We developed multimedia esophageal catheters for use with birds to measure and record ECG and angular velocity while anesthesized, at rest, and in flight. These catheters enable estimates of blood pressure based on readings given by an angular velocity sensor and by RR intervals of ECG affected by EMG. In our experiments, the catheters had the following characteristics: 1. Esophageal catheters offer a topological advantage with 8-dB SNR improvement due to elimination of electromyography (EMG). 2. We observed a very strong correlation between blood pressure and the angular velocity of esophageal catheter axial rotation. 3. The impulse conduction pathway (Purkinje fibers) of the cardiac ventricle has a direction opposite to that of the mammalian pathway. 4. Sympathetic nerves predominate in flight, and RR interval variations are strongly suppressed. The electrophysiological data obtained by this study provided especially the state of the avian autonomic nervous system activity, so we can suspect individual's health condition. If the change of the RR interval was small, we can perform an isolation or screening from the group that prevent the pandemics of avian influenza. This catheter shall be useful to analysis an avian autonomic system, to perform a screening, and to make a positive policy against the massive infected avian influenza.
In this paper, for the first time based on the nonlocal strain gradient theory the effect of size dependency in torsional vibration of bi-direction functionally graded (FG) nonlinear nano-cone is study. The material properties were assumed to vary according to the arbitrary function in radial and axial directions. The Navier equation and boundary conditions of the size-dependent bidirectional FG nonlinear nano-cone were derived by Hamilton's principle. These equations were solved by employing the generalized differential quadrature method (GDQM). The presented model can turn into the classical model if the material length scale parameters are taken to be zero. The effects of some parameters, such as inhomogeneity constant, cross-sectional area parameter and small-scale parameters, were studied. As an essential result of this study can be stated that an FG nano-cone model based on the nonlocal elasticity theory behaves softer and based on the strain gradient theory behaves harder.
Reinforced concrete beam-column (RCBC) joints of laterally loaded unbraced frames are sometimes controlled by their shear behavior. This behavior relies on multiple and interdependent complex mechanisms. There are already several studies on the influence of some parameters on the shear strength of reinforced concrete joints. However, there are no studies methodically tackling all the most relevant parameters and quantifying their influence on the overall joint behavior, not just on its shear strength. Hence, considering the prohibitive cost of a comprehensive parametric experimental investigation, a nonlinear finite element analysis (NLFEA) was undertaken to identify the key factors affecting the shear behavior of such joints and quantify their influence. The paper presents and discusses the models employed in this NLFEA and the procedure used to deduce the joint behavior from the NLFEA results. Three alternative, or complementary, quantities related to shear are considered when comparing results, namely, the maximum shear stress supported by the joint, the secant shear stiffness at maximum shear stress and the secant shear stiffness in service conditions. Depending on which of these is considered, the lower or higher the relevance of each of the six parameters investigated: transverse reinforcement in the joint, intermediate longitudinal bars and diagonal bars in the column, concrete strength, column axial load and confining elements in transverse direction.
In this paper, a new semi-analytical solution for estimating the pull-in parameters of electrically actuated functionally graded (FG) nanobeams is proposed. All the bulk and surface material properties of the FG nanoactuator vary continuously in thickness direction according to power law distribution. Here, the modified couple stress theory (MCST) and Gurtin-Murdoch surface elasticity theory (SET) are jointly employed to capture the size effects of the nanoscale beam in the context of Euler-Bernoulli beam theory. According to the MCST and SET and accounting for the mid-plane stretching, axial residual stress, electrostatic actuation, fringing field, and dispersion (Casimir or/and van der Waals) forces, the nonlinear nonclassical equation of motion and boundary conditions are obtained derived using Hamilton principle. The proposed semi-analytical solution is derived by employing Galerkin method in conjunction with the Particle Swarm Optimization (PSO) method. The proposed solution approach is validated with the available literature. The freestanding behavior of nanoactuators is also investigated. A parametric study is conducted to illustrate the effects of different material and geometrical parameters on the pull-in response of cantilever and doubly-clamped FG nanoactuators. This model and proposed solution are helpful especially in mechanical design of micro/nanoactuators made of FGMs.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2008.03a
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pp.255-259
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2008
This paper presents the spray characteristics of the oxidizer rich preburner injector which can be used in the high-thrust rocket system. We designed the basic shape of the liquid-liquid coaxial swirl injector for the rocket oxidizer rich preburner injection system. To understand the spray angle variation with the high pressure environment, the spray visualization in the high pressure chamber was preformed. Also we measured the droplet velocity, the Sauter Mean Diameter(SMD), the volume flux and the number density with the PDPA system by using water in atmospheric pressure. The results show that the spray angle is reduced by increasing ambient pressure and maximum droplet velocity is shown from a nozzle tip and then the droplet velocity decreases as a spray moves to the downstream. The SMD decreases on the axial distance from 20 mm to 50 mm but it increases over 50 mm. That is due to the increasing number of collision with each droplet and interaction with ambient air on going downstream direction.
