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- Dirac fields in flat FLRW cosmology: Uniqueness of the Fock quantizationPublication . Cortez, Jerónimo; Elizaga Navascués, Beatriz; Martín-Benito, Mercedes; Mena Marugan, Guillermo A.; Velhinho, JoséWe address the issue of the infinite ambiguity that affects the construction of a Fock quantization of a Dirac field propagating in a cosmological spacetime with flat compact sections. In particular, we discuss a physical criterion that restricts to a unique possibility (up to unitary equivalence) the infinite set of available vacua. We prove that this desired uniqueness is guaranteed, for any possible choice of spin structure on the spatial sections, if we impose two conditions. The first one is that the symmetries of the classical system must be implemented quantum mechanically, so that the vacuum is invariant under the symmetry transformations. The second and more important condition is that the constructed theory must have a quantum dynamics that is implementable as a (non-trivial) unitary operator in Fock space. Actually, this unitarity of the quantum dynamics leads us to identify as explicitly time dependent some very specific contributions of the Dirac field. In doing that, we essentially characterize the part of the dynamics governed by the Dirac equation that is unitarily implementable. The uniqueness of the Fock vacuum is attained then once a physically motivated convention for the concepts of particles and antiparticles is fixed.
- Enhancing trustability in MMOGs environmentsPublication . Cardoso, Rui João Morais de Almeida Costa; Gomes, Abel João Padrão; Freire, Mário MarquesMassively Multiplayer Online Games (MMOGs; e.g., World of Warcraft), virtual worlds (VW; e.g., Second Life), social networks (e.g., Facebook) strongly demand for more autonomic, security, and trust mechanisms in a way similar to humans do in the real life world. As known, this is a difficult matter because trusting in humans and organizations depends on the perception and experience of each individual, which is difficult to quantify or measure. In fact, these societal environments lack trust mechanisms similar to those involved in humans-to-human interactions. Besides, interactions mediated by compute devices are constantly evolving, requiring trust mechanisms that keep the pace with the developments and assess risk situations. In VW/MMOGs, it is widely recognized that users develop trust relationships from their in-world interactions with others. However, these trust relationships end up not being represented in the data structures (or databases) of such virtual worlds, though they sometimes appear associated to reputation and recommendation systems. In addition, as far as we know, the user is not provided with a personal trust tool to sustain his/her decision making while he/she interacts with other users in the virtual or game world. In order to solve this problem, as well as those mentioned above, we propose herein a formal representation of these personal trust relationships, which are based on avataravatar interactions. The leading idea is to provide each avatar-impersonated player with a personal trust tool that follows a distributed trust model, i.e., the trust data is distributed over the societal network of a given VW/MMOG. Representing, manipulating, and inferring trust from the user/player point of view certainly is a grand challenge. When someone meets an unknown individual, the question is “Can I trust him/her or not?”. It is clear that this requires the user to have access to a representation of trust about others, but, unless we are using an open source VW/MMOG, it is difficult —not to say unfeasible— to get access to such data. Even, in an open source system, a number of users may refuse to pass information about its friends, acquaintances, or others. Putting together its own data and gathered data obtained from others, the avatar-impersonated player should be able to come across a trust result about its current trustee. For the trust assessment method used in this thesis, we use subjective logic operators and graph search algorithms to undertake such trust inference about the trustee. The proposed trust inference system has been validated using a number of OpenSimulator (opensimulator.org) scenarios, which showed an accuracy increase in evaluating trustability of avatars. Summing up, our proposal aims thus to introduce a trust theory for virtual worlds, its trust assessment metrics (e.g., subjective logic) and trust discovery methods (e.g., graph search methods), on an individual basis, rather than based on usual centralized reputation systems. In particular, and unlike other trust discovery methods, our methods run at interactive rates.
