Numerical solution of a pulsatile flow problem

Summary A numerical method, developed and used in previous work, is used to solve the Navier-Stokes equations for a two-dimensional incompressible flow in variable motion. A pulsatile flow through a pipe cross is studied to simulate blood flow in vascular aorto-renal junctions.

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Sommario In questo studio si è utilizzato uno schema numerico, già studiato e utilizzato in precedenti lavori, per risolvere le equazioni bidimensionali di Navier-Stokes per un fluido viscoso incomprimibile in un problema di moto vario. Nelle ipotesi di poter descrivere il moto fasico del sangue con il moto di un fluido viscoso newtoniano di opportuna viscosità, si è studiato il moto pulsante di questo fluido in due condotti raccordati per simulare il moto del sangue nel raccordo aorta-renale durante un ciclo temporale completo.

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Research carried out at Istituto di Idraulica del Politecnico di Milano, Milan, Italy.     

Optimum reinforcement of a circular hole under an arbitrary stress system at infinity

Summary A circular hole is made in an infinite plane elastic sheet under a stress system which is constant at infinity. An optimum reinforcement is shown to exist and it is such that its weight is approximately equal to the weight of the material removed. For such reinforcement, when the principal stresses at infinity vary, the maximum value of the stress concentration factor at the boundary of the hole and its total variation are minimal.

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Sommario In uno strata elastico piano infinito, soggetto ad uno stato di tensione fondamentale costante, è praticato un foro circolare. Si dimostra che esiste un irrigidimento ottimale in corrispondenza del quale il peso del rinforzo è approssimativamente eguale a quello del materiale asportato nel praticare il foro. Per tale rinforzo sono minimi, al variare dello stato di tensione fondamentale, sia il massimo valore che può assumere il fattore di concentrazione degli sforzi lungo il bordo del foro, sia la variazione complessiva dello stesso.

     

Computer aided-design of a class of five-bar mechanisms

Summary This paper is an original addition to the theory and practice of the mechanisms. The authors given an useful method for the design of five bar mechanisms with the aid of a video unit equipped computer.In the paper the interactive procedure is used to the design of a mechanisms for moving mechanical presses.

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Sommario Il presente lavoro è un contributo originale allo studio teorico e alla practica utilizzazione di meccanismi. Gli autori forniscono un metodo utilizzabile con elaboratori muniti di unità video per il progetto assistito di meccanismi a pentalatero.Nel lavoro il procedimento indicato è applicato alla progettazione di un meccanismo per l'azionamento di presse meccaniche.

     

Some aspects of flutter of cylindrical panels

Summary Pursuing a previous study, the investigation of some aspects of the flutter of weakly curved panels is taken a stage further. A new system of visual presentation of the results evolved for this makes the analog computer study easier and more rewarding. Further, an improvement in the calculating circuit permits continuous variation both of the flutter parameter and of the compression load during calculation.

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Sommario Proseguendo una ricerca già iniziata si approfondiscono alcuni aspetti del flutter dei pannelli a debole curvatura. Per questo è stato messo a punto un nuovo sistema di presentazione visiva dei risultati che ha reso più agevole e profiquo lo studio condotto con il calcolatore analogico; inoltre si è migliorato il circuito di calcolo ottenendo la possibilità di variare in modo continuo, durante il calcolo, oltre che il parametro di flutter, anche il carico di compressione.

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A new algorithm for workspace analysis for robot manipulators

Summary A new algorithm to determine the workspace of a robot manipulator is presented in this paper. The method is based on the concept of dividing the robot structure into a regional structure and an orientational structure and is much more efficient than many methods currently available. Another advantage is that the method is expedient to plot the contours of the workspace of a robot manipulator on an arbitrarily defined plane or determine the extreme points along a general direction. The problem of determining subspaces of different joint configurations is also addressed and a method to compute them is proposed. Since for an ordinary industrial robot the regional structure is usually solvable to the first three joint variables, the method proposed is efficient computationally. The applicability of the method is demonstrated by some numeric examples.

