LATTICE BOLTZMANN METHOD AND CELLULAR AUTOMATA SIMULATION OF PARTICLE MOTION AND DEPOSITION IN 2-D CASE

This technical report discusses the application of the Lattice Boltzmann Method (LBM) and Cellular Automata (CA) simulation in fluid flow and particle deposition. The current work focuses on incompressible flow simulation passing cylinders, in which we incorporate the LBM D2Q9 and CA techniques to simulate the fluid flow and particle loading respectively. For the LBM part, the theories of boundary conditions are studied and verified using the Poiseuille flow test. For the CA part, several models regarding simulation of particles are explained. And a new Digital Differential Analyzer (DDA) algorithm is introduced to simulate particle motion in the Boolean model. The numerical results are compared with a previous probability velocity model by Masselot [Masselot 2000], which shows a satisfactory result.

Carnot Cycles: Traditional and Stefan Boltzmann, and the First Planck Argument

The Stefan Boltzmann equation is obtained using a non-traditional Carnot Engine. In addition, the original Planck argument for radiation density is given.

Na 50 Nachlass Arthur Schopenhauer - 'Schopenhauer-Archiv', 956 - Danksagung wegen des in Aussicht gestellten Schopenhauer-Gemäldes von Julius Hamel

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Na 50 Nachlass Arthur Schopenhauer - 'Schopenhauer-Archiv', 957 - Danksagung wegen des in Aussicht gestellten Schopenhauer-Gemäldes von Julius Hamel

u.a. Gemäldeausstellung im Wiener Belvedere; Überweisung von 25 Florin auf das Schopenhauer-Fonds in der Frankfurter Vereinsbank;

Na 50 Nachlass Arthur Schopenhauer - 'Schopenhauer-Archiv', 976 - Mitteilung der Beschädigung des Schopenhauer-Bildnisses von Julius Hamel nach Umzug nach Mödling

u.a. Anfertigung einer Gravur; David Asher; Musik; Spekulation an der Börse; Verstaatlichung; Kritik an den Juden; Schopenhauer-Denkmal; Politik; Otto von Bismarck;

Poscosecha de ciruela variedad angeleno : conservación frigorífica tradicional y en atmósfera modificada

Objetivos: reducir pérdidas durante la conservación frigorífica, emplear atmósfera modificada como método suplementario a la refrigeración, alargar el período de aptitud comercial. Metodología: se trabajó con fruta acondicionada a 0±1 °C y 90±5 % HR, según las siguientes variantes: 1. testigo: 20 kg fruta a granel sin seleccionar en caja plástica; 2. granel + film PVC: 10 kg de fruta a granel en bandejas de madera más cartón corrugado recubierta con film de PVC; 3. celpack: bandejas de madera recubiertas de cartón corrugado con dos celpack de 23 frutos cada uno; 4. celpack + atmósfera modificada: ídem anterior pero cada celpack en bolsa de polietileno de baja densidad de 20 μ. A partir de los 30 días de conservación se extrajo semanalmente, durante 9 semanas, una muestra de 46 frutos, de los cuales 23 fueron analizados al momento de ser extraídos y los 23 restantes luego de 48 horas de comercialización simulada (sc). Para la evaluación estadística se aplicó análisis de la varianza con el programa SAS (Statistical Analysis System) y se determinaron las diferencias entre tratamientos con el test de Duncan. Para sabor, en cambio, se aplicó una prueba de homogeneidad de P2. La evaluación de sabor se realizó mediante degustación con panel de 5 catadores entrenados. Resultados: Los frutos tenían las siguientes características al inicio de conservación: calibre 61.4 mm, peso 117.8 g, firmeza de pulpa 3.1 kgf, sabor agridulce, contenido de sólidos solubles 17.5 °Bx, acidez 0.78 g ác. málico%g, % cubrimiento 83.69 %. Luego de la conservación frigorífica (97días): % de color de cobertura 95 %. La firmeza de la pulpa en el tratamiento celpack + bolsa se diferencia con valores más altos, media de 2.8 kgf , el resto con media 2.6 kgf. En sc la firmeza es inferior y esta disminución es menor en celpack + bolsa. Sólidos solubles, media 17.21 °Bx, en sc valores con media de un 0.3 % más. Acidez titulable: disminución progresiva, de 0.68 a 0.47 g%g al fin de conservación. Sabor: a partir de los 59 días aumentan los frutos insípidos y desagradables excepto en celpack + bolsa. Síntomas de deshidratación: a partir de los 79 días la única variante que no presenta síntomas es celpack + bolsa. Conclusiones: El acondicionamiento en celpack redujo la incidencia de ataque por mohos (fue el único tratamiento sin ataque durante 94 días); tampoco presentó sabores desagradables y su limitación en conservación se debió a la deshidratación evidente a partir de 74 días. La fruta embalada en celpack + bolsa tuvo mayores valores de resistencia a la presión y 100 % de frutos sin deshidratación a los 94 días de conservación; a partir de 80 días es evidente el ataque de mohos y frutos con sabores desagradables. Las variantes granel y granel + film presentan deterioro por deshidratación a partir de 74 días. La conservación no debería superar 80 días. Celpack + bolsa muestra mejores resultados, con mayores valores de resistencia a la presión que los otros tratamientos; con respecto al sabor, mantiene una mayor proporción de sabor dulce.

Almacenamiento refrigerado de cerezas : efecto de madurez y atmósfera modificada

Se estudió el efecto de cosechar cerezas en dos estados de madurez: rojo pálido y rojo maduro y la utilización de atmósferas modificadas, empleando PBD de 11 y 40 m, sobre la calidad de fruta almacenada a 0 °C y después de 3 días a temperatura ambiente. La calidad fue evaluada en términos de pérdida de peso (%), color (ángulo hue), firmeza, contenido de sólidos solubles, aspecto de los pedicelos y presencia de podredumbres. La fruta cosechada más madura presentó color, sólidos solubles y firmeza adecuados durante 21 días a 0 °C pero el almacenamiento prolongado estuvo limitado por la deshidratación de los pedicelos, que mantuvieron aspecto comercial sólo durante una semana. Para ambos estados de madurez se registró importante pérdida de peso; disminución del valor de °hue y aumentos de sólidos solubles y de firmeza. Durante la simulación comercial la fruta experimentó ablandamiento, pérdida de peso, oscurecimiento de la piel y deshidratación de los pedicelos. Con el uso del PBD no se detectaron cambios significativos para ninguno de los parámetros estudiados, permitiendo además reducir la deshidratación y mantener el aspecto comercial de los pedicelos, independientemente del espesor de la película.

Modelización de la emisión de sedimentos en una cuenca con forestaciones del Noreste Pampeano

En el ámbito de la llanura pampeana tienen lugar procesos degradativos que condicionan la actividad agrícola ganadera, vinculados con la erosión de tipo hídrica superficial. El presente trabajo busca modelar la emisión de sedimentos en una cuenca hidrográfica con forestaciones del Noreste Pampeano. La metodología implementada consiste en aplicar un modelo cartográfico cuantitativo desarrollado en base geoespacial con Sistema de Información Geográfica, apoyado en la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Modificada (MUSLE). Se realizó un análisis de validación estadística con ensayos de microsimulador de lluvias a campo, para una lluvia de 30 mm.h-1 de dos años de retorno. Los resultados obtenidos fueron mapas georreferenciados de cada factor de la MUSLE valorizados por color-intensidad, que alcanzan un valor de 33,77 Mg de sedimentos emitidos a la salida de la cuenca, con un coeficiente de correlación de 0,94 y un grado de ajuste de Nash-Sutcliffe de 0,82. Se concluye que el modelo cartográfico generó información espacial precisa de los componentes de la MUSLE para un evento de lluvia concreto. La aplicación del microsimulador de lluvias permitió la obtención de valores reales de emisión de sedimentos, lográndose un alto grado de ajuste. La emisión de sedimentos en la cuenca resultó ser leve a nula.

