Dissertations / Theses on the topic 'Aloe spp'

Harvesting of Aloeferox was estimated (in 1996) to bring in an annual income ofR4 million per year to rural communities alone - a vital source of income for full-time tappers who rely solely on Aloe ferox as their only form of financial survival. They are joined on occasion by casual-tappers who rely on tapping to supplement their incomes in times of hardship (Newton and Vaughan 1996). Landowner's also benefit by allowing harvesting on their land in exchange for a percentage of the harvest (Newton and Vaughan 1996). Trade in bitters sap or gel far outweighs that of other plant parts so care is taken by harvesters to keep the plants alive for future tapping. Leaves from only the lower third of the leaf rosette ( 10 - 15 leaves) are harvested, and 2 - 4 cm at the base of the leaves are left to prevent damage to vascular tissues (Newton and Vaughan 1996, Mac Farlane 2004). Populations are only harvested every 18 - 36 months allowing plants to recover from the loss of leaf material. Plants suffering from insect-infestation or disease are not harvested to avoid weakening the plant further and possibly causing death (Newton and Vaughan 1996). Effort is also made by landowners to relocate plants growing in areas they plan to transform and to monitor harvesting activities on their properties (Newton and Vaughan 1996). The vested interest in keeping the plants alive has inadvertently assured the preservation of populations at past harvesting levels although no formal conservation or resource management policy presently exists for A. ferox (Newton and Vaughan 1996). Effects of harvesting, which are not limited to the direct effect of leaf removal on the plant but include indirect effects - such as reduced reproductive output, reduced sap production and even trampling of recruits - have nonetheless raised concern for the long-term survival of populations (Newton and Vaughan 1996). This study addressed some of the indirect effects of harvesting on Aloe ferox on both population and individual plants levels. On the population level plant density, mortality, susceptibility to disease and sizeclass structure was compared between unharvested and harvested populations. On the individual plant level vegetative traits, flower production and sap production were compared between unharvested and harvested plants. One of few other studies on ecology of A. ferox by Hoffman (1988) assessed some of these characteristics for a population in Port Elizabeth, South Africa.

Abstract The effect of Aloe vera (L.) Burm. f. (Aloe barbadensis Miller) gel and whole leaf extract on the permeability of Caco-2 cell monolayers was determined. Solutions of gel and the whole leaf extract were applied to the cell monolayers, and the transepithelial electrical resistance was monitored for 2 hours, which was then continued for another 2 hours after removal of the test solutions to measure reversibility of the effect. The transport of insulin in the presence and absence of the A. vera gel and whole leaf extract solutionswas also investigated. Both the A. vera gel and whole leaf extract were able to significantly reduce the transepithelial electrical resistance of the Caco-2 cell monolayers at concentrations above 0.5% w/ v and thereby showed the ability to open tight junctions between adjacent cells. This effect was fully reversible, as the electrical resistance of the cell monolayers returned to the original value upon removal of the test solutions. The A. vera gel and whole leaf extract solutions significantly enhanced the transport of insulin across the Caco- 2 cell monolayers compared with the control. The results suggest that these plant products have a high potential to be used as absorption enhancers in novel dosage forms for drugs with poor bioavailabilities when administered orally. On the other hand, an uncontrolled increase in the bioavailability of drugs that are taken simultaneously with A. vera gel and whole leaf extract products may result in adverse effects, and the potential exists that toxic blood plasma levels may be reached.

Many of the health benefits associated with Aloe vera have been attributed to the polysaccharides contained in the gel of the leaves. These biological activities include promotion of wound healing, antifungal activity, hypoglycemic or antidiabetic effects antiinflammatory, anticancer, immunomodulatory and gastroprotective properties. While the known biological activities of A. vera will be briefly discussed, it is the aim of this review to further highlight recently discovered effects and applications of the leaf gel. These effects include the potential of whole leaf or inner fillet gel liquid preparations of A. vera to enhance the intestinal absorption and bioavailability of co-administered compounds as well as enhancement of skin permeation. In addition, important pharmaceutical applications such as the use of the dried A. vera gel powder as an excipient in sustained release pharmaceutical dosage forms will be outlined.

Abstract ! The buccal mucosal route offers several advantages but the delivery of certain drugs can be limited by low membrane permeability. This study investigated the buccal permeability properties of didanosine (ddI) and assessed the potential of Aloe vera gel (AVgel) as a novel buccal permeation enhancer. Permeation studies were performed using Franz diffusion cells, and the drug was quantified by UV spectroscopy. Histomorphological evaluations were undertaken using light and transmission electron microscopy. The permeability of ddI was concentration-dependent, and it did not have any adverse effects on the buccal mucosae. A linear relationship (R2 = 0.9557) between the concentrations and flux indicated passive diffusion as the mechanism of drug transport. AVgel at concentrations of 0.25 to 2%w/v enhanced ddI permeability with enhancement ratios from 5.09 (0.25%w/v) to 11.78 (2%w/v) but decreased permeability at 4 and 6%w/v. Ultrastructural analysis of the buccal mucosae treated with phosphate buffer saline pH 7.4 (PBS), ddI/ PBS, and ddI/PBS/AVgel 0.5%w/v showed cells with normal plasmalemma, well-developed cristae, and nuclei with regular nuclear envelopes. However, cells from 1, 2, and 6%w/v AVgel-treated mucosae showed irregular nuclear outlines, increased intercellular spacing, and plasmalemma crenulations. This study demonstrates the potential of AVgel as a buccal permeation enhancer for ddI to improve anti-HIV and AIDS therapy.

