Weyl collineations that are not curvature collineations

Though the Weyl tensor is a linear combination of the curvature tensor, Ricci tensor and Ricci scalar, it does not have all and only the Lie symmetries of these tensors since it is possible, in principle, that "asymmetries cancel". Here we investigate if, when and how the symmetries can be different. It is found that we can obtain a metric with a finite dimensional Lie algebra of Weyl symmetries that properly contains the Lie algebra of curvature symmetries. There is no example found for the converse requirement. It is speculated that there may be a fundamental reason for this lack of "duality".Comment: 9 page

Efficiency enhancement strategy implementation in hybrid electric vehicles using sliding mode control

Introduction. Hybrid electric vehicles are offering the most economically viable choices in today's automotive industry, providing best solutions for a very high fuel economy and low rate of emissions. The rapid progress and development of this industry has prompted progress of human beings from primitive level to a very high industrial society where mobility used to be a fundamental need. However, the use of large number of automobiles is causing serious damage to our environment and human life. At present most of the vehicles are relying on burning of hydrocarbons in order to achieve power of propulsion to drive wheels. Therefore, there is a need to employ clean and efficient vehicles like hybrid electric vehicles. Unfortunately, earlier control strategies of series hybrid electric vehicle fail to include load disturbances during the vehicle operation and some of the variations of the nonlinear parameters (e.g. stator’s leakage inductance, resistance of winding etc.). The novelty of the proposed work is based on designing and implementing two robust sliding mode controllers (SMCs) on series hybrid electric vehicle to improve efficiency in terms of both speed and torque respectively. The basic idea is to let the engine operate only when necessary keeping in view the state of charge of battery. Purpose. In proposed scheme, both performance of engine and generator is being controlled, one sliding mode controllers is controlling engine speed and the other one is controlling generator torque, and results are then compared using 1-SMC and 2-SMC’s. Method. The series hybrid electric vehicle powertrain considered in this work consists of a battery bank and an engine-generator set which is referred to as the auxiliary power unit, traction motor, and power electronic circuits to drive the generator and traction motor. The general strategy is based on the operation of the engine in its optimal efficiency region by considering the battery state of charge. Results .Mathematical models of engine and generator were taken into consideration in order to design sliding mode controllers both for engine speed and generator torque control. Vehicle was being tested on standard cycle. Results proved that, instead of using only one controller for engine speed, much better results are achieved by simultaneously using two sliding mode controllers, one controlling engine speed and other controlling generator torque.Вступ. Гібридні електромобілі пропонують найбільш економічно доцільний вибір у сучасній автомобільній промисловості, надаючи найкращі рішення для дуже високої економії палива та низького рівня викидів. Швидкий прогрес та розвиток цієї галузі підштовхнули людей до переходу від примітивного рівня до дуже високого індустріального суспільства, де мобільність була фундаментальною потребою. Однак використання великої кількості автомобілів завдає серйозної шкоди довкіллю та життю людини. Нині більшість транспортних засобів покладаються на спалювання вуглеводнів задля досягнення потужності руху на провідних колесах. Отже, необхідно використовувати чисті та ефективні транспортні засоби, такі як гібридні електромобілі. На жаль, раніше стратегії управління серійним гібридним електромобілем не враховували збурення навантаження під час роботи автомобіля і деякі зміни нелінійних параметрів (наприклад, індуктивність розсіювання статора, опір обмотки і т.д.). Новизна запропонованої роботи заснована на розробці та реалізації двох надійних контролерів ковзного режиму (SMC) на серійному гібридному електромобілі для підвищення ефективності з точки зору швидкості та моменту, що крутить, відповідно. Основна ідея полягає в тому, щоб дозволити двигуну працювати тільки тоді, коли це необхідно з урахуванням стану заряду акумулятора. Мета. У пропонованій схемі контролюються характеристики як двигуна, так і генератора, один контролер ковзного режиму регулює швидкість двигуна, а інший регулює крутний момент генератора, а потім результати порівнюються з використанням режимів 1-SMC і 2-SMC. Метод. Силова установка серійного гібридного електромобіля, що розглядається в даній роботі, складається з акумуляторної батареї та установки двигун-генератор, яка називається допоміжною силовою установкою, тяговим двигуном та силовими електронними схемами для приводу генератора та тягового двигуна. Загальна стратегія заснована на роботі двигуна в області оптимальної ефективності з урахуванням рівня заряду акумуляторної батареї. Результати. Математичні моделі двигуна та генератора були прийняті до уваги для розробки регуляторів ковзного режиму як для керування частотою обертання двигуна, так і для керування крутним моментом генератора. Транспортний засіб випробовувався за стандартним циклом. Результати показали, що замість використання лише одного регулятора частоти обертання двигуна набагато кращі результати досягаються при одночасному використанні двох регуляторів ковзного режиму, один з яких керує частотою обертання двигуна, а інший - моментом, що крутить, генератора

