Tuesday 20 December 2016

Proceso De Media Móvil De Segundo Orden


Física Astronauta Final Rob deja la Tierra en una nave espacial a una velocidad de 0.960c en relación con un observador en la Tierra. El destino Robs es un sistema estelar a 14.4 años luz de distancia (un año luz es la distancia recorrida por la luz en un año). 3) A) 15,0 años B) 22,7 años C) 4,20 años D) 14,4 años E) 10,8 años 9) Desea usted completar el viaje? Para obtener una ampliación de -2 desde una lente convexa de longitud focal f. La única solución posible es 9) A) colocar un objeto virtual a una distancia 3f / 2 de la lente. B) colocar un objeto virtual a una distancia 5f / 3 de la lente. C) colocar un objeto real a una distancia 3f / 2 de la lente. D) colocar un objeto virtual a una distancia 2f / 3 de la lente. E) colocar un objeto real a una distancia 2f / 3 de la lente. C) colocar un objeto real a una distancia 3f / 2 de la lente. 10) Un rayo de luz que se compone de luz azul (longitud de onda 480 nm) y luz roja (longitud de onda 670 nm) incidente sobre un pedazo de vidrio grueso a 80. Cuál es la separación angular entre el rojo refractado y los rayos azules refractados mientras están En el vidrio (Los respectivos índices de refracción para la luz azul y la luz roja son 1,4636 y 1,4561.) 10) A) 0,330 B) 0,341 C) 0,155 D) 0,455 E) 0,277 1) La longitud focal de la lente de un cristal Cámara simple es de 40 mm. En qué dirección se debe mover la lente para cambiar el enfoque de la cámara de una persona de 25 m de distancia a una persona de 4,0 m lejos 1) A) lejos de la película B) hacia el lado de la película C) hacia la película D) no Hacer cualquier diferencia A) fuera de la película El flujo de salida promedio tiene 14.88 campos de formulario Dos veces tanto como sea necesario Un flujo de salida completo puede ser tan corto como 6-8 campos de formulario. Aquí se muestra el flujo de salida de 8 campos de Crutchfields. Eso es sólo 54 del número de campos en un pago promedio, que tiene 14,88 campos. (Tenga en cuenta cómo Crutchfield podría bajar su pago a sólo 7 campos mediante la utilización de la técnica 1 presentada a continuación.) Si bien hay una multitud de maneras de reducir el número de campos de forma en un checkout, muchos de ellos pueden acabar perjudicando la usabilidad general, y son, por tanto no deseable. Todas las técnicas presentadas aquí y en el informe de comprobación se han verificado en las pruebas de usabilidad a gran escala para aumentar la usabilidad de la comprobación y el rendimiento de la comprobación, reduciendo al mismo tiempo el número de campos que se muestran a los usuarios de forma predeterminada. La simplificación del campo de formulario es un tema importante con muchos matices cruciales. Abajo hemos incluido una versión condensada de 3 de las 10 técnicas verificadas durante nuestro estudio de usabilidad de Checkout: 1. La línea de dirección 2 El nombre de la empresa puede colapsarse sin problemas detrás de un enlace Para la mayoría de los sitios de empresa a consumidor hay varios campos de dirección que sólo un Una pequeña minoría de usuarios necesita, pero no se puede quitar por completo, ya que este subgrupo de usuarios requieren esa información para el éxito de la entrega de su orden. Los dos campos más comunes de este tipo son la Línea de Dirección 2 y el Nombre de la Compañía. Además de ser otro campo de formulario vacío en el flujo de salida, weve para la línea de dirección 2 observó que puede causar bastante cierta confusión, y los usuarios de la causa comienzan a adivinar su entrada en la línea de dirección 1. Primero informamos estos problemas en 2014 con un completo Guía al campo Línea de dirección 2. Todos estos hallazgos han sido verificados una vez más durante nuestras últimas pruebas. Durante nuestras pruebas de rastreo ocular a gran escala se confirmó que el campo de la Línea de Dirección 2 se puede colapsar de forma segura detrás de un enlace de texto claramente marcado, tal como se ve aquí en REI. Durante nuestras últimas pruebas de comprobación (una vez más) observamos un patrón de diseño simple que funcionaba extraordinariamente bien: colapso de los campos de la línea de dirección 2 y de la empresa detrás de un enlace de texto. Los campos están ocultos de la vista hasta que el usuario haga clic en el enlace relevante que a su vez revela el campo de formulario. Al mostrar sólo permanentemente la línea de dirección 1, reducimos la forma de la dirección en 1-2 campos y evitamos que los usuarios adivinen su entrada inicial, ya que no hay estímulo para dividir la entrada de la línea de dirección. Como importante, en los sitios que proporcionaron un enlace para revelar el campo de la Línea de Dirección 2, nuestras pruebas de rastreo ocular revelaron que todos los sujetos anotaron los vínculos antes de pasar o participar con ellos. Este es un detalle crucial, ya que el subgrupo de usuarios que tienen un uso para un campo de la Línea de Dirección 2 o de la Compañía, por supuesto, debe ser capaz de detectar el enlace. 2. Utilice un único campo Nombre completo Otra opción para hacer un paso de pago menos intimidante es usar un solo campo Nombre completo, en lugar de los campos Nombre y Apellido tradicionales. Pedir un solo nombre completo se observa que tiene múltiples beneficios. 