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Sommario Nel lavoro viene presentato un nuovo algoritmo per determinare il campo di lavoro di un manipolatore robotico. Il metodo utilizza il concetto di dividere la struttura del manipolatore ad una struttura regionale ed una struttura orientamentale ed è molto più efficace di molti metodi esistenti. Un altro vantaggio del metodo è che esso è conveniente per disegnare i contorni del campo di lavoro su un piano specificato arbitrariamente oppure per determinare i punti estremi lungo una direzione generale. Nel lavoro è studiato anche il problema di determinare i sottospazi di configurazioni diverse dei giunti e viene presentato un metodo per calcolarli. Siccome per un robot industriale la struttura regionale è normalmente risolubile per le prime tre variabili dei giunti, il metodo presentato è molto efficace computazionalmente. L'applicabilità del metodo è dimostrata da qualche esempio numerico.

     

The instability of an axially loaded viscoelastic constrained bar in the large displacement range

Summary This paper deals with the behaviour of an axially loaded viscoelastic structure at one degree of freedom in the large deformation range; the stress-strain relation assumed is linearly viscoelastic, with the kernel at non invariant memory, typical of concrete.The study is rigorously conducted for two types of restraint, characterizing, in the elastic range, the instability of both first and second kind; the problem is then stated in respect of a type of mixed restraint, such as can be found in some real structures, an approximate solution of which is here supplied.

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Sommario Vengono analizzate le caratteristiche di comportamento nel tempo di una struttura viscoelastica a un grado di libertà, caricata di punta, nel campo delle grandi deformazioni; il legame sforzi-deformazioni assunto è viscoelastico lineare, con il nucleo a memoria non invariante caratteristico dei calcestruzzi.Lo studio è svolto in forma rigorosa per due tipi di vincolo che caratterizzano, in campo elastico, l'instabilità di prima e quella di seconda specie; viene inoltre impostato il problema corrispondente ad un tipo di vincolo misto, presentato da alcune strutture reali, del quale si fornisce una soluzione approssimata.

     

Boiling and condensation with interfacial energy

Phase diagrams are affected by the pressure of interfacial energy between the phases. The main effect is that the mixture has a common boiling and condensation pressure at two concentrations unequal to zero and one.

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Sommario I diagrammi di fase per un corpo bifase sono influenzati dall'energia interfacciale fra le due fasi. L'effetto più importante è quello per il quale il corpo ha una comune pressione di ebollizione e di condensazione a concentrazioni diverse da zero ed uno.

     

On three dimensional transient wave motions on a running stream

Summary This paper considers the three-dimensional transient wave motions in a fluid produced by a moving oscillatory disturbance of frequency acting on the free surface of the fluid. The problem is treated as an initial value problem and is solved by the joint Laplace-Fourier transform method combined with the asymptotic treatment for the double Fourier inversion integrals. The explicit representation of the steady state as well as the transient solution of the problem is presented. It is shown that the ultimate steady is set up in the limit. A brief discussion on the principal behaviour of the wave motions is made.

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Sommario Si considerano i moti ondosi transitori tridimensionali prodotti in un fluido da una eccitazione oscillatoria, in movimento, di frequenza che agisce sulla superficie libera. Il problema è trattato come problema di valori iniziali e viene risolto con il metodo della trasformata congiunta di Laplace-Fourier combinata con il trattamento asintotico per gli integrali doppi di inversione di Fourier. Si espone la rappresentazione in forma esplicita della soluzione di regime e di quella transitoria. Si dimostra che la condizione finale di regime viene stabilita nel passaggio al limite. Si esegue una breve discussione del principale comportamento del moto ondoso.

