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Use of airborne vehicles as research platforms
No full textThis is the accepted version of the following chapter: Gratton, G. 2012. Use of Airborne Vehicles as Research Platforms. Encyclopedia of Aerospace Engineering, which has been published in final form at http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470686652.eae604/full. Copyright @ John Wiley & Sons 2012.The use of aircraft is often valuable to position airborne sensors or to conduct experiments in ways not possible purely on the ground. An airframe, typically an older one, must be selected then adapted to the role – likely to include inlets, windows, structural changes, power supply, computing and data recording capacity, and likely the provision of external hardpoints. Once the research vehicle is created, the instruments on board will require calibration, either in isolation or by intercomparison against already calibrated instruments on board another aircraft. This calibration process will continue throughout the life of the airplane. Additionally, an operating organization must be created and obtain any necessary organizational approvals. For some specialist applications, unmanned aerial vehicles (UAVs) may also be used, which carry some special considerations of autonomy and interoperability, but similar concerns of instrument, vehicle, and operational integrity
COMPASS 1999: A PROJECT SEEKING THE CO-ORDINATED MONITORING OF PARTECIPATION IN SPORTS IN EUROPE
No full textNADH fluorescence lifetime is an endogenous reporter of α-synuclein aggregation in live cells.
No full textα-Synuclein (aS) aggregation has been amply investigated for its involvement in Parkinson's disease because its amyloid fibrils are the main constituent of Lewy bodies, one of the hallmarks of the disease. aS aggregation was studied here in vitro and in cellular models to correlate aggregation products with toxicity mechanisms. Independent results published elsewhere suggested that aS overexpression and/or aggregation may impair cellular metabolism and cause mitochondrial damage. In this context, we report the characterization of changes in NADH fluorescence properties in vitro and in human embryonic kidney 293 cells upon aS aggregation. The application of the phasor approach to study NADH fluorescence lifetime and emission allowed us to identify changes that correlate with aS aggregation. In particular, the fraction of bound NADH, characterized by longer lifetimes in comparison to free NADH, is increased, and the maximum of the NADH emission is shifted toward shorter wavelengths in the presence of aggregating aS both in vitro and in cells. These data suggest that NADH binds to aggregated aS. NMR experiments in vitro substantiate such binding, which occurs during aggregation. NADH fluorescence is thus useful to detect aS aggregation and by extension the associated oxidative stress.-Plotegher, N., Stringari, C., Jahid, S., Veronesi, M., Girotto, S., Gratton, E., and Bubacco, L. NADH fluorescence lifetime is an endogenous reporter of α-synuclein aggregation in live cells
Vente de terre à Lachenaie par Jean-Bte Berloni Nantel et Marie Gratton, son épouse, à Louis Gratton, leur père et beau-père.
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The waiting-time phenomena of gravity currents in fluids and non linear diffusion
No full textLa presente investigación de Tesis trata sobre el fenómeno de tiempo de espera en corrientes de gravedad en fluidos y difusión no lineal. Muchos fenómenos se describen mediante la ecuación de difusión no lineal unidimensional (EDNL): h1 = δx(hᵐδxh) (1) en donde los subíndices t y x indican derivadas parciales respecto del tiempo y del espacio, respectivamente. Entre ellos se pueden citar: (a) flujos en acuíferos no confinados en la aproximación de Dupuit-Forchheimer (Polubarinova-Kochina 1962, Eagleson 1970, Peletier l981, m=l), (b) flujos de gases en medios porosos (Muskat 1937, Gilding y Peletier l977a, l977b, Vázquez 1983, m=γ), (c) conducción térmica en plasmas (Zel’dovich y Raizer 1966, m=5/2) (d) conducción del calor por radiación en gases multiplemente ionizados (Zel’dovich y Raizer 1966, Pert 1977, m=4,5-5,5). (e) conducción del calor por radiación en gases completamente ionizados (Marshak 1958, Zel’dovich y Raizer 1966, Larsen y Pomraning 1980, m=l3/2), (f) corrientes viscogravitatorias (CVG, m=3). Las CVG son un tipo particular de corrientes de gravedad en líquidos, e interesan en las ciencias naturales y por sus aplicaciones a la tecnología y al medio ambiente (Simpson, 1982, Huppeit, 1986). Son flujos que se derraman sobre una superficie plana horizontal