Tight coupling in thermal Brownian motors

We study analytically a thermal Brownian motor model and calculate exactly the Onsager coefficients. We show how the reciprocity relation holds and that the determinant of the Onsager matrix vanishes. Such a condition implies that the device is built with tight coupling. This explains why Carnot¿s efficiency can be achieved in the limit of infinitely slow velocities. We also prove that the efficiency at maximum power has the maximum possible value, which corresponds to the Curzon-Alhborn bound. Finally, we discuss the model acting as a Brownian refrigerator.

HSU-Robbins and Spitzer's theorems for the variations of fractional Brownian motion

Using recent results on the behavior of multiple Wiener-Itô integrals based on Stein's method, we prove Hsu-Robbins and Spitzer's theorems for sequences of correlated random variables related to the increments of the fractional Brownian motion.

Sistema per protegir la privadesa dels usuaris dels motors de cerca d'Internet

Actualment seria impensable la existència d'una xarxa d'informació com Internet sense la existència dels motors de cerca. Gràcies a ells, qualsevol usuari tenim al nostre abast la possibilitat d'obtenir informació sobre qualsevol tema només enviant una consulta des dels nostres ordinadors i rebent una resposta en qüestió de segons. Entre els usuaris dels cercadors d'Internet és molt habitual que les consultes facin referència a la empresa on treballem, la ciutat on vivim, els llocs que visitem, o inclús sobre problemes que tenim o malalties que patim amb l'objectiu de trobar opinions, consells o solucions. En resum, els usuaris, a través de les nostres consultes, proporcionem a diari als motors de cerca informació sobre nosaltres mateixos i sobre la nostra identitat que, juntament amb la adreça IP de la màquina des d'on fem les nostres consultes, ens fa perdre l'anonimat dins dels seus sistemes. Sobre aquesta problemàtica és del que tracta el present Projecte de Final de Carrera. En ell s'ha implementat una solució de la proposta especificada per Alexandre Viejo i Jordi Castellà-Roca en la seva publicació "Using social networks to disort users' profiles generated by web search engines", en la qual es documenten una sèrie de protocols de seguretat i d'algorismes de protecció i distribució que garanteixen la privacitat de la identitat dels usuaris dins dels motors de cerca aprofitant per aquest fi la relació existent entre aquests usuaris a través de les xarxes socials.

Detecció, anàlisi de partícules provocades pel desgast en olis lubricant usats com a eina de manteniment de motors de combustió interna

A la física o a l’enginyeria es defineix com fregament o fricció a la resistència que s'oposa a la rotació o al lliscament d'un cos sobre un altre, o també a la força que apareix en la superfície de contacte de dos cossos quan s'intenta lliscar un sobre un altre. El fregament ha estat fins avui dia un gran problema físic, això és degut a que genera imperfeccions, especialment microscòpiques, entre les superfícies en contacte. Aleshores és quan apareix la tribologia. La tribologia és la ciència que estudia la fricció, el desgast i la lubricació de superfícies en contacte. El lliscament entre superfícies sòlides es caracteritza generalment per un alt coeficient de fricció i un gran desgast a causa de les propietats específiques de lessuperfícies. La lubricació consisteix en la introducció d'una capa intermèdia d'un material aliè entre les superfícies en moviment. En aquest projecte hem intentat aplicar tècniques i mètodes de control els quals puguin arribar a millorar i perfeccionar els sistemes de mesura i control a nivell industrial i/o particular. En el nostre cas ha estat l’estudi dels olis lubricants usats en motors de combustió interna de variats vehicles com motocicletes, automòbils, camions o vaixells. Hem introduït una millora d’automatització mitjançant un circuit pneumàtic al captador de partícules, hi hem introduït una tècnica per captar partícules a partir de filtres de membrana, hem estudiat les mostres i llurs ferrogrames i membranes amb la finalitat de detectar les anomalies dels motors. L’objectiu del treball és l’estudi del desgast originat en motors de combustió interna, majoritàriament, Dièsel de camions, automòbils i vaixells. Això, comprèn la captació de partícules en ferrografies, la seva observació i anàlisi en microscopi, la seva classificació, comparació i la detecció d’anomalies en els motors. Per altra banda, també s’aprofundirà en les tècniques d’anàlisi, la lubricació i manteniment dels motors i el nou disseny i validació d’un captador de partícules automatitzat

