Application of Lattice Boltzmann Method for Surface Runoff in Watershed

Derived from simplifications of the Saint-Venant equations, the kinematic wave model has the ability to describe the behavior of surface runoff in watersheds. This paper aims to obtain the numerical simulation of the flow routing in a natural watershed, by using lattice Boltzmann method. In the computational model, the surface of the basin will be represented by a V-shaped segmented in two lateral planes and one main channel. The simulation considers the effective precipitation flowing on the watershed per unit of width at the exit of each of the planes that represent the surface of the basin. The water flowing from the planes enters the main channel in the form of lateral contribution. Hydrograms of two rain events are obtained, which present the volume drained in the outlet corresponding to the whole basin in each event. Two equilibrium distribution functions were developed by Chapmann-Enskog expansion at time scales and model D1Q3, one suitable for flow on the basin surface and another for the main channel, in order to obtain the variables of interest in each case. The numerical results obtained were compared with the KINEROS2 hydrological model.Peer Reviewe

Effects of sulfur-based hemostatic agents and gingival retraction cords handled with latex gloves on the polymerization of polyvinyl siloxane impression materials

OBJECTIVES: This study investigated the possible interactions between three addition silicone materials (Express®, Aquasil Ultra® and Adsil®), three hemostatic agents (ferric sulfate, StatGel FS®; aluminum sulfate, GelCord®; and aluminum chloride, Hemostop®) and gingival retraction cords previously handled with latex gloves to determine whether direct contact with medicaments or indirect contamination by latex in conditions similar to those found in clinical practice inhibit or affect the setting of the impression materials. MATERIAL AND METHODS: A portable device for the simultaneous test of several specimens was specifically developed for this study. Polymerization inhibition was analyzed by examination of the impressions and the molded surface. Ten trials were performed for each addition silicone material used in the study, at a total of 240 study samples. RESULTS: All the samples tested (N=240) were nonreactive regardless of the type of combination used. CONCLUSIONS: Aluminum sulfate, ferric sulfate and aluminum chloride hemostatic solutions did not show any inhibitory potential on the addition silicone samples under study, and there were no changes in polymerization as a result of contact between addition silicone and retraction cords handled with latex gloves

Change of effective properties of concrete by alkali-silica reaction

No presente trabalho, desenvolve-se um modelo de simulação computacional das propriedades efetivas do concreto sob ação da reação álcali-sílica. Obtém-se uma representação computacional a partir da análise da reação química e de técnicas de homogeneização. A reação álcali-sílica forma um gel que altera as propriedades efetivas do concreto e pode levar a danificação de estruturas, especialmente das barragens de usinas hidrelétricas. O modelo desenvolvido é composto de 3 fases, geração do elemento representativo do concreto, formação e difusão do gel pela reação álcali-sílica e homogeneização do material final. A primeira fase é o desenvolvimento do elemento representativo do concreto que é simulada a partir da curva granulométrica e utiliza-se um algoritmo de detecção de colisão computacional para elipses. Para modelar o comportamento da evolução química, usa-se um modelo baseado nas equações da cinética química, através da Lei de Guldberg - Waage, e em modelos de difusão do gel desenvolvidos para a malha do elemento representativo do concreto. Para modelar a variação das propriedades efetivas, usa-se modelos de homogeneização (Método de Reuss, Método de Voigt, Método Auto-consistente e Método de Mori-Tanaka) para prever, assim, os coeficientes de elasticidade do material compósito. A combinação dos modelos permitiu prever a evolução e a danificação do material ao longo do tempo e analisar a influência da fração volumétrica dos agregados no tempo de vida útil do concreto.The present work develops a model of computer simulation of the actual properties of concrete under the action of alkali-silica reaction. Obtains a computational representation from the analysis of the chemical reaction and homogenenization techniques. Alkali-Silica reaction forms a gel that changes the effective properties of concrete and can lead to damage to structures, especially of hydroelectric dams. The model consists of three phases, generation of representative element of concrete, gel formation and dissemination by alkali-silica reaction and homogeneization of the final material. The first stage is the development of representative concrete element that is simulated from the granulometric curve and uses a computacional collision detection algorithm to ellipses. To model the behavior of chemical evolution, it uses a system based on equations of chemical kinetics, known as Guldberg - Waage Law and uses a gel diffusion model developed to mesh of representative element of concrete. To model the variation of the effective properties, it uses homogenization schemes (Reuss method, Voigt Method, Self-Consistent method and Mori-Tanaka method) to provide, thus, elasticity coefficientes of the composite material. The combination of the models allowed to predict the evolution and damage to the material over time and analyze the influence of the volume fraction of agregates in the lifetime of concrete.Peer Reviewe

