On Topological Solitons in The Faddeev-Skyrme Model and its Extensions

The topological solitons of two classical field theories, the Faddeev-Skyrme model and the Ginzburg-Landau model are studied numerically and analytically in this work. The aim is to gain information on the existence and properties of these topological solitons, their structure and behaviour under relaxation. First, the conditions and mechanisms leading to the possibility of topological solitons are explored from the field theoretical point of view. This leads one to consider continuous deformations of the solutions of the equations of motion. The results of algebraic topology necessary for the systematic treatment of such deformations are reviewed and methods of determining the homotopy classes of topological solitons are presented. The Faddeev-Skyrme and Ginzburg-Landau models are presented, some earlier results reviewed and the numerical methods used in this work are described. The topological solitons of the Faddeev-Skyrme model, Hopfions, are found to follow the same mechanisms of relaxation in three different domains with three different topological classifications. For two of the domains, the necessary but unusual topological classification is presented. Finite size topological solitons are not found in the Ginzburg-Landau model and a scaling argument is used to suggest that there are indeed none unless a certain modification to the model, due to R. S. Ward, is made. In that case, the Hopfions of the Faddeev-Skyrme model are seen to be present for some parameter values. A boundary in the parameter space separating the region where the Hopfions exist and the area where they do not exist is found and the behaviour of the Hopfion energy on this boundary is studied.

An energy efficient vertical handover decision algorithm

As wireless communications evolve towards heterogeneousnetworks, mobile terminals have been enabled tohandover seamlessly from one network to another. At the sametime, the continuous increase in the terminal power consumptionhas resulted in an ever-decreasing battery lifetime. To that end,the network selection is expected to play a key role on howto minimize the energy consumption, and thus to extend theterminal lifetime. Hitherto, terminals select the network thatprovides the highest received power. However, it has been provedthat this solution does not provide the highest energy efficiency.Thus, this paper proposes an energy efficient vertical handoveralgorithm that selects the most energy efficient network thatminimizes the uplink power consumption. The performance of theproposed algorithm is evaluated through extensive simulationsand it is shown to achieve high energy efficiency gains comparedto the conventional approach.

Nonlinear principal and canonical directions from continuous extensions of multidimensional scaling

A continuous random variable is expanded as a sum of a sequence of uncorrelated random variables. These variables are principal dimensions in continuous scaling on a distance function, as an extension of classic scaling on a distance matrix. For a particular distance, these dimensions are principal components. Then some properties are studied and an inequality is obtained. Diagonal expansions are considered from the same continuous scaling point of view, by means of the chi-square distance. The geometric dimension of a bivariate distribution is defined and illustrated with copulas. It is shown that the dimension can have the power of continuum.

Vertical cultural transmission effects on demic front propagation: Theory and application to the Neolithic transition in Europe

It is shown that Lotka-Volterra interaction terms are not appropriate to describe vertical cultural transmission. Appropriate interaction terms are derived and used to compute the effect of vertical cultural transmission on demic front propagation. They are also applied to a specific example, the Neolithic transition in Europe. In this example, it is found that the effect of vertical cultural transmission can be important (about 30%). On the other hand, simple models based on differential equations can lead to large errors (above 50%). Further physical, biophysical, and cross-disciplinary applications are outlined

Modelling of the PWR PACTEL vertical steam generator with the TRACE code

The behavior of the nuclear power plants must be known in all operational situations. Thermal hydraulics computer applications are used to simulate the behavior of the plants. The computer applications must be validated before they can be used reliably. The simulation results are compared against the experimental results. In this thesis a model of the PWR PACTEL steam generator was prepared with the TRAC/RELAP Advanced Computational Engine computer application. The simulation results can be compared against the results of the Advanced Process Simulator analysis software in future. Development of the model of the PWR PACTEL vertical steam generator is introduced in this thesis. Loss of feedwater transient simulation examples were carried out with the model.

Avaliação dos efeitos do ultrassom terapêutico sobre a cafeína e verificação da liberação em sistema de difusão vertical

Currently, the physiotherapists use the phonoforesis, which consists in the therapeutical ultrasound (US) used to increase the drug molecules migration through the skin, however, the US can shows oxidative effects, and is used, for example, in chemical reactions acceleration. The present study aimed to perform the electrochemical evaluation and the diffusion investigation of gel/caffeine 5% solutions submitted to therapeutical US (continuous mode, 1.0 W cm-2 and 1 MHz). It this study, it has been verified diffusion increase and a possible oxidation of the caffeine molecules, when subjected to therapeutical US.

