Energy conversion in turbulent weakly-collisional plasmas: Eulerian Hybrid Vlasov-Maxwell simulations

Kinetic simulations based on the Eulerian Hybrid Vlasov-Maxwell (HVM) formalism permit the examination of plasma turbulence with useful resolution of the proton velocity distribution function (VDF). The HVM model is employed here to study the balance of energy, focusing on channels of conversion that lead to proton kinetic effects, including growth of internal energy and temperature anisotropies. We show that this Eulerian simulation approach, which is almost noise-free, is able to provide an accurate energy balance for protons. The results demonstrate explicitly that the recovered temperature growth is directly related to the role of the pressure-strain interaction. Furthermore, analysis of local spatial correlations indicates that the pressure-strain interaction is qualitatively associated with strong-current, high-vorticity structures, although other local terms -- such as the heat flux -- weaken the correlation. These numerical capabilities based on the Eulerian approach will enable deeper study of transfer and conversion channels in weakly collisional Vlasov plasmas.Comment: Accepted for publication on Physics of Plasma

An analytical energy loss line shape for high depth resolution in ion beam analysis

The knowledge of the energy loss distribution in a single ion atom collision is a prerequisite for subnanometric resolution in depthprofiling techniques such as nuclear reaction profiling NRP and medium energy ion scattering MEIS . The usual Gaussian approximation specified by the stopping power and energy straggling is not valid for near surface regions of solids, where subnanometric or monolayer resolution can be achieved. In this work we propose an analytical formula for the line shape to replace the usual Gaussian distribution widely used in low resolution ion beam analysis. Furthermore, we provide a simple physical method to derive the corresponding shape parameters. We also present a comparison with full coupled channel calculations as well as with experimental data at nearly single collision condition

Parâmetros biológicos dos estágios imaturos de Spodoptera eridania (Stoll, 1782) (Lepidoptera: Noctuidae), em condições controladas.

O gênero Spodoptera (Guenée, 1852) é cosmopolita e abriga grande parte das lagartas de importância agrícola. Spodoptera eridania (Stoll, 1782) é uma espécie polífaga que se alimenta de plantas de 57 famílias, incluindo muitas de importância econômica. Este estudo objetivou detalhar parâmetros biológicos de desenvolvimento dos estágios imaturos de S. eridania, em condições controladas (25 ± 1ºC, 70 ± 10% UR e fotofase de 14 horas). Foram avaliados 4.454 ovos provenientes de 16 posturas e 298 larvas neonatas, individualmente, alimentadas com dieta artificial modificada de Grenee et al. A viabilidade dos ovos, larvas, pré-pupas e pupas foi de 97,82; 93,62; 96,42; 97,03%, com duração de 4,00; 16,18; 1,58 e 9,17 dias, respectivamente. Observou-se que 93% das fêmeas e 100% dos machos passaram por seis e 7% das fêmeas passaram por sete instares larvais. A partir do quinto ínstar observou-se diferenciação no tamanho das cápsulas entre machos e fêmeas de seis instares e, entre fêmeas com as de sete instares, a diferenciação iniciou no quarto ínstar, com razão de crescimento menor que as demais, no entanto o tamanho final foi maior que nas larvas de seis instares, compensado pelo ínstar adicional. O tamanho final das cápsulas foi significativamente diferente entre fêmeas (2,64mm) e machos (2,50mm), bem como entre as fêmeas que passaram por seis (2,64mm) e sete ínstares (2,72mm). Nas larvas femininas e masculinas de seis instares a razão média de crescimento foi de 1,52 e 1,51, respectivamente; nas de sete ínstares foi de 1,44. As pupas femininas das larvas que passaram por seis instares foram significativamente maiores (377,53mg) do que os machos (329,45mg), porém, menores que as provenientes de larvas que passaram por sete ínstares (435,11mg). Tanto a metodologia de criação quanto a dieta larval foram adequadas, pois permitiram 85,87% de sobrevivência e um detalhamento muito maior das observações, especialmente, quando larvas

Efeito do tamanho e de múltiplos casais sobre o potencial reprodutivo de Spodoptera eridania (Stoll, 1782) (Lepidoptera: Noctuidae).