- Twin impinging jets inline with a low-velocity crossflowPublication . Vieira, Diana Filipa da Conceição; Barata, Jorge Manuel MartinsVertical/short take-off and landing aircrafts at their hovering phase of flight create a three dimensional flowfield between lift jet streams, the airframe surface and the ground. The flowfield surrounding the aircraft during transition from hover to wing borne flight is of particular importance. During the transitional flight phase, the jets in crossflow phenomenon represent the most relevant configuration due to the complex flowfield that is created beneath the aircraft. The wall jets created by the impingement on the ground of the individual turbulent jet flow meet at a stagnation line and form an upwards flowing “fountain” that interacts with the airframe. Sometimes the fountain can provide a beneficial lift – generating ground cushion. Although, in most of the cases the fountain flow created generates a variety of undesirable characteristics, such as, hot gas ingestion, pressure, thermal and acoustic loads, change of the lift forces, lifting losses and the fuselage skin raise. The wall jet created by the jets impingement on the ground interacting with the free stream, results in a formation of a ground vortex far upstream of the impingement jet. This resulting ground vortex shape is strongly affected and the corresponding induced suckdown effect tends to be reduced by the upload produced by the fountain. During the past three decades, the flowfield characteristics associated with this type of aircraft have been studied extensively. However, the complexity of the new VSTOL configurations with the very stringent requirements demands more investigation. The continued development of a VSTOL aircraft with an increasing reliance on computational design techniques is dependent on a better understanding of aerodynamics of the lift jets of an aircraft in ground effect. This work is dedicated to the continuation of the experimental study began during the master’s thesis, i.e., a detailed analysis of the complex flowfield of two in-line turbulent circular air jets with a low velocity crossflow impinging on a flat surface perpendicular to the geometrical jet nozzle axis. The jets exit conditions are changed along the study to provide a better understanding of the flowfield. To complete this analysis and in order to validate the experimental results a detailed numerical study is also presented, where all the features of the experimental flow are maintained. The numerical results extend the experimental study, revealing that the deflection of the rear jet is due to the competing influences of the wake, the shear layer, the downstream wall jet of the first jet and the crossflow. The first jet deflection and the location of the ground vortex depend on the velocity ratio between the jet exit and the crossflow as well as the impingement height used. Through the rear jet velocity change, it is possible to verify the quick deflection of the second jet, never reaching the ground directly, i.e., the downstream jet is entrained by the upstream jet and not by the crossflow itself. Through the impingement height change, it is possible to observe the absence of upwash fountain formation in the region between the impingement jets, as it was expected. In this region, it is unexpectedly observed the formation of a second ground vortex, something not yet reported in the literature.
- Desenvolvimento de novos biomateriais para aplicação na área de engenharia de tecidosPublication . Correia, Tiago Ruivo; Correia, Ilídio Joaquim Sobreira; Calvinho, Paula Cristina Nunes FerreiraO envelhecimento da população tem provocado um aumento do número de lesões ósseas e de doenças cardiovasculares que afetam a população mundial. As lesões ósseas têm uma maior incidência na população mais idosa que apresenta uma menor densidade óssea. Por outro lado, esta população está também predisposta a doenças cardiovasculares que ocorrem devido a quadros clínicos como a calcificação dos vasos sanguíneos, o aparecimento de arteriosclerose e o aumento de radicais livres na corrente sanguínea. Atualmente, as terapias disponíveis para o tratamento deste tipo de patologias têm uma eficácia limitada. Em meio clínico os tratamentos preferencialmente usados consistem em autoenxertos devido à aceitação pelo hospedeiro. No entanto, devido à baixa disponibilidade deste tipo de enxertos, os investigadores da área de Engenharia de Tecidos têm procurado desenvolver biomateriais para aplicação nas diversas áreas da Medicina Regenerativa. Neste contexto, estruturas temporárias tridimensionais (3D) denominadas de scaffolds têm sido estudados com o intuito de serem utilizados como soluções terapêuticas para o tratamento do tecido ósseo, de forma a promover a reparação deste tecido, conferindo-lhe características físicas e biológicas essenciais ao seu correto funcionamento. Da mesma forma, no tratamento de doenças vasculares tem-se recorrido a soluções que se baseiam em redes nanofibrosas ocas com arquitetura semelhante à de um vaso sanguíneo. Na presente tese foram efetuados diferentes estudos que tinham como objetivo a produção de biomateriais para posterior aplicação na área da regeneração óssea e do tecido vascular. As estruturas 3D produzidas foram caracterizadas recorrendo a testes físico-químicos e biológicos. Os resultados obtidos revelaram que os biomateriais aqui produzidos possuem propriedades adequadas para a sua futura aplicação na Medicina Regenerativa.