Efficiency enhancement strategy implementation in hybrid electric vehicles using sliding mode control

Introduction. Hybrid electric vehicles are offering the most economically viable choices in today's automotive industry, providing best solutions for a very high fuel economy and low rate of emissions. The rapid progress and development of this industry has prompted progress of human beings from primitive level to a very high industrial society where mobility used to be a fundamental need. However, the use of large number of automobiles is causing serious damage to our environment and human life. At present most of the vehicles are relying on burning of hydrocarbons in order to achieve power of propulsion to drive wheels. Therefore, there is a need to employ clean and efficient vehicles like hybrid electric vehicles. Unfortunately, earlier control strategies of series hybrid electric vehicle fail to include load disturbances during the vehicle operation and some of the variations of the nonlinear parameters (e.g. stator’s leakage inductance, resistance of winding etc.). The novelty of the proposed work is based on designing and implementing two robust sliding mode controllers (SMCs) on series hybrid electric vehicle to improve efficiency in terms of both speed and torque respectively. The basic idea is to let the engine operate only when necessary keeping in view the state of charge of battery. Purpose. In proposed scheme, both performance of engine and generator is being controlled, one sliding mode controllers is controlling engine speed and the other one is controlling generator torque, and results are then compared using 1-SMC and 2-SMC’s. Method. The series hybrid electric vehicle powertrain considered in this work consists of a battery bank and an engine-generator set which is referred to as the auxiliary power unit, traction motor, and power electronic circuits to drive the generator and traction motor. The general strategy is based on the operation of the engine in its optimal efficiency region by considering the battery state of charge. Results .Mathematical models of engine and generator were taken into consideration in order to design sliding mode controllers both for engine speed and generator torque control. Vehicle was being tested on standard cycle. Results proved that, instead of using only one controller for engine speed, much better results are achieved by simultaneously using two sliding mode controllers, one controlling engine speed and other controlling generator torque.Вступ. Гібридні електромобілі пропонують найбільш економічно доцільний вибір у сучасній автомобільній промисловості, надаючи найкращі рішення для дуже високої економії палива та низького рівня викидів. Швидкий прогрес та розвиток цієї галузі підштовхнули людей до переходу від примітивного рівня до дуже високого індустріального суспільства, де мобільність була фундаментальною потребою. Однак використання великої кількості автомобілів завдає серйозної шкоди довкіллю та життю людини. Нині більшість транспортних засобів покладаються на спалювання вуглеводнів задля досягнення потужності руху на провідних колесах. Отже, необхідно використовувати чисті та ефективні транспортні засоби, такі як гібридні електромобілі. На жаль, раніше стратегії управління серійним гібридним електромобілем не враховували збурення навантаження під час роботи автомобіля і деякі зміни нелінійних параметрів (наприклад, індуктивність розсіювання статора, опір обмотки і т.д.). Новизна запропонованої роботи заснована на розробці та реалізації двох надійних контролерів ковзного режиму (SMC) на серійному гібридному електромобілі для підвищення ефективності з точки зору швидкості та моменту, що крутить, відповідно. Основна ідея полягає в тому, щоб дозволити двигуну працювати тільки тоді, коли це необхідно з урахуванням стану заряду акумулятора. Мета. У пропонованій схемі контролюються характеристики як двигуна, так і генератора, один контролер ковзного режиму регулює швидкість двигуна, а інший регулює крутний момент генератора, а потім результати порівнюються з використанням режимів 1-SMC і 2-SMC. Метод. Силова установка серійного гібридного електромобіля, що розглядається в даній роботі, складається з акумуляторної батареї та установки двигун-генератор, яка називається допоміжною силовою установкою, тяговим двигуном та силовими електронними схемами для приводу генератора та тягового двигуна. Загальна стратегія заснована на роботі двигуна в області оптимальної ефективності з урахуванням рівня заряду акумуляторної батареї. Результати. Математичні моделі двигуна та генератора були прийняті до уваги для розробки регуляторів ковзного режиму як для керування частотою обертання двигуна, так і для керування крутним моментом генератора. Транспортний засіб випробовувався за стандартним циклом. Результати показали, що замість використання лише одного регулятора частоти обертання двигуна набагато кращі результати досягаються при одночасному використанні двох регуляторів ковзного режиму, один з яких керує частотою обертання двигуна, а інший - моментом, що крутить, генератора