42 de los usuarios hicieron como este tema durante las pruebas: comenzaron por introducir su nombre completo en el primer campo, y sólo al avanzar al siguiente campo se nota el error, que los obligaría a retroceder en la forma. Obviamente esto es bastante perjudicial para los usuarios escribiendo flujo. Observe cómo este tema se detiene más por el campo del segundo nombre. El primer beneficio de un solo campo de Nombre completo es que se alinea mejor con la forma en que los usuarios piensan de su nombre. Como también hemos documentado en 2013. los usuarios piensan en su nombre como una sola entidad coherente (son Jessica Newman, no Jessica y Newman), y por lo tanto son propensos a introducir su nombre completo en cualquier campo de Nombre. Durante las pruebas de usabilidad, observamos con mucha frecuencia que los sujetos ingresan su nombre completo en el campo Nombre solo para avanzar al siguiente campo y descubren que ahora deben ingresar su apellido. Luego tuvieron que volver a borrar su apellido del campo Nombre y luego avanzar al campo Apellido una vez más para completarlo. De hecho, un escalofriante 42 de los sujetos de prueba escribió su nombre completo en el campo de nombre por lo menos una vez durante la prueba, ya menudo repitió el error en varios sitios en una fila. Si bien sólo algunos de estos sujetos obtuvieron errores de validación, y ninguno abandonado, todos los sujetos fueron interrumpidos y su flujo de escritura se rompió. Teniendo en cuenta lo simple la tarea de tipo de su nombre debe ser, esto es sinceramente bastante un poco de fricción innecesaria. En Amazon. La cantidad de campos y opciones del formulario Nombre se reduce a un único campo Nombre completo. Además de reducir el número de campos de formulario, es una forma muy flexible de permitir que los usuarios incluyan tantos títulos, sufijos y nombres intermedios como prefieran. Un segundo beneficio de un único campo de Nombre completo es que es increíblemente flexible cuando se trata de títulos y nombres intermedios, ya que los usuarios pueden simplemente incluir lo que prefieran. Compare esto con un sitio que pide nombre y apellido donde se supone que debe ingresar su segundo nombre Qué tal un título? Por supuesto, el sitio podría incluir campos opcionales para esas opciones, pero eso significaría un total de 4 campos de formulario sólo para Aceptar el nombre de los usuarios Lo que nos lleva a la tercera ventaja de tener un único campo de nombre completo: reduce el número total de campos de formulario. Para un flujo de salida promedio con 15 campos de formulario, un solo campo de Nombre completo corresponde a una reducción de 7 comparado con los campos Nombre y Apellido separados y mucho más si el sitio de otra forma solicitara nombre medio, iniciales y / o título. Tenga en cuenta que no todas las funciones de simplificación de formulario son 100 libre. Algunos incluyen obtener menos datos de los usuarios. Otras veces usted obtiene los mismos datos pero en un formato menos estructurado. Un solo campo de nombre completo es un caso de este último que terminan con la misma información del cliente, pero en un formato menos estructurado. El principal inconveniente de esto es la pérdida de la capacidad de dirigir con precisión cada usuario por sólo el último o primer nombre (hay scripts automatizados que pueden dividir un nombre completo en sus diferentes componentes, pero no son exactos). 3. Facturación predeterminada Envío y ocultar los campos por completo En 14 de los sitios de comercio electrónico de empresas a consumidores, el predeterminado es utilizar direcciones de envío y facturación diferentes, resultando en la mayoría de sus usuarios que sólo tienen una dirección de casa, siendo intimidados innecesariamente Por el elevado número de campos de formulario presentados en la página. En comparación, weve hizo una maqueta cruda de lo que la misma página de Macys podría haber parecido si la dirección de facturación se ajustó por defecto para igualar la dirección de envío mecanografiada anterior. Además de mostrar los dos conjuntos completos de campos de direcciones, observamos una y otra vez que también causan problemas masivos de usabilidad si el segundo conjunto de campos de dirección (usualmente los campos de dirección de facturación) simplemente se llenan automáticamente cuando la casilla está marcada como se ve En el ejemplo de Macys anterior. Este patrón de diseño causa problemas particulares si los usuarios intentan editar la información en los campos copiados, ya que simplemente no está claro qué tiene prioridad: la casilla marcada o lo que está escrito en los campos editados (Por supuesto, no hay respuesta correcta a esto y diferentes sitios tienen Diferentes implementaciones). Además, tener los campos (ahora redundantes) todavía presentes en la forma hace un aspecto innecesariamente intimidante. La solución es establecer la Dirección de envío de la dirección de facturación de forma predeterminada. A pesar de la importancia de esto, nuestro punto de referencia checkout revela que 14 de los sitios todavía no defecto las dos direcciones para ser el mismo. Además, como se describe anteriormente, la implementación de esto es importante: cuando la dirección de facturación es la misma casilla de verificación de envío está marcada, los campos de dirección de facturación deben estar ocultos por completo (en lugar de auto-llenado). Para el flujo de salida promedio, similar al ejemplo anterior, este cambio solo reducirá el número de campos mostrados por defecto en 37. Una excepción a esto son los sitios donde los registros de pedido muestran que hay una cantidad muy grande de clientes que realmente utilizan direcciones diferentes . Esto suele ser el caso en los sitios de donaciones y de empresa a empresa. Simplificación de los flujos de comprobación En nuestros 7 años de validez de los flujos de comprobación de la prueba de usabilidad, encontramos consistentemente que los campos de formulario 8 vs 15 son una discusión mucho más relevante y una prioridad de recursos que los pasos de verificación de 4 vs 6. Al abordar lo intimidante y complejo es un flujo de salida, su clave para reiterar que el flujo promedio de salida muestra 14.88 campos de formulario. Aunque podría reducirse a sólo 6-8 campos (dependiendo del país). Esto se debe en particular a un gran número de campos opcionales que sólo son relevantes para una minoría de usuarios. Por desgracia, cuando los usuarios inicialmente echan un vistazo a un paso de pago, estos campos opcionales aparecerán tan intimidantes como los campos requeridos, y pueden hacer que un paso de pago aparezca mucho más complicado de completar de lo que realmente es. Hola Nicolas, sí we8217ve probado estos en gran escala también. Staples es un ejemplo de un sitio que lo utiliza. Aunque se muestra prometedor, la característica se encuentra en una fase temprana 8222 para un contexto de comercio electrónico, con usuarios que tienen poca o ninguna experiencia previa. P. ej. Vemos que el comercio electrónico que los sitios todavía tienen que mostrar la dirección detectada / seleccionada en los campos de