Simulation of the two-dimensional flow of the initiation channel of the Itaipu hydroelectric power plant by the lattice Boltzmann method

Este artigo analisa a capacidade do método do reticulado de Boltzmann (LBM) com múltiplos tempos de relaxamento (MRT) na simulação do escoamento em problemas práticos de engenharia. O estudo de caso abordado refere-se ao primeiro trecho do canal de iniciação, que faz parte do canal da piracema, localizado no Usina Hidrelétrica de Itaipu. O canal de iniciação possui obstáculos submersos distribuídos de uma margem até a outra, com o objetivo de reduzir a velocidade da água e permitir a ocorrência do ciclo da piracema. As equações governantes do escoamento são as equações de águas rasas, que serão resolvidas por meio do LBM-MRT. Utilizou-se condições de contorno adequadas para escoamento em canal, vazão e altura da água constante na entrada e saída, respectivamente. Devido às características do problema que pretende-se simular, incorporou-se ao código computacional uma técnica de simulação em grandes escalas (LES - Large Eddy Simulation) a qual permite obter resultados mais próximos do comportamento real do escoamento. Além disso, avalia-se a estabilidade da simulação em todos os pontos da malha para cada passo de tempo e, juntamente com a propriedade da consistência do LBM, obtém-se a convergência da solução. A simulação fornece a profundidade, velocidades nas direções {\textstyle x} e {\textstyle y} , e a magnitude da vorticidade da água.This paper analyzes the ability of the Lattice Boltzmann method (LBM) with multiple relaxation times (MRT) in the simulation of flow in practical engineering problems. The case study covered refers to the first section of the initiation channel, which is part of the piracema channel, located in the Itaipu Hydroelectric Power Plant. The initiation channel has submerged obstacles distributed from one margin to the other, in order to reduce water velocity and allow the piracema cycle to occur. The governing equations of flow are the shallow water equations, which will be solved through the LBM-MRT. The non-slip bounce-back scheme was used on walls and obstacles, constant discharge at the inlet and fixed depth at the outlet of the channel. Due to the characteristics of the problem to be simulated, a large eddy simulation (LES) technique was incorporated into the computational code, which allows to obtain results that are closer to the actual behavior of the flow. In addition, the stability of the simulation at all points of the mesh is evaluated for each step of time and, together with the property of the consistency of the LBM, the convergence of the solution is obtained. The simulation provides the depth, velocities in the x and y directions, and the magnitude of water vorticity.Peer Reviewe

Qualidade de vida do doente após acidente vascular cerebral

Contextualização: Em Portugal, o AVC constitui a principal causa de incapacidade de longa duração e de diminuição da qualidade de vida. A reabilitação funcional do doente é um dos requisitos básicos no tratamento pós-AVC. Neste contexto, o objetivo do presente estudo pretendeu analisar o modo como determinadas variáveis de contexto sociodemográfico, familiar e clínico estão associadas à qualidade de vida destes doentes. Métodos: Realizou-se um estudo transversal, descritivo correlacional, de natureza quantitativa, no qual participaram 75 doentes, maioritariamente do sexo masculino (53,33%), com uma média de idades de 68 anos. Para a mensuração das variáveis utilizaram-se instrumentos de medida, de reconhecida fiabilidade, aferidos e validados para a população portuguesa: Escala de Apgar Familiar, Escala de Barthel e Questionário de avaliação da qualidade de vida (PSN). Foi também utilizada uma ficha sociodemográfica e clínica. Resultados: Analisando as dimensões da qualidade de vida constatamos que os doentes do sexo feminino apresentam scores superiores em todas as dimensões, existindo diferenças estatísticas significativas apenas para o Isolamento Social. Os participantes solteiros revelaram valores médios mais elevados, resultando em diferenças estatisticamente significativas para o Isolamento Social. Os participantes total e severamente dependentes foram os que revelaram médias mais elevadas na maioria das dimensões, com diferenças estatisticamente significativas em todas as dimensões, exceto na Dor. As variáveis idade, influência da residência, habilitações literárias, situação laboral, condições habitacionais, tipo de AVC, tempo de internamento, local da lesão, influência do programa de reabilitação e funcionalidade familiar não revelaram um efeito significativo sobre a qualidade de vida. Conclusão: As evidências encontradas neste estudo fornecem indicadores para uma melhor intervenção junto dos doentes com AVC, de forma a melhorar a sua adaptação e bem-estar, e da sua família, contribuindo para a sua qualidade de vida. Por outro lado, sensibilizou-nos para a importância em ajustar os cuidados específicos de reabilitação às expetativas e necessidades desses indivíduos. Palavras-chave: Acidente Vascular Cerebral, Qualidade de Vida, Reabilitação Funcional.Abstract Background: In Portugal, cerebrovascular accident (CVA) is the leading cause of long-term disability and diminished quality of life. The functional rehabilitation of the patient is one of the basic requirements in the treatment post-CVA. In this context, the objective of the present study is to examine how certain circumstantial, sociodemographic, familiar and clinical variables, the family functionality and functional independence are associated with the quality of life of these patients. Methods: it was made a cross-sectional, descriptive correlacional, quantitative study, in which participated 75 patients, mostly male (53,33%), with a mean age of 68 years old. For the measurement of the variables, were used measuring instruments of acknowledged reliability, measured and validated to the portuguese population: the Familiar Apgar Scale, the Barthel Scale and the Quality of Life Assessment Questionnaire. It was also used a sociodemographic and clinical data sheet. Results: Analyzing the dimensions of quality of life it was found that female patients have higher scores in all dimensions, and there are significant statistical differences only to Social Isolation. Unmarried participants showed higher average values, resulting in significant statistically differences to Social Isolation. The total and severely dependents participants were those who revealed higher average values in most dimensions, with differing slightly significant statistics, very significant and extremely significant in most dimensions, except in Pain. The variables age, influence of residence, qualifications, employment, housing conditions, type of cerebrovascular accident, time of hospitalization, location of the lesion, influence of rehabilitation programme and family functionality did not show a significant effect on the quality of life. Conclusion: The evidence found in this study provide indicators for a better assistance to patients with cerebrovascular accident, in order to improve their well-being and adjustment, and of his family, contributing to their quality of life. On the other hand, moved us to the importance in adjusting the specific rehabilitation cares of these patients’ expectations and needs. Keywords: Cerebrovascular Accident, Quality of Life, Functional Rehabilitation

Two-dimensional numerical simulation of channel flow with submerged obstacles using the lattice Boltzmann method

Apresenta-se a simulação numérica bidimensional do escoamento de água em um canal retangular com chicanas submersas distribuídas alternadamente nas suas margens. As equações governantes do escoamento são as equações de águas rasas, que serão resolvidas por meio do método do reticulado de Boltzmann (LBM) com múltiplos tempos de relaxamento (MRT). Utilizou-se condições de contorno adequadas para escoamento em canal, vazão e altura da água constante na entrada e saída, respectivamente. Devido às características do problema que pretende-se simular, incorporou-se ao código computacional uma técnica de simulação em grandes escalas (LES - Large Eddy Simulation) a qual permite obter resultados mais próximos do comportamento real do escoamento. Além disso, avalia-se a estabilidade da simulação em todos os pontos da malha para cada passo de tempo e, juntamente com a propriedade da consistência do LBM, obtém-se a convergência da solução. A simulação fornece a profundidade, velocidades nas direções {\textstyle x} e {\textstyle y} , e a magnitude da vorticidade da água.A two-dimensional numerical simulation of the water flow in a rectangular channel with submerged obstacles distributed alternately along its banks is presented. The governing equations of flow are the shallow water equations, which will be solved by the Boltzmann lattice method (LBM) with multiple relaxation times (MRT). The non-slip bounce-back scheme was used on walls and obstacles, constant discharge at the inlet and fixed depth at the outlet of the channel. Due to the characteristics of the problem to be simulated, a large eddy simulation (LES) technique was incorporated into the computational code, which allows to obtain results that are closer to the actual behavior of the flow. In addition, the stability of the simulation at all points of the mesh is evaluated for each step of time and, together with the property of the consistency of the LBM, the convergence of the solution is obtained. The simulation provides the depth, velocities in the x and y directions, and the magnitude of water vorticity.Peer Reviewe