Estudi i aplicació de llibreries de física per a motors de videojocs

En el món dels videojocs el realisme és un punt molt important a tenir en compte ja que dónamés sensació a l’usuari d’estar immers en el videojoc. Això passa en part per aconseguir realisme en la dinàmica dels objectes i fer que aquests segueixin les lleis de la física de Newton. Per això s’han desenvolupat diverses llibreries que s’anomenen “motors de física” (physics engines), que empren variables com la massa, la velocitat, la fricció i la resistència del vent. Els objectius d’aquest projecte seran l’estudi de diferents llibreries físiques existents, la seva comparació i com s’integren en els motors de jocs. A més a més , la generació de contingut amb comportament que respongui a les funcions definides a aquestes llibreries no és trivial i per aquest motiu també es desenvoluparà una aplicació per generar murs de forma semiautomàtica que respongui a impactes. Per assolir aquests objectius caldrà: d’ una banda, comparar els cossos rígids, unions i funcionament en general de diferents llibreries físiques: Newton Game Dynamics, NVIDIA PhysX Technology, Open Dynamics Engine, Bullet PhysicsLibrary, Tokamak Physics Engine i Havok i d’ altra banda, implementar una aplicació que donant-li una imatge en planta d’una paret o conjunt de parets en format vectorial i les mides d’un maó, generi murs que puguin reaccionar de forma adequada quan rebin l’impacte d’una massa determinada. L’aplicació s’implementarà en C++ i amb l’entorn de desenvolupament Microsoft Visual Studio 2005. La visualització serà amb OpenGL

Comparativa de rendiment OLAP per a diferents motors de bases de dades orientades a columnes

En aquest projecte es realitza una comparativa de rendiment i utilització entre els diferents models de bases de dades orientades a columnes mitjançant la construcció i explotació d'un cub OLAP utilitzant la suite de BI Pentaho.

Pla de màrqueting per al llançament d'un nou producte en el mercat dels motors elèctrics per a bancs de proves

Ningú no dubte ja del canvi de mentalitat que s’ha produït en els darrers anys en els compradors pel què fa al mercat de l’automòbil. La seguretat i el respecte per el medi ambient, són actualment dos dels factors claus que el consumidor té en compte a l’hora de comprar un vehicle. D’altra banda en els darrers anys la Unió Europea, ha fixat tota una sèrie normatives per tal de reduir les emissions nocives a l’atmosfera. Així doncs, més seguretat i menys emissions, signifiquen vehicles que incorporin components i sistemas cada cop més sofisticats, els quals, a la vegada, necessiten de bancs d’assaig i equips de test per tal de ser validats. Aquest fet ha provocat una revolució dins dels sistemes de test per a vehicles, per als quals han augmentat enormement les exigències en quan a precisions i repetibilitat per tal d’intentar reproduir, amb la màxima fiabilitat possible, les condicions de treball que hauran de suportar els components durant el seu ús real. Les característiques dels motors elèctrics, resulten ideals per a accionar aquest tipus d’aplicacions, ja que permeten un control del parell molt acurat i una repetibilitat quasi perfecte enfront d’altres sistemas utilitzats fins no fa massa temps. Aquesta demanda creixent d’aquest tipus de màquines elèctriques, obra una nova oportunitat de negoci per a les empreses fabricants de motors elèctrics. L’objectiu principal d’aquest treball és identificar i satisfer les necessitats dels clients, dins d’un mercat industrial concret: el mercat dels motors elèctrics per a bancs de proves de components per a la indústria de l’automoció. La fita és doncs la de proporcionar les eines necessàries per tal de que una empresa, fabricant de motors elèctrics de velocitat variable, pugui realitzar el disseny, desenvolupament i llançament comercial d’un nou tipus de motor, específicament pensat per aquest mercat, amb les màximes garanties d’èxit. Com a principal conclusió, el treball argumenta que el nou producte representa una oportunitat de negoci força atractiva i rendible per a l’empresa, i permetrà diversificar la oferta de la companyia cap a un nou sector fins ara no explotat.

