice), inner hair cells (IHCs) spontaneously fire action potentials, thereby driving pre-sensory activity in the ascending auditory pathway. The rate of IHC action potential bursts is modulated by inner supporting cells (ISCs) of Kölliker’s organ through the activity of the Ca2+-activated Cl--channel TMEM16A (ANO1). Here, we show that conditional deletion of Ano1 (Tmem16a) in mice disrupts Ca2+ waves within Kölliker’s organ, reduces the burst-firing activity and the frequency selectivity of auditory brainstem neurons in the medial nucleus of the trapezoid body (MNTB), and also impairs the functional refinement of MNTB projections to the lateral superior olive. These results reveal the importance of the activity of Kölliker’s organ for the refinement of central auditory connectivity. In addition, our study suggests the involvement of TMEM16A in the propagation of Ca2+ waves, which may also apply to other tissues expressing TMEM16A

Matriz bidimensional de celulose obtida de folha vegetal visando reparo ósseo: caracterização morfológica e química

A cirurgia ortopédica maxilofacial tem como um de seus maiores desafios a reparação óssea efetiva, principalmente em casos de perdas teciduais extensas por diversas causas. Atualmente, a grande demanda por transplantes e enxertos de órgãos e tecidos tem impulsionado a busca por materiais capazes de atuar no processo de reparação tecidual. Os biomateriais têm como finalidade, através do contato com a interface dos sistemas biológicos, avaliar, tratar, aumentar ou substituir um tecido, órgão ou função do corpo. Dessa forma, tomando por base a arquitetura, biocompatibilidade da matriz extracelular de celulose, bem como a presença de sistema vascular na estrutura de folhas de espinafre, é proposta a investigação de um tratamento químico visando sua utilização como suporte para crescimento de tecido humano periosteal. Neste contexto, a celulose aparece como uma opção cada vez mais pesquisada em função de suas características de biodegradabilidade, biocompatibilidade, baixo custo e por ser uma alternativa sustentável. Diferentes formas de celulose isolada e seus derivados, assim como associadas a outros biomateriais, têm sido cada vez mais pesquisadas para uso como matriz em processos de reparação tecidual. Considerando as características da celulose como biomaterial, esse estudo visa caracterizar a folha vegetal nativa e após processo químico utilizando soluções iônicas e não-iônicas, estabelecendo análise comparativa das alterações provocadas pelo processamento e seu potencial para utilização como matriz bidimensional em reparo de tecido ósseo. Foram utilizadas técnicas de imersão e perfusão em detergentes como protocolos, além de exposição de algumas amostras em glutaraldeído, tendo como finalidade a reticulação da matriz polimérica, bem como imersão em fluido corporal simulado (SBF-Simulated Body Fluid). Os materiais resultantes dos processamentos químicos foram submetidos às análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de absorção na região de infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e análise térmica diferencial (DTA). Ao final das caracterizações concluiu-se que o protocolo utilizado é uma opção viável para o processamento da celulose, de baixo custo, que produz alterações estruturais aceitáveis no produto final, porém ensaios como a quantificação de ácido desoxirribonucleico vegetal e ensaios de citotoxicidade são sugeridos como complementação.Palavras-chave: Celulose, biomateriais, matriz.

Mathematical modeling for drying flint corn in a thin layer

O objetivo deste trabalho foi ajustar os coeficientes de seis modelos matemáticos e identificar aquele que melhor representa a secagem de grãos de milho “flint” em camada delgada. Para isso, desenvolveu-se uma coluna de secagem para a obtenção dos dados experimentais. Nove testes foram realizados para cada modelo, tendo-se utilizado as velocidades de 0,5, 1,0 e 1,5 m s-1 a 40, 50 e 60°C, respectivamente, para o ar de secagem. Testaram‑se os modelos de Lewis, Page, Thompson, Overhults, Brooker e Midilli para camada delgada. Todos os modelos ajustados representam o fenômeno da secagem do milho “flint” a 5% de probabilidade (teste χ2). Após ajustados, os modelos de Page, Midilli e Overhults são os melhores para a secagem de milho “flint”, com coeficiente de determinação igual a 1,000 para todos os testes e erros inferiores a 1,0%. Para as condições de secagem deste trabalho, o parâmetro n do modelo de Page não depende da velocidade e da temperatura do ar de secagem, enquanto o parâmetro k depende apenas da temperatura do ar, o que é confirmado pela análise de variância. O modelo de Page ajustado pode ser usado com precisão na predição da secagem de milho “flint” em camada delgada.The objective of this work was to adjust the coefficients of six mathematical models and to identify the one that best represents the drying of flint corn grains in a thin layer. For this purpose, a drying column was developed to obtain experimental data. Nine tests were performed for each model, using the velocities of 0.5, 1.0, and 1.5 m s-1 at 40, 50, and 60°C, respectively, for drying air. The thin-layer drying models of Lewis, Page, Thompson, Overhults, Brooker, and Midilli were tested. All adjusted models represent the phenomenon of flint corn drying at 5% probability (χ2 test). After adjusted, the models of Page, Midilli, and Overhults are the best ones for drying corn, with a coefficient of determination equal to 1.000 for all tests and errors lower than 1.0%. For the drying conditions of this work, the n parameter of the model of Page does not depend on the velocity and temperature of drying air, while the k parameter depends only on air temperature, which is confirmed by the analysis of variance. The adjusted model of Page can be used with precision for the prediction of thin-layer flint corn drying

Análise das vibrações emitidas por um Dispositivo de comunicação para pessoas surdocegas / Vibration analysis emitted by a Communication device for deafblind persons

O Dispositivo de Comunicação para Pessoas Surdocegas envolve o acionamento manual de teclas e a recepção de vibrações pelos dedos. Para a prevenção dos efeitos deletérios decorrentes da exposição a vibração após o uso prolongado desse dispositivo, o objetivo deste trabalho é verificar se seu uso contínuo poderá gerar a síndrome de Raynaud, também chamada de Síndrome do Dedo Branco. Uma amostra de sete pessoas surdocegas testaram o protótipo do dispositivo e as vibrações que foram transmitidas para seus dedos foram mensuradas por um acelerômetro triaxial durante um período de 10 dias, 2 horas por sessão.  Em todas as situações, os dados obtidos estão dentro dos limites aceitáveis estabelecidos pelas normas internacionais de saúde e segurança sobre o risco físico de vibração. Portanto, foi possível demonstrar que a tecnologia proposta não é prejudicial aos usuários e pode ser usada com segurança a longo prazo.

NUMERICAL ANALYSIS OF THE IN-CYLINDER FLOW FIELD AND COMPARISON WITH EXPERIMENTAL DATA IN A SINGLE CYLINDER RESEARCH ENGINE

In this paper, the 3D numerical analysis of the flow field in a single cylinder research engine with optical access, running cold flow, is presented. The simulations were carried out in the commercial software Star-CD with es-ICE module and the two different turbulence models: RNG-k-ε and k-w SST were compared with experimental data of the engine running at 1000 rpm in motored conditions. A grid independency study is presented using five grids varying from approximately 500,000 to 1,500,000 cells on piston bottom dead center. An optical window inside the engine cylinder was used to measure the velocity components along the crank angle with the PIV technique and a comparison was made with calculated velocity curves. Moreover, a qualitative analysis of the scalar flow field in the region of interest is presented. The results showed a better agreement with the RNG-k-ε and experimental mean velocity magnitude curve than k-ω-SST. However, the qualitative scalar velocity field of the k-ω model captured more details of the flow than the k-ε model

NUMERICAL ANALYSIS OF THE IN-CYLINDER FLOW FIELD AND COMPARISON WITH EXPERIMENTAL DATA IN A SINGLE CYLINDER RESEARCH ENGINE

In this paper, the 3D numerical analysis of the flow field in a single cylinder research engine with optical access, running cold flow, is presented. The simulations were carried out in the commercial software Star-CD with es-ICE module and the two different turbulence models: RNG-k-ε and k-w SST were compared with experimental data of the engine running at 1000 rpm in motored conditions. A grid independency study is presented using five grids varying from approximately 500,000 to 1,500,000 cells on piston bottom dead center. An optical window inside the engine cylinder was used to measure the velocity components along the crank angle with the PIV technique and a comparison was made with calculated velocity curves. Moreover, a qualitative analysis of the scalar flow field in the region of interest is presented. The results showed a better agreement with the RNG-k-ε and experimental mean velocity magnitude curve than k-ω-SST. However, the qualitative scalar velocity field of the k-ω model captured more details of the flow than the k-ε model

A ESTIMATIVA DA CONTRIBUIÇÃO DE PERNAS NO NADO DE CRAWL

The aim of the study was to evaluate the relative contribution of lower limbs in the crawl swim using the velocity disturbance method (VPM) in athletes of different skill levels. 106 swimmers participated in the study, they were equally divided into two groups according to their skill level (competitive and recreational). The swimmers performed 8 maximum sprints of 15 meters by swimming crawl in 4 different conditions with a minimum of 2'30"between sprints (full swim; complete with parachute; only kick and; kick with parachute). All sprints were filmed with an underwater camera (GoPro Hero4 Black), and the parameters of interest recorded were: average swimmer speed, active drag and swimming power in each of the conditions. For statistical comparison of the relative contribution of lower limbs between groups a test-T was performed. The significance level adopted was p <0.05. The main result showed in the comparison between groups that the relative contribution of lower limbs, were significantly higher for the recreational group, 33.9 ± 23.1% vs. 22.5 ± 10.3% (p = 0.02). Finally, the VPM proved to be an easy to perform technique capable of assessing the relative contribution of lower limbs in the crawl swim, making this information accessible to coaches.El objetivo del estudio fue evaluar la contribución relativa de los miembros inferiores en el nado de arrastre utilizando el método de alteración de la velocidad (VPM) en atletas de diferentes niveles de habilidad. 106 nadadores participaron en el estudio, se dividieron igualmente en dos grupos según su nivel de habilidad (competitivo y recreativo). Los nadadores realizaron 8 sprints máximos de 15 metros mediante crol de nado en 4 condiciones diferentes con un mínimo de 2'30 "entre sprints (nado completo; completo con paracaídas; solo patada y; patada con paracaídas). Todos los sprints fueron filmados con un cámara (GoPro Hero4 Black), y los parámetros de interés registrados fueron: velocidad media del nadador, resistencia activa y potencia de nado en cada una de las condiciones. Para la comparación estadística de la contribución relativa de las extremidades inferiores entre grupos, se realizó un test-T. El nivel de significancia adoptado fue p <0.05. El principal resultado mostró en la comparación entre grupos que la contribución relativa de miembros inferiores, fue significativamente mayor para el grupo recreativo, 33.9 ± 23.1% vs. 22.5 ± 10.3% (p = 0.02). , el VPM demostró ser una técnica fácil de realizar capaz de evaluar la contribución relativa de las extremidades inferiores en el crol, haciendo que esta información sea accesible a los entrenadores.O objetivo do estudo foi avaliar a contribuição relativa de membros inferiores no nado crawl utilizando o método de perturbação da velocidade (VPM) em atletas de diferentes níveis de habilidade.  Participaram do estudo 106 nadadores, os quais foram divididos igualmente em dois grupos de acordo com o nível de habilidade (competitivo e recreativo). Os nadadores realizaram 8 tiros máximos de 15 metros nadando crawl em 4 diferentes condições com o mínimo de 2'30" de intervalo entre os tiros (nado completo; completo com paraquedas; apenas pernada e; pernada com paraquedas). Todos os tiros foram filmados com uma câmera subaquática (GoPro Hero4 Black), e os parâmetros de interesse registrados foram: velocidade média do nadador; o arrasto ativo e potência de nado em cada uma das condições. Para comparação estatística da contribuição relativa de membros inferiores entre os grupos foi realizado um teste T. O nível de significância adotado foi de p<0.05.  O resultado principal mostrou na comparação entre grupos que a contribuição relativa de membros inferiores, foram significativamente maiores para o grupo recreativo, 33,9 ± 23,1 % vs.  22,5 ± 10,3 % (p=0.02). Por fim, o VPM se mostrou uma técnica de fácil execução capaz de avaliar a contribuição relativa de membros inferiores no nado crawl, tornando esta informação acessível para treinadores

