CFD simulation and PIV validation of the gas/liquid behavior in an UASB reactor / Simulação CFD e validação PIV do comportamento gás/líquido em um reator UASB

ABSTRACT As the world population increases, the need to develop more efficient wastewater treatment systems requires the use of new technologies. Software aided project and optimization of bioreactors and bioprocesses have become a matter of interest in recent years, especially due to the advance in the state-of-the-art of computational resources. This work aimed to perform gas/liquid numerical simulations using the Fluent 16.2 software and to validate this model through Particle Image Velocimetry (PIV) and shadow imaging techniques. Eulerian-Eulerian, laminar, tridimensional and transient simulations were carried out. The results for the mass imbalance for the gas and liquid phases, gas volumetric fraction, gas velocity, bubble size, liquid magnitude and upflow velocity and the velocity profiles for the liquid phase were successfully validated against experimental data. Concerning the dispersed phase, it was found a difference of 4.37% for the gas volumetric fraction between experiments and simulations. Simulated results showed a difference for the bubble mean velocity of 1.73% when compared with shadow imaging results. No coalescence was observed along the experiments, and the flow regime was characterized as dispersed bubble flow. Regarding the liquid phase, it was found a difference of 3.2% for the mean velocity, between simulated and PIV results. Simulated and experimental velocity profiles showed a better agreement at the center of the reactor. Some differences were observed in those profiles, due to geometry simplifications assumed in order to get a better mesh. Considering the good agreement between simulation and experiments, the model was considered validated.

RESUMO Conforme a população mundial aumenta, a necessidade de desenvolvimento de sistemas de tratamento de efluentes mais eficientes requer o uso de novas tecnologias. O projeto e otimização de biorreatores e bioprocessos auxiliados por softwares têm se tornado uma questão de interesse, em especial devido ao avanço no estado da arte quando se trata de recursos computacionais. O objetivo deste trabalho foi realizar simulações numéricas gás/liquido, utilizando o software Fluent 16.2, e validar experimentalmente o modelo computacional através de técnicas de PIV e Shadow Imaging. Foram realizadas simulações laminares, tridimensionais, transientes adotando uma abordagem Euleriana-Euleriana. Os resultados para o desequilíbrio de massa para as fases gasosa e líquida, a fração volumétrica de gás, a velocidade do gás, o tamanho da bolha, a magnitude e a velocidade ascensional do líquido e os perfis de escoamento do líquido foram validados experimentalmente com êxito. Foi verificada uma diferença de 4,37% entre resultados numéricos e experimentais para a fração volumétrica de gás no reator. Quando comparados os resultados das simulações com os resultados obtidos através de Shadow Imaging, foi encontrada uma diferença de 1,73% para a velocidade média da bolha. Não foi verificada coalescência ao longo dos experimentos realizados, e o escoamento foi caracterizado como fluxo de bolhas dispersas. Em relação à fase líquida, foi encontrada uma diferença de 3,2% para a velocidade média, entre os resultados simulados e de PIV. Os perfis de velocidade simulada e experimental mostraram uma melhor concordância no centro do reator. Algumas diferenças foram observadas nesses perfis, devido às simplificações geométricas assumidas para obter uma malha melhor. Considerando a boa concordância entre resultados numéricos e experimentais, o modelo foi considerado validado.

A Preliminary Analysis of Expertise-Novice Effect on Representational Momentum between College Athletes and Students / 中国运动医学杂志

Objective To explore whether expertise-novice effect on representational momentum exist among athletes in the university football and volleyball team and common college students.Methods We used implied motion paradigm in experiment 1 and smooth motion paradigm in experiment 2.Results There were no significant differences on representation momentum among football players,volleyball players and college students in the implied motion paradigm.When moving to the right at a high speed,college students' displacement was larger than athletes in smooth motion paradigm,but no significant differences were found between football and volleyball players in the displacement.Conclusion The expertise-novice effect on representational momentum has been found under the condition of high speed and moving right using smooth paradigm.There is no difference between football and volleyball on representational momentum.

Option selection in whole-body rotation movements in gymnastics / Opções de movimentos na rotação da ginástica

Abstract When a gymnast performs a somersault, the linear and angular momentum along with a particular control of inertia during the flight phase constrain the possibilities for action. Given the complexity and dynamic nature of the human moving system, one could argue that there exist a particular amount of stable coordination states when performing somersaults. The goal of this study was to explore the manifold of movement options and coordination states along with their differentiating parameters for a single somersault in gymnastics based on a simple mathematical model reflecting gymnast’s rotation behavior during the flight phase. Biomechanical parameters determining rotation behavior during a somersault were systematically varied with regard to a particular set of biomechanical constraints defining a successful somersault performance. Batch simulations revealed that from 10229760 simulation cycles only 655346 (approximately 6.41%) led to successful somersault performance. A subsequent analysis of the movement option landscape for the optimum angular momentum revealed ten coordination states for a single somersault that could be clearly distinguished based on the simulation parameters. Taken the results together, it becomes apparent that it may be most advisable to perform a single somersault with a larger moment of inertia when achieving the tucked position, a longer duration to achieve the tucked position, a longer duration of staying tucked, and an intermediate moment of inertia during landing. This strategy comprises the largest amount of movement options associated with an upright landing and thus the highest probability of success when performing a single somersault.

