Wireless sensor networks constitute the platform of a broad range of applications related to national security, surveillance, military, health care, and environmental monitoring. The sensor coverage problem has received increased attention recently, being considerably driven by recent advances in affordable and efficient integrated electronic devices. This problem is centered around a fundamental question: How well do the sensors observe the physical space? The coverage concept is subject to a wide range of interpretations due to a variety of sensors and their applications. Different coverage formulations have been proposed, based on the subject to be covered (area versus discrete points) and sensor deployment mechanism (random versus deterministic) as well as on other wireless sensor network properties (e.g. network connectivity and minimum energy consumption). In this article, we survey recent contributions addressing energy-efficient coverage problems in the context of static wireless sensor networks. We present various coverage formulations, their assumptions, as well as an overview of the solutions proposed.

Efficient routing among a set of mobile hosts is one of the most important functions in ad hoc wireless networks. Routing based on a connected dominating set is a promising approach, where the search space for a route is reduced to the hosts in the set. A set is dominating if all the hosts in the system are either in the set or neighbors of hosts in the set. The efficiency of dominating-set-based routing mainly depends on the overhead introduced in the formation of the dominating set and the size of the dominating set. In this paper, we first review a localized formation of a connected dominating set called marking process and dominating-set-based routing. Then, we propose a dominant pruning rule to reduce the size of the dominating set. This dominant pruning rule (called Rule k) is a generalization of two existing rules (called Rule 1 and Rule 2, respectively). We prove that the vertex set derived by applying Rule k is still a connected dominating set. Rule k is more effective in reducing the dominating set derived from the marking process than the combination of Rules 1 and 2 and, surprisingly, in a restricted implementation with local neighborhood information, Rule k has the same communication complexity and less computation complexity. Simulation results confirm that Rule k outperforms Rules 1 and 2, especially in networks with relatively high vertex degree and high percentage of unidirectional links. We also prove that an upper bound exists on the average size of the dominating set derived from Rule k in its restricted implementation.

Metal copper mesh with superhydrophobic and superoleophilic surface had been successfully fabricated via a facile solution−immersion process. The hierarchical structure was prepared on the commercial copper mesh surface by etching with the nitric acid. After being modified by 1-hexadecanethiol (HDT), the as-prepared mesh indicated both superhydrophobic and superoleophilic property simultaneously. This as-prepared metal mesh could then be applied for oil and water mixture separation. The unusual wettability of the as-prepared mesh was stable in corrosive conditions, such as acidic, basic, and salt solutions. The solution−immersion method was simple, time-saving, and inexpensive and therefore exhibited great potential application.

Abstract The slender marine structures, such as marine risers and dynamic power cables, etc. are exposed to waves and currents. Vibrations due to periodic vortex shedding around the structure can lead to fast accumulation of fatigue damage and amplified drag loads. Vortex Induced Vibrations (VIV) often represent a safety risk and a major design consideration adding notable costs to all stages of the system development. It is known that the presence of waves may disrupt organized vortex shedding and affect structures’ dynamic responses and resulting drag loads. However, the present frequency domain VIV prediction tools can only consider constant current. The fatigue damages due to VIV and waves have to be calculated independently, and then combined afterwards. In addition, the influences on the drag loads are neglected. These have been some of the major uncertainties in the present design practice, which is more pronounced for shallow water applications, e.g., power cables to floating wind turbines. There are both lack of understanding of the wave-VIV interactions and reliable prediction tools. In present study, a model test of a steel catenary riser (SCR) subjected to wave and VIV loads carried out at SINTEF Ocean were studied. Relevant test cases were selected and analysed to understand the influences of wave loads on VIV responses. Nonlinear time domain VIV simulation using VIVANA-TD were also carried out, which showed good agreement between prediction and model test results. Other relevant studies were also examined and parameters that may affect structure responses under wave and VIV loads were discussed.

Abstract The slender marine structure (e.g., deep water riser systems) subjected to vortex induced vibrations (VIV) can oscillate simultaneously in both cross-flow (CF) and in-line (IL) direction relative to the flow direction. The IL response is important as it may contribute to fatigue damage to the same order of magnitude as the CF responses for high mode responses. A combined CF and IL load model is also required for prediction of VIV responses in more complex flow conditions. The time domain VIV prediction load model has been extended to include an IL VIV load term. The present study aims to validate the latest combined CF and IL load model using laboratory tests and evaluate its limitations. The validation results showed that the averaged spatial and temporal energy transfer process between fluid and structure is sufficiently described by the load model. The time domain VIV load model is able to obtain reasonable prediction of key VIV responses, including curvature, frequency, fatigue damage, higher harmonic responses in both CF and IL directions as well as drag amplification in one single non-linear time domain analysis. This overcomes some of the limitations in the present frequency prediction models.