Challenges and potentials of forward osmosis process in the treatment of wastewater

© 2019, © 2019 Taylor & Francis Group, LLC. An emerging osmotically driven membrane process, forward osmosis has attracted growing attention in the field of desalination and wastewater treatment. The present study provides a critical review of the forward osmosis process for wastewater treatment focusing on most recent studies. Forward osmosis is one of the technologies that has been widely studied for the treatment of a wide range of wastewater because of its low fouling and energy consumption compared to conventional techniques for wastewater treatment. To date, forward osmosis has limited applications in the field of wastewater treatment due to several technical and economic concerns. Although membrane cost is one of the critical issues that limit the commercial application of forward osmosis, there are other obstacles such as membrane fouling, finding an ideal draw solution that can easily be recycled, concentration polarization and reverse salt diffusion. Innovative technologies for in-situ real-time fouling monitoring can give us new insights into fouling mechanisms and fouling control strategies in forward osmosis. This study evaluated recent advancements in forward osmosis technology for wastewater treatment and the main challenges that need to be addressed in future research work

A review of fouling mechanisms, control strategies and real-time fouling monitoring techniques in forward osmosis

© 2019 by the authors. Forward osmosis has gained tremendous attention in the field of desalination and wastewater treatment. However, membrane fouling is an inevitable issue. Membrane fouling leads to flux decline, can cause operational problems and can result in negative consequences that can damage the membrane. Hereby, we attempt to review the different types of fouling in forward osmosis, cleaning and control strategies for fouling mitigation, and the impact of membrane hydrophilicity, charge and morphology on fouling. The fundamentals of biofouling, organic, colloidal and inorganic fouling are discussed with a focus on recent studies. We also review some of the in-situ real-time online fouling monitoring technologies for real-time fouling monitoring that can be applicable to future research on forward osmosis fouling studies. A brief discussion on critical flux and the coupled effects of fouling and concentration polarization is also provided

A review of fouling mechanisms, control strategies and real-time fouling monitoring techniques in forward osmosis

Forward osmosis has gained tremendous attention in the field of desalination and wastewater treatment. However, membrane fouling is an inevitable issue. Membrane fouling leads to flux decline, can cause operational problems and can result in negative consequences that can damage the membrane. Hereby, we attempt to review the different types of fouling in forward osmosis, cleaning and control strategies for fouling mitigation, and the impact of membrane hydrophilicity, charge and morphology on fouling. The fundamentals of biofouling, organic, colloidal and inorganic fouling are discussed with a focus on recent studies. We also review some of the in-situ real-time online fouling monitoring technologies for real-time fouling monitoring that can be applicable to future research on forward osmosis fouling studies. A brief discussion on critical flux and the coupled effects of fouling and concentration polarization is also provided

Compact quad-element high-isolation wideband mimo antenna for mm-wave applications

