Analysis of Combustion Instability in Liquid Fuel Rocket Motors

The development of a technique to be used in the solution of nonlinear velocity-sensitive combustion instability problems is described. The orthogonal collocation method was investigated. It found that the results are heavily dependent on the location of the collocation points and characteristics of the equations, so the method was rejected as unreliabile. The Galerkin method, which has proved to be very successful in analysis of the pressure sensitive combustion instability was found to work very well. It was found that the pressure wave forms exhibit a strong second harmonic distortion and a variety of behaviors are possible depending on the nature of the combustion process and the parametric values involved. A one-dimensional model provides further insight into the problem by allowing a comparison of Galerkin solutions with more exact finite-difference computations

Functional Characterization of the csp Homologs of E. coli K-12

E. coli K-12 contains nine csp paralogs, cspA --cspI. Although the csp paralogs are conserved sequences that produce highly similar proteins, expression of each of these genes requires a different means of induction. While cspA, cspB, cspG, and cspI are induced by cold shock, cspC and cspE are constitutively expressed. cspD is induced by stationary phase. The type of induction, if any, needed for cspF and cspH is not known. Studies of CspE have demonstrated that the overexpression of this protein can confer a 10-fold resistance to the DNA decondensing agent, camphor, and upregulates the E. coli rcsA gene by 1.7-fold. Phenotypic assays to determine Csp function show that stablized Csp proteins that are normally degraded by Lon protease (CspC, CspE, CspG, CspI) display resistance to camphor and upregulate the rcsA gene when they are expressed from an arabinose inducible vector harbored in a lon- strain. Csp proteins that are not stabilized (CspA, Csp B, CspF, and CspH), even in the lon- mutant strain, did not display these phenotypes. Csp protein function was further assessed by studying the pattern of Csp protein accumulation across various phases of cell growth. When expression is controlled from an inducible promoter, CspA, CspG, and CspI stability in a lon- strain tends to peak during late log and stationary phase. CspC and CspE stability tends to remain the same throughout each of the growth phases observed, while CspB, CspF, and CspH are not present at all. Overall, my work suggests that CspC, CspE, CspG, and CspI possess similar functions, which they each perform under different environmental conditions and at different phases of cell growth

Amplification of Reynolds number dependent processes by wave distortion

A system using a hot-wire transducer as an analog of a liquid droplet of propellant was employed to investigate the ingredients of the acoustic instability of liquid-propellant rocket engines. It was assumed that the combustion process was vaporization-limited and that the combustion chamber was acoustically similar to a closed-closed right-circular cylinder. Before studying the hot-wire closed-loop system (the analog system), a microphone closed-loop system, which used the response of a microphone as the source of a linear feedback exciting signal, was investigated to establish the characteristics of self-sustenance of acoustic fields. Self-sustained acoustic fields were found to occur only at resonant frequencies of the chamber. In the hot-wire closed-loop system, the response of hot-wire anemometer was used as the source of the feedback exciting signal. The self-sustained acoustic fields which developed in the system were always found to be harmonically distorted and to have as their fundamental frquency a resonant frequency for which there also existed a second resonant frequency which was approximately twice the fundamental frequency

Amplification of Reynolds number dependent processes by wave distortion

The amplification of a Reynolds number dependent process by wave distortion and the possibility of applying the results to other similar Reynolds number dependent processes were investigated. The process investigated was that associated with the operation of a constant-temperature hot-wire anemometer. The application of vaporization limited combustion, the type of combustion typically associated with liquid propellant rocket engines, was studied. A series of experiments were carried out to determine the effect of wave distortion on a Reynolds number dependent process and to establish the analogy between the anemometer process and the combustion process. Parametric trends, behavior common to different chamber geometries, and stability boundaries were identified. The results indicate a high degree of similarity between the two processes and the possibility of using the anemometer system to investigate combustion instability. The nonlinear aspects of a Reynolds number dependent process appear to be the dominant mechanisms controlling instability

Effetti antiangiogenici e neuroprotettivi di UPARANT in un modello di retinopatia diabetica