Dispersão vertical e horizontal de conídios de Stenocarpella macrospora e Stenocarpella maydis

Em experimentos conduzidos no campo, quantificaram-se a dispersão vertical e horizontal dos conídios de Stenocarpella maydis e S. macrospora liberados de palha de milho (Zea mays) naturalmente infetada. Verificou-se que 93% do número total de conídios de S. maydis e 88% de S. macrospora foram capturados durante o dia, diferindo estatisticamente do período noturno. O número de conídios de S. maydis e S. macrospora capturados no ar foi inversamente proporcional à distância da posição vertical e horizontal das armadilhas da fonte de inóculo. Os conídios foram capturados até uma altura de 2 m acima e distantes 120 m da fonte de inóculo. No entanto, em ambos experimentos, a freqüência e o número de esporos coletados foram maiores até 25 cm acima e 20 m distante da fonte de inóculo. Além disto, a dispersão dos conídios isolados ou agrupados no cirro, ocorreu livremente no ar, não necessitando estarem veiculados a gotículas d'água.

Emprego de análise multivariada para estratificação vertical de florestas ineqüiâneas

O objetivo do presente estudo foi propor um método de estratificação vertical da floresta ineqüiânea, empregando técnicas de análise multivariada. Os dados de altura total foram obtidos em dez parcelas de 20 x 50 m cada, remedidas em junho de 2001. As parcelas foram instaladas na Mata da Silvicultura, em 1994, município de Viçosa (20º 45' S e 42º 55' W), Estado de Minas Gerais. As árvores individuais foram organizadas em ordem crescente de altura total, separadas em classes com amplitude de 1 m, e em seguida foi elaborada uma matriz X de dados de alturas totais, em que cada variável x ij representou a altura total da i-ésima árvore classificada na j-ésima classe de altura total. Essa matriz X foi o input para as análises de agrupamento e discriminante. Utilizaram-se a distância euclidiana e o método de ligação completa. A aplicação da análise de agrupamento resultou em agrupamentos hierárquicos e seqüenciais, isto é, as classes de altura foram agrupadas seqüencialmente em ordem crescente. A análise do dendrograma permitiu estratificar o povoamento em três grupos distintos, denominados de estratos de altura total (inferior, médio e superior). A análise discriminante demonstrou que a classificação foi 100% correta. O estrato inferior reuniu 1.068 (71,63%) indivíduos arbóreos, o estrato médio 324 (21,73%) e o estrato superior 99 (6,64%). As espécies Anadenanthera macrocarpa, Apuleia leiocarpa, Pseudopiptadenia contorta e Piptadenia gonoacantha apresentaram maior densidade absoluta (DA) e distribuição regular nos três estratos. O método de estratificação empregado no presente estudo provou ser mais uma ferramenta técnica e operacionalmente viável, que pode ser empregada nas análises estruturais de florestas, principalmente para estudos fitossociológicos e para elaboração e execução de planos de manejo florestal sustentável.

Avaliação dos níveis de vibração vertical no assento de um trator agrícola de pneus utilizando um sistema de aquisição automática de dados

Este trabalho foi realizado na Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG-UNESP), SP, no laboratório de vibração e acústica em uma área experimental, com os objetivos de: a) determinar os níveis de vibração vertical no assento e na base do assento de um trator agrícola, executando a operação de gradagem para diferentes velocidades de trabalho; b) caracterizar a faixa de freqüência que apresenta os maiores picos de vibração vertical no assento do operador do trator; e c) analisar o conforto do operador, comparando os níveis de vibração obtidos com as principais normas vigentes. O sistema de aquisição de dados foi constituído por sensores de vibração, por condicionadores e amplificadores e por um conversor analógico-digital, instalados em um microcomputador e embarcados no trator ensaiado. Posteriormente os dados foram tratados pelo programa ORIGIN 50. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que: os níveis de aceleração encontrados na parte superior do assento foram consideravelmente inferiores aos níveis da base para as três velocidades, sendo a terceira marcha a que apresentou os maiores níveis de vibração; a faixa de freqüência que apresentou os maiores picos de vibração vertical foi entre 2 e 4 Hz; os valores de aceleração ponderada global encontraram-se bem acima dos limites definidos pela norma ISO 2631 para um período de 8 horas de trabalho; e houve crescimento dos níveis de vibração com o aumento da velocidade do sistema trator-implemento.

Estratificação vertical em floresta ombrófila densa de terra firme não explorada, Amazônia Oriental

Este estudo foi conduzido na Unidade de Manejo Florestal (UMF) da Fazenda Tracajás (02º35'53"S e 47º47'10"W), no município de Paragominas, Estado do Pará, Brasil, e teve como objetivo a estratificação vertical da floresta ombrófila densa de terra firme não explorada, empregando-se análises de agrupamento e discriminante. A floresta foi estratificada em três áreas homogêneas, denominadas classes I, II e III de estoques volumétricos. Em cada classe de estoque volumétrico foram instaladas, aleatoriamente, cinco parcelas de 100 x 100 m (1,0 ha) cada uma, cujas alturas totais de árvores individuais com dap > 15 cm foram utilizadas na estratificação vertical da floresta. As árvores individuais foram organizadas em ordem crescente de altura total e classificadas em classes de 1 m de amplitude, desde a altura total mínima até a altura total máxima. Elaborou-se uma matriz X de altura total, em que cada variável x ij representou a altura total da i-ésima árvore classificada na j-ésima classe de altura total. A matriz X foi utilizada como input nas análises de agrupamento e discriminante. A aplicação da análise de agrupamento, utilizando o método de Ward, resultou em agrupamentos hierárquicos e seqüenciais das classes de altura em estratos de altura total (inferior, médio e superior). A análise discriminante, utilizando o método de Fisher, evidenciou que a classificação foi 100% correta. A subdivisão da estrutura vertical da floresta em estratos de altura total com o emprego da análise multivariada mostrou-se um método eficiente e exeqüível de estratificação vertical de florestas ineqüiâneas.