This paper presents a multiple-input multiple-output (MIMO) antenna system for millimeter-wave 5G wireless communication services. The proposed MIMO configuration is composed of four antenna elements, where each antenna possesses an HP-shaped configuration that features simple configuration and excellent performance. The proposed MIMO design can operate at a very wideband of 36.83-40.0 GHz (measured). Furthermore, the proposed MIMO antenna attains a peak gain of 6.5 dB with a maximum element-isolation of -45 dB. Apart from this, the MIMO performance metrics such as envelope correlation coefficient (ECC), diversity gain, and channel capacity (CCL) are analyzed, which demonstrate good characteristics across the operating band. The proposed antenna radiates efficiently with a radiation efficiency of above 80% at the desired frequency band which makes it a potential contender for the upcoming communication applications. The proposed design simulations were performed in the computer simulation technology (CST) software, and measured results reveal good agreement with the simulated one

Fouling and Performance Investigation of Membrane Distillation at Elevated Recoveries for Seawater Desalination and Wastewater Reclamation.

This study reports on the impact of elevated recovery (i.e., 80%, 85%, and 90%) on the fouling and performance of air gap membrane distillation (AGMD) with real seawater and landfill leachate wastewater samples using polytetrafluoroethylene (PTFE) polymer membranes. Increasing the feed temperature from 55 °C to 65 °C improved the water flux of seawater and wastewater and shortened the operating time by 42.8% for all recoveries. The average water flux in the 80%, 85%, and 90% recovery experiments at the 65 °C feed temperature was 32%, 37.32%, and 36.7% higher than the case of 55 °C for the same recoveries. The water flux decline was more severe at a higher temperature and recovery. The highest flux decline was observed with a 90% recovery at 65 °C feed temperature, followed by an 85% recovery at 65 °C. Close examination of the foulants layer revealed that seawater formed a cake fouling layer made predominantly of metal oxides. In contrast, the landfill leachate fouling was a combination of pore blocking and cake formation, consisting mainly of carbonous and nitrogenous compounds. Physical cleaning with deionized (DI) water at 55 °C and 65 °C and chemical cleaning with hydrogen peroxide (H2O2) were investigated for their efficiency in removing membrane foulants. Analytical results revealed that seawater fouling caused membrane pore blockage while wastewater fouling formed a porous layer on the membrane surface. The results showed that membrane cleaning with hydrogen peroxide restored >97% of the water flux. Interestingly, the fouling factor in seawater tests was 10%, while it was 16% for the wastewater tests

Iron slag/activated carbon-electrokinetic system with anolyte recycling for single and mixture heavy metals remediation.

The electrokinetic process has been proposed for in-situ soil remediation to minimize excavation work and exposure to hazardous materials. The precipitation of heavy metals in alkaline pH near the cathode is still challenging. Reactive filter media and enhancement agents have been used in electrokinetics to enhance the removal of heavy metals. This study investigated coupling industrial iron slag waste and iron slag-activated carbon reactive filter media with electrokinetic for a single and mixture of heavy metals treatment. Instead of using acid enhancement agents, the anolyte solution was recycled to neutralize the alkaline front at the cathode, reducing the operation cost and chemical use. Experiments were conducted for 2 and 3 weeks at 20 mA electric current. Copper removal increased from 3.11 % to 23 % when iron slag reactive filter media was coupled with electrokinetic. Copper removal increased to 70.14 % in the electrokinetic experiment with iron slag-activated carbon reactive filter media. The copper removal increased to 89.21 % when the anolyte solution was recycled to the cathode compartment. Copper removal reached 93.45 % when the reactive filter media-electrokinetic process with anolyte recirculation was extended to 3 weeks. The reactive filter media- an electrokinetic process with anolyte recycling was evaluated for removing copper, nickel, and zinc mixture, and results revealed 81.1 % copper removal, 89.04 % nickel removal, and 92.31 % zinc removal in a 3-week experiment. The greater nickel and zinc removal is attributed to their higher solubility than copper. The results demonstrated the cost-effectiveness and efficiency of the electrokinetic with iron slag-activated carbon reactive filter media with anolyte recirculation for soil remediation from heavy metals