y rígida en el régimen en que los esfuerzos viscosos balancean la gravedad (bajo número de Reynolds y efectos de capilaridad despreciables) descriptos por la aproximación de lubricación (Buckmaster 1977, Huppert 1982, Gratton y Minotti 1990). Por la facilidad con que se las puede estudiar en el laboratorio, son una herramienta muy útil para el estudio de la difusión no lineal. Una característica de la difusión no lineal es la presencia de frentes que separan dominios donde h>0 de otros en donde h=0 (recordar la velocidad finita de propagación de una onda térmica fuerte); otra característica es la existencia de soluciones con tiempo de espera (STE), cuyo frente queda inmóvil durante un lapso finito tw, mientras ocurren cambios detrás de él (Aronson 1970, Kamin 1980, Knerr 1977, Lacey et al. 1982, Kath y Cohen 1982, Lacey 1983, Aronson et al. 1983, 1985, Vázquez 1984, Thomas et al. 1991, Gratton et al. 1992, Marino et al. 1995). Las soluciones autosemejantes de la ecuación (1) fueron estudiadas extensamente en el caso unidimensional, en el que dependen de una única variable ξ=x/tδ, donde x representa a una coordenada cartesiana (simetría plana) o a una radial (simetría axial). Su interes radica en que se obtienen fácilmente y que representan el comportamiento asintótico intermedio de muchos problemas no autosemejantes (Barenblatt 1952, Barenblatt y Zel’dovich 1957, Pattle 1959, Pen 1977, Grundy 1979, etc.). También se conocen bien las CVG autosemejantes (Buckmaster, 1977, Huppen, 1982, Gratton y Minotti, 1990, Maxworhy 1982, 1983, Huppert 1982, etc.). Reseñas sobre las propiedades de la ecuación (1) y de las STE se encuentran en Gratton (1991a) y Gratton et al. (1992). Una reseña sobre la autosemejanza, sus aplicaciones y las corrientes de gravedad en fluidos, incluyendo las CVG, puede encontrarse en Gratton (1991b). En esta investigación de Tesis Doctoral se investigan STE para CVG planas con condiciones iniciales del tipo h c xp. El proceso comienza en t=—t(...); inicialmente el frente está en x=0 y hǂ0 para 0<x<xo, siendo ho su valor característico: el frente arranca en t=0 (h(xo—tw)ǂ0)), la condición de contorno en xo corresponde a una pared ideal). Las soluciones se obtuvieron numéricamente con gran precisión, para lo cual se desarrolló un código ad hoc. El trabajo de investigación se dirigió a aclarar los siguientes puntos: (a) La relación entre condiciones iniciales y tiempo de espera y otras propiedades de las soluciones. No hay fórmulas teóricas para tw (salvo para un único caso: p=2/m), pero sí cotas superiores e inferiores (Kath y Cohen 1982, Lacey et al. 1982, Vázquez 1984, Aronson et al. 1985). Con condiciones iniciales del tipo h c xp, Kath y Cohen (1982) mostraron que, para m<<l, hay un tiempo de espera no nulo si p≥2/m, y que si p>2/m aparece un corner layer en la solución (un CL, es un pequeño intervalo Δx en el que hx varía fuertemente). Vázquez (1984) extendió este resultado para todo m>0. (b) La asintótica de las STE cerca del frente y para tiempos próximos al momento del arranque (ǀxǀ<<xo, ǀtǀ<<tw ǀhǀ<<ho). En ese dominio ninguno de los parámetros característicos de las condiciones iniciales puede intervenir en la solución, por lo cual se espera que sea autosemejante de II Especie (Barenblatt y Zel’dovich 1972, Barenblatt 1979, Aronson y Vázquez 1994). Se verifica esta conjetura y se encuentra la relación δ=δ(p). Previamente al estudio numérico se investigan las soluciones autosemejantes relevantes, que se agrupan en dos familias de acuerdo con δ (Gratton y Vigo l994a): las soluciones LOT (Lacey et al. 1982) y las soluciones A. Las soluciones LOT existen para todo δ>l y son de tres clases: si l<δ<l3/l0 (clase L) presentan una sucesión infinita de CL cuyo punto de acumulación es el frente; si δ>l3/l0 (clases E y N) no hay CL. La nomenclatura proviene del comportamiento de la singularidad en el plano de fase que les da origen (el ciclo límite L o el punto B, quien de acuerdo al valor de δ, es un punto Espiral o Nodo). Las soluciones A tienen δ≤1, y representan la evolución del corner layer fuerte que está llegando al frente; el caso δ=1 es la solución de onda viajera (0V, ver Gratton y Minotti 1990). Las soluciones numéricas muestran que si p<2/3 el frente arranca de inmediato y si p>2/3 se obtienen soluciones con tiempo de espera con un CL móvil, de acuerdo con la teoría. El CL se refuerza (Δx se reduce y aumenta la variación de hx) mientras avanza hacia el frente que espera, y cuando lo alcanza, éste se pone en movimiento. Se estudia en detalle el movimiento del CL y del frente y otras propiedades de las soluciones. Se determina tw(p) y se compara con las cotas teóricas, viendo