Ce travail de thèse porte sur l’étude numérique de la propagation d’ondes de choc dans les écoulements compressibles multiphasiques et en interaction (fluide-structure). Deux approches sont étudiées pour la résolution numérique de la partie fluide : L’approche ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) et l’approche lagrangienne SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) ; la partie structure, quant à elle, est résolue par une approche classique EF (Éléments finis). L’étude des méthodes ALE et SPH constituent les deux principaux axes de recherche. La problématique des coups de bélier dans l’ingénierie nucléaire est abordée dans cette thèse. Lors d’un coup de bélier, les nombreuses réflexions d’ondes de choc dans les tuyauteries nucléaires peuvent faire baisser la pression de l’eau en dessous de sa pression de saturation et générer localement de la cavitation. Le modèle HEM (Homogeneous Equilibrium Model) de changement de phase proposé par Saurel et al. (1999) à trois équations est étudié et appliqué aux coups de bélier. Les résultats obtenus sont comparés aux données expérimentales. Malgré l’utilisation des techniques de renormalisation en SPH, des instabilités (oscillations numériques) se développent à l’interface entre les particules de matériaux différents. Ces instabilités restreignent l’utilisation des schémas SPH classiques pour des problèmes à faible ratio de densité. Afin de résoudre les problèmes de choc, le schéma proposé par Hu et Adams (2006) est adapté au régime fortement compressible en considérant le couplage entre la densité et la longueur de lissage. Les différents schémas SPH sont comparés entre eux pour les problèmes de chocs multiphasiques en 1-D et 2-D. Les résultats SPH sont validés avec la solution exacte pour les problèmes 1-D et la solution ALE pour les problèmes 2-D<br>This thesis focuses on the numerical study of the propagation of shock waves in compressible multiphase flows and fluid structure interaction. Two approaches are being studied for the numerical solution of the fluid part: the ALE approach (Arbitrary Lagrangian Eulerian) and the Lagrangian SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) approach; while the structure part is solved by a conventional FE (Finite Element). The numerical investigation of the ALE and SPH methods are the two main areas of research.Water Hammers phenomena occuring in nuclear industries are investigated in this thesis. During a Water Hammer, the shock waves reflections in nuclear piping may drop locally the water pressure below its saturation pressure and generate cavitation. The three equations HEM (Homogeneous Equilibrium Model) phase change model proposed by Saurel et al. (1999) is studied and applied to solve water hammers. The obtained results are compared with experimental data. Despite the use of renormalization techniques in SPH, instabilities (numerical oscillations) are developed at the interface between particles from different materials. These instabilities restrict the use of traditional SPH schemes to problems with low density ratio. In order to solve the shock problems in the compressible regime, the scheme originally proposed by Hu and Adams (2006) is adapted to fully compressible regime (FC-SPH) by considering the coupling between the density and the smoothing length. The different SPH schemes are compared for 1-D and 2-D multiphase shock problems. Validation is performed in comparison with exact solutions for 1-D problems and ALE solution for 2-D problems

I metalli pesanti sono presenti nell’ambiente in varie concentrazioni. Alcuni sono essenziali per le piante e gli animali e sono importanti, sia per la produzione di cibo, sia per la salute umana. L’aumento della concentrazione di elementi potenzialmente tossici, come i metalli pesanti, e il loro rilascio nell’ecosistema hanno raggiunto un livello talmente elevato in termini di impatti da rendere necessario il loro controllo. La contaminazione del suolo da metalli pesanti influenza notevolmente la qualità dell’ambiente. Come prova della tossicità causata dai metalli pesanti è stata studiata la perossidazione lipidica nelle piante. Sono stati prelevati dei campioni di suolo e di piante (tarassaco e salice) in una zona mineraria abbandonata nel Nord-Est Italia, e sono state determinate le concentrazioni di diversi metalli pesanti (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, Fe e Mn). Lo studio ha evidenziato che lo stress ossidativo indotto dai metalli pesanti ha prodotto la generazione di radicali reattivi seguiti da un aumento della produzione di malondialdeide (MDA) di 41.64 µM nelle foglie di salice. La concentrazione di MDA nei tessuti differisce sia tra le specie, sia tra le parti della pianta. È stato osservato che la concentrazione di metalli nel suolo è correlata con l’aumento della concentrazione di MDA nelle piante. Inoltre, lo studio dei microartropodi del suolo (QBS-ar) ha mostrato un’elevata sensibilità alla contaminazione dei metalli. Combinando i risultati della concentrazione dei metalli, dell’attività enzimatica del suolo, del QBS-ar e della concentrazione di MDA è possibile affermare che le piante esaminate si dimostrano tolleranti all’inquinamento. Ciò suggerisce che potrebbero essere utilizzate nella phytoremediation di siti contaminati da metalli pesanti.<br>Heavy metals occur naturally in the ecosystem with large variations in concentration. Some of them are essential for plants and animals and are thus important for food production and to human health. Contamination by heavy metals in soils, however, may strongly affect also the environmental quality. Yet, when heavy metals concentration is elevated to a point higher than a safe threshold, they all become toxic. The over production of potentially toxic elements (such as heavy metals) and their release into the ecosystem has presently reached a level that their impact on the environment has to be kept under control. Monitoring HM toxicity to the environment and the human health, therefore, is needed. Lipid peroxidation caused by heavy metals in plants was investigated as a relevant bioassay of toxicity. Soils and wild plants (dandelion and willow) were collected from an abandoned mine area in northeast Italy, and the concentration of different heavy metals (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn, Fe and Mn) were measured. Heavy metal-induced oxidative stress was evidenced by the generation of reactive radicals, followed by an increase in malondialdehyde (MDA) production up to 41.64 µM in willow leaves. We found that MDA concentration in plant tissues differed significantly among species and plant organs. The higher concentration of metal in soil corresponded with the higher concentration of MDA in the plant. Moreover, soil microarthropods (QBS-ar) evaluation demonstrated high sensitivity to metal contamination, together with the measurement of soil enzymatic activity, both being related with beneficial soil functions.The combined results of metal concentration, soil enzymatic activities, QBS-ar and MDA content show that the investigated plants are rather highly tolerant towards environmental pollution. This suggests that they could be useful in phytoremediation of metal contaminated sites.

Ce travail traite des méthodes de calcul numérique pour les simulations hydrodynamiques appliquées principalement sur des produits développés par ANDRITZ HYDRO. Il s’agit ici de mettre en place des schémas d’ordre élevé pour des simulations CFD en utilisant le code de calcul ASPHODEL développé et utilisé par ANDRITZ HYDRO. Les principales motivations sont l’augmentation de la fiabilité des résultats de calculs numériques avec un coût de calcul raisonnable. Cette fiabilité s’exprime à travers l’augmentation de la précision et de la robustesse des schémas numériques. Le code de calcul ASPHODEL est basé sur la méthode sans maillage SPH-ALE. Mélange entre les volumes finis et la méthode SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), la méthode SPH-ALE emploie un ensemble de points appelés particules servant à la discrétisation du domaine fluide. Elle permet en particulier de par son caractère sans maillage, un suivi des surfaces libres sans effort de calcul supplémentaire. Cet aspect est véritablement attrayant pour bon nombre d’applications industrielles notamment la simulation des écoulements à surface libre se produisant dans une turbine Pelton, mais également le remplissage d’une turbine Francis. Cependant, le bémol à cette méthode est son manque de précision spatiale. En effet les points de calcul étant mobiles, les opérateurs spatiaux doivent être en mesure de conserver leur précision et leur robustesse au cours du temps. La qualité des résultats en est du coup impactée, en particulier le champ de pression souvent excessivement bruité. La montée en ordre et l’amélioration de la consistance des opérateurs pour un vaste panel de configurations géométriques sont donc les enjeux de ce travail. En utilisant des outils inspirés par les volumes finis non-structurés, il est possible d’améliorer les opérateurs spatiaux. En effet, la montée en ordre ou p-raffinement peut notamment se faire avec des reconstructions d’ordres élevés pour évaluer les états aux interfaces des problèmes de Riemann. La sommation des flux numériques résolus par un solveur de Riemann est ensuite retravaillée pour obtenir un schéma numérique d’ordre global cohérent. Le même soucis de cohérence avec les schémas en temps doit d’ailleurs être pensé. Le gain de précision apporté par les schémas numériques d’ordre élevé est comparé avec un raffinement spatial, c’est à dire une augmentation du nombre des particules de taille plus petite, aussi appelé h-raffinement. La méthode SPH-ALE améliorée est ensuite testée sur des cas représentatifs des applications visées. En conclusion, les développements effectués dans cette étude ont été guidés par l’application en turbine Pelton principalement mais il va de soi qu’ils sont applicables à des écoulements sans surface libre dans les turbines Francis par exemple. Ce travail montre les possibilités d’une méthode sans maillage pour des cas d’écoulements complexes autour de géométrie tournantes<br>This work deals with numerical methods for hydrodynamic testing applied mainly on products developed by ANDRITZ HYDRO. This is to put in place high order schemes for CFD simulations using the ASPHODEL calculation code developed and used by ANDRITZ HYDRO. The main reasons are the increased reliability of the results of numerical calculations with a reasonable computational cost. This reliability is expressed through increasing the accuracy and robustness of numerical schemes. The ASPHODEL computer code is based on the meshfree method SPH-ALE. Mix between finite volume method and SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), the SPH-ALE method uses a set of points called particles serving as the fluid domain discretization. It allows track free surfaces without additional computational effort. This is truly attractive for many industrial applications including the simulation of free surface flows occurring in a Pelton turbine, but also filling a Francis turbine. However, the downside of this method is its lack of spatial accuracy. Indeed calculation points are mobile, space operators must be able to keep their accuracy and robustness over time. The quality of results is impacted especially the pressure field is often excessively noisy. The rise in order and improving the consistency of the operators for a wide range of geometric configurations are the challenges of this work. Using tools inspired by the unstructured finite volume, it is possible to improve the spatial operators. Indeed, the increasing order or p-refinement particular can be done with reconstructions of high order to assess the conditions at the interfaces of Riemann problems. The summation of discret fluxes solved by Riemann solver is then reworked to obtain a coherent global order scheme. The same concern for consistency with temporal schemes should also be considered. The precision gain provided by numerical schemes of higher orders is compared with a spatial refinement ie an increase in the number of smaller particles ; also called h -refinement . Improved SPH -ALE method is then tested on representative cases of intended applications. In conclusion, the developments made in this study were guided in accordance mainly with the Pelton turbine but it goes without saying that they are applicable to non- free surface flows in Francis turbines for example. This work shows the possibilities of a free mesh method for cases of complex flow around rotating geometry

The antibacterial efficacy of hydrogen peroxide treatments in four fruit juices was determined. Preservative free apple cider, white grape, and purple grape juice were inoculated with ~ 6.4 log CFU/ml of a five strain, acid adapted, nalidixic acid resistant E. coli O157:H7 cocktail. Orange juice was inoculated with a comparable Salmonella spp. cocktail. In the first study, 0.017% and 0.012% H2O2 was added in combination with 0.1% and 0.3% of the dominant organic acid (OA) to 4oC and 25oC juices, with samples taken each day for 21 days. H2O2 was a significant factor in all juices (p < 0.05) except white grape (lack of data), and both 0.017% H2O2 treatments reduced counts in apple cider, orange juice, and white grape to undetectable numbers within 48 hrs as cultured on tryptone soy agar + 0.05% nalidixic acid (TSAN). Treatments in purple grape juice were less effective overall, and more dependent on OA concentration (p < 0.001) than H2O2. There were instances where bacterial survival in apple cider, purple grape, and orange juice continued for 21 days after treatment, and sometimes outlasted the control. These occurrences were dependent on temperature (25oC) and H2O2 (0.012%), but not on OA. However, OA concentration was a significant factor (p < 0.05) overall in apple cider and purple grape juice, but not in orange juice. In the second study, 0.015% and 0.03% H2O2 was added to 10, 25, and 40oC apple cider and orange juice inoculated with 6.4 log CFU/ml E. coli O157:H7 and Salmonella spp. respectively. Only 0.03% H2O2 was effective in reducing counts to undetectable numbers in both juices. However, both temperature and H2O2 were significant factors (p < 0.0001) in bacterial destruction, with 0.03% H2O2 at 40oC giving undetectable numbers at < 3 and < 6 hours in orange juice and apple cider respectively. It has been demonstrated that at ~ > 0.017%, H2O2 can provide a 5 log reduction of these pathogens in fruit juice. Increasing temperature and organic acid concentration can improve its rate of effectiveness in certain juices. However, sensory concerns may negate its use in some products.<br>Master of Science

L'utilisation croissante des sources d'énergie renouvelable avec une grande volatilité de production, comme l'énergie éolienne et solaire, conduit à des fluctuations dans le réseau électrique qui doivent être compensées. Pour cette raison les machines hydrauliques, turbines et pompes, sont plus souvent opérées dans les régimes de fonctionnement hors fonctionnement nominal et la fréquence des phases de démarrage et arrêt augmente. Ce type de fonctionnement peut avoir des conséquences importantes sur le cycle de vie des machines. Il est donc essentiel de prendre en compte l'écoulement dans les phases transitoires lors de la conception de la machine et la simulation numérique des écoulements est un outil adapté pour cela. La présente étude a pour objectif de développer une méthode de couplage flexible qui combine la méthode à maillage volumes finis (VF) et la méthode sans maillage Smoothed Particle Hydrodynamics - Arbitrary Lagrange Euler (SPH-ALE). Cette méthode couplée peut être utilisée comme outil pour l'investigation des phénomènes transitoires dans les machines hydrauliques. SPH-ALE est particulièrement bien adapté aux simulations des écoulements fortement dynamiques avec des géométries mobiles mais elle a des difficultés pour calculer des forts gradients de pression et vitesse. Un raffinement de particules est difficile à implémenter, surtout si les particules doivent être raffinées de manière anisotrope. Les méthodes volumes finis (VF) sont établies pour les simulations numériques d'écoulements grâce à leur stabilité et précision. Par contre, elles peuvent être lourdes pour les simulations avec des géométries mobiles et demandent souvent une interface entre des parties mobiles et statiques du maillage ce qui génère des erreurs supplémentaires. Pour combiner les deux approches complémentaires, une méthode de couplage a été développée qui décompose le domaine de calcul en zones où la vitesse et la pression sont calculées par la méthode VF, en zones où elles sont obtenues par SPH-ALE et en zones de recouvrement où les informations sont transférées de la zone VF à la zone SPH et inversement. Dans les zones de recouvrement les points de calcul VF sont utilisés comme voisins pour l'intégration en espace des particules SPH. Aux limites du maillage VF la vitesse et la pression sont interpolées des particules SPH, similairement aux méthodes Chimére des maillages recouvrants. Un logiciel SPH-ALE existant du groupe ANDRITZ est utilisé pour cette étude. Un solveur VF faiblement compressible est implémenté dans ce logiciel. Le solveur discrétise la même forme des équations de Navier-Stokes que le solveur SPH-ALE. Des solveurs de Riemann avec des états reconstruits par la méthode MUSCL sont employés. En outre, le solveur SPH-ALE est amélioré et adapté aux écoulements internes. Pour cette raison des conditions à l'entrée et à la sortie du type subsonique sont implémentées. Du plus, une méthode de correction du gradient de la fonction kernel est présentée qui améliore la précision du champ de pression, notamment si les particules ne sont pas distribuées régulièrement. La méthode couplée est validée à l'aide des cas test académiques en unidimensionnel et en bidimensionnel, comme le cas de tube à choc, les tourbillons de Taylor-Green et l'écoulement autour d'une aube symétrique du type NACA avec des particules en description eulérienne. En outre, le couplage offre la possibilité d'imposer des conditions à la sortie aux particules lagrangiennes. La méthode est appliquée aux simulations d'écoulement transitoire en 2D avec des particules qui se déplacent en suivant les géométries mobiles<br>The increased use of intermittent forms of renewable energy like wind and solar energy produces fluctuations in the electric grid that have to be compensated. For this reason, hydraulic machines like turbines and pumps are more often operated under non-conventional operating conditions and are submitted to frequent starts and stops. This type of operating conditions has important consequences on the life cycle of the machines. It is thus of paramount importance that transient flows at off-design conditions are properly taken into account in the design phase and numerical simulation is an appropriate way to do so. The present study aims at developing a flexible coupling method of the meshbased Finite Volume Method (FVM) and the meshless Smoothed Particle Hydrodynamics - Arbitrary Lagrange Euler (SPH-ALE) method, which can be used as a tool for the investigation of transient phenomena in hydraulic machines. SPH-ALE is very well adapted for the simulation of highly dynamic flows with moving geometries but has difficulties to correctly represent rapidly changing gradients of the field variables. Particle refinement is difficult to implement, especially if particles are refined in an anisotropic way. FV methods are well established in CFD because of their accuracy and stability. However, they can be tedious for simulations with moving geometries and often necessitate an interface between moving and static parts of the mesh which introduces additional errors. To overcome the shortcomings of both methods, a coupling method is developed that uses a decomposition of the computational domain into regions where the physical field variables are computed by the FV method, regions where they are computed by SPH-ALE and overlapping regions where the information is transferred from the FV domain to the SPH domain and vice versa. In the overlapping regions FV calculation points are used as neighbors for the SPH integration in space. At the boundaries of the FV mesh, velocity and pressure are interpolated from the SPH particles by means of scattered data interpolation techniques, similarly to Chimera methods for overlapping grids. For this study, an existing SPH-ALE software of the ANDRITZ Group is used. A weakly compressible FV solver is implemented into this software that discretizes the same form of the Navier-Stokes equations than the SPH-ALE solver. Similar to the present SPH-ALE method, Riemann solvers with reconstructed states, obtained by a MUSCL scheme, are employed. Moreover, adaptations and improvements of the SPH-ALE solver itself are made, which are important for the coupling and for the simulation of internal flows in general. Thus, subsonic inlet and outlet conditions are implemented. Furthermore, a correction method of the kernel gradient is presented that ensures zeroth order consistency of the SPH-ALE approximation of the divergence of the convective fluxes. The correction improves greatly the SPH pressure field on non-uniform particle distributions. The implemented coupled method is successfully validated by means of inviscid academic one-dimensional and two-dimensional testcases like a shock tube case, Taylor-Green vortices and the flow around a symmetric NACA airfoil with particles in Eulerian description. Furthermore, the coupling provides a possibility to implement outlet boundary conditions to Lagrangian moving SPH particles. It is then applied to the simulation of transient flows in rotor stator systems in 2D with moving particles

