Resonances in a trapped 3D Bose-Einstein condensate under periodically varying atomic scattering length

Nonlinear oscillations of a 3D radial symmetric Bose-Einstein condensate under periodic variation in time of the atomic scattering length have been studied. The time-dependent variational approach is used for the analysis of the characteristics of nonlinear resonances in the oscillations of the condensate. The bistability in oscillations of the BEC width is investigated. The dependence of the BEC collapse threshold on the drive amplitude and parameters of the condensate and trap is found. Predictions of the theory are confirmed by numerical simulations of the full Gross-Pitaevskii equation.

A semigroups theory approach to a model of suspension bridges

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Um modelo matemático de suspensão de pontes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de sistemas lineares por parte com três zonas e aplicação na análise de um circuito elétrico envolvendo um memristor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Oscilações não-lineares em condensados de Bose-Einstein

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Quantum exchange interaction of spherically symmetric plasmoids

We study nano-sized spherically symmetric plasma structures which are radial nonlinear oscillations of electrons in plasma. The effective interaction of these plasmoids via quantum exchange forces between ions is described. We calculate the energy of this interaction for the case of a dense plasma. The conditions when the exchange interaction is attractive are examined and it is shown that separate plasmoids can form a single object. The application of our results to the theoretical description of stable atmospheric plasma structures is considered. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Atenuação de vibrações em pás de helicópteros utilizando circuito piezelétrico semi-passivo

O uso de materiais inteligentes em problemas de controle de vibração tem sido investigado em diversas pesquisas ao longo dos últimos anos. Apesar de que diferentes materiais inteligentes estão disponíveis, o piezelétrico tem recebido grande atenção devido à facilidade de uso como sensores, atuadores, ou ambos simultaneamente. As principais técnicas de controle usando materiais piezoelétricos são os ativos e passivos. Circuitos piezelétricos passivos são ajustados para uma frequência específica e, portanto, a largura de banda efetiva é pequena. Embora os sistemas ativos possam apresentar um bom desempenho no controle de vibração, a quantidade de energia externa e hardware adicionado são questões importantes. As técnicas SSD (Synchronized Switch Damping) foram desenvolvidas como uma alternativa aos controladores passivos e controladores ativos de vibração. Elas podem ser técnicas semi-ativas ou semi-passivas que introduzem um tratamento não linear na tensão elétrica proveniente do material piezelétrico e induz um aumento na conversão de energia mecânica para energia elétrica e, consequentemente, um aumento no efeito de amortecimento. Neste trabalho, o controle piezoelétrico semi-passivo de uma pá piezelétrica engastada é apresentado e comparado com outros controladores. O modelo não linear electromecânico de uma pá com piezocerâmicas incorporados é determinado com base no método variacional-assintótico (VAM). O sistema rotativo acoplado não linear é resolvido no domínio do tempo, utilizando um método de integração alfa-generalizado afim de garantir a estabilidade numérica. As simulações são realizadas para uma vasta gama de velocidades de rotação. Em primeiro lugar, um conjunto de resistências (variando desde a condição de curto-circuito para a condição de circuito aberto) é considerada. O efeito da resistência ótima (que resulta em máximo amortecimento) sobre o comportamento do sistema é investigado para o aumento da velocidade de rotação. Mais tarde, a técnica SSDS é utilizada para amortecer as oscilações da pá com o aumento da velocidade de rotação. Os resultados mostram que a técnica SSDS pode ser um método útil para o controle de vibrações de vigas rotativas não lineares, tais como pás de helicóptero.

Travelling waves in a complex Ginzburg-Landau equation with time-delay feedback

One of the simplest ways to create nonlinear oscillations is the Hopf bifurcation. The spatiotemporal dynamics observed in an extended medium with diffