Corona discharges from grounded rods and 337/777 nm emissions of laboratory long sparks

Tesi en modalitat de compendi de publicacions, amb menció internacionalThis thesis presents an investigation on the signatures of corona discharges from grounded rods under thunderstorms and in the laboratory, with optical detections in the 337/777 nm wavelengths for high voltage sparks. This PhD project is contextualized in the European program: Science and Innovation with thunderstorms (SAINT), funded by the Horizon 2020 / Marie Sklodowska Curie Action (Grant agreement ID: 722337). Under conditions of electrification, charged clouds produce an enhancement of the electric field at the ground level. That, in turn, can lead to corona discharges that produce a space charge layer in the vicinity of grounded structures. The study of this phenomenon is useful for the understanding of lightning-related processes and attachment. In addition to the electrical current obtained from the discharges, another important variable is the optical signature generated by the plasma channels. Emissions in many spectra lines associated with reactions of streamers and leaders with the main components of the atmosphere are relevant for visual observations. This work presents a chapter for current literature review of the processes associated with lightning and the main concepts applied. Then, a detailed description of the instrumentation available for the tests carried out in the laboratory and in the field is provided. The first article of this compendium presents data obtained with experiments of a grounded rod under high background electric field in the laboratory and the field. A limited number of works in the literature have presented such data. An analysis correlating pulse frequency, electric field level and average wind speed is the main novelty of the article. A congress paper annexed in the thesis complements the findings comparing the discharges observed at two other experimental sites. The second article describes a compilation of results obtained in the laboratory for investigating optical signatures in two specific lines of the spectra (337 nm and 777 nm), the ones with stronger emissions in lightning-like events. There is special relevance of such experiments for supporting satellite-based observations of lightning by the Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) that perform optical measurements in the same wavelength ranges and the operational lightning imagers such as Geostationary Lightning Mapper (GLM) and the future Meteosat Third Generation Lightning Imager (MTG-LI). The conclusions are presented, together with the prospects for future work following the original results achieved with this PhD. This thesis ends with a detailed description of the dissemination activities (presentation at seminars and conferences, coauthored publications in journals and at conferences) and training activities received throughout this project. Finally, the appendix present additional developments and applications of the sensor developed during this doctorate, comprising experiments performed during a two-month internship at the Eindhoven University of Technology (TU/e), and one section with results for the use of photometers to determine the initiation of an upward leader. Such experiments are particularly interesting for understanding space charge production and in the validation of lightning rods. The concepts applied to the development of a corona discharge current sensor were patented together with Dena Desarrollos, the company where the investigations were carried out during this doctorate.Esta tesis presenta una investigación sobre las huellas de descargas de corona en pararrayos durante tormentas eléctricas y en el laboratorio, con detecciones ópticas en las longitudes de onda de 337/777 nm para descargas de alto voltaje. Este proyecto de doctorado se contextualiza en el programa europeo: Science and Innovation with thunderstorms (SAINT), financiado por la Acción Horizon 2020 / Marie Sklodowska Curie (Acuerdo de subvención ID: 722337). En condiciones de electrificación, las nubes cargadas producen un aumento del campo eléctrico a nivel del suelo. Eso, a su vez, puede ocasionar descargas de corona que producen una capa de carga espacial en las proximidades de las estructuras conectadas a tierra. El estudio de este fenómeno es útil para comprender los procesos y la conexión de los canales de los rayos. Además de la corriente eléctrica obtenida de las descargas, otra variable importante es la huella óptica (las señales ópticas a lo largo del tiempo) generada por los canales de plasma. Las emisiones en muchas líneas espectrales asociadas con reacciones de streamers y líderes con los componentes principales de la atmósfera son relevantes para las observaciones visuales. Este trabajo presenta un capítulo de revisión de la literatura actual sobre los procesos asociados a las descargas atmosféricas y los principales conceptos aplicados. A continuación, se realiza una descripción detallada de la instrumentación disponible para las pruebas realizadas en laboratorio y en campo. El primer artículo de este compendio presenta datos obtenidos con experimentos de una varilla puesta a tierra sujeta a un campo eléctrico de fondo elevado en laboratorio y en campo. Un número limitado de trabajos en la literatura han presentado dichos datos. Un análisis que correlaciona la frecuencia del pulso, el nivel del campo eléctrico y la velocidad media del viento es la principal novedad del artículo. Un artículo presentado en congreso adjunto a la tesis complementa los resultados y realiza una comparación de las descargas observadas en otros dos sitios experimentales. El segundo artículo presenta una recopilación de resultados obtenidos en el laboratorio para la investigación de la huella óptica en dos líneas específicas de los espectros (337 nm y 777 nm), las que tienen emisiones más intensas en los rayos. Existe una relevancia especial de dichos experimentos para respaldar las observaciones de rayos basadas en satélites por el Monitor de Interacciones Atmosfera-Espacio (ASIM) que realiza mediciones ópticas en los mismos rangos de longitud de onda y los generadores de imágenes de rayos operacionales como Geostationary Lightning Mapper (GLM) y el futuro Meteosat Third Generation Lightning Imager (MTG-LI). Se presentan las conclusiones, junto con las perspectivas de trabajo futuro siguiendo los resultados originales alcanzados con este doctorado. Esta tesis finaliza con una descripción detallada de las actividades de difusión (presentación en seminarios y congresos, publicaciones en coautoría en revistas y congresos) y actividades formativas recibidas a lo largo de este proyecto. Finalmente, el apéndice presenta desarrollos y aplicaciones adicionales del sensor desarrollado durante este doctorado, que comprende experimentos realizados durante período de prácticas de dos meses en la Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU/e), y un apartado con resultados para el uso de fotómetros para determinar la iniciación de un líder ascendente. Estos experimentos son particularmente interesantes para comprender la producción de cargas espaciales y en la validación de pararrayos. Los conceptos aplicados al desarrollo del sensor de corriente de descarga corona fueron patentados junto con Dena Desarrollos, empresa donde se llevaron a cabo las investigaciones durante este doctorado.Postprint (published version

Numerical Thermomechanical Analysis of Scarf Adhesive Joints

Given the industrial demands presented nowadays, adhesive bonding is a concept that goes towards the needs of the future. It is a process that is evolving too fast in order to keep up with it. It is replacing other traditional methods, not only because of its improved stress distribution and improved stiffness, but also because it can be used in high strength and lightweight structures at lower cost and easier production, among other advantages. Adhesive joints can come in different formats such as lap joints, butt joints or strap joints, just to name a few. The scarf adhesive joint belongs to the butt joints type configuration and it allows smoother surfaces, and some research has been done to this type of joint. Most structures must endure challenging conditions and temperature can be a disruptor of performance. Thus, this dissertation aims to study the effect of temperature in adhesive joints and understand the material and geometric factors that can influence it. The focus will be on scarf adhesive joints in a numerical thermo-mechanical analysis. Temperature has a significant effect on the adhesive and on the interface of the adhesive joint. The thermal effects will be studied in scarf joints with various scarf angles, from 3.43° to 45°, with three different adhesives, the Araldite® AV138 (brittle epoxy), the Araldite® 2015 (reasonable ductile epoxy) and the Sikaforce® 7752 (ductile polyurethane). With the support of the Abaqus software and cohesive zone modelling, a two-step thermo-mechanical analysis will be used to determine the temperature effects and understand the respective joint behaviour. The main conclusions of the present work are as follows: • The lower the scarf angle, the higher the bonded area; therefore, the joint strength increases; • The higher the temperature, the higher the joint displacement to failure; • Temperature also influenced stress levels (both shear and peel), and this effect is more noticeable as scarf angles are increased; • Temperature does not affect maximum force; • Cohesive Zone Modelling is a precise technique in predicting strength of various joint configurations and adhesives.Dadas as exigências industriais atuais, a ligação adesiva é um conceito que vai ao encontro das necessidades do futuro. É um processo que está a evoluir a um ritmo significativo e tem vindo a substituir outros métodos tradicionais, não só devido à sua melhor distribuição de tensões e maior rigidez, mas também porque pode ser utilizada em estruturas de elevada resistência e leveza, com custos mais baixos e produção mais fácil, entre outras vantagens. As juntas adesivas podem apresentar-se em diferentes formatos, tais como juntas sobrepostas, juntas de topo ou juntas de cinta, só para citar alguns. A junta adesiva tipo cachecol pertence à configuração das juntas de topo e permite superfícies mais suaves, tendo sido efetuada alguma investigação sobre este tipo de junta. A maioria das estruturas tem de suportar condições difíceis e a temperatura pode ser um fator de perturbação do desempenho. Assim, esta tese tem como objetivo estudar o efeito da temperatura em juntas adesivas, e compreender os materiais e os fatores geométricos que a podem influenciar. O foco será nas juntas adesivas de chanfro interior numa análise numérica termomecânica. A temperatura tem um efeito significativo no adesivo e na interface da junta adesiva. Os efeitos térmicos serão estudados em juntas de chanfro interior com vários ângulos, desde 3.43° até 45°, com três adesivos diferentes, o Araldite® AV138 (epóxi frágil), o Araldite® 2015 (epóxi dúctil razoável) e o Sikaforce® 7752 (poliuretano dúctil). Com o apoio do software ABAQUS e da modelação da zona coesiva, será utilizada uma análise termomecânica em duas fases para determinar os efeitos da temperatura e compreender o respetivo comportamento da junta. As principais conclusões do presente trabalho são as seguintes: • quanto menor for o ângulo do chanfro interior, maior será a área de ligação adesiva; por conseguinte, a resistência da junta aumenta; • quanto maior for a temperatura, maior será o deslocamento da junta até à rotura; • a temperatura também influenciou os níveis de tensão (tanto de corte como de arrancamento), e este efeito é mais notório à medida que os ângulos de chanfro interior aumentam; • a temperatura não afeta a carga máxima; • o Modelo de Danos Coesivo é uma técnica precisa na previsão da resistência em juntas de várias configurações e adesivos

Schools' external evaluation: what is changing in the early childhood curriculum practices?

FCT - SFRH/BD/93389/2013; UID/CED/1661/2013; UID/CED/1661/2016.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

For how long can a worker be trapped on the minimum wage? An analysis of Portuguese labour market.

To analyse the factors that influence how long a worker would be trapped on minimum wage in Portugal, a survival and a hazard rate analysis were applied. The results indicate that the worker experience a short duration and that a negative duration dependence exists. Minimum wage continues to affect more women, with a lower school level. The estimates indicate that those who belong to the manufacturing sector and to a district with a higher Kaitz index, experience a smaller hazard rate. The destinations of exit demonstrated that hazard rate is larger to those who change of firm

Treatment of Class II Malocclusion (Hypodivergent Face) with MEAW Therapy

Patients with class II deep bite malocclusion and hypodivergent skeletal typology represent complex and prolonged cases of treatment due to their muscular characteristics. The etiology of the class II deep bite is multifactorial: environmental and/or genetic factors represent an important part in the establishment of class II deep bite. However, there is a close connection between three class II factors and the adaptation of mandible and occlusal function. These factors are lack of vertical dimension, inclination of the upper occlusal plane, lack of occlusal support, and pressure of TMJ. According to Tanaka and Sato, there is a relationship between the inclination of the maxillary posterior occlusal plane and the mandibular position, consistent with the etiology of different dento-skeletal structures. The occlusal plane is more tilted in patients with class II and more flat in patients with class III than in individuals with class I occlusions. Patients and methods: Two male teenagers were treated with MEAW therapy, and both treatments lasted 24 months. Results: The MEAW therapy appropriately corrected the class II deep bite over a period of 24 months, achieving a good occlusal, functional, and esthetic result. Conclusions: The MEAW therapy proved to be effective in the treatment of class II deep bite malocclusion, in growing patients

What a Feeling: Learning Facial Expressions and Emotions.

People with Autism Spectrum Disorders (ASD) find it difficult to understand facial expressions. We present a new approach that targets one of the core symptomatic deficits in ASD: the ability to recognize the feeling states of others. What a Feeling is a videogame that aims to improve the ability of socially and emotionally impaired individuals to recognize and respond to emotions conveyed by the face in a playful way. It enables people from all ages to interact with 3D avatars and learn facial expressions through a set of exercises. The game engine is based on real-time facial synthesis. This paper describes the core mechanics of our learning methodology and discusses future evaluation directions

Gear micropitting prediction using the Dang Van High-Cycle Fatigue criterion

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 200

Uma visão curricular da Lei de Bases do Sistema Educativo

Na comemoração dos 30 anos da Lei de Bases do Sistema Educativo (LBSE), é necessário proceder à sua análise no quadro das questões curriculares. Com este texto, pretende-se levantar a discussão em torno das perspetivas do currículo, como resposta à evolução que o sistema educativo português tem vindo a demonstrar, discutindo no presente o futuro da educação, com a exploração de ideias a construir em torno da reforma educativa. Apesar da Lei de Bases do Sistema Educativo ter sofrido alterações, a mais significativa com a integração do Processo de Bolonha, há processos e respostas que necessitam de ser incluídos no texto legislativo. Salientamos dois aspetos principais possíveis para uma revisão: i) a arquitetura curricular dos 0 aos 18 anos; ii) o desenvolvimento pessoal e social como parte integrante da formação do aluno. O facto de existir uma LBSE que teve ao longo de três décadas apenas quatro alterações, algumas das quais muito pontuais, e face às alterações que se têm verificado nas políticas transnacionais, com impacto na educação e formação, torna-se premente colocar no centro de debate a revisão do normativo, incorporando diversas mudanças, nomeadamente, no contexto curricular.CIEd - Centro de Investigação em Educação, projetos UID/CED/1661/2013 e UID/CED/1661/2016, Instituto de Educação, Universidade do Minho, através de fundos nacionais da FCT/MCTES-PT.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT - SFRH/BD/93389/2013)info:eu-repo/semantics/publishedVersio