Estrutura horizontal e vertical do componente arbóreo em fase de regeneração natural na mata Santa Luzia, no município de Catende-PE

O estudo foi desenvolvido no fragmento denominado Mata Santa Luzia, situado no Município de Catende, PE, nas coordenadas 8º72'49" S e 35º72'47" W, altitude de 239 m, com os objetivos de avaliar a regeneração natural total de espécies arbóreas no fragmento florestal e verificar a diversidade e estrutura das espécies nessa área. Para a estimativa da regeneração natural das espécies arbóreas no fragmento, foram locadas de forma sistemática 15 subparcelas permanentes de 25 m² (5 x 5 m), equidistantes em 50 m. O nível de inclusão adotado foi de CAP < 15 cm e as medições de altura (h), divididas em três classes, em que a classe 1 contemplou indivíduos com 1,0 < h < 2,0 m, a classe 2 com indivíduos 2,0 < h < 3,0 m e a classe 3 com indivíduos com h > 3,0 m. No fragmento foram amostrados 107 indivíduos vivos, pertencentes a 25 famílias botânicas e 36 táxons. Dessas, 33 foram identificadas em nível de espécie, duas em nível de gênero e uma se apresentou como indeterminada. As cinco espécies com maiores valores para regeneração natural total (RNT) foram assim distribuídas: Rheedia gardneriana Planch. & Triana (9,9%), Cupania racemosa (Vell.) Radlk (7,7%), Brosimum discolor Schott (7,4%), Vismia guianensis (Aubl.) Pers. (6,1%) e Protium heptaphyllum (Aubl.) Marchand (5,9%). Provavelmente, essas espécies no futuro serão as principais responsáveis pela manutenção da estrutura e fisionomia da floresta.

Dispersão, distribuição espacial e estratificação vertical da comunidade arbórea em um fragmento florestal no Planalto Catarinense

Este estudo teve como objetivo identificar as estratégias de dispersão de propágulos, a distribuição espacial e a estratificação vertical de espécies arbóreas em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista em Lages, SC. Para amostragem da vegetação arbórea, foram alocadas 25 parcelas de 400 m² (20 m x 20 m) e todos os indivíduos arbóreos dentro das parcelas com diâmetro a altura do peito (DAP, medido a 1,30 m do solo) maior ou igual a 5 cm foram identificados e tiveram sua altura estimada. Para complementar a lista florística, foram feitos caminhamentos aleatórios no fragmento objetivando identificar espécies arbóreas não amostradas nas parcelas. As espécies foram classificadas segundo: i) a sua síndrome de dispersão em zoocórica, anemocórica ou autocórica; ii) o padrão de distribuição espacial dos indivíduos, considerando-se a distribuição aleatória, agregada e uniforme; iii) a posição no estrato vertical da floresta, como sendo dos estratos superior, intermediário ou inferior. Do total de 87 espécies amostradas, 80,5% foram classificadas como zoocóricas, 16,1% como anemocóricas e 3,4% como autocóricas. Verificou-se a predominância de espécies com distribuição espacial aleatória e pertencente ao estrato superior, com altura superior ou igual a 12,45 m. Os resultados indicam a importância da fauna silvestre para a manutenção do funcionamento ecológico do fragmento estudado, uma vez que a maior parte das espécies são zoocóricas. O conhecimento desses atributos das populações arbóreas pode subsidiar estratégias de conservação e manejo de fragmentos florestais na região, uma vez que permite conhecer melhor a ecologia das espécies.

Cultura da soja em função da profundidade de semeadura e da carga vertical sobre a fileira de semeadura

A análise do efeito da profundidade de semeadura e carga vertical visando a melhorar o aproveitamento, e a integração entre o solo e a cultura é muito difícil. O objetivo do presente trabalho foi avaliar cargas verticais (0; 98; 196 e 294 N) sobre as rodas compactadoras das semeadoras, combinando com profundidades de semeadura (0,03; 0,05 e 0,07 m) para a cultura da soja. O trabalho foi realizado no DER/UNESP - Jaboticabal, na pista de ensaio do Laboratório de Máquinas e Mecanização Agrícola (LAMMA), utilizando o delineamento experimental em blocos casualizados, no esquema fatorial (4 x 3), com 12 tratamentos e três repetições, totalizando 36 observações. Foram analisados: emergência de plântulas, estandes inicial e final, índice de sobrevivência, área mobilizada e rendimento de grãos. Os resultados evidenciaram que, com exceção da área mobilizada em relação à profundidade de semeadura, todas as demais variáveis não foram influenciadas pelos tratamentos.