La cavitation peut avoir lieu dans les turbines hydrauliques. Ce phénomène se produit lorsque les bulles de vapeur s’effondrent à proximité de la surface de la machine. Ceci entraîne des conséquences négatives, telles que l’érosion, affectant ainsi les performances de la machine. L’effondrement d’une bulle de gaz non-condensable dans l’eau est simulé en utilisant la méthode sans maillage SPH-ALE, qui intègre un modèle pour simuler les écoulements compressibles et multiphases. Le modèle résout les équations de conservation de masse, de quantité de mouvement et d’énergie du système d’Euler, en utilisant l’équation d’état de Stiffened Gas pour l’eau et l’équation d’état de gaz parfait pour le gaz non-condensable à l´ıntérieur de la bulle. Les deux phases sont modélisées comme compressibles et le changement de phase n’est pas considéré. La caractéristique sans maillage de la méthode SPH-ALE permet le calcul des écoulements diphasiques où l’interface est nettement définie. Pour les applications de cavitation, où le nombre de Mach atteint des valeurs de 0.5, la distribution de particules doit être corrigée. Cela est réalisé grâce à la fonctionnalité ALE. Le modèle compressible a été validé à l’aide de configurations monodimensionnelles, comme le cas du tube à choc pour des écoulements monophase et multiphases. L’effondrement de la bulle près d´une paroi a été abordé comme le mécanisme fondamental qui produit des dégâts. Son comportement général se caractérise par la formation d’un micro jet d’eau et par l’effondrement de la bulle sur elle-même. Le phénomène est analysé en tenant compte des principaux paramètres qui le régissent, comme la distance initiale entre le centre de la bulle et la paroi (H0), la taille de la bulle (R0) et le taux de pression qui entraîne l’effondrement (pw/pb). Il est démontré que l’intensité de l’effondrement dépend principalement du rapport de pression entre le liquide et la bulle (pw/pb). De plus, quatre indicateurs, comme la pression en paroi, l’impulsion, la pression du coup de bélier et la vitesse du micro jet d’eau, servent à déterminer le chargement. Cette analyse indique qu’une bulle initialement située à une distance inférieure à H0/R0 = 2 présente un haut potentiel d’endommagement. Afin de prédire cet endommagement, la mécanique du solide est analysée à l’aide de simulations d’interaction fluide-structure. On obtient que le matériau réagit aux charges hydrauliques en ayant des zones de compression et de traction. Ceci suggère qu’un mécanisme de fatigue entraîne le phénomène d’endommagement. En plus, on constate que les contraintes les plus importantes sont situées sous la surface du matériau, indiquant que cette zone peut être sujette à une déformation plastique<br>Hydraulic turbines can experience cavitation, which is a phenomenon occurring when vapor bubbles collapse in the vicinity of the machine’s surface. This phenomenon can lead to negative consequences, such as erosion, that affect the machine’s performance. The compression of a non-condensable gas bubble in water is simulated with the Smoothed Particle Hydrodynamics method following the Arbitrary Lagrange Euler approach (SPHALE), where a compressible and multiphase model has been developed. The model solves the mass, momentum and energy conservation equations of the Euler system using the Stiffened Gas EOS for water and the ideal gas EOS for the non-condensable gas inside the bubble. Both phases are modeled as compressible and the phase change is not considered. The meshless feature of the SPH-ALE method allows the calculation of multiphase flows where the interface is sharply defined. For cavitation applications, where the Mach number reaches values of 0.5, the distribution of particles must be corrected, which is achieved by the ALE feature. The compressible model was validated through monodimensional configurations, such as shock tube test cases for monophase and multiphase flows. The bubble compression close to the wall has been addressed as the fundamental mechanism producing damage. Its general behavior is characterized by the formation of a water jet and by the collapse of the bubble by itself. The phenomenon is analyzed by considering the major parameters that govern the bubble collapse dynamics, such as the initial distance between the bubble center and the wall (H0), the bubble size (R0), and the collapse driven pressure ratio (pw/pb). It is shown that the intensity of the collapse depends mainly on the pressure ratio between the liquid and the bubble (pw/pb). As well, four indicators, such as the pressure at the wall, the impulse, the water-hammer pressure and the water jet velocity, are used to determine the loading. This analysis gives that the bubble initially located at a distance lower than H0/R0 = 2 presents high potential to cause damage. In order to predict the damage due to the bubble collapse, the solid mechanics is analyzed through fluid-structure interaction simulations. It is obtained that the material reacts to the hydraulic loads by having compression and traction zones, suggesting that a fatigue mechanism drives the damage phenomenon. Additionally, it is found that the highest stresses are located below the material surface, indicating that this zone may reach plastic deformation

L'érosion est un phénomène d'arrachage et de transport de particules solides par des efforts hydrauliques au sein des ouvrages hydrauliques. Cette pathologie très représentée dans les ouvrages en terre peut conduire à la rupture, aussi, la comprendre et la maîtriser constituent des enjeux sociétaux et industriels très forts. L'érodabilité des matériaux se caractérise au travers notamment d'un essai dit d'érosion de conduit et sa modélisation numérique constitue le pivot de ce travail de thèse. Le phénomène d'érosion est un problème couplé entre le fluide et le solide et nous utiliserons deux codes construits sur des approches particulaires pour aborder le problème : ASPHODEL (ANDRITZLMFA) pour la partie fluide (méthode SPH-ALE Smoothed Particle Hydrodynamics - Arbitrary Lagrangian Eulerian) et YADE (L3S-R) pour la fraction solide (méthode DEM Discrete Element Method). Alors que YADE a été largement utilisé pour modéliser des problèmes géotechniques, ASPHODEL n'a pas encore été évalué dans un tel contexte. Ce travail constituera alors une étude de faisabilité pour l'utilisation d'ASPHODEL dans un contexte du génie civil et donnera les conditions pour espérer obtenir des résultats quantitatifs pour les phénomènes étudiés. Dans un deuxième temps, le couplage entre les deux codes sera construit dans le but d'étudier les phénomènes d'arrachage de particules le long de conduits formés à travers des matériaux granulaires cohérents. La validation du code ASPHODEL à l'échelle de la particule a été effectuée par l'étude de l'écoulement visqueux autour d'un objet 2D (cylindre) fixe et isolé de section circulaire mais aussi carrée ou triangulaire. Les forces de trainée, de portance, le coefficient de pression autour du cylindre et le nombre de Strouhal sont comparés à des résultats issus de la littérature pour différents Reynolds en régime laminaire. La validation du code ASPHODEL à l'échelle de l'échantillon a consisté à étudier un écoulement fluide entre des parois lisses ainsi que des parois constituées de particules solides fixes créant une rugosité. Le coefficient de frottement a été systématiquement calculé et comparé aux résultats issus de la littérature et le torseur fluide sur chaque particule solide des parois a été aussi évalué. Enfin, le couplage partitionné entre les deux codes fluide et solide a été construit et validé qualitativement pour le problème de la sédimentation sous gravité d'un grain solide rigide dans un fluide visqueux.