The closed-form expressions of gravity, magnetic, gravity gradient tensor, and magnetic gradient tensor due to a rectangular prism are derived. The vertical gravity is derived via triple integration of a rectangular prism in Cartesian coordinates, and the two horizontal components of vector gravity are then derived via cycle permutation of the axis variables of vertical gravity through the axial symmetry of the rectangular prism. The gravity gradient tensor is obtained by differentiating the vector gravity with respect to each coordinate. Using Poisson's relation, a vector magnetic field with constant magnetic direction can be obtained from the gravity gradient tensor. Finally, the magnetic gradient tensor is derived by differentiating the vector magnetic with respect to appropriate coordinates.
Herein, the closed-form expressions of the magnetic field due to an axially symmetric body such as a right cylinder, are derived. The magnetic field due to a right cylinder is converted from the gravity gradient tensor using Poisson's relation; the magnetic field induced by a constant magnetization can be obtained from the gravity gradient tensor with a constant density. Because of the axial symmetry of the cylinder, the expressions of gravity gradient tensor are derived in cylindrical coordinate and then transformed into Cartesian coordinates for the three components of the magnetic field using an arbitrary magnetization direction.
International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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v.11
no.1
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pp.1-9
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2003
The examinations of the operating mechanism of an oscillating capillary tube heat pipe (OCHP) using the visualization method revealed that the working fluid in the OCHP oscillated to the axial direction by the contraction and expansion of vapor plugs. The contraction and expansion were due to the formation and extinction of bubbles in the evaporating and condensing part, respectively The actual physical mechanism, whereby the heat which was transferred in such an OCHP was complex and not well understood. In this study, a theoretical model of the OCHP was developed to model the oscillating motion of working fluid in the OCHP. The differential equations of two-phase flow were applied and simultaneous non-linear partial differential equations were solved. From the analysis of the numerical results, it was found that the oscillating motion Of working fluid in the OCHP was affected by the operation and design conditions such as the heat flux, the charging ratio of working fluid and the hydraulic diameter of flow channel. The simulation results showed that the proposed model and solution could be used for estimating the operating mechanism in the OCHP.
Choi, Ji-Woong;Lee, Gyu-Han;Kim, Jae Un;Heo, Nam Wook;Cha, Yong Hyun;Ha, Hojin
Journal of the Korean Society of Visualization
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v.19
no.1
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pp.18-27
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2021
As the photo-voltaic (PV) industry grows, the floating PV has been suggested to resolve current environmental destruction and a lack of installation area. Currently, various floating PV systems have been developed, but there is a lack of studies on how the shape of the floating body and other compositions are affecting structural behavior. In this study, the behavior of the floating PV was investigated at the various length of mooring lines, stiffness of connecting hinges, and size of floating bodies. The shortest mooring lines with the distributed type floating PV showed the least force on the floating body and corresponding motion. A frictionless hinge is safer at the regular and low-height wave, while a stiff hinge is safer at irregular and high-height wave. In addition, due to the bi-axial distribution of the connecting hinge, 45° direction wave was found to be the most dangerous.
The purpose of the present study is to develop the 3D static and noise simulator based on Galerkin Finite Element Method (GFEM) using the unstructured hexahedral elements. The 3D, 2G neutron diffusion and noise equations are discretized using the unstructured hexahedral by considering the linear approximation of the shape function in each element. The validation of the static calculation is performed via comparison between calculated results and reported data for the VVER-1000 benchmark problem. A sensitivity analysis of the calculation to the element type (unstructured hexahedral or tetrahedron elements) is done. Finally, the neutron noise calculation is performed for the neutron noise source of type of variable strength using the Green function technique. It is shown that the error reduction in the static calculation is considerable when the unstructured tetrahedron elements are replaced with the hexahedral ones. Since the neutron flux distribution and neutron multiplication factor are appeared in the neutron noise equation, the more accurate calculation of these parameters leads to obtaining the neutron noise distribution with high accuracy. The investigation of the changes of the neutron noise distribution in axial direction of the reactor core shows that the 3D neutron noise analysis is required instead of 2D.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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