Resolución De La Ecuación De Convección Difusión Mediante Métodos Espectrales

Expresar la solución de una ecuación diferencial como una serie funcional es la base sobre la que se construyen la mayor parte de los métodos numéricos de resolución de ecuaciones diferenciales. En este primer capítulo se muestran dos de las aproximaciones más comunes y utilizadas: serie de potencias (Taylor) y trigonométricas. Entre estas últimas cabe destacar la serie de Fourier como la más conocida, pero existen otras muchas, en particular nos centraremos en la expansión de una función utilizando polinomios de Chebyshev

Conductance interaction identification by means of Boltzmann distribution and mutual information analysis in conductance-based neuron models

Conductance interaction identification by means of Boltzmann distribution and mutual information analysis in conductance-based neuron models.

Aplicación de la cinética de Arrhenius en la piel del aguacate cv. "Hass" en la maduración durante la atmósfera modificada.

Se presenta el estudio de la pérdida de color verde de la piel de aguacate cv. "Hass en atmósferas modificadas con y sin absorción de etileno, a las temperaturas de +20, +6 y +3°C. Los análisis se basan en el modelo de Arrhenius para la evolución de la coordenada "a" de Hunter evaluando el efecto de la conservación a una temperatura por debajo de la crítica para este cultivar. Los resultados obtenidos en forma global, permiten concluir que la evolución del color de la piel de estos frutos se correlaciona con las concentraciones de etileno, en las atmósferas modificadas y con temperatura según el modelo clásico de cinética. Asimismo los cambios en la linealidad de Arrhenius pueden ser muy útiles en la indicación de las temperaturas que interfieren en el desarrollo normal de los frutos, y en especial para determinar la temperatura más próxima a 1 a crítica, sin causar cambios aparentes en la calidad comercial de los frutos.

Integración numérica de la ecuación DNLS

Interacciones no lineales de ondas de Alfven existen tanto para plasmas en el espacio como en laboratorios. En ingeniería aeroespacial amarras electrodinámicas espaciales ("tethers") generan emisión de ondas de Alfven en estructuras denominadas "Alas de Alfven". La ecuación Derivada no lineal de Schrödinger (DNLS) posee la capacidad de describir la propagation de ondas de Alfven de amplitud finita circularmente polarizadas tanto para plasmas fríos como calientes. En esta investigación, dicha ecuacion es solucionada numéricamente por medio de tecnicas espectrales para las derivadas espaciales y un esquema de Runge-Kutta de 4to orden para evaluar el avance en el tiempo. Se considera la ecuacion DNLS sin efectos difusivos, sin embargo se mantienen el termino lineal y lineal y el dispersivos. Se ha trabajado con dos condiciones iniciales: 1 - Una onda, 2 - Tres ondas cerca de resonancia (k1 = k2 + k3), la primera onda (correspondiente a k1) está excitada y las otras dos amortiguadas. En el caso de una única onda los resultados numéricos verifican las condiciones analíticas de estabilidad modular, adems se ha encontrado que el tiempo en el que se produce la inestabilidad y la forma en que evoluciona el sistema depende, para un mismo número de onda, de la amplitud inicial. Con tres ondas se realiza un estudio numérico tanto para plasmas frios como calientes encontrándose que aparece redistribución de energía en un gran número de nodos tanto para ondas polarizadas hacia la izquierda como hacia la derecha.

Modelización de las propiedades radiativas e interacción de láseres ultraintensos con la materia