- O impacto da falência dos pais na vergonha e intenção empreendedora dos filhosPublication . Gonçalves Junior, Elifas; Rodrigues, Ricardo José de Ascensão Gouveia; Sá, Elisabete Sampaio deEste estudo buscou identificar a influência da falência da empresa dos pais na intenção empreendedora dos filhos. A falência tem repercussões psicológicas, sociais e econômicas. As teorias do comportamento planejado, aprendizagem e marginalidade formaram a principal base teórica. Analisaram-se duas variáveis causais: vergonha e trauma diante das óticas psicológica e sociológica. A variável dependente foi intenção empreendedora. Personalidade e filhos de pais falidos e não falidos foram variáveis de controle. Estigma e modelos mentais, variáveis intervenientes. A investigação é quantitativa e transversal. Na análise estatística utilizou-se análise fatorial confirmatória e modelo de equações estruturais. A amostra é não probabilística, constituida por pessoas alfabetizadas dos 5 continentes e 33 países, tendo maior predominância de respostas oriundas do Brasil e Portugal. O questionário constituiu-se de questões abertas (identificação e indicação de outras pessoas ― Bola de Neve) e fechadas (sim/não e de múltipla escolha ― escala de Likert de cinco pontos). Usou-se métricas específicas para cada variável: trauma, intenção empreendedora, personalidade, vergonha interna, externa, vicária e induzida, esta última mediu a intenção empreendedora de filhos de pais não falidos. A coleta de dados on-line foi realizada por média socais, aliada a 11 instituições de ensino superior. As descobertas implicam repercussões sociais, psicológicas, econômicas e educacionais. Entre os resultados destaca-se a vergonha da falência dos pais como redutor da intenção empreendedora dos filhos. Entre as recomendações, há duas que merecem realce. A primeira, conectasse ao ensino do empreendedorismo: as organizações educacionais devem discutir as implicações da falência e não apenas estratégias, táticas e operações relacionadas ao lucro e/ou sucesso empresarial. A segunda é baseada na revisão teórica: as instituições de saúde, bem como desenvolvedores de políticas públicas, devem estabelecer grupos de estudos para aprofundar o saber alusivo às enfermidades relacionadas à falência dos empresários.
- Effects of 10min vs. 20min passive rest after warm-up on 100m freestyle time-trial performance: A randomized crossover studyPublication . Neiva, Henrique; Marques, Mário C.; Barbosa, Tiago M.; Izquierdo, Mikel; Viana, João L.; Marinho, DanielThe aim of this study was to compare the effect of 10min vs. 20min passive rest post warm-up on performance in a 100m freestyle time-trial. Randomized crossover. Eleven competitive male swimmers performed two experimental trials on different days, consisting of 100m freestyle time-trials following 10min or 20min passive rest after a standard 1200m warm-up. Performance (time-trial), biomechanical (stroke length, stroke frequency, stroke index, propelling efficiency), physiological (blood lactate concentrations, heart rate, core and tympanic temperature), and psychophysiological (perceived effort) variables were assessed during both trials. Time-trial performance was faster after 10min as opposed to 20min passive rest (58.41±1.99s vs. 59.06±1.86, p<0.01). This was supported by strong effect sizes (d=0.99) and the qualitative indication of "likely" positive effects. Heart rate before the time-trial was also higher after 10min passive rest (89±12bpm vs. 82±13bpm; p<0.01). Furthermore, net core temperature and oxygen uptake values before the time-trial were substantially lower after 20min passive rest. These data suggest that the 10min post warm-up passive rest enhances 100m freestyle performance when compared to a 20min period. An improvement that appears to be mediated by the combined effects of a shorter post warm-up period on core temperature, heart rate and oxygen uptake.