forma normal después de mantenerse alejado de los problemas más graves de usabilidad (para que los usuarios entienden la selección y puede detectar errores). Además, en algunos países el número de dirección viene después del nombre de la calle (no antes), el reducir en gran medida la cantidad de auto-detección realmente tiene lugar ya que los usuarios en la práctica deletrear su nombre de calle entera. Pero sin duda algo que estamos siguiendo la pista, pero no todo el corazón, por ahora solo lo recomendamos como una característica experimental para los sitios que también dedicarán los recursos necesarios a la supervisión continua, la reevaluación periódica y los ajustes de la implementación. Una alternativa más simple que vemos verificado para funcionar bien cada vez que we8217ve lo probó en los últimos 7 años es la auto-detección de ciudad y región / estado de entradas basadas en el ZIP / código postal proporcionado por el usuario. Necesitas JavaScript para comentar. Lamentablemente hemos tenido que requerir JavaScript para hacer frente al spam de comentarios. Necesitas JavaScript para comentar. Lamentablemente hemos tenido que requerir JavaScript para hacer frente al spam de comentarios. Nicolas Esa es una buena idea. En los Países Bajos a menudo se usa un código postal para buscar. Con base en número de casa y código postal puede determinar el nombre de la calle y el nombre de la ciudad. Esto acorta la cantidad de formularios de pago. Sí, la detección automática de código postal es parte de los patrones verificados que vemos para reducir la cantidad de campos de formulario mostrados de forma predeterminada. En la mayoría de los países puede detectar región / estado y nombre de la ciudad. Necesitas JavaScript para comentar. Lamentablemente hemos tenido que requerir JavaScript para hacer frente al spam de comentarios. Necesitas JavaScript para comentar. Lamentablemente hemos tenido que requerir JavaScript para hacer frente al spam de comentarios. Publicar un comentario Necesita un JavaScript para comentar. Por desgracia, hemos tenido que requerir JavaScript para hacer frente a comentarios spam. Investigador principal Arezoo Motavalizadeh Ardekani Profesor Asistente Escuela de Ingeniería Mecánica 585 Purdue Mall West Lafayette, IN 47907 El Dr. Ardekani es actualmente profesor asistente en la Universidad de Purdue. Su experiencia se encuentra en la mecánica de fluidos, flujos biológicos y ambientales. Antes de unirse a Purdue, ella era una OHara, C. S.C. Profesor Asistente en la Universidad de Notre Dame y un Shapiro Postdoctoral Fellow en el Instituto de Tecnología de Massachusetts antes de eso. Se graduó de la Universidad de California Irvine con su Ph. D. En 2009. Recibió la Sociedad de Mujeres Ingenieras en 2007, los premios Amelia Earhart en 2007 y 2008, la facultad de la Fundación Schlumberger para el futuro subsidio en 2009 y 2010, el premio NSF CAREER en 2012 y los premios presidenciales Early Career para científicos e ingenieros (PECASE ) En 2016. Movimiento colectivo de microorganismos en un fluido viscoelástico Financiado por NSF CBET-1150348-CARRERA Estudiamos la turbulencia activa de micro-nadadores en forma de varilla en una película bidimensional de fluidos viscoelásticos. Encontramos que la elasticidad del fluido tiene un pequeño efecto en una suspensión de tiradores, mientras que afecta significativamente a los empujadores. La atracción y ordenación orientativa de los empujadores se potencian en fluidos viscoelásticos. Los esfuerzos poliméricos inducidos rompen las estructuras de flujo a gran escala y suprimen las fluctuaciones de la velocidad. Además, los espectros de energía y la mezcla inducida en la suspensión de los empujadores se modifican en gran medida por la elasticidad del fluido. G. Li, A. M. Ardekani, Movimiento colectivo de microorganismos en un fluido viscoelástico, Physical Review Letters, in press, 2016 Natación ondulatoria en fluidos no newtonianos Financiado por NSF Grant CBET-1150348-CARRERA y CTSI Subvención No. TR000006 Hemos investigado numéricamente los efectos de la no - Propiedades de los fluidos newtonianos, incluyendo el adelgazamiento y la elasticidad del cizallamiento, en la locomoción de la tabla de natación de Taylors con amplitud arbitraria. Nuestros hallazgos muestran que los nadadores diminutos son capaces de aumentar su velocidad mientras consumen menos energía debido al comportamiento de adelgazamiento de su fluido circundante. El líquido se vuelve menos viscoso muy cerca del nadador. Así que básicamente hay corredores de fluido de baja viscosidad que los nadadores se mueven dentro, lo que les permite ir más rápido y también requieren menos energía para nadar. También hemos proporcionado una ley de escala para el consumo de energía de Taylors natación hoja con amplitud arbitraria. El objetivo de este trabajo es responder a la pregunta intrigante discutida vigorosamente en la literatura durante los últimos años que si el movimiento combinado de los organismos marinos contribuye A la mezcla del océano. En el océano afótico (es decir, las regiones que se encuentran a 200 metros bajo la superficie del mar), el zooplancton es el organismo más abundante que participa en la migración vertical diel y su número de natación Reynolds, la relación entre la fuerza inercial y la fuerza viscosa, 1100). Por lo tanto, es importante examinar la posible contribución de los organismos de natación al mar que se mezcla en este régimen de inercia. Utilizamos el modelo squirmer para resolver las interacciones hidrodinámicas de una suspensión de nadadores en un fluido estratificado de densidad. Nuestro estudio muestra que la difusividad eddy diapical, una medida de flujo de masa vertical, dentro de una suspensión de squirmers aumenta con el número de Reynolds y su magnitud es comparable al valor informado para la mezcla turbulenta del océano. La eficiencia de mezcla, sin embargo, es muy pequeña en el intervalo de O (0,00010,04) cuando el número de Reynolds de natación está en el intervalo de O (0,1100). Para una suspensión de los esguinces en una turbulencia isotrópica en descomposición, se observa que la difusividad de los remolinos diapianos aumenta debido a la fuerte disipación