Desde el año 2004 el código ARWEN ha sido utilizado con éxito para simular y diseñar experimentos relacionados con blancos para fusión por confinamiento inercial [146], astrofísica de laboratorio [145], plasmas como amplificadores de láseres de rayos X [107] o plasmas creados por láser para la medición de espectros de transmisión. Para la realización de estas simulaciones es necesario, además de métodos de alto orden precisos y que presenten buenas propiedades conservativas, conocer ciertas propiedades de los plasmas. En el caso de la fluidodinámica y la conducción electrónica necesitaremos conocer la ecuación de estado [94, 49, 36], y para el transporte de la radiación será preciso disponer de los datos de absorción y emisión [104, 95, 40]. Hasta el año 2009 ARWEN dependía de códigos externos para la generación de estas tablas de opacidad, careciendo de control sobre los métodos empleados para su generación. Además estos códigos asumían equilibrio local termodinámico (LTE), limitando su validez a rangos de alta densidad y baja temperatura. En el marco de esta tesis se ha desarrollado el código BIGBART para la generación de tablas detalladas de opacidad y emisividad para su uso en el módulo de transporte de radiación. De esta forma el grupo dispondrá de su propia herramienta de generación de propiedades radiativas. El código desarrollado es capaz de tratar plasmas en estado fuera de equilibrio (non-LTE) mediante el modelo colisional-radiativo, extendiendo así el rango de validez de las tablas generadas. El trabajo desarrollado para implementar un código LTE/non-LTE estacionario es el siguiente Cálculo de estructura y datos atómicos. Se ha acoplado en código FAC a BIGBART, incorporando la capacidad para generar potenciales atómicos para una configuración y el cálculo de funciones de onda de electrones en orbitales ligados y libres. Aproximaciones y métodos para la obtención de tasas y secciones eficaces de procesos. Se han incluido y programado los modelos implementados en FAC para el cálculo de secciones eficaces de fotoionización, y tasas de decaimiento de emisión espontánea y autoionización. Además se ha incluido el modelo Plane-Wave Born (PWBA) para el cálculo de las secciones eficaces de ionización y excitación colisional. Modelos para la obtención de la distribución de estados iónicos dentro del plasma. Se ha programado un solver LTE basado en la ecuación de Saha-Boltzmann con efectos de ionización por presión debida a los iones adyacentes. También se ha implementado un modelo non-LTE colisionalradiativo para la resolución del sistema de ecuaciones que nos permite obtener la densidad de estados iónicos fuera de equilibrio. Modelo non-LTE RADIOM. Se ha implementado el modelo RADIOM para aproximar efectos de no-equilibrio mediante cálculos LTE a una temperatura equivalente, menor o igual que la temperatura electrónica real. Cálculo de las propiedades espectrales de absorción y emisión. Se han implementado los modelos para el cálculo de los perfiles espectrales de absorción y emisión para procesos entre niveles ligados, ligado-libre y librelibre. Aprovechando el trabajo realizado en este sentido, durante el transcurso de esta tesis se amplió el código BIGBART para tratar problemas con dependencia temporal. La extensión para tratar este tipo de problemas se orientó a la simulación numérica de la interacción de láseres ultra intensos en el rango XUV/rayos X. Para ello, además de adaptar el modelo non-LTE colisionalradiativo se incluyeron procesos adicionales asociados a la interacción de la materia con fotones altamente energéticos. También se han incluido modelos para el cálculo de las propiedades ópticas, y por ende las propiedades dieléctricas de la materia irradiada, de gran interés en algunas aplicaciones novedosas de estos láseres intensos. Debido a la naturaleza fuertemente fuera de equilibrio en la interacción de fotones de alta energía con la materia, se incluyó el tratamiento de la distribución de electrones libres fuera de equilibrio en la aproximación de Fokker-Planck, tanto para condiciones degeneradas como no degeneradas. El trabajo desarrollado en el código non-LTE con dependencia temporal es el siguiente Procesos asociados a láseres intensos XUV/rayos X. Se ha implementado el cálculo de procesos radiativos estimulados de absorción y emisión por el láser. También se han incluido procesos asociados a la creación de vacantes en capas internas electrónicas (Shake), además de doble autoionización y doble fotoionización. Cálculo de propiedades ópticas y dieléctricas en blancos sólidos. Se ha implementado un modelo para la absorción por bremsstrahlung inverso en blancos en estado sólido. Con el coeficiente de extinción debido a procesos de fotoabsorción resonante, fotoionización y bremsstrahlung inverso se obtiene el ´ındice de refracción mediante la relación de Kronig-Kramers. Electrones fuera de equilibrio. Se ha tratado la evolución de la distribución de electrones, cuando no está justificado asumir que es Maxwelliana o de Fermi-Dirac, mediante la aproximación