que en muchos casos estas no son buenos estimadores de tw. La asintótica de las STE muestra un comportamiento sorprendente. En primer lugar sólo las soluciones clase L y la OV son relevantes. Tan sólo la parte de las soluciones L que está detrás del primer CL de la sucesión representa la asintótica de las soluciones numéricas, y lo hace en un dominio que está detrás del corner layer, y para un intervalo de tiempo que excluye el entorno del arranque (se observa un solo CL, porque cerca del frente la solución verdadera converge demasiado lentamente a la solución L). En cambio la asintótica en el entorno del CL y para tiempos próximos al arranque (e incluyéndolo) está descripta por la 0V (δ=1), de forma tal que el movimiento del CL empalma con continuidad con el del frente, luego del arranque. Los flujos viscogravitatorios son un privilegio para el investigador puesto que constituyen un caso modelo altamente viable para su implementación experimental a escala de laboratorio; en ese sentido la verificación experimental de la teoría fue realizada en colaboración con el grupo del Instituto de Física de Arroyo Seco (IFAS), de la Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNCPBA), Tandil, dirigido por el Profesor R. Gratton, en donde se realizaron experimentos de derrames de aceites de siliconas con perfiles iniciales en forma de cuña (correspondientes a p=l), que presentan tiempo de espera (Marino et al. 1996). Se presenta una reseña de estos resultados experimentales y una comparación con algunos de los resultados obtenidos en esta Tesis.The present Thesis Investigation address with the waiting-time viscous gravity currents phenomena and non linear diffusion. A wide range of phenomena are described by the one-dimensional non linear diffusion equation (NLDE): h1 = δx(hᵐδxh) (l) where the t and x subscripts indicate partial time and spatial derivatives, respectively. Among them, we can mention: (a) unconfined groundwater flows, in the Dupuit Forchheimer approximation (Polubarinova-Kochina 1962, Eagleson 1970, Peletier 1981, m=l), (b) gas flow through porous media (Muskat 1937 Gilding y Peletier l977a, l977b, Vázquez 1983, m=γ), (c) thermal conduction in plasmas (Zel’dovich y Raizer 1966, m=5/2) (d) thermal conduction by radiation in multiply ionized gas (Zel’dovich y Raizer 1966, Pert 1977, m=4,5-5,5), (e) thermal conduction by radiation in a fully ionized gas (Marshak 1958, Zel’dovich y Raizer 1966, Larsen y Pomraning 1980, m=l3/2), (f) viscous gravity currents (VGC, m=3). The VGC are a special case of viscous currents in liquids, and are of particular interest in technology applications and natural and environmental sciences, (Simpson, 1982, Huppen, 1986). VGC refers to flows over a horizontal rigid plane surface in the regime where viscous forces balance gravity (low Reynolds number and capillary effects are negligibles), and are described by the lubrication approximation. (Buckmaster 1977, Huppert 1982, Gratton y Minotti 1990). They are a useful tool for the study of non linear diffusion, because they are inexpensive and simple to set up in the laboratory. A characteristic of the non linear diffusion is the presence of fronts that divide domains where h>0 from others where h=0 (remember the finite propagation velocity of the strong thermal wave); another characteristic is the existence of waiting-time solutions (WTS), which have a front that remains motionless during a finite time tw, while some changes occur behind it. (Aronson 1970, Kamin 1980, Knerr 1977, Lacey et al. 1982, Kath y Cohen 1982, Lacey 1983, Aronson et al. 1983, 1985, Vázquez 1984, Thomas et al. 1991, Gratton et al. 1992, Marino er al. 1995). Self similar solutions of equation (l) were studied extensively in the one dimensional case in which they depend on a single variable ξ=x/tδ, where x is a Cartesian coordinate (plane symmetry) or a radial coordinate (axial symmetry). They are interesting because can be easily constructed and represent the intermediate asymptotic behavior of a wide range of non self similar problems. (Barenblatt l952, Barenblatt y Zel’dovich 1957, Pattle 1959, Pert 1977, Grundy 1979, etc.). The self-similar VGC are well known (Buckmaster, 1977, Huppert, 1982, Gratton y Minotti, 1990, Maxworthy 1982, 1983, Huppert 1982, etc.). Reviews about the properties of equation (1) and WTS can be found in Gratton (1991a) and Gratton et al, (1992). Other reviews about self-similarity, its aplications, and the gravity currents in fluids, including VGC, can be found in Gratton (l99lb). In this PHD Thesis Research, we investigate WTS for plane VGC with initial conditions of the type h c xp. The process begins at t=—tw, initially the front is at x=0 y hǂ0 for 0<x<xo, where ho is a characteristic value: the front starts to move at t=0 (h(xo-tw)ǂ0), the boundary condition at xo corresponds to an idealized wall). The solutions are obtained numerically with high precision using a scheme developed ad hoc. The work was focalized on the solution to the following points: (a) the relation between initial conditions and waiting-time and other properties of the solutions. There are no analytical formulae to determine tw (there is a only case, p=2/m), but higher and lower bounds are available (Kath y Cohen 1982, Lacey et al. 1982, Vázquez 1984, Aronson et al. 1985). For initial conditions of the type h c xP. Kath y Cohen (1982) proved that, for m<<l, there exists a non vanishing waiting time if p≥2/m, and if p>2/m, a corner layer (CL) developed in the solution (a CL, is a small interval Δx where hx suffers strong variations). Vazquez (1984) extended this result for all m>0. (b) The asymptotic regime of WTS near the front and close to the startup time (ǀxǀ<<xo, ǀtǀ<<tw ǀhǀ<<ho). In this domain, no characteristic parameters of the initial conditions can enter the solution. It is for this reason that we expect the solution to be self-similar of the Second Kind (Barenblatt y Zel’dovich 1972, Barenblatt 1979, Aronson y Vázquez 1994). We verify this conjecture and found the δ=δ(p) relation. Prior to the numerical study we investigate the relevant WTS, that can be grouped in two families, according to the value of δ (Gratton y Vigo l994a): the LOT solutions (Lacey et al. 1982) and the A solutions. The LOT solutions exist for all δ>l and are of three classes: when 1<δ<l3/10 (L class), they present an infinite series of CL with an accumulation point in the front; if δ>l3/10 (clases E y N) there is no CL at all. The nomenclature comes from the behavior of the singularity in the phase plane, a limit cycle L or a spiral or nodal (according to the value of δ ) point B. The A solutions have δ≤1, and represent the evolution of a strong corner layer that is arriving to the front; the δ=1 case corresponds to the travelling wave (TW, see Gratton y Minotti, 1990). The numerical solutions show that if p<2/3 the front starts to move inmediately and that if p>2/3, we obtain waiting-time solutions with a moving CL, according to the theory. The CL reinforces (Δx decrease and hx increase) while it moves toward the front, and when it reaches it, the front it begins to move. We study in detail the movement of the CL and of the front and another properties of the solutions. We determine tw(p) and compare it with the theoretical bounds, and observe that in many cases, these are not a good estimator of tw. The asymptotic regime of the WTS shows a surprising behavior. First, only the L and TW classes are relevant to the problem. Only the part of the L solutions that is behind the first CL of the series represents the asymptotic of the numerical solutions, and it does so in a domain that is behind the CL, for a time interval that excludes the startup, (only one CL can be observed because near the front, the real solution converges too slowly to the L solution). On the other hand, the asymptotic in a region around the CL for times close to the startup time (including it), is described by the TW (δ=1), in such a way that CL joins smoothly with the front after startup. The viscous gravity flows are a privilege for the researchers, because they constitute a model case of wide experimental implementation in the laboratory; in this sense, the experimental check of the theory was made in conjunction with the group of the Instituto de Física de Arroyo Seco (IFAS), from the Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires (UNCPBA), Tandil, directed by Professor R. Gratton. They make experiments on the spreading of silicone oils with initial wedge-like profiles (corresponding to p=l), that presents waiting-time behavior (Marino et al. 1996). We show a review of these experimental results and a comparation with some of the results obtained in this Thesis.Fil:Vigo, Claudio Lionel Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Serie Astronómica | Tomo XXVIII | Número 1 y 2
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- La evolución de las estrellas que siguen la Ley de Bethe para la producción de energía | Livio Gratton
- Catalogue of stellar spectra classified in the Morgan-Keenan system | Carlos Jaschek, Horacio Conde y Amelia C. de SierraMaterial digitalizado en SEDICI gracias a la Biblioteca de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas.Observatorio Astronómico de La Plat
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