A ESTIMATIVA DA CONTRIBUIÇÃO DE PERNAS NO NADO DE CRAWL

The aim of the study was to evaluate the relative contribution of lower limbs in the crawl swim using the velocity disturbance method (VPM) in athletes of different skill levels. 106 swimmers participated in the study, they were equally divided into two groups according to their skill level (competitive and recreational). The swimmers performed 8 maximum sprints of 15 meters by swimming crawl in 4 different conditions with a minimum of 2'30"between sprints (full swim; complete with parachute; only kick and; kick with parachute). All sprints were filmed with an underwater camera (GoPro Hero4 Black), and the parameters of interest recorded were: average swimmer speed, active drag and swimming power in each of the conditions. For statistical comparison of the relative contribution of lower limbs between groups a test-T was performed. The significance level adopted was p <0.05. The main result showed in the comparison between groups that the relative contribution of lower limbs, were significantly higher for the recreational group, 33.9 ± 23.1% vs. 22.5 ± 10.3% (p = 0.02). Finally, the VPM proved to be an easy to perform technique capable of assessing the relative contribution of lower limbs in the crawl swim, making this information accessible to coaches.El objetivo del estudio fue evaluar la contribución relativa de los miembros inferiores en el nado de arrastre utilizando el método de alteración de la velocidad (VPM) en atletas de diferentes niveles de habilidad. 106 nadadores participaron en el estudio, se dividieron igualmente en dos grupos según su nivel de habilidad (competitivo y recreativo). Los nadadores realizaron 8 sprints máximos de 15 metros mediante crol de nado en 4 condiciones diferentes con un mínimo de 2'30 "entre sprints (nado completo; completo con paracaídas; solo patada y; patada con paracaídas). Todos los sprints fueron filmados con un cámara (GoPro Hero4 Black), y los parámetros de interés registrados fueron: velocidad media del nadador, resistencia activa y potencia de nado en cada una de las condiciones. Para la comparación estadística de la contribución relativa de las extremidades inferiores entre grupos, se realizó un test-T. El nivel de significancia adoptado fue p <0.05. El principal resultado mostró en la comparación entre grupos que la contribución relativa de miembros inferiores, fue significativamente mayor para el grupo recreativo, 33.9 ± 23.1% vs. 22.5 ± 10.3% (p = 0.02). , el VPM demostró ser una técnica fácil de realizar capaz de evaluar la contribución relativa de las extremidades inferiores en el crol, haciendo que esta información sea accesible a los entrenadores.O objetivo do estudo foi avaliar a contribuição relativa de membros inferiores no nado crawl utilizando o método de perturbação da velocidade (VPM) em atletas de diferentes níveis de habilidade.  Participaram do estudo 106 nadadores, os quais foram divididos igualmente em dois grupos de acordo com o nível de habilidade (competitivo e recreativo). Os nadadores realizaram 8 tiros máximos de 15 metros nadando crawl em 4 diferentes condições com o mínimo de 2'30" de intervalo entre os tiros (nado completo; completo com paraquedas; apenas pernada e; pernada com paraquedas). Todos os tiros foram filmados com uma câmera subaquática (GoPro Hero4 Black), e os parâmetros de interesse registrados foram: velocidade média do nadador; o arrasto ativo e potência de nado em cada uma das condições. Para comparação estatística da contribuição relativa de membros inferiores entre os grupos foi realizado um teste T. O nível de significância adotado foi de p<0.05.  O resultado principal mostrou na comparação entre grupos que a contribuição relativa de membros inferiores, foram significativamente maiores para o grupo recreativo, 33,9 ± 23,1 % vs.  22,5 ± 10,3 % (p=0.02). Por fim, o VPM se mostrou uma técnica de fácil execução capaz de avaliar a contribuição relativa de membros inferiores no nado crawl, tornando esta informação acessível para treinadores

Projeto e validação de um sistema de automação para controle de temperatura em máquinas de secagem de café / Design and validation of an automation system for temperature control in coffee drying machines

No processo de beneficiamento do café, os estudos mostram que a secagem é a etapa mais importante na determinação da qualidade do produto final. A demanda do mercado internacional de café de alta qualidade aumenta a cada ano e sua oferta não consegue acompanhar esse crescimento, o que revela dificuldades na melhoria qualitativa do fruto. Uma delas, e talvez a mais prejudicial, é a variabilidade da temperatura do ar de secagem, que se não for controlada, provoca danos físicos, tais como descoloração de grãos, rupturas e rachaduras, e também danos químicos, como a elevação da acidez graxa e alterações na estrutura dos compostos voláteis, favorecendo a má qualidade da bebida. Dessa forma, dada a importância do controle de temperatura em questão, o presente trabalho mostra a concepção, instalação e teste de um projeto de automação do processo de secagem de café, mostrando a viabilidade de utilização de controladores de baixo custo (PIC16f877A), capaz de manter uma temperatura pré-determinada na massa de café, dentro das máquinas, durante todo o processo.