- Ensaios sobre o impacto do consumo de energias de origem fóssil e renovável, o crescimento económico e a tecnologia sobre o ambiente: uma abordagem com modelação ARDL e com dados de painelPublication . Domingos, Hélde Araujo; Manso, José Ramos Pires; Faria, Alexandre Magno de MeloA deterioração das condições ambientais tem sido relatada desde 1960 com o problema sendo relacionado às alterações climáticas a partir dos anos de 1990. Desde então, até o momento atual, o consumo de energia fóssil, o crescimento económico e o grande volume de resíduos sólidos tem sido fatores constantemente associados às emissões de gases de efeito estufa (GEE) e às alterações climáticas. Uma discussão proeminente e de primordial importância no desafio que é a mitigação das emissões de produtos/resíduos poluentes baseia-se na questão de como substituir a principal matriz energética tradicional da economia assente no consumo de combustíveis fósseis por outra em que fontes de energias mais limpas ganhem a primazia. O desafio desta investigação é identificar de que forma as diferentes estruturas económicas que têm estado na base das diversas fases de desenvolvimento económico e social têm integrado as políticas ambientais de redução das emissões de GEE sem prejudicarem o crescimento/desenvolvimento mormente através da integração nas respectivas funções de produção de cotas mais elevadas de energia elétrica renovável, por vezes impostas por organismos e entidades internacionais através de tratados como o Protocolo de Kioto e outros que se lhe seguiram e a pressionante União Europeia. Para responder a estas questões levaram-se a cabo, depois de uma intensa revisão da literatura científica, três ensaios em que o instrumental analítico fundamental foi a abordagem de dados em painel. No caso do primeiro ensaio a amostra de dados em painel compreende diversas variáveis – energéticas, macroeconómicas, tecnologia (abordada por uma proxy) de tendência determinística de oito países em vias de desenvolvimento da América do Sul referente ao período temporal 19802010; a amostra de dados em painel do segundo ensaio engloba 14 países desenvolvidos da organização para Cooperação e Desenvolvimento Económico (OCDE) sendo o período temporal de 1990-2011; o terceiro ensaio tem por base dados estatísticos anuais de 15 países da União Europeia (UE) que se iniciam em 1995 e terminam em 2012. Em consequência dos problemas de endogeneidade e a dependência seccional que se provou afectar os resultados e erros obtidos a partir da estimação dos modelos em causa nos dois primeiros ensaios, foi necessário recorrer à inclusão do mecanismo UECM ou de correcção do erro sem restrições (Unrestricted Error Correction Mechanism) após a estimação de um modelo autorregressivo com lags/desfazamentos/distribuidos - abordagem Autoregressive Distributed Lag (ARDL). No âmbito do terceiro ensaio, estimou-se um modelo adequado e testou-se a hipótese da Curva de Kuznets Ambiental (CKA) em que a variável dependente são as emissões de GEE especificamente do setor de resíduos e as variáveis explicativas o rendimento real per capita e os resíduos depositados em aterros sanitários, a tecnologia abordado por uma Proxy determinística e os consumos de energia de origem renovável (resíduos). Os resultados demostraram que há dependência seccional no caso dos dois painéis (América do Sul e OCDE); que há evidência de cointegração somente para o painel sul americano; que em ambos os painéis existe uma relação de causalidade entre a produção de energia elétrica, o crescimento econnómico e a poluição por emissão de CO2 no meio ambiente; que numa avaliação a longo prazo a produção de energia elétrica fóssil e o crescimento económico tem impactos positivos sobre as emissões de CO2; que as emissões de poluentes anteriores (defasadas um ano) têm efeitos negativos sobre as emissões correntes em ambos os painéis; que a energia elétrica de origem renovável reduz as emissões de CO2 no curto e longo prazo na América do Sul, enquanto, nos países OCDE com tecnologias mais eficientes sob o ponto de vista ambiental a eletricidade renovável reduz as emissões de CO2 no longo prazo. Já os mecanismos de correcção dos erros com os painéis da América do Sul e da OCDE revelaram ritmos de ajustamento ligeiramente diferenciados para ambos os painéis, 27% e 30%, respectivamente, de um período para o seguinte. Com base nos resultados descritos, recomenda-se aos países sul-americanos que mantenham a tendência de longo prazo da produção de energia elétrica de origem renovável e que reduzam gradualmente a parcela de eletricidade de origem fóssil, para além da adopção de tecnologias de maior ‘performance’ em termos da sua eficiência técnico-ambiental. Já aos países OCDE recomenda-se uma aposta decisiva no crescimento económico sustentável, com recurso a melhores e mais eficientes tecnologias sob o ponto de vista energético, sendo que uma maior aposta em fontes de energia renovável é a melhor estratégia para superar os desafios e alcançar os objetivos das metas traçadas para mitigar as alterações climáticas. Os resultados do modelo estimado com o painel de países europeus indicaram evidência empírica a favor da redução das emissões de GEE quando se recorre aos resíduos sólidos (lixo) como matéria-prima que alimenta as centrais de tratamentos, a par da redução da quantidade destes resíduos em aterros sanitários; já a eletricidade gerada nessas centrais causam impactos positivos sobre as emissões de GEE. A confirmação da hipótese CKA não teve o formato de uma CKA tradicional para o setor “resíduos” nos países da UE. Contudo, sugerem-se novas abordagens para identificar padrões nacionais que possam ser confrontados com o desempenho em relação às metas individuais de mitigação dos GEE de cada país.