La mia tesi tratta di un caso di studio dell'utilizzo dei big data nell'infrastruttura data warehouse e della teoria ad esso legata. Il progetto è stato svolto durante il tirocinio in azienda (Iconsulting S.p.A.) e l'obiettivo finale è stato l'esecuzione di un'importante migrazione tecnologica di una dashboard per un cliente del settore Manufacturing. Per migrazione tecnologica si intende copiare tabelle e viste, legate alla dashboard per cui è richiesto il progetto, da database di origine di una tecnologia (in questo caso Netezza) a database di destinazione (in questo caso Hana), convertendo il loro linguaggio di definizione SQL. Inoltre, in queste operazioni sono comprese le attività di migrazione dei flussi di dati che alimentano queste tabelle e viste, utilizzando i flussi di origine e modificandoli con le tabelle e viste che vengono migrate precedentemente. La teoria presente nella tesi e legata al progetto elaborato riguarda i Big Data e i Data Warehouse. Per quanto riguarda i Big Data, viene esplicata la definizione del termine, approfondendo le caratteristiche che sono emerse negli anni di analisi dei dati, alcuni casi d'uso e alcune infrastrutture che possono ospitarli. Tra le infrastrutture vi sono i Data Warehouse, sulla quale mi sono soffermato poiché è stato un argomento che ho trattato nel progetto. Tra i temi riguardanti i Data Warehouse vi sono: la definizione, la modellazione, alcuni modelli, l'architettura, e la differenza con i sistemi operativi. Come ultimo argomento di teoria vi è una delucidazione a riguardo le due tecnologie che sono citate nel progetto, specificando le motivazioni della richiesta di migrazione da parte del cliente.

The work describes in this these is divided in two parts. 1 - The polysaccharides mixture obtained by hot water extraction of Aloe Vahombe leaves is composed of at least four different partially acetylated beta ( 1-4) glucomanns, which differ in molecular weight glucose to mannose ratios and acetyl contents. Futhermore, on fraction contains a small but significant amount of protein. 2- The structure of the Micromonospora cell wall polysaccharide has been investigated by using methylation. Smith degradation, partial hydrolyses and NMR spectroscopy. Its components are N-acetylglucosamine, D-mannose. D-xylose, and phosphoric acid. In the molar ratios of 4:4:2:2. They are linked together in a repeating unit as indicated page 119. During the methylation, the major part of the N-acetylglucosamine is degraded into 3-acetamido-furan<br>Les recherches exposées dans cette thèse se divisent en deux parties. La première a pour objet l'étude structurale des polysaccharides végétaux isolés à partir d’Aloe Vahombe (Liliaceae). Il s'agit d'un mélange de ß-(1-4)-glucomannanes linéaires partiellement acétylés qui diffèrent par leur poids moléculaire, la teneur en mannose et glucose et leur degré d'acétylation. L'un des polysaccharides étudiés contient une petite mais significative fraction protéinique qui semble liée par une liaison covalente au niveau de la sérine. Dans la seconde partie sont exposés les résultats concernant la structure d'un polysaccharide des parois de Micromonospora, microorganisme appartenant à l'ordre des Actinomycétales. Le poids moléculaire de cette fraction, chromatographiquement homogène, se situe entre 5000 et 10000 daltons. Elle est composée de N-acétyl-D- glucosamine, D- mannose, D-xylose et acide phosphorique en proportions approximatives 4:4:2:2. Les résultats des réactions classiques dans la chimie des sucres (méthylation, dégradation de Smith, hyvdrolyses partielles) ainsi que les renseignements apportés par les analyses spectrales (RMN 1 H et 13 C, masse) suggèrent pour ce polysaccharide la structure indiquée page 119. Au cours de sa méthylation une importante dégradation de la N-acétyl-D-glucosamine pu être mise en évidence, conduisant à un produit qui a pu être identifié comme étant le 3-acétamido-furanne

According to Federal Aviation Administration (FAA) reports on aircraft accidents, 80 percent of all crashes occur on water and land. The research in this thesis used computational finite element modeling and analysis to study the effects of impacts on water and soft soil with respect to the structural integrity of an aircraft’s airframe during a crash. The effects of these impacts play a vital role in the design phase of an aircraft. The objective of this research was to compare the computational finite element technique for impact on water and soil, and to correlate it with the experiments. The nonlinear explicit finite element code together with the equation of state (EOS) and fluid-structure interaction (FSI) are used in the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) technique. A validation study of water and soft-soil properties on impact analyses was carried out in three different experimental phases using the following: a rigid spherical ball, a penetrometer, and a flask ball. Finally, an airframe structure study was conducted in water and soil. Initially, the impact simulations were carried out using Lagrangian analysis, followed by the ALE technique, and then the smoothed particle hydrodynamics (SPH) method. Acceleration was observed as an important parameter to validate in the analysis. Both ALE and SPH methods showed more accurate results than those obtained using Lagrangian analysis and were similar to that of the experimental data. Comparing the results from analyzing water and soil impacts with a rotorcraft indicated that water impact produces 33% less g-value and around 90% deformation compared to soil impact, thus indicating that impact on a water surface might be safer than impact on a soil surface. The impact study on water and soil was intended to evaluate the general behavior of the deformation, or g-value, for structural analyses only, and results show that the Lagrangian approach is recommended, if the soil and water is of small interest.<br>Thesis (M.S.)--Wichita State University, College of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering

La turbine Pelton est une turbine hydraulique dont le fonctionnement se caractérise par l'interaction d'un jet d'eau avec les augets d'une roue. Cette étude a pour but de comprendre les phénomènes influençant le jet et son interaction avec les augets. Pour cela deux actions différentes ont été menées. Une première a visé à caractériser expérimentalement la fragmentation d'un jet de turbine Pelton. La seconde s'est attachée à développer une méthode numérique pouvant mener'à la simulation précise de jets réels de turbines Pelton. La partie expérimentale a permis de déterminer le mode de fragmentation de ces jets (atomisation turbulente), mais aussi l'influence de la rugosité des parois de l'injecteur sur les performances de la turbine. La participation de ce travail à un projet expérimental a permis de montrer l'influence de l'écoulement en sortie d'injecteur sur la fragmentation du jet. Les phénomènes physiques influençant principalement l'évolution du jet ont ainsi été déterminés. La partie numérique a eu pour but de mettre en place une méthode permettant de simuler l'évolution d'un jet de turbine Pelton (fragmentation) et son interaction avec un auget. Etant donnés les progrès de la méthode SPH-ALE pour la simulation d'impact de jets pour les turbines Pelton, il a été décidé d'adapter cette méthode pour les simulations visées. Ainsi une étude du choix de la vitesse des interfaces de problème de Riemann a permis de réaliser un modèle multiphase stable pour les forts rapports de densité (eau-air). Cette méthode s'est avérée garantir les propriétés de continuité de vitesse normale et de pression à l'interface entre les fluides. L'ajout des phénomènes de tension de surface s'est fait par l'adaptation du modèle CSF (Continuum Surface Force) et le développement d'un second modèle nommé Laplace Law Pressure Correction (LLPC).L'intégration du saut de pression dans le solveur de Riemann a nécessité une étude précise du calcul de la courbure et a permis d'améliorer la simulation de loi de Laplace. La méthode numérique a été ensuite validée sur les cas académiques d'onde gravitaire, de rupture de barrage et d'oscillation de goutte. Les ressources en mémoire et le temps de calcul associé à cette méthode ont nécessité la parallélisation du code de calcul. Le caractère lagrangien de la méthode a très largement influencé la méthode de découpe de domaine pour permettre une bonne répartition de la charge de calcul entre les différents processeurs. En conclusion les phénomènes physiques influençant la fragmentation de jets issus d'injecteurs de turbine Pelton sont désormais mieux connus et ils ont pu être introduits dans la méthode numérique. Les prochains développements porteront sur la simulation de jets dont la condition d'entrée s'attachera à être représentative des caractéristiques d'un écoulement en sortie d'un injecteur de turbine Pelton.

Le contexte général de cette thèse est la simulation numérique de l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne, afin d'améliorer son rendement et de limiter la production de polluants. De manière plus générale, ce travail s'applique à tout système industriel mettant en jeu un écoulement multiphasique constitué d'un carburant liquide injecté dans une chambre occupée initialement par du gaz, comme par exemple les moteurs automobiles ou aéronautiques, ou les turbomachines. Intrinsèquement, il est possible de simuler l'ensemble de l'écoulement avec les équations classiques de la dynamique des fluides sans avoir recours à des outils de modélisation supplémentaires liés au caractère diphasique. Mais, les tailles des structures générées pendant l'injection (gouttes de diamètre inférieur à 10 μm) conduisent à des temps de calculs prohibitifs pour une application industrielle. C'est pourquoi il est nécessaire d'introduire une modélisation diphasique. C'est dans ce contexte que deux régions sont formellement distinguées: le coeur liquide dense proche de l'injecteur, appelé écoulement à phases séparées, et le spray constitué d'une population de gouttes polydisperse (c'est-à-dire de tailles différentes) générées après le processus d'atomisation en aval de l'injecteur. Ce travail de thèse étudie les modèles Eulériens pour la description de spray évaporants et polydisperses, en vue d'applications industrielles. Ils représentent une alternative potentielle aux modèles Lagrangiens qui sont majoritairement utilisés en industrie mais présentant des inconvénients majeurs. Ainsi, le modèle multi-fluide est étudié dans un premier temps. Bien que prometteur, deux difficultés sont soulignées: le coût requis pour une description précise de la polydispersion, et son incapacité à décrire les croisements de gouttes (particle trajectory crossing, PTC, en anglais). La thèse propose des solutions à ces deux limitations. Ces solutions reposent chacune sur des méthodes de moments. Premièrement, le modèle appelé Eulerian Size Multi Size Moment (EMSM) permet de résoudre des sprays évaporants et polydisperses de manière bien plus efficace que le modèle multi-fluide. Des outils mathématiques sont utilisés pour fermer le système d'équations associé au modèle, et combinés à des schémas de types volumes finis appelés schémas cinétiques, afin de préserver la réalisabilité du vecteur de moments, pour le transport et l'évaporation. Une réponse à la seconde limitation est apportée avec le modèle appelé Eulerian Multi Velocity Moment (EMVM) basé sur le transport de moments en vitesse d'ordre élevé. Une distribution bimodale peut être localement reconstruite à partir des moments en utilisant une méthode de quadrature de moments (Quadrature Method of Moment, QMOM en anglais) en une ou plusieurs dimensions d'espace. De la même manière que précédemment, l'utilisation de schémas cinétiques permet de préserver la réalisabilité du vecteur de moment. De plus, une étude mathématique approfondie de la dynamique du système en une dimension d'espace en révèle toute la complexité et représente une étape indispensable en vue de l'élaboration de schémas de transport d'ordre élevé (supérieur ou égal à 2).Afin de les tester, ces deux modèles ainsi que les outils numériques associés sont implémentés dans MUSES3D, un code académique de simulation numérique directe (Direct Numerical Simulation DNS en anglais) dédié à l'évaluation des modèles de spray. Des résultats de grande qualité démontrent le potentiel des modèles. L'extension du modèle EMSM dans un contexte industriel est ensuite considérée, avec son implémentation dans IFP-C3D, un code résolvant des écoulements réactifs sur des maillages non structurés et mobiles (dû au mouvement du piston) dans un formalisme RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) en présence de sprays. Le formalisme ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian en anglais) est utilisé et le modèle EMSM réécrit dans ce formalisme afin de mener des calculs en maillage mobile. De plus, une étude numérique a permis d'étendre les propriétés de précision et de stabilité obtenues en maillage fixe. La robustesse du modèle EMSM est alors démontrée avec succès dans IFP-C3D sur un cas impliquant un mouvement de piston, ainsi que dans le cadre d'une comparaison avec le code MUSES3D. Enfin, des résultats très encourageants prouvent la faisabilité d'un calcul d'injection dans une chambre de combustion d'un spray polydisperse avec le modèle EMSM.

La méthode SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) est une méthode numérique sans maillage utilisée dans cette étude pour la discrétisation spatiale des équations de la mécanique des fluides (essentiellement les équations d 'Euler). La méthode SPH rencontre depuis quelques années un certain succès dans la simulation d’écoulements à surface libre car son formalisme lagrangien facilite le traitement et le suivi des interfaces. Cette étude a pour but d’appliquer cette méthode pour la simulation des écoulements â surface libre se produisant dans les turbines Pelton. Le formalisme SPH standard est tout d’abord testé, il permet de valider la faisabilité de ce choix mais montre également les limites de la méthode SPH standard, en terme de précision et de fiabilité notamment. Le choix s'est alors porté vers une formulation hybride SPH-ALE (Arbitrary Lagrange Euler) qui entretient une certaine filiation avec le formalisme des volumes finis. SPH-ALE utilise en effet une formulation conservative des équations du mouvement et est capable théoriquement de décrire l'écoulement quelque soit le déplacement des points de discrétisation. Par ailleurs, sur un plan purement numérique, ce formalisme permet l'utilisation de schémas numériques décentrés, en particulier les schémas de type Godunov et leurs variantes d’ordre supérieur. Cette méthode hybride se révèle en pratique nettement supérieure A la méthode standard pour les applications visées. La stabilité des simulations est largement renforcée, et la précision des résultats est fortement améliorée. En particulier le champ de pression retrouve une forme satisfaisante sans lissage numérique particulier. La méthode hybride facilite également le traitement des conditions limites. Alors que ce point constitue une difficulté majeure pour la méthode SPH standard, la méthode SPH-ALE permet de traiter les conditions limites à travers des flux aux frontières qui peuvent être eux-aussi décentre��s. La mise en place d’un traitement cohérent et rigoureux des conditions limites constitue la principale contribution de ce travail de thèse. La méthode SPH-ALE est finalement testée sur des cas représentatifs des applications visées et fournit des résultats satisfaisants. En particulier le champ de pression en paroi solide est prédit correctement. En conclusion, les développements effectués dans cette étude ont été guidés par l'application en turbine Pelton qui était visée. La nécessité de manipuler des géométries complexes et d'obtenir un niveau de précision correct ont conduit à privilégier et à développer la méthode hybride SPH-ALE. Ce travail ouvre des perspectives prometteuses de développement rapide grâce au lien existant entre SPH-ALE et la méthode des volumes finis<br>The SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method is a meshless numerical method used in this study to spatially discret ize fluid mechanics equations ( mostly 'Euler equations). Sin ce few years, SPH is becoming successfull in simulating free surface flows thanks to its lagrangian formalism , which eases the handling of interfaces. This study aims at applying this method to simulate free surface flows as those happening in Pelton turbines. The standard SPH formalism is first tested. This validates the feasability of using SPH for this application but also underlines the weaknesses of the standard method, notably in terms of accuracy and reliabili ty. A hybrid formulation called SPH-ALE (Arbitrary Lagrange Euler) has then been chosen. This method has many similarities with the Finite Volume method. Indeed it uses the conservation form of flow equations and is theoretically able to handle properly any smooth transport field of the discretization points. In addition, from a purely numerical point of view, the SPH-ALE formalism allows a proper use of upwind numerical schemes, and in particular Godunov and higher order schemes. In practice, this hybrid method behaves better than the standard one for the targeted applications. Stability and accuracy of the simulations are greatly improved. In particular the pressure field can be correctly predicted without resorting to any numerical smoothing. . The introduction of boundary conditions is also easier with the hybrid method. Whereas this is one major challenge for the standard SPH method, SPH-ALE can handle boundary conditions through boundary fluxes which can also be computed in an upwind fashion. The setting of a consistent and rigorous boundary treatment is the main contribution of this study. The SPH-ALE method is tested and validated on typical cases, giving satisfacory results, particularly for the pressure field on solid boundaries. To conclude, developments presented in this study have been driven by the targeted application in Pelton turbines. The need for a proper handling of bodies with complex shapes and the requirement of accuracy have lead to a focus on the hybrid SPH-ALE method. This work opens the door to promising perspectives and quick developments thanks to the strong link with the Finite Volumes method

M. Tech. Pharmaceutical Sciences<br>Following the discovery of an active pharmaceutical ingredient, attempts were made to improve its delivery to the site of action and thereby its effectiveness. Insulin and other therapeutic proteins are administered almost exclusively parenterally because of their poor absorption after oral administration, but this route is associated with disadvantages including pain, discomfort and lipohypertrophy at the site of injection. A suitable absorption enhancer which could effectively improve the absorption of poorly absorbable drugs from the gastrointestinal tract would contribute to the development of an effective oral drug delivery system for these drugs. One such attempt was the formulation of the active ingredient into an appropriate dosage form for a specific route of administration to improve other properties such as manufacturability, stability and bioavailability. Formulation studies led to the development of substances called excipients, which were incorporated into dosage forms, in addition to the active pharmaceutical ingredient, to improve the properties of the final product. Aloe vera gel previously showed the ability to increase the bioavailability of vitamins and to enhance the in vitro transport of a macromolecular drug across intestinal epithelial cell monolayers. However, the effect of leaf materials from aloes, indigenous to South Africa, on drug transport across intestinal epithelia has not previously been investigated. The aim of this study is to evaluate the in vitro drug transport enhancement potential of the gel and whole leaf extract of Aloe ferox, Aloe marlothii, Aloe speciosa and compare them with that of Aloe vera across Caco-2 cell monolayers, as well as across excised rat intestinal tissues.

M. Tech. Pharmaceutical Sciences.<br>Investigates the potential of A. ferox and A. vera gel and whole leaf extract materials alone or in combination with Carbopol® 971P NF and HPMC as excipients in a multi-unit controlled release matrix type system.

Thesis (MTech. Nature Conservaion) -- Tshwane University of Technology 2013.<br>The aim of this study was to determine the current population status of Aloe peglerae in the Magaliesberg Mountain Range.