Entre os lepidópteros de importância agrícola, Spodoptera eridania (Stoll, 1782) tem despertado atenção por atingir níveis de dano econômico em culturas de importância como algodão e soja. Entretanto, existem poucos estudos detalhados de biologia, especialmente relacionados a aspectos reprodutivos. Visando determinar a capacidade máxima reprodutiva desta espécie avaliou-se o efeito do tamanho, empregando como parâmetro o peso pupal, e o número de casais por gaiola (um e três) sobre o número de cópulas, fecundidade e fertilidade. Os experimentos foram conduzidos em sala climatizada (25 ± 1ºC, 70 ± 10% UR e fotofase de 14 horas) com observações diárias. Adultos, emergidos no mesmo dia, classificados de acordo com a massa pupal, como pequenos, médios e grandes foram dispostos em gaiolas plásticas, (10 x 15cm), alimentados com dieta artificial e água estéril. Foram formadas 15 gaiolas com um casal cada, todos de tamanho médio, cinco gaiolas com 3 casais de tamanho pequeno e médio e 4 com três casais de tamanho grande. O número médio de cópulas dos casais de tamanho médio mantidos individualmente (1,13) foi significativamente menor do que o dos insetos pequenos (2,58), médios (2,47) e grandes (2,33),mantidos a três por gaiola. A fecundidade média dos casais individuais (1.398,00) também foi significativamente menor que a dos mantidos a três por gaiola, tanto de tamanho pequeno (1.709,07), médio (2.044,27) e grande (2.469,92). Entre estes últimos observou-se efeito positivo entre o tamanho da pupa e a fecundidade, com diferenças significativas entre todos os tamanhos. A fertilidade média dos casais individuais (67,45) foi muito inferior a observada para os casais pequenos (97,32%), médios (96,43%) e grandes (98,91%), mantidos a três por gaiola. Estes resultados indicam que em estudos que estimam o potencial reprodutivo devem ser utilizados pelo menos três casais por gaiola e que sejam descritos os pesos das pupas que originaram os adultos

Analysis of the coupled effect of steel studs and surface emissivity on internal insulation systems performance

Many kinds of insulation systems have been developed and applied over the years to all the constructive elements of the building, but the two most used strategies remain the external and internal insulation of vertical walls. However, about the latter often a significant issue is neglected: the overestimation of the thermal performance by disregarding the contribution of construction elements. Usually a uniform stratigraphy of the wall is considered and the evaluation of the performance of a non-uniform one leads to erroneous results about the overall behavior of the system. In this paper, we developed a different approach considering the presence of the steel studs used to attach this package to the existing wall and their influence on the thermal behavior of the structure. Through both experimental and numerical analysis, the possible application of low-e sheets inside the air cavity in various configurations and with different thicknesses of insulation is also taken into account. Results showed that neglecting the presence of the steel studs leads to an erroneous evaluation of the conductance of the refurbished wall with errors reaching up to 28.0% in low-e high-insulated cases. This work highlights how careful the designers have to be when using standard formulas to compute the thermal resistance of internal insulation wall systems

Retinal and choroidal thickness measurements using spectral domain optical coherence tomography in anterior and intermediate uveitis.

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Experimental Validation and Numerical Simulation of a Hybrid Sensible-Latent Thermal Energy Storage for Hot Water Provision on Ships

In this study, the development and testing of a hybrid thermal energy storage (TES) including phase change material (PCM) macro-capsules inside a vertical sensible tank is presented. The storage was specifically developed for delivering hot water on board of ships. Accordingly, a commercial PCM was selected and tested. Subsequently, the hybrid TES was designed and tested under mimicked boundary conditions at lab scale, showing the possibility of increasing the volumetric energy storage density up to 30% compared to the sensible configuration. On this basis, two numerical models were developed: a detailed one, implemented in a Fluent environment, aiming at investigating the main parameters affecting the heat transfer efficiency inside the TES and a second one, implemented in an ESP-r environment to simulate the TES as a component to be implemented inside a more complex system, thus helping its accurate design and operation through a reliable modelling phase. Both models were satisfactorily validated against the experimental results, thus being made available for future investigations and design optimization