Resumo Quando um ginasta executa um mortal, o momento linear e angular, juntamente com determinado controle de inércia durante a fase de voo, restringem as possibilidades de ação. Devido à complexidade e à natureza dinâmica do sistema do movimento humano, pode-se argumentar que existe determinada quantidade de estados coordenativos estáveis quando se executa mortais. O objetivo deste estudo foi explorar a multiplicidade de opções de movimento e estados coordenativos, juntamente com os seus parâmetros de diferenciação para um único mortal na ginástica, com base em um modelo matemático simples que reflita o comportamento da rotação do ginasta durante a fase de voo. Os parâmetros biomecânicos que determinam o comportamento da rotação durante um mortal variam sistematicamente em relação a determinado conjunto de restrições biomecânicas que definem a execução bem sucedida do mortal. Simulações em série revelaram que, a partir de 10229760 ciclos de simulação, somente 655346 (aproximadamente 6,41%) levaram ao desempenho bem sucedido do mortal. Uma análise subsequente da perspectiva de movimento para o momento angular ótimo revelou 10 estados de coordenação para um único mortal que poderiam ser claramente distinguidos com base nos parâmetros de simulação. Considerados os resultados em conjunto, torna-se evidente que seria mais aconselhável realizar um único mortal com momento de inércia maior quando se atinge a posição grupada, duração mais longa para atingir a posição grupada, duração mais longa da posição grupada, e um momento de inércia intermediário durante a aterrissagem. Essa estratégia compreende a maior quantidade de opções de movimento associados a uma aterrissagem na posição ereta e, assim, a maior probabilidade de sucesso quando se realiza um único mortal.

Análise estatística no basquetebol de base: perfil do Campeonato Paranaense de Basquetebol masculino Sub-17 / Statistical analysis of base basketball: Under-17 Parana men Basketball Championship profile

Tem-se como objetivo geral, descrever como se dá a dinâmica de jogos de basquetebol de base. Especificamente, buscou-se entender quais os indicadores estatísticos significativos para a conquista da vitória no jogo e na competição de uma maneira geral e em jogos equilibrados, normais e desequilibrados; qual a influência do indicador "eficiência" individual e coletiva para o resultado final de jogo e competição; e qual a relação do momentum do jogo com os mesmos resultados. Como metodologia, utilizou-se a pesquisa descritiva quantitativa, tendo como instrumento, planilha de análise estatística construída especificamente para a pesquisa. O tratamento dos dados se deu através de estatística descritiva e inferencial. Resultados encontrados: arremessos de dois pontos tentados, arremessos de dois pontos convertidos, porcentagem de acerto de dois pontos, total de pontos feitos, porcentagem de acerto total, rebotes defensivos, rebotes totais e assistências foram considerados significativos para obtenção da vitória no jogo. Os mesmos indicadores, acrescidos de "lances livres tentados" foram coincidentes em jogos equilibrados, normais e desequilibrados. Arremessos de dois pontos tentados, arremessos de dois dois pontos convertidos, porcentual de acerto de dois pontos, porcentagem de acerto total e rebotes ofensivos foram significativos para obtenção de vitória na competição. Equipes que venceram o jogo e competição apresentaram eficiência coletiva superior às demais. Uma média de quatro jogadores por equipe apresentou eficiência individual superior à média de eficiência individual da equipe e da competição. O segundo e último quartos apresentaram-se mais relevantes para obtenção da vitória no jogo e na competição. Como conclusão, entende-se que a análise estatística é uma fonte importante de informações sobre um jogo de basquetebol, podendo oferecer subsídios relevantes a pesquisadores e comissões técnicas

It has as its general objective, describe how is the logic of dynamic from base basketball games. Specifically, it sought to understand which are the statistical indicators meaningful to claim victory in the game and competition in general and in balanced, normal and unbalanced games; which is the influence of the indicator "efficiency" individual and collective for the end result of game and competition; and which is the relationships between the momentum of the game with the same results. The methodology used the descriptive quantitative research, with a statistical analysis spreadsheet built specifically for research as an instrument. The data processing was through descriptive and inferential statistics. Results: 2 points attempts, 2 points converted, 2 points percentage, total points made, overall hit percentage, defensive rebounds, total rebounds and assists were considered significant for obtaining victory in the game. The same indicators, plus "free throws attempted" were coincident in balanced, normal and unbalanced games. 2 points attempts, 2 points converted, 2 points percentage, overall hit percentage and offensive rebounds were significant for achievement of victory in the competition. Teams that won the game and competition presented collective efficiency superior to others. An average of 4 players per team presented individual efficiency higher than the average of individual efficiency of the team and competition. The second and last quarters were even more relevant for obtaining the victory in the game and the competition. In conclusion, it is understood that the statistical analysis is a relevant source of information on a basketball game, and can provide relevant insights for researches and technical committees