     

An improved solution to a problem of magneto-thermo-elasticity

Summary This paper examines temperature distribution and displacement in an infinite elastic solid resulting from the simultaneous application of a thermal disturbance and a small perturbation due to an applied magnetic field. It is shown that the presence of the magneto-thermal coupling factor is to decrease the magnitude of the displacement as well as the magnitude of the temperature distribution. The method of similarly transformations is used for simplification and as a result the governing equations are nondimensionalized automatically. The ISML package for Numerical Inversion of Laplace Transform has been used to confirm the analytical results obtained above. The method is a considerable simplification of that by Paria [Ref. 11] and provides graphs of both displacement and temperature.

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Sommario Questo lavoro esamina la distribuzione di temperatura e lo spostamento che, in un solido elastico infinito, risultano dall'applicazione simultanea di un disturbo termico e una piccola perturbazione dovuta ad un campo magnetico applicato. Si dimostra che l'effetto del fattore di accoppiamento magnetotermico è di diminuire l'ampiezza dello spostamento e della variazione di temperatura. Per semplificare si usu il metodo delle trasformazioni di similitudine e di conseguenza le equazioni che reggono il problema risultano automaticamente adimensionali. Si è fatto uso del pacchetto ISML per l'inversione numerica della trasformata di Laplace al fine di confermare i risultati analitici sopra indicati. Il metodo è una sempliflcazione considerevole di quello di Paria (Rif. 11) e fornisce grafici sia dello spostamento sia della temperatura.

     

An exact solution for the flow of a non-newtonian fluid past an infinite porous plate

Summary The flow of an incompressible fluid of second grade past an infinite porous plate subject to either suction or blowing at the plate is studied. It is found that existence of solutions is tied in with the sign of material moduli and in marked contrast to the Classical Newtonian, fluid solutions can be exhibited for the blowing problem.

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Sommario Si studia la corrente di un fluido incomprimibile di secondo grado che lambisce una lastra porosa da cui è succhiato o soffiato. Si trova che l'esistenza delle soluzioni è legata al segno dei moduli del materiale e, in netto contrasto col fluido newtoniano classico, si possono trovare soluzioni per il problema del soffiamento.

     

Simultaneous collisions of particles: Generalization of a theorem by Sundman

Summary According to Sundman, a simultaneous collision of all the particles of a system of gravitating masspoints is possible only if the total angular momentum of the system vanishes. It is shown that this proposition isnot characteristic for gravitation, but rather holds for a wide class of central forces.

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Sommario Secondo Sundman una collisione simultanea di tutte le particelle di un sistema di masse puntiformi gravitazionali è possibile solo se il momento della quantità di moto totale si annulla. Si dimostra che questo enunciatonon è caratteristico della gravitazione, ma vale piuttosto per un'ampia classe di forze centrali.

     

Nonstationary nonplanar free motions of an orbiting string with multiple internal resonances

The paper discusses the nonlinear free dynamics of an orbiting string satellite system. The focus is on the transversal oscillations, which are governed by two partial integro-differential equations in two transversal displacement components with quadratic nonlinearities. The system is weakly nonlinear but in practice works in conditions of simultaneous internal resonance. The investigation focuses on nonstationary motions arising from perturbed steady-state nonplanar oscillations. A four-mode model is used to study the problem: two modes are necessary to describe the basic oscillation and at least two other modes are involved in the resonance phenomena when the motion is perturbed. The multiple time scales method is used to obtain the equations that govern the amplitude and phase modulations. For increasing levels of system energy, fundamental and bifurcated paths of fixed points of the seven first-order differential equations are determined and their stability is investigated. The trajectories of motion of periodically modulated amplitude solutions and their stability are also studied. A model with a higher number of modes is used to evaluate the accuracy of the stability analysis of two-mode nonplanar oscillations perturbed by a two-mode disturbance.