viscosa generada por los esguinces así como a las interacciones de los esguinces con la turbulencia de fondo. Mezcla de fluidos complejos en microcanales Financiado por la subvención NSF CBET-1150348-CARRERA Los materiales biológicos suelen ser fluidos complejos, exhibiendo un comportamiento no-newtoniano: viscoelasticidad y viscosidad de corte. Micro-escala de mezcla en un fluido complejo es importante para muchos procesos biológicos. La mezcla no es eficiente en un régimen de número bajo de Reynolds de un líquido newtoniano. En este trabajo, investigamos computacionalmente la mezcla de fluidos viscoelásticos en un microcanal con una constricción, donde la inestabilidad elástica puede conducir a una mezcla mejorada. Aquí, la mayor dificultad es la inestabilidad numérica en un régimen de números de Weissenberg alto. Para superar esta dificultad, se implementa un algoritmo basado en la matriz-logaritmo del tensor de conformación, que puede aplicarse a diferentes leyes constitutivas. La característica principal de esta transformación es la descomposición del gradiente de velocidad en un componente extensional sin trazos y un componente rotacional puro. En este método, la ecuación de evolución del tensor de conformación se reemplaza por una ecuación de evolución equivalente para el logaritmo del tensor de conformación. G. Li, A. M. Ardekani Mezcla de fluidos complejos en microcanales, Actas de la Primera Conferencia de Ingeniería Térmica de Pacific Rim, Marzo 13-17, 2016, Hawaiis Big Island, USA. Dinámica de la migración de partículas en el flujo de canales de fluidos viscoelásticos Financiado por la subvención NSF CBET-1150348-CARRERA El aislamiento y la captura de las células menos abundantes desempeñan un papel vital en el diagnóstico de algunas enfermedades letales, como la malaria y el cáncer. La mayoría de las tecnologías actuales pueden aumentar la concentración de células tumorales circulantes en una muestra sin embargo, se enfrentan a grandes desafíos en su purificación de sangre entera. En los últimos años, un método de enfoque celular basado en hidrodinámica ha generado un interés considerable debido a su bajo precio, simplicidad y su independencia de cualquier potencial eléctrico. A pesar de las investigaciones experimentales de la separación célula / partícula y el enfoque con chips microfluídicos, la falta de comprensión total del comportamiento de migración de partículas en fluidos complejos dificulta la aplicación clínica de esta técnica. En este trabajo, desarrollamos herramientas numéricas completamente resueltas para explorar la dinámica de la migración de partículas gobernada por la interacción de los efectos de inercia, viscoelasticidad y adelgazamiento en un flujo de canal microfluídico. Los efectos inerciales empujan la partícula lejos de la línea central del canal, mientras que los efectos viscoelásticos conducen la partícula hacia la línea central. La competencia entre los dos efectos determina la posición de equilibrio de la partícula. Se demostró que los efectos de adelgazamiento por cizallamiento y los flujos secundarios tienden a alejar la partícula de la línea central del canal. Se introdujo un análisis de escala basado en el balance de efectos inerciales y elásticos para explicar estos diferentes comportamientos. Hemos ilustrado que la partícula tiene una velocidad de migración transitoria más grande durante el arranque del flujo, que se puede utilizar potencialmente para acelerar el enfoque de la partícula. La migración cruzada estudiada en este trabajo puede utilizarse para diseñar dispositivos microfluídicos para el centrado de células y partículas, clasificación, separación, enriquecimiento y captura. Suspensión de partículas sólidas en un fluido estratificado de densidad Financiado por las subvenciones NSF CBET-1066545 Las implicaciones generalizadas de las partículas de sedimentación en los fluidos estratificados requieren una evaluación precisa de una suspensión de partículas en las picnoclines. Realizamos simulaciones numéricas directas del movimiento de partículas para cuantificar el efecto de la estratificación de densidad sobre la velocidad de sedimentación y la microestructura de una suspensión de partículas rígidas. El campo de flujo alrededor de las partículas está completamente resuelto y se obtiene una condición estadísticamente estacionaria después de una aceleración transitoria de las partículas. Basándose en los resultados de la simulación, proponemos una correlación para la velocidad de sedimentación media de la suspensión en función de la fracción de volumen sólido y el gradiente de densidad de fondo en una columna de fluido. El efecto de la estratificación sobre la microestructura de la suspensión también se investiga mediante comparación directa de la función de correlación de pares entre fluidos homogéneos y estratificados. Se muestra que la presencia del gradiente de densidad de fondo aumenta la formación de racimos alineados horizontalmente en la columna de fluido. Nadar cerca de una superficie en un fluido complejo Financiado por NSF Grant CBET-1150348-CARRERA y CTSI Grant No. TR000006 Se estudia numéricamente el efecto de los límites sólidos en el comportamiento de natación de un microorganismo móvil en medios viscoelásticos. La comprensión de las interacciones hidrodinámicas nadador-pared es crucial para dilucidar la adhesión de las células bacterianas a los sustratos cercanos que es precursor de la formación de los biofilms microbianos. El microorganismo se simula usando un modelo squirmer que captura los principales mecanismos de natación de los tipos potenciales, extensibles y contráctiles de los nadadores, mientras que descuida las complejidades biológicas. Una ecuación constitutiva de Giesekus se utiliza para describir tanto la viscoelasticidad como el comportamiento de adelgazamiento del fluido de fondo. Se encontró que la viscoelasticidad afecta fuertemente el movimiento de cerca de la pared de un squirmer mediante la generación de un par opuesto polimérica que impide la rotación del nadador de la pared. En particular, el tiempo que un squirmer neutro pasa en la cercanía de la pared se muestra que aumenta con el tiempo de relajación del polímero y alcanza un máximo en el número de Weissenberg de unidad. Se observa que el efecto de adelgazamiento del cizallamiento debilita el estrés del disolvente y, por lo tanto, aumenta el tiempo de contacto de la pared nadador-pared. Para un nadador del tirador, el estirar del polímero ocurre principalmente alrededor de sus lados laterales, llevando a la resistencia elástica reducida contra su locomoción. Los nadadores neutrales y tiradores eventualmente escapan del efecto de atracción de la pared debido a una fuerza de liberación generada por el estrés viscoso newtoniano. En contraste, el empujador se encuentra perpetuamente atrapado cerca de la pared como resultado de la formación de una región muy estirada detrás de su cuerpo. Se muestra que la propiedad de reducción del cizallamiento del fluido debilita el efecto de atrapamiento de la pared para el empujador squirmer. G. Li, A. Karimi, A. M. Efecto de los límites sólidos en la dinámica de la natación de microorganismos en un fluido viscoelástico, Rheologica Acta, 53 (12), 911-926, 2014 (papel invitado para la edición especial de la carrera temprana: Tendencias y progreso en reología) Fabricación de forma controlable Janus microgels A Se describe un nuevo método para fabricar microgeles complejos controlables de alginato / pNIPAAm. Las gotitas monodispersas de alginato / pNIPAAm se crean a través de microfluídicas y se reticulan en diferentes concentraciones de soluciones acuosas de glicerol / acetato de bario. Al cambiar el tamaño inicial de las gotitas y la concentración de glicerol de la solución colectora, la forma de microgel resultante y los detalles de la superficie se pueden sintonizar sistemáticamente. La imagen de alta velocidad se utiliza para visualizar y explicar el proceso de formación de microgeles. Gotas ascendentes en fluidos estratificados Financiado por subvenciones NSF CBET-1066545 Simulaciones numéricas directas de un enjambre de gotas deformables que se elevan en fluidos estratificados de densidad se presentan a números intermedios de Reynolds. Todas las escalas de flujo se resuelven completamente utilizando el método de seguimiento frontal / volumen finito. La velocidad de subida media y las fluctuaciones de velocidad del enjambre se reducen en presencia de estratificación de densidad. La isotropía en las fluctuaciones de la velocidad se incrementa a medida que aumenta la fracción de volumen. La mayor probabilidad de la formación de conglomerados se ilustra en presencia de estratificación de densidad y se explica por la evaluación cuantitativa de la microestructura utilizando funciones de distribución de probabilidad de par radial y angular. Se investiga el efecto combinado de la deformabilidad de la gota y la estratificación de la densidad sobre la deformación media de las gotas. Nuevos métodos de fabricación para microgeles sintonizables de forma Se informa sobre una plataforma microfluídica basada en capilares para la fabricación de microgeles no esféricos de alginato de sodio. Las gotitas de alginato de sodio se reticularon fuera de chip en una mezcla de acetato de bario y solución de glicerol. Se fabricaron nuevas morfologıas tales como la lágrima, los microgeles de tipo lampara, tipo hongo, de doble cavidad y de tipo cuenco, controlando el tama~no, la velocidad de impacto (en la interfase de reticulación / aceite) y la concentración de solución de alginato de sodio. Se monitoreó el proceso de deformación de microescala in situ en la interfaz y se propuso un mecanismo de deformación que resulta en morfologías únicas. Adicionalmente, construimos superestructuras de microgel ensamblando los microgeles no esféricos de alginato a microgeles esféricos de poli (N-isopropilacrilamida) (pNIPAAm) mediante interacción electrostática. Partículas alargadas en fluidos estratificados Financiado por las Subvenciones NSF CBET-1066545 y CBET-1414581 Las interfases de densidad en la columna de agua se encuentran ubicuosamente en océanos y lagos. La interacción de las partículas de sedimentación con las picoclases desempeña una función fundamental en el transporte de nutrientes entre las capas oceánicas y las velocidades de sedimentación de las partículas marinas. Realizamos simulaciones numéricas directas de una sedimentación de partículas alargada a través de una interfaz de densidad y examinamos el papel de la estratificación en la dinámica de sedimentación. Se ha encontrado que la presencia de la interfaz de densidad tiende a girar el eje largo de una partícula alargada paralela a la dirección de sedimentación, que es dramáticamente diferente de su contraparte en un fluido homogéneo. Aunque el asentamiento de la partícula alargada se incrementa al acercarse a la interfaz, el eje largo gira hacia la dirección de sedimentación a medida que la partícula pasa a través de la interfaz. Cuantificamos las parejas de torneado debido a los efectos de estratificación, que contrarrestan los pares inducidos por la presión debido a la inercia del fluido. Un comportamiento similar se observa para diferentes orientaciones iniciales de la partícula. Se muestra que la reorientación de una partícula alargada se produce tanto en estratificaciones de densidad aguda como lineal. La dinámica de sedimentación transitoria de una sedimentación de partículas esféricas en un uid linealmente estratificado se investiga mediante la realización de simulaciones numéricas directas totalmente resueltas. El comportamiento de sedimentación se cuantifica para diferentes valores de los números de Reynolds, Froude y Prandtl. Se demuestra que la dinámica de sedimentación transitoria está correlacionada con la deriva de Lagrange inducida de ow alrededor de la partícula de sedimentación. La velocidad máxima de la partícula puede ser seguida por la oscilación de la velocidad de sedimentación y la partícula puede incluso invertir su dirección de movimiento antes de alcanzar su nivel de flotación neutra. La frecuencia de oscilación de escalas de velocidad de sedimentación con la frecuencia de BruntVisl y el movimiento de la partícula puede conducir a la formación de vórtices secundarios y terciarios después del vórtice primario. A. Doostmohammadi, S. Dabiri, A. M. Ardekani, Un