La retinopatia diabetica (DR) è la più comune complicazione del diabete mellito, che rappresenta ad oggi un’emergenza sanitaria mondiale per l’elevata prevalenza e il tasso di morbilità associato. La DR si sviluppa nel 75% dei pazienti con diabete mellito di tipo 1 e nel 50% dei pazienti con diabete di tipo 2 e costituisce la maggiore causa di cecità nei soggetti di età superiore a 50 anni. Dal punto di vista clinico si possono distinguere due forme di DR: una forma iniziale, definita “non proliferativa” (NPDR), che si caratterizza per la perdita dei periciti, disfunzione della barriera emato retinica e ispessimento della membrana basale dei capillari ed una “proliferativa” (PDR), caratterizzata da neovascolarizzazione retinica ed emorragia nel vitreo. Pertanto, la prevenzione ed il trattamento della DR rappresentano una grande sfida. I farmaci anti-VEGF intravitreali hanno rappresentato un importante passo in avanti nel trattamento delle retinopatie proliferative rispetto ai metodi chirurgici come l’ablazione vitrea e la fotocoagulazione mediante laser. Tuttavia questi farmaci non sono esenti dal presentare limitazioni ed effetti collaterali. Ad esempio, vi sono studi che riportano limitati benefici dei farmaci anti-VEGF rispetto alla fotocoagulazione laser nel trattamento della DR. Inoltre, le terapie anti-VEGF si limitano a contrastare i sintomi della patologia senza intervenire sulla causa dello stimolo neoangiogenico, richiedono ripetute iniezioni intravitreali che possono causare complicazioni come l’endoftalmite, la formazione di cataratta ed il distacco della retina. Tali complicanze hanno promosso numerose ricerche per lo sviluppo di nuovi agenti anti-angiogenici per il trattamento delle retinopatie proliferative. Poiché il sistema uPA/uPAR è coinvolto nelle alterazioni della barriera emato retinica (BRB) che caratterizzano ratti con DR e poiché in topi con OIR UPARAT riduce la neovascolarizzazione e le alterazioni della BRB con conseguente recupero della funzione retinica è ipotizzabile che UPARANT possa ridurre le anomalie vascolari che caratterizzano la DR migliorando quindi la funzione visiva. In ratti maschi Sprague Dawley di 8 settimane di età il diabete è stato indotto con una iniezione intraperitoneale di streptozotocina (STZ) alla dose di 60 mg/Kg. La glicemia è stata misurata dopo 72 ore ed i ratti sono stati considerati diabetici se i livelli di glicemia erano superiori a 250 mg/dl. Il peso e la glicemia sono stati controllati ogni settimana. Dopo 8 settimane dalla somministrazione di STZ, UPARANT è stato iniettato intravitrealmente (4μl o 2μl una volta alla settimana per due settimane) alla dose di 10 μg/μl. La barriera emato retinica è stata valutata mediante perfusione con Evans Blu, un colorante che si lega alle proteine plasmatiche e mette in evidenza l’eventuale fuoriuscita del plasma dai vasi danneggiati. La distribuzione e la morfologia dei capillari sono state valutate mediante immunoistochimica e la funzione visiva è stata valutata mediante registrazioni elettroretinografiche. Risultati: il peso dei ratti di controllo aumenta seguendo la normale curva di crescita mentre il peso dei ratti STZ rimane relativamente costante, come atteso in animali che abbiano sviluppato il diabete. La glicemia nei ratti STZ, come atteso, aumenta di circa 4 volte rispetto ai ratti di controllo. In accordo con la letteratura, la retina dei ratti trattati con STZ è caratterizzata da un aumento dei vasi retinici rispetto a retine di ratti di controllo, inoltre è caratterizzata da disfunzione della BRB evidenziata mediante blu di Evans e da un alterato elettroretinogramma con una drastica riduzione della ampiezza delle onde a e b rispetto a ratti di controllo. L’iniezione intravitreale di UPARANT non ha effetto né sul peso, né sulla glicemia. Nei ratti trattati con 4μl di UPARANT abbiamo osservato una riduzione della vascolarizzazione retinica, un miglioramento della BRB con conseguente miglioramento della funzione visiva. Mentre un tale miglioramento non è stato osservato nei ratti trattati con 2μl di UPARANT. Questi risultati dimostrano l’efficacia di UPARANT quale farmaco antiangiogenico in un modello di DR

Postoperative pain and surgical time comparison using piezoelectric or conventional implant site preparation systems

Since its introduction, piezoelectric bone surgery has established an important role in oral surgery and dental implantology. Piezoelectric surgery is efficient at preparing implant site osteotomies due to its selective cut, micro-streaming and cavitational effects, which preserve and maintain the soft tissue. Several advantages have been outlined in patient\u2019s symptoms, both in terms of improved intraoperative comfort and postoperative course. The aim of this study was to compare implant insertion procedures using piezoelectric surgery or conventional drilling. Intra- and postoperative pain, implant site preparation time and learning curve were evaluated. Methods: A total of 13 (7 women/6 men, aged between 45 and 75 years) partially edentulous patients were rehabilitated with 40 titanium implants (n=20). Implant therapy consisted in the inclusion of at least two conical implants between 3.8 and 4.5 mm diameter with a maximum torque of 35 Ncm in randomised bilateral edentulous areas. First sites were prepared with piezodevice (test sites) and the contralateral ones with conventional drilling (control sites). Surgery was always performed by the same operator. Implant site preparation timing was measured from flap elevation until implant inclusion. Patients recorded their subjective intraoperative and postoperative pain daily for 7 days and at 15th day after surgery using a Visual Analog Scale (VAS). Results: Patients treated with piezoelectric technique presented a lower VAS, minor swelling and less recovery time compared to the conventional technique. No operative complications were reported and the implant survival rate at 1 year was 100% for both the techniques. VAS significant differences were found for the test sites as intraoperative symptoms (p = 0.009), after 1 day (p = 0.010), 2 days (p = 0.016), 3 days (p = 0.017), 5 days (p = 0.015), 6 days (p = 0.018) and 7 days (p = 0.039). The average surgical times of implant sites preparation were: 10 (\ub1 1.4) minutes for the test sites, and 7.00 (\ub1 1.7) minutes for the control sites. In 69.2% of cases (9 of 13 patients) the operator has found advantages in terms of better access to the posterior sites, enhanced intraoperative visibility and insertion axis maintenance using the piezoelectric technique. The learning curve with piezodevice has seen a decrease in timing (rho = -0827, p = 0.001) from the first to the last intervention; whereas no significant difference was evaluated with the traditional method. Conclusion: Compared to traditional methods, piezoelectric technique enables optimal healing because it reduces the postsurgery swelling and discomfort. The average time necessary for the piezoelectric implant site osteotomy was approximately 3 minutes more than conventional technique

Potenziali inibitori dell'anidrasi carbonica: sintesi di derivati carbossilati delle benzotiopirano pirimidine e piridotiopirano pirimidine

Le anidrasi carboniche (CAs) sono un gruppo di zinco-enzimi molto diffusi in tutti gli organismi. Nei vertebrati più sviluppati, compresi gli esseri umani, sono state isolate almeno 15 differenti isoforme dell’anidrasi carbonica .. Questi metalloenzimi sono catalizzatori molto efficaci della reazione di idratazione reversibile dell’anidride carbonica a bicarbonato, ma, almeno per quanto riguarda le alfa-CAs, possiedono un’elevata versatilità, essendo capaci di catalizzare altri processi idrolitici. Gli isoenzimi CA svolgono varie ed importanti funzioni fisiologiche e fisio-patologiche relative alla respirazione e al trasporto della CO2/bicarbonato tra i tessuti metabolizzanti ed i polmoni; regolano il pH, l’omeostasi della CO2, la secrezione di elettroliti in una varietà di tessuti/organi e le reazioni biosintetiche, come la gluconeogenesi, la lipogenesi e l’ureogenesi (negli animali) e la fissazione della CO2 (nelle piante e alghe); sono inoltre coinvolte nella crescita, nella virulenza di vari patogeni e secondo alcune recenti evidenze sperimentali in processi patologici quali tumorigenicità, obesità, epilessia. Il meccanismo catalitico delle CAs è conosciuto in dettaglio: in tutte le classi di enzimi una specie metallica idrossilata (L3-M2+-OH-) dell’enzima è la specie cataliticamente attiva, agendo come un forte nucleofilo (a pH neutro) sulla molecola di CO2. Per quanto riguarda le alfa-CAs il sito attivo è rappresentato dallo ione Zn(II) che è coordinato con tre residui di istidina e con una molecola d’acqua/ione idrossido. La forma attiva dell’enzima è la base, con l’idrossido legato allo Zn(II). Questo forte nucleofilo attacca la molecola di CO2 legata in una tasca idrofobica nelle sue vicinanze portando alla formazione di bicarbonato coordinato allo Zn(II). Lo ione bicarbonato viene poi spiazzato da una molecola d’acqua e liberato in soluzione, portando alla forma acida dell’enzima, con l’acqua coordinata allo Zn(II) che è la forma cataliticamente inattiva. Il meccanismo dello zinco idrossido è valido anche per le CA beta- e gamma-, sebbene alcuni enzimi della classe - non abbiano l’acqua direttamente coordinata allo ione metallico. La presenza di questi enzimi ubiquitari in così tanti tessuti e in così tante isoforme, rappresenta una meta attraente per la progettazione di inibitori con applicazioni biomediche. Le CAs vengono inibite principalmente da due classi di composti: gli anioni (tra cui molti carbossilati) complessanti il metallo e le sulfonammidi/sulfamati/sulfammidi che generalmente si legano allo ione Zn²+ del sito attivo dell’enzima. L’inibizione di questi enzimi è stata sfruttata clinicamente per decenni per varie classi di diuretici e per agenti antiglaucoma che agiscono a livello sistemico. Negli ultimi anni sono emerse nuove applicazioni degli inibitori delle CAs, come gli antiglaucoma che agiscono a livello topico, gli anticonvulsivanti, gli antiobesità, gli antipanico, e gli agenti antitumorali/strumenti diagnostici. Tali CAIs bersagliano diversi isoenzimi delle 13 isoforme alfa-CA cataliticamente attive presenti nei mammiferi. Il gruppo di ricerca presso il quale ho svolto la mia tesi ha recentemente descritto nuovi derivati triciclici contenenti lo scaffold benzotiopiranopirazolico e piridotiopiranopirazolico sul quale è stata inserita una funzione benzensolfonammidica. Questi composti erano stati progettati quali analoghi rigidi di celecoxib e valdecoxib che, nati come inibitori selettivi della COX2 hanno mostrato di essere anche potenti inibitori delle CAs. La caratteristica principale dei derivati pirazolici ottenuti è risultata la predominante elevata inibizione dell’anidrasi carbonica umana (hAC) I e II mentre la loro attività inibitoria verso hCA III, IV, VA, VB, VI, VII, IX, XII, XIII, e XIV è risultata di due ordini di grandezza più bassa. La cristallografia a raggi X e studi di sovrapposizione hanno permesso di spiegare il profilo di inbizione delle pirazolo-solfonammidi. Proseguendo le ricerche in questo campo, lo scopo della mia tesi è stato quello di sintetizzare gli omologhi superiori dei derivati pirazolici appena descritti ad ottenere derivati triciclici di tipo benzotiopirano[4,3-d]pirimidinico e piridotiopirano[4,3- d]pirimidinico sul cui scaffold è stata inserita una funzione amminoacidica (quindi carbossilata) per verificare se tale sostituzione potesse determinare la selettività dei composti ottenuti verso specifiche isoforme

An investigation of the open-loop amplification of Reynolds number dependent processes by wave distortion

Analytical and experimental studies were initiated to determine if the response of a constant temperature hot wire anemometer to acoustic oscillations could serve as an analog to the response of the drop vaporization burning rate process to acoustic oscillations, and, perhaps, also as an analog to any Reynolds number dependent process. The motivation behind this study was a recent analytical study which showed that distorted acoustic oscillations could amplify the open-loop response of vaporization limited combustion. This type of amplification may be the cause of unstable combustion in liquid propellant rocket engines. The analytical results obtained for the constant temperature anemometer are similar in nature to those previously obtained for vaporization limited combustion and indicate that the response is dependent on the amount and type of distortion as well as other factors, such as sound pressure level, Mach number and hot wire temperature. Preliminary results indicate qualitative agreement between theory and experiment

The Amazon Echo: Usability Evaluation

Background: The Amazon Echo is a home assistant device which allows people to interact verbally with online software tools or smart home devices and electronics. The purpose of this study was to test the usability of the device by conducting a variety of user-centered analyses. Method: Researchers performed a usability heuristics evaluation to gain an understanding of the system’s features and functions from a top-down perspective. An Out of Box Experience (OOBE) was conducted to capture users’ attitude of the device. Next, several tasks were performed which represent users\u27 everyday interactions with these devices. Participants then completed the system usability scale (SUS) to rate their experience. Results: Time on task was measured to analyze quantitative data and participants were asked to rate the difficulty of each task. Preliminary results indicate a setup time of approximately five minutes. Microsoft product reaction cards were used to capture initial and post-trial reactions to the device. Easy to use and efficient are two common terms appearing in the participant\u27s explanation of their feeling towards using the device. Conclusions: By collecting this information, our research team can paint an entire picture explaining benefits and flaws encountered by users and experts alike