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Sommario Nel presente lavoro si studia la dinamica libera nonlineare di un sistema filo-satellite. L'attenzione è rivolta alle oscillazioni trasversali, governate da due equazioni integro-differenziali, con nonlinearità quadratiche, nelle due componenti di spostamento. Il sistema è debolmente nonlineare ma praticamente lavora in condizioni di risonanza interna. Lo studio è concentrato sui moti nonstazionari generati da perturbazioni delle oscillazioni stazionarie spaziali. Per studiare il problema è stato sviluppato un modello con quattro modi: due sono necessari per descrivere il moto base mentre almeno altri due sono interessati dai fenomeni di risonanza interna quando il moto viene perturbato. Per ottenere le equazioni nelle ampiezze e fasi è stato utilizzato il metodo delle scale multiple. Del sistema di sette equazioni differenziali del primo ordine ottenuto, sono stati studiati i percorsi fondamentali di equilibrio e i rami biforcati, prendendo come parametro il livello di energia totale. È stata inoltre esaminata la stabilità di questi rami. Sono state studiate le traiettorie dei moti periodicamente modulati e la loro stabilità. Infine, è stato utilizzato un modello con un numero più alto di modi per valutare l'accuratezza dell' analisi di stabilità delle oscillazioni bimodali spaziali, nella quale la perturbazione è stata descritta da due soli modi.

     

Scoop optimal shape in a gas ultracentrifuge

Summary The aim of the present study is to design the shape of the UF ₆ extraction scoop for the ultracentrifuges so as to minimize the restraining moment. The local reduction of the fluid velocity is evaluated by considering the equilibrium between the accelerating and restraining forces acting on the fluid. By defining the function to be minimized and the links to be considered for the variables of the problem, the minimum is obtained by means of a typical variational problem. Some optimization examples, at various Mach numbers, and some comparisons with non optimal shape scoops are then shown.

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Sommario Lo scopo del presente studio è quello di individuare la forma che minimizza il momento resistente degli «scoops» di estrazione nelle ultracentrifughe per separazione isotopica dell'esafluoruro di uranio. La riduzione locale della velocità del fluido è calcolata considerando l'equilibrio tra le forze di trascinamento e quelle frenanti agenti sul fluido. La ricerca del minimo è risolta come un tipico problema variazionale. Sono stati esaminati alcuni esempi di ottimizzazione per diversi numeri di Mach; i risultati numerici sono stati confrontati con quelli relativi a «scoops» communemente adottati.

     

On the stokes flow problem associated with a general twisted tube with a uniform non-rotating section

Summary The Stokes flow problem associated with the steady flow of a viscous incompressible fluid in a general twisted tube with a uniform non-rotating section is investigated. The equations of motion and boundary conditions are formulated in an orthogonal curvilinear coordinate system which is constructed for the interior of a finite length of the tube. A solution scheme is then presented involving two small parameters which are proportional to the tube curvature and torsion respectively.

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Sommario Si è investigato il problema del flusso di Stokes associato col flusso continuo di un fluido viscoso incompressibile in un tubo ritorto generico con una sezione uniforme senza rotazione. Le equazioni del movimento e le condizioni ai limiti sono formulate in un sistema di coordinate ortogonali curvilinee, al quale è riferito l'interno di una definita lunghezza del tubo. E' anche presentato uno schema di soluzione includendo due piccoli parametri i quali sono proporzionali alla curvatura e alla torsione del tubo rispettivamente.

     

The magnetic spherical pendulum

This article gives two formulae for the rotation number of the flow of the magnetic spherical pendulum on a torus corresponding to a regular value of the energy momentum mapping. One of these formulae is nonclassical and is based on an idea of Montgomery.

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Sommario In questo lavoro si danno due formule per il numero di rotazione del flusso del sferico pendolo magnetico su un toro che corrisponde a un valore regolare dell'applicazione energia-momento. Una di queste formule è nonclassica ed è basata su un'idea di Montgomery.

     

Surge instability in a distributed parameter radial compression system

Turbocompressor surge in a line with a long suction duct and plenum chamber is analysed using a distributed parameter propagation model which accounts for dynamic damping. The results, though obtained with simplifying assumptions, show very good agreement with experimental data.

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Sommario Si studia il pompaggio di un turbocompressore centrifugo con lungo condotto di aspirazione e volume di raccolta alla mandata, adoperando un modello a parametri distribuiti ove si considera lo smorzamento dinamico ad opera dello strato limite di parete. L'accordo tra previsioni teoriche e dati sperimentali è ottimo, nonostante le semplificazioni introdotte.

     

The development of a plane laminar flow at low Reynolds numbers

Summary The development of a plane Poiseuille flow at low Reynolds numbers is studied; given any velocity distribution in the section x=0, it is possible to evaluate its evolution along the direction of motion, by means of quite simple calculation. A numerical example is also given.

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Sommario Si esamina l'evoluzione del profilo di velocità in moto piano laminare a bassi numeri di Reynolds. Assegnata una qualsiasi distribuzione di velocità nella sezione x=0, è possibile calcolare come questa si modifichi lungo il percorso. Si fornisce un esempio numerico.

     

Absence of turbulence in a unidimensional model of fluid motion (Burgers model)

Summary We study a quasilinear partial differential equation which is a classical unidimensional model of fluid motion (Burgers equation). We consider the problem in a finite interval with stationary boundary conditions. The aim is to see whether the model shows transitions in the asymptotic behaviour as viscosity varies. We show that there is always a unique stationary solution, which is explicitely exhibited, and, by using the Hopf-Cole transformation, that it is globally attractive for any value of the viscosity, both in the homogeneous and inhomogeneous case.

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Sommario In questo lavoro si considera un classico modello unidimensionale della fluidodinamica, consistente in un'equazione alle derivate parziali parabolica quasilineare (equazione di Burgers). Si considera il problema in un intervallo con condizioni al contorno stazionarie. L'intento è quello di indagare se il modello presenta transizioni nel comportamento asintotico al variare della viscosità. Facendo uso della trasformazione di Hopf-Cole si trova che la soluzione stazionaria (che viene calcolata esplicitamente) è globalmente attrattiva per ogni valore della viscosità, sia nel caso omogeneo che in presenza di una forza.

     

The Kuhn-Tucker relations as variationality testing conditions for unilaterally-constrained extremum problems

Summary To each unilaterally constrained quadratic extremum operational problem may be associated an integrability or variationality condition which follows from the corresponding Lagrangian functional. The variationality test for the admissible solution is satisfied if, and only if, the corresponding Kuhn-Tucker relations are met.If such is the case, the posed problem allows for a variational formulation with respect to the only admissible solutions.

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Sommario Si dimostra che a ciascun problema operazionale quadratico di minimo, a vincoli unilateri o bilateri, può associarsi una condizione di integrabilità derivabile dalla corrispondente lagrangiana.Il test di integrabilità della soluzione ammissibile è soddisfatta se e solo se, in condizioni di continuità e differenziabilità della lagrangiana, sono soddisfatte le condizioni di Kuhn-Tucker. Se questo è il caso, il posto problema ammette formulazione variazionale rispetto alle sole soluzioni ammissibili dell'associata formulazione programmatica primale-duale.

     

Line radiation in non local thermodynamic equilibrium

Summary This paper deals with the problem of line radiation in conditions of non thermodynamic equilibrium and applies the results obtained to the study of the imprisonment of resonance radiation. It was found that the excited level, and by consequence the resonance radiation, decays in two ways in competition each other: one is a diffusive decay, due to the fact that the gas is generally very thick for frequencies near the center of the absorption line, and the other is an exponential decay due to the far wings of the absorption coefficient, where the gas is optically thin.

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Sommario E' stata trattata la radiazione di linea in condizioni di non equilibrio termodinamico, e i risultati ottenuti sono stati applicati allo studio del cosiddetto intrappolamento della radiazione risonante. S'è trovato che il livello eccitato, e di conseguenza la radiazione risonante, decade in due modi in competizione fra loro: il primo è un decadimento di tipo diffusivo, ed è dovuto al fatto che il gas è generalmente otticamente opaco al centro della linea di assorbimento, mentre il secondo è di tipo esponenziale, ed è dovuto alle code del coefficiente di assorbimento, dove il gas è otticamente sottile.