Analysis of a finite volume element method for the Stokes problem

In this paper we propose a stabilized conforming finite volume element method for the Stokes equations. On stating the convergence of the method, optimal a priori error estimates in different norms are obtained by establishing the adequate connection between the finite volume and stabilized finite element formulations. A superconvergence result is also derived by using a postprocessing projection method. In particular, the stabilization of the continuous lowest equal order pair finite volume element discretization is achieved by enriching the velocity space with local functions that do not necessarily vanish on the element boundaries. Finally, some numerical experiments that confirm the predicted behavior of the method are provided.

Volumetric quantification of atherosclerotic plaque in CT considering partial volume effect.

Coronary artery calcification (CAC) is quantified based on a computed tomography (CT) scan image. A calcified region is identified. Modified expectation maximization (MEM) of a statistical model for the calcified and background material is used to estimate the partial calcium content of the voxels. The algorithm limits the region over which MEM is performed. By using MEM, the statistical properties of the model are iteratively updated based on the calculated resultant calcium distribution from the previous iteration. The estimated statistical properties are used to generate a map of the partial calcium content in the calcified region. The volume of calcium in the calcified region is determined based on the map. The experimental results on a cardiac phantom, scanned 90 times using 15 different protocols, demonstrate that the proposed method is less sensitive to partial volume effect and noise, with average error of 9.5% (standard deviation (SD) of 5-7mm(3)) compared with 67% (SD of 3-20mm(3)) for conventional techniques. The high reproducibility of the proposed method for 35 patients, scanned twice using the same protocol at a minimum interval of 10 min, shows that the method provides 2-3 times lower interscan variation than conventional techniques.

Da Bisanzio alla Santa Russia : Nikodim Kondakov (1844-1925) e la nascita della storia dell'arte in Russia : con la traduzione del primo volume dell' "Ikonografija Bogomateri"

Da Bisanzio alla Santa Russia Résumé Ivan Foletti Le texte du premier volume de YIkonografija Bogomatri (Iconographie de la mère de Dieu), publié en 1914 à Saint Pétersbourg par Nikodim Kondakov et traduit dans le cadre de ce travail, soulève chez le lecteur contemporain de nombreuses questions quant au développement des études byzantines, entre la fin du XIXe et le début du XXe siècle. Il s'agit, avant tout, de comprendre les enjeux fondamentaux de la naissance de cette discipline, dans le cadre de l'Europe romantique et plus particulièrement de son acculturation à la réalité russe. En se concentrant sur le personnage de Nikodim Kondakov, considéré par ses contemporains comme le patriarche des études byzantines, ce travail propose d'articuler la réflexion autour de deux axes principaux. Il s'agit d'une part de la relation entre histoire de l'art et société : dans le contexte russe et plus largement dans celui de l'Europe, la recherche semble se développer en étroite relation avec les tendances politiques et sociales de ces années. C'est probablement la raison du choix pour Nikodim Kondakov de se dédier aux études de Byzance, dans les années où la Russie prépare sa guerre contre la Turquie (1877-1878), tandis que l'opinion publique est martelée avec un revival de l'ancienne idéologie de Moscou comme « troisième Rome » et héritière de Byzance. Un autre aspect significatif est la décision de ce même chercheur d'étudier les antiquités russes sous le règne de Alexandre III, le tzar « contre-réformateur », quand la Russie se replie sur elle même autour de trois mots d'ordre: Orthodoxie, autocratie, et nationalité. D'autre part, la réception de Kondakov en Occident, semble aussi dépendre de questions politiques. Son accueil très favorable en France et en Angleterre contraste avec une perception bien plus négative en Autriche et en Allemagne ; il s'agit là d'une position en étonnante harmonie avec les traités politiques - l'alliance franco-russe de 1891 et la triple entente de 1911 qui opposent les pays membres aux empires centraux. Le deuxième axe considéré est celui d'une analyse systématique de la naissance des études sur les images cultuelles russes, les icônes. Les pages dédiées à ce phénomène dans Γ Ikonograflja Bogomatri, mais également dans les autres ouvrages de Kondakov, posent clairement la question des raisons nationalistes et populistes de la redécouverte, autour de 1900, en Russie et en Europe de cette expression visuelle. Conclusion logique de la tradition historiographique du XIXe siècle - qui s'est préoccupé des icônes perçues comme documents historiques - cette nouvelle vague d'intérêt pose la question de l'icône commé"oeuvre d'art. C'est autour de ce débat, alimenté également par l'apparition des avant-gardes, que se situent les plus importants savants russes de ces années en opposant deux manières radicalement différentes de percevoir l'art : à l'approche positiviste s'oppose celle d'un renouveau d'Hegel. Ce débat sera brusquement interrompu par la révolution, suivie par les années staliniennes qui vont définitivement « discerner » laquelle des deux méthodes et approches est la « juste », en congelant de fait, pour des décennies, toute possibilité de discussion. Cette thèse souhaiterait donc ouvrir en Occident un débat pour l'instant marginal dans les études : celui de la naissance d'une histoire de l'art moderne en Russie, mais également de l'émergence d'une nouvelle Europe savante autour de 1900 où l'histoire de l'art byzantin s'affirme comme un domaine émergent.

Free-breathing inner-volume black-blood imaging of the human heart using two-dimensionally selective local excitation at 3 T.

Black-blood fast spin-echo imaging is a powerful technique for the evaluation of cardiac anatomy. To avoid fold-over artifacts, using a sufficiently large field of view in phase-encoding direction is mandatory. The related oversampling affects scanning time and respiratory chest motion artifacts are commonly observed. The excitation of a volume that exclusively includes the heart without its surrounding structures may help to improve scan efficiency and minimize motion artifacts. Therefore, and by building on previously reported inner-volume approach, the combination of a black-blood fast spin-echo sequence with a two-dimensionally selective radiofrequency pulse is proposed for selective "local excitation" small field of view imaging of the heart. This local excitation technique has been developed, implemented, and tested in phantoms and in vivo. With this method, small field of view imaging of a user-specified region in the human thorax is feasible, scanning becomes more time efficient, motion artifacts can be minimized, and additional flexibility in the choice of imaging parameters can be exploited.

Hybrid Multiscale Finite Volume method for two-phase flow in porous media

We present a novel hybrid (or multiphysics) algorithm, which couples pore-scale and Darcy descriptions of two-phase flow in porous media. The flow at the pore-scale is described by the Navier?Stokes equations, and the Volume of Fluid (VOF) method is used to model the evolution of the fluid?fluid interface. An extension of the Multiscale Finite Volume (MsFV) method is employed to construct the Darcy-scale problem. First, a set of local interpolators for pressure and velocity is constructed by solving the Navier?Stokes equations; then, a coarse mass-conservation problem is constructed by averaging the pore-scale velocity over the cells of a coarse grid, which act as control volumes; finally, a conservative pore-scale velocity field is reconstructed and used to advect the fluid?fluid interface. The method relies on the localization assumptions used to compute the interpolators (which are quite straightforward extensions of the standard MsFV) and on the postulate that the coarse-scale fluxes are proportional to the coarse-pressure differences. By numerical simulations of two-phase problems, we demonstrate that these assumptions provide hybrid solutions that are in good agreement with reference pore-scale solutions and are able to model the transition from stable to unstable flow regimes. Our hybrid method can naturally take advantage of several adaptive strategies and allows considering pore-scale fluxes only in some regions, while Darcy fluxes are used in the rest of the domain. Moreover, since the method relies on the assumption that the relationship between coarse-scale fluxes and pressure differences is local, it can be used as a numerical tool to investigate the limits of validity of Darcy's law and to understand the link between pore-scale quantities and their corresponding Darcy-scale variables.

Cost of Residential and Nursing Care - Volume 1

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Cost of Residential and Nursing Care - Volume 2

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