- Levels of TBT and other selected organotin compounds in duplicate diet samplesPublication . Sousa, Ana C. A.; Coelho, Sónia; Pastorinho, M. Ramiro; Taborda Barata, Luis; Nogueira, António J.A.; Isobe, Tomohiko; Kunisue, Tatsuya; Takahashi, Shin; Shinsuke, TanabeOrganotin compounds (OTs) are ubiquitous contaminants with a broad range of applications ranging from biocides and pesticides to catalysts for the production of polyurethane foams and silicones. The deleterious effects of some OTs (particularly tributyltin - TBT) upon wildlife and experimental animals are well documented and include endocrine disruption, immunotoxicity, neurotoxicity, genotoxicity and metabolic dysfunction in which obesity is included. However, virtually no data on the current human exposure levels is available. In order to bridge this gap, we quantified for the first time the levels of OTs in duplicate diet samples from members of the University of Aveiro in Portugal. OTs were detected in 32% of the 28 diet samples analyzed, at relatively low levels. TBT and monobutyltin were detected only in two samples and dibutyltin was detectable in three samples. Dioctyltin was quantified in four samples and monooctyltin in three samples. Phenyltins were below the detection limit in all the diet samples analyzed. Overall, for the vast majority of the samples (89%), the estimated daily intakes (EDI) of organotins through food were much lower than the established tolerable daily intakes (TDI). Hence, for the majority of the participants the risk associated with food ingestion is low.
- Experimental Analysis of Forces During Take-Off of BirdsPublication . Barata, Jorge M M; Silva, Telmo J.; Neves, Fernando M. S. P.; Silva, A. R. R.The increasing interest on Unmanned Air Vehicles (UAV’s) and their several utilities blended with the need of easy carrying and also the stealth, lead to the need to create the concept of Micro Air Vehicles (MAV’s) and the Nano Air Vehicles (NAV’s). Due to the current interest and the present lack of knowledge on the insect’s and bird’s flight, this study was intended to interpret the forces involved on the moment of the take-off of a bird, recurring to an experiment involving a fast data acquisition force sensor and high speed camera. It was found that the birds can produce special movements just before taking-off that will enhance the performance of the maneuver. In the present case, the bird stretches the neck forward and moves the head down, then stretches even more the neck and finally moves the head up while impelling himself into the air, resulting in an enhanced mechanical force against perch. The results have shown that Columba livia can generate about 4 times its weight of take-off force against perch.
- Effect of the Impinging Height of Twin Jets in Tandem Through a CrossflowPublication . Barata, Jorge M M; Silva, A. R. R.; Vieira, DianaThe complex flow field generated by the impact of twin impinging jets in tandem through a low velocity crossflow was numerically studied. The Reynolds number based on the jet exit conditions was 43,000, the jet-to-crossflow velocity ratio from 7.5 to 90, and an interject spacing of 6 diameters of the jet. The impingement heights used were 3 to 15. The mathematical model used is based on the solution of the continuity and momentum equations. A RANS formulation was adopted with the “k-ε” turbulent model to represent the turbulent stresses. The numerical results showed the influence of the impingement height on the ground vortex location, size and interaction with the surrounding flow, but new aspects of this type of flows were found for the present case of a tandem configuration. In the region between the jets the usual fountain upwash flow does not occur, but a second small ground vortex was detected for H/D≤10, due to the interaction between the wall jets of each impinging jet. To our knowledge this is a new phenomenon that is being reported in the literature for the very first time.