de Fokker-Planck para la colisión entre electrones libres. En la resolución de la ecuación de Fokker-Planck se han incluido los procesos inelásticos por colisiones con iones y términos fuente por interacción con el láser y otros procesos. ABSTRACT Since 2004 the ARWEN code has been successfully used to simulate and design targets for inertial confinement fusion experiments [146], laboratory astrophysics [145], plasmas as X-ray lasers amplifiers [107] or laser created plasmas for measuring transmission spectra. To perform these simulations it is necessary, in addition to high order precise methods with good conservative properties, to know certain properties of plasmas. For fluid dynamic and electronic conduction we need to know the equation of state [94, 49, 36], and for radiation transport it will be necessary to have the data of the absorption and emission [104, 95, 40]. Until 2009 ARWEN depended on external codes to generate these opacity tables, lacking of control over the methods used for their generation. Besides, these codes assumed local thermodynamic equilibrium (LTE), limiting their validity ranges to high densities and low temperatures. As part of this thesis it has been developed the BIGBART code for generating detailed opacity and emissivity tables for use in the radiation transport module. This group will have its own tool for the generation of radiative properties. The developed code is capable of treating plasmas out of equilibrium (non-LTE) by means of a collisional-radiative model, extending the range of validity of the generated tables. The work to implement an LTE/non-LTE steady-state code is as follows Calculation of structure and atomic data. the FAC code was coupled to BIGBART, incorporating the ability to generate atomic potentials for calculating configuration wave functions for bound and free electrons. Approaches and methods for obtaining cross sections and processes rates. We have included and reprogrammed in Fortran the models implemented in FAC for calculation of photoionization cross sections and decay rates of spontaneous emission and autoionization. We also included the Plane- Wave Born (PWBA) model to calculate the cross sections of ionization and collisional excitation. Models for the obtention of the distribution of ionic states within the plasma. We programmed a LTE solver based on the Saha-Boltzmann equation with pressure ionization effects due to adjacent ions. It has also been implemented a non-LTE collisional-radiative model for solving the system of equations that allows us to obtain the density of ionic states out of equilibrium. Non-LTE RADIOM model. We have implemented the non-LTE RADIOM model to approximate non-equilibrium effects with LTE data at an equivalent temperature, lower or equal to the actual electronic temperature. Calculation of the spectral absorption and emission properties. Models have been implemented for the calculation of the spectral profiles of absorption and emission processes between bound levels, free-bound and free-free. Taking advantage of the work done in this direction throughout the course of this thesis the code BIGBART was extended to treat time-dependent problems. The extension to treat such problems is oriented to the numerical simulation of the interaction of ultra intense lasers in the XUV/X-ray range. For this range, in addition to adapting the non-LTE collisional-radiative model, additional processes associated with the interaction of matter with high energy photons. We also included models for calculation of the optical properties, and therefore the dielectric properties of the irradiated material, of great interest in some novel applications of these intense lasers. Due to the strong non-equilibrium nature of the interaction of high energy photons with matter, we included the treatment of the distribution of free electrons out of equilibrium in the Fokker-Planck approximation for both degenerate and non-degenerate conditions. The work in the non-LTE time-dependent code is as follows Processes associated with intense XUV/X-ray lasers. We have implemented the calculation of stimulated radiative processes in absorption and emission. Also we included processes associated with the creation of electronic vacancies in inner shells (Shake), double autoionization and double photoionization. Calculation of optical and dielectric properties in solid targets. We have implemented a model for inverse bremsstrahlung absorption in solid targets. With the extinction coefficient from resonant photoabsorption, photoionization and inverse bremsstrahlung the refractive index is obtained by the Kramers-Kronig relation. Electrons out of equilibrium. We treat the evolution of the electron distribution, when it is not justified to assume a Maxwellian or Fermi-Dirac distribution, by the Fokker-Planck approximation for collisions between electrons. When solving the Fokker-Planck equation we included inelastic collision processes with ions and source terms by interaction with the laser and other processes.