estudio numérico de la dinámica de una partícula que se asienta en números de Reynolds moderados en un fluido linealmente estratificado, Journal of Fluid Mechanics, 750, 5-32, 2014. Interacción hidrodinámica de microswimmers cerca de una pared Financiado por NSF Grant CBET-1150348- CARRERA Los organismos que nadan en un régimen de números bajos de Reynolds cerca de una pared antideslizante son un tema de creciente interés en los últimos años por su importancia en muchos problemas de salud y medio ambiente. Por ejemplo, la acumulación de bacterias cerca de la superficie y la formación de biofilms están estrechamente relacionadas con muchos tipos de infecciones microbianas. Aquí nos centramos en la natación cerca de la pared de un arquetipo de bajo número de Reynolds nadador, llamado squirmer. Para un solo squirmer, dependiendo del mecanismo de la natación, se distinguen tres modos diferentes: (a) el squirmer que se escapa de la pared, (b) el squirmer que nada a lo largo de la pared en una distancia y un ángulo de orientación constante, y (c) Nadando cerca de la pared en una trayectoria periódica. Se observa una acumulación de paredes cercanas en una suspensión de esguinces. En la región de la pared cercana, los tiradores se repelen entre sí, mientras que los empujadores se atraen entre sí y forman grupos. Auto-propulsión por convección natural La convección natural de un fluido debido a un límite calentado o enfriado ha sido estudiada dentro de una miríada de diferentes contextos debido a la prevalencia del fenómeno en sistemas ambientales y de ingeniería. Sin embargo, hasta ahora no se ha reconocido que la convección natural inducida por límites puede propulsar objetos sumergidos. Invertimos experimentalmente el movimiento de un objeto en forma de cuña, sumergido dentro de un sistema de dos capas de líquido, debido a una superficie caliente. La cuña reside en la interfase entre las dos capas fluidas de diferente densidad y su movimiento concomitante proporciona la primera demostración del fenómeno de la propulsión a través de la convección natural inducida por los límites. Se utilizan modelos teóricos y numéricos establecidos para racionalizar la velocidad de propulsión en virtud de equilibrar la fuerza de propulsión contra la fuerza de arrastre apropiada. M. J. Mercier, A. M. Ardekani, M. R. Allshouse, B. Doyle, T. Peacock, Auto Propulsión de Objetos Sumergidos por Convección Natural, Physical Review Letters, 112, 204501, 2014. Este trabajo se ha destacado en el sitio web de Physical Review Letter. La bioconvección es un fenómeno biológico complejo que provoca la formación espontánea de patrones y la autoorganización en las suspensiones de bacterias móviles y algas. Se produce como resultado del comportamiento colectivo de microorganismos ascendentes en respuesta a ciertos tipos de estímulos físicos. Estamos interesados ​​en el caso especial de la girotaxis donde la natación está dirigida por el equilibrio de los pares viscosos y gravitacionales. Se investiga la bioconvección giro - táctica en presencia de estratificación procedente de gradientes térmicos o solutales en ambientes acuáticos. Utilizando simulaciones numéricas a gran escala, exploramos diferentes regímenes del flujo variando las condiciones de los límites y la fuerza de la estratificación. Además, se discute el umbral de inhibición de la bioconvección a la luz de un análisis de estabilidad lineal. El resultado puede arrojar luz sobre las características de la convección doble-difusiva engendrada por los nadadores activos en un ambiente estratificado. Los hábitats microbianos raramente están en reposo (por ejemplo, océano, flujo sanguíneo, flujo en medios porosos y flujo a través de procesos de filtración de membrana). In order to study the hydrodynamics of bacterial response in a vortical flow, we utilize a microfluidic system to mimic some of the important microbial conditions at ecologically relevant spatiotemporal scales. We experimentally demonstrate the formation of ring-shaped bacterial collection patterns and subsequently the formation of biofilm streamers in a microfluidic system. Acoustic streaming of a microbubble is used to generate a vortical flow in a microchannel. Due to bacterias finite-size, the microorganisms are directed to closed streamlines and trapped in the vortical flow. The collection of bacteria in the vortices occurs in a matter of seconds and, unexpectedly, triggers the formation of biofilm streamers within minutes. Particle interaction in stratified fluids Funded by NSF Grant No. CBET-1066545 The anisotropic structure of fluidized suspensions is governed by their microstructures which are in turn determined by the dynamics of particle pair interactions. In this study, we present numerical simulations of particle interaction in linearly stratified fluids. It is shown that unlike homogeneous fluids, stratification results in attraction of particles settling abreast. The interaction of the particles settling in tandem can be fundamentally altered due to the presence of the background density gradients and the drafting-kissing-tumbling behavior in a homogeneous fluid can be replaced by drafting-kissing-separation or drafting-separation phenomenon depending on the strength of the stratification. In case of weak stratification, drafting-kissing-tumbling occurs, however, a prolonged kissing time is observed and the rate of change of the orientation of particles is reduced. Attraction of particles settling side-by-side and prolonged kissing time for particles settling in tandem can lead to accumulation of particles and aggregation of organisms at local hot spots in aquatic environments characterized by density stratification. Flow-induced aggregation of microorganisms in polymeric fluids Funded by NSF Grant No. CBET-1150348- CAREER Spatial distribution of microorganisms in a vortical flow of a complex fluid. We have shown that the rheological properties of exopolysaccharides secreted by microorganisms play an important role in their interaction with background flow field. The normal stresses generated due to the presence of polymer molecules lead to aggregation of microorganisms in a vortical flow field. The shape and formation rate of these aggregation patterns depend on motility, vorticity, and rheological properties of exopolysaccharides. Given the viscoelastic nature of extracellular polymeric substances, these results suggest new mechanisms for ubiquitous processes among microorganisms, such as bacterial aggregation and biofilm formation. Unsteady propulsion Funded by NSF grant No. CBET-1066545 Propulsion speed of small organisms is strongly affected by unsteady hydrodynamic forces. Small planktonic organisms ubiquitously display unsteady or impulsive motion to attack a prey or escape a predator in natural environments. Despite this, the role of unsteady forces such as history and added mass forces on the low Reynolds number propulsion of small organisms, e. g. Paramecium, is poorly understood. In this paper, we derive the fundamental equation of motion for an organism swimming by the means of surface distortion in a nonuniform flow at a low Reynolds number regime. We show that the history and added mass forces are important as the product of Reynolds number and Strouhal number increases above unity. 2- S. Wang, A. M. Ardekani Unsteady swimming of small organisms, Journal of Fluid Mechanics, 2012. Bio-locomotion in stratified fluids Funded by NSF grant No. CBET-1066545 Flow field generated by small organisms is markedly affected by stratification. Swimming of microorganisms, a topic of long-standing interest for both biologists and physicists, has been mostly studied in homogeneous fluids. However, many aquatic environments, including oceans, lakes and the interstitial fluid in sea ice, are routinely stratified, due to salt - or temperature-induced variations in fluid density. We have analytically showed that stratification dramatically alters the flow field induced by the organism, generating recirculation cells in the velocity field. The size of these cells scales with Ra -1/4 where the Rayleigh number, Ra, measures the relative importance of buoyancy and diffusion. For stronger stratification, cells are more compressed and the velocity field decays faster with distance from the organism. These less conspicuous flow fields could affect those predator-prey interactions based on sensing of hydromechanical signals, potentially acting as a silencer for swimming prey or a stealth mechanism for approaching predators. We use a combination of methods that range from simple scaling laws to detailed computational models and sophisticated experimental equipments to explore the effects of stratification on swimming of small organisms. A. Doostmohammadi, R. Stocker, A. M. Ardekani Low Reynolds number swimming at pycnoclines, Proceedings of the National Academy of Sciences, Volume 109, 3856-3861, 2012. A. M. Ardekani, R. Stocker Stratlets: low Reynolds number point-force solutions in a stratified fluid Physical Review Letters, 105, 084502, 2010. A. M. Ardekani, R. Stocker Swimming at low Reynolds number in a stratified fluid 16th US National Congress of Theoretical and Applied Mechanics, June 17-July2, 2010, State College, PA. Instability and breakup of viscoelastic jets Funded by Schlumberger Jet Extensional Rheometry enables evaluation of transient extensional rheological properties for even very weakly elastic fluids. Understanding the instability and breakup of polymeric jets is important for a wide variety of applications including inkjet printing, and spraying of fertilizers and paint. Such fluids are typically only weakly viscoelastic and the jetting/breakup process involves a delicate interplay of capillary, viscous, inertial and elastic stresses. The initial growth of disturbances can be predicted using linear instability analysis for small perturbations. A viscoelastic jet is initially more unstable when compared to a Newtonian fluid of the same viscosity and inertia. As the radius of the jet thins under the action of surface tension, elastic stresses grow and become comparable to the capillary pressure, leading to formation of a uniform thread connecting two primary drops. This beads-on-a-string structure can be captured by the Oldroyd-B model, and the radius of the thin cylindrical ligament connecting the beads necks down exponentially in time. The finite time breakup of the jet observed experimentally can be captured using the nonlinear Giesekus model. We show that by understanding the physical processes that control each phase of the temporal evolution in the jet profile it is possible to extract transient extensional viscosity information even for very low viscosity and weakly-elastic liquids. This is especially useful since filament-stretching and capillary breakup elongational rheometers face challenges for low-viscosity elastic polymer solutions. a. m. Ardekani, V. Sharma, G. H. McKinley, Dynamics of Bead Formation, Filament Thinning, and Breakup in Weakly Viscoelastic Jets, Journal of Fluid Mechanics, Volume 665, 46-56, 2010. V. Sharma, A. M. Ardekani, G. H. McKinley Beads on a String Structures and Extensional Rheometry using Jet Break-up 5th Pacific Rim Conference on Rheology, August 1-6, 2010, Japan. a. m. Ardekani, V. Sharma, G. H. McKinley Jetting and breakup of weakly viscoelastic liquids 16th US National Congress of Theoretical and Applied Mechanics, June 17-July2, 2010, State College, PA. Particles interaction, deformation, and collision in viscous and viscoelastic fluids Funded by NSF grant No. CBET-0828104 The motion of solid particles in fluids plays an important role in sedimentation, crystal growth, filtration, suspension rheology, microfluidic devices such as cell lysis method and several other natural and industrial applications. In mechanical cell-lysis method, interaction and collision between cells and glass beads in liquids are used to break cells and release DNA as a part of sample-to-answer nucleic acid analysis. In order to study this complex problem which involves particle-cell interaction in a viscous fluid, initially the effect of cells is neglected and the particle interaction in a particulate flow is investigated. First, the theoretical analysis of dilute particulate flow is carried out. Using the method of reflections in Laplace space, the equation of motion for two particles moving in a Stokes flow is explicitly derived. The results indicate that the Basset force corresponding to the motion of two spheres is larger than the solitary-particle Basset force 1. To accurately predict the behavior of particulate flows, fundamental knowledge of the mechanisms of single-particle collision is required. More specifically, the study of particle-wall collision provides deeper insight into modeling particle-laden flows when particle interaction is important. In order to elucidate the basic physics of the particle interaction and collision processes, a Distributed-Lagrange-Multiplier-Based computational method for colliding particles in a solid-fluid system is developed. The Navier-Stokes equations are directly solved and no model is used for solid phase. The collision between particles is simulated by taking into account the effect of particles roughness and the Stokes number 2. Comparison of the present methodology with experimental studies for the bouncing motion of a spherical particle onto a wall shows very good agreement and validates the collision strategy (figure 1). This collision strategy is extended for systems of multi-particle and general shape objects in a viscous fluid 3. There has been a need for a good collision scheme for particulate flow simulations. This approach can be used in engineering applications and commercial CFD codes in addition to academic use. Figure 1 - Coefficient of restitution normalized by that for dry collision as a function of St. Present results are shown using solid circles and experimental measurements for different materials by Gondret et al. (2002) are shown using open symbols. Lubrication theory of Davis et al. (1986)(-). Movie 1 - Collision of a sphere onto a wall. In the above investigations, particle interaction and collision in a Newtonian fluid was considered whereas the suspensions of cells and DNA molecules exhibit both viscoelastic and shear thinning characteristics. Thus, particle-wall interaction in viscoelastic fluids is experimentally investigated. A sphere is released in a tank filled with polyethylene-oxide (PEO) mixed with water with varying concentrations up to 1.5. The effect of Stokes and Deborah numbers on the rebound velocity when a spherical particle collides onto a wall is considered 4. Higher rebound occurs for higher poly(ethylene-oxide) concentration at the same stokes number (figure 2a). However, the results for the coefficient of restitution in polymeric liquids can be collapsed together with the Newtonian fluid behavior if one defines the Stokes number based on the local shear rate (figure 2b). This implies that the shear-thinning behavior of these liquids is more important than their viscoelasticity during the collision process. Figure 2 - Collision in a polymeric liquid. Present results are shown by solid symbols. Experimental measurements for Newtonian liquids by Gondret et al. (2002) are shown by open symbols. Lubrication theory of Davis et al. (1986) (-). Particle-particle interactions in viscoelastic fluids are dramatically different than in Newtonian fluids: particles disperse in the flow of Newtonian fluids and they aggregate in the flow of viscoelastic fluids. Our analyses based on second-order fluid model suggest that the chaining of particles in viscoelastic liquids is the result of local effects and is due to three fundamental causes: (1) a viscoelastic pressure generated by normal stresses due to shear (2) the total time derivative of the Stokes pressure and (3) the change in the sign of the normal stress, which is a purely extensional effect. In order to study the effect of viscoelasticity of the fluid on the particle interaction, the following problems are studied: 1) The motion of a sphere normal to a wall in a second-order fluid is investigated. The normal stress at the surface of the sphere is calculated and the viscoelastic effects on the normal stress for different separation distances are analyzed 5. For small separation distances, when the particle is moving away from the wall, a tensile normal stress exists at the trailing edge if the fluid is Newtonian, while for a second-order fluid a larger tensile stress is observed. When the particle is moving towards the wall, the stress is compressive at the leading edge for a Newtonian fluid whereas a large tensile stress is observed for a second-order fluid. The contribution of the second-order fluid to the overall force applied to the particle is an attractive force towards the wall in both situations. 2) The forces acting on two fixed spheres in a second-order uniform flow are investigated 6. For flow along the line of centers or perpendicular to it, the net force is in the direction that tends to decrease the particle separation distance. For the case of flow at arbitrary angle, unequal forces are applied to the spheres perpendicularly to the line of centers. These forces result in a change of orientation of the sedimenting spheres until the line of centers aligns with the flow direction. The results explain the experimentally observed chaining of sedimenting particles in a viscoelastic fluid. Finally, we have developed numerical tools to understand the interaction of rigid and deformable droplets (simplified cell) in a viscous fluid. A level-Set method is used to represent the interface and surface tension. The results show that the presence of particles leads to larger droplet deformation, and a perforation in the center of the droplet which facilitates droplet breakup (figure 3). It is found that the critical Stokes number above which a perforation occurs increases linearly with the inverse of the capillary number and viscosity ratio (figure 4) 7. Figure 3 - Deformation and breakup of a droplet in a particulate shear flow. a) Ca30, Re100. b) Ca0.025, Re80. A perforation in the center of droplet is generated as the particles collide. Movie 2 - Deformation and breakup of a droplet in a particulate shear flow at Ca30, Re100. Figure 4 - The critical Stokes number above which a perforation occurs linearly changes with the inverse of the capillary number and the viscosity ratio. Referencias

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