Myosin motors and not actin comets are mediators of the actin-based Golgi-to-endoplasmic reticulum protein transport

We have previously reported that actin filaments are involved in protein transport from the Golgi complex to the endoplasmic reticulum. Herein, we examined whether myosin motors or actin comets mediate this transport. To address this issue we have used, on one hand, a combination of specific inhibitors such as 2,3-butanedione monoxime (BDM) and 1-[5-isoquinoline sulfonyl]-2-methyl piperazine (ML7), which inhibit myosin and the phosphorylation of myosin II by the myosin light chain kinase, respectively; and a mutant of the nonmuscle myosin II regulatory light chain, which cannot be phosphorylated (MRLC2AA). On the other hand, actin comet tails were induced by the overexpression of phosphatidylinositol phosphate 5-kinase. Cells treated with BDM/ML7 or those that express the MRLC2AA mutant revealed a significant reduction in the brefeldin A (BFA)-induced fusion of Golgi enzymes with the endoplasmic reticulum (ER). This delay was not caused by an alteration in the formation of the BFA-induced tubules from the Golgi complex. In addition, the Shiga toxin fragment B transport from the Golgi complex to the ER was also altered. This impairment in the retrograde protein transport was not due to depletion of intracellular calcium stores or to the activation of Rho kinase. Neither the reassembly of the Golgi complex after BFA removal nor VSV-G transport from ER to the Golgi was altered in cells treated with BDM/ML7 or expressing MRLC2AA. Finally, transport carriers containing Shiga toxin did not move into the cytosol at the tips of comet tails of polymerizing actin. Collectively, the results indicate that 1) myosin motors move to transport carriers from the Golgi complex to the ER along actin filaments; 2) nonmuscle myosin II mediates in this process; and 3) actin comets are not involved in retrograde transport.

Differential equations driven by fractional Brownian motion

A global existence and uniqueness result of the solution for multidimensional, time dependent, stochastic differential equations driven by a fractional Brownian motion with Hurst parameter H> is proved. It is shown, also, that the solution has finite moments. The result is based on a deterministic existence and uniqueness theorem whose proof uses a contraction principle and a priori estimates.

Brownian motion of spiral waves driven by spatiotemporal structured noise

Spiral chemical waves subjected to a spatiotemporal random excitability are experimentally and numerically investigated in relation to the light-sensitive Belousov-Zhabotinsky reaction. Brownian motion is identified and characterized by an effective diffusion coefficient which shows a rather complex dependence on the time and length scales of the noise relative to those of the spiral. A kinematically based model is proposed whose results are in good qualitative agreement with experiments and numerics.

Symmetric Brownian motor

In this paper, we present a model of a symmetric Brownian motor which changes the sign of its velocity when the temperature gradient is inverted. The velocity, external work, and efficiency are studied as a function of the temperatures of the baths and other relevant parameters. The motor shows a current reversal when another parameter (a phase shift) is varied. Analytical predictions and results from numerical simulations are performed and agree very well. Generic properties of this type of motor are discussed.

Brownian motion in short range random potentials

A numerical study of Brownian motion of noninteracting particles in random potentials is presented. The dynamics are modeled by Langevin equations in the high friction limit. The random potentials are Gaussian distributed and short ranged. The simulations are performed in one and two dimensions. Different dynamical regimes are found and explained. Effective subdiffusive exponents are obtained and commented on.

Brownian pump powered by a white-noise flasing ratchet

A Brownian pump of particles powered by a stochastic flashing ratchet mechanism is studied. The pumping device is embedded in a finite region and bounded by particle reservoirs. In the steady state, we exactly calculate the spatial density profile, the concentration ratio between both reservoirs and the particle flux. We propose a simulation framework for the consistent evaluation of such observable quantities.

Heat fluctuations in Brownian transducers

The heat fluctuation probability distribution function in Brownian transducers operating between two heat reservoirs is studied. We find, both analytically and numerically, that the recently proposed fluctuation theorem for heat exchange [C. Jarzynski and D. K. Wojcik, Phys. Rev. Lett. 92, 230602 (2004)] has to be applied carefully when the coupling mechanism between both baths is considered. We also conjecture how to extend such a relation when an external work is present.