Explorando a trajetória espácio-temporal da representação dinâmica de projéteis / Exploring the spatiotemporal trajectory of the dynamic representation of projectiles

Quando é mostrado a observadores humanos um objeto em movimento horizontal que desaparece subitamente, e se instruídos a indicar o local de desaparecimento, emerge sistematicamente um erro para diante na direção do movimento (Desfasamento M) e para baixo na direção da gravidade (Desfasamento O). Ainda que diversos determinantes do fenómeno estejam bem documentados, pouco é ainda sabido acerca do seu curso temporal. O presente estudo procura preencher esta lacuna. Objetos descrevendo movimentos horizontais foram mostrados a participantes instruídos a indicarem o seu local de desaparecimento, usando ou um mouse ou um ponteiro (num ecrã táctil), após um intervalo de retenção variado. Os resultados revelaram uma trajetória ordenada para os erros de localização em função do tempo, passível de ser descrita em duas fases - numa primeira, até cerca de 300ms, os erros progrediram para diante sem qualquer desfasamento vertical; após os 300ms o erro tende a aumentar na direção descendente sem qualquer incremento horizontal. Paralelos deste padrão com tarefas de física intuitiva (Física de Road Runner) e antecedentes na História Pré-Galilaica da Física são referidos e os resultados discutidos no âmbito de uma representação implícita de invariantes físicos na perceção de eventos dinâmicos...

When human observers are shown a horizontally moving target which suddenly disappears and they are further instructed to locate its vanishing position, both forward in the direction of motion (M Displacement) and downward in the direction of gravity (O Displacement), errors of localization typically occur. Though several determinants of those errors have been ascertained, little is known regarding their time course. The present study attempts to fill this gap. Horizontally moving targets were presented and participants instructed to locate their vanishing position, either via a mouse or a pointer (on a touch screen) after a variable time delay. Outcomes revealed an orderly time-dependent trajectory of errors being describable in two stages - during the first 300ms, the errors increased in the direction of motion with a constant vertical error; after 300ms the downward error increased with no further horizontal displacement. Similarities between this pattern and reported results from the Intuitive Physics (Road Runner Physics) and the History of Ancient Physics are noticed and discussed under the notion of an implicit representation of physical invariants in the perception of dynamic events...

Effect of rotation bump on removal torque of orthodontic mini-implants

OBJECTIVES: This study is designed to evaluate the mechanical stability of orthodontic mini-implants with vertical grooves in rabbits. MATERIALS AND METHODS: This study was done from March 2011 to February 2012 in Dental Research Institute of Seoul National University. Thirty-two mini-implants in the control group and 32 in the rotation bump (RB) group were inserted in the tibias of 16 rabbits and were removed after two weeks and four weeks, respectively. The maximum insertion torque (MIT), maximum removal torque (MRT), torque ratio (TR) of MRT to MIT and removal angular momentum (RAM) were all measured at the time of removal. RESULTS: There were no significant differences between the two groups in MIT and MRT at two weeks or four weeks. However, TR and RAM at four weeks in the RB group were significantly higher than in the control group (P<0.05). TR of the RB group was significantly increased at four weeks (P<0.05). In both groups, RAM at four weeks was significantly higher than at two weeks (P<0.05). CONCLUSION: These results suggest that RB of the mini-implant could provide resistance to the removal rotation, although it did not increase the MRT.

Clinical Pathological Features of Mesenteric and Omental Inflammatory Myofibroblastic Tumor in 5 Children / 实用儿科临床杂志

Objective To study the clinical pathological features of mesenteric and omental inflammatory myofibroblastic tumor (IMT) in children.Method Clinical features,laboratory result,pathological evidence for diagnosis and treatment of 5 cases with mesenteric and omental IMT were analyzed and evaluated.Results Intra-abdominal mass was most frequently found in childhood mesenteric and omental IMT.Gastrointestinal obstruction was showed in 2 cases.Anemia,leucocytosis,thrombocytosis,polyclonal-hyperglobulinemia appeared in 5 cases.The histological pattern showed:4 cases were myxoid pattern IMT,1 case was compact spindle cells pattern IMT.Immunohistochemistry showed:the spindle cells were expressed vimentin,smooth muscle action(SMA) and desmin.Partial spindle cells were anaplastic lymphoma kinase(ALK) and cytokeratin(CK) positive,while S-100 protein,CD34 were negative.Complete surgical excision was performed on 5 cases.Follow-up studies ranged from 5 months to 3 years,and no patient developed recurrence.Conclusions Childhood mesenteric and omental IMT is a rare interstitial tumor.The diagnosis should be based on pathological and immunohistochemistry examinations.Most cases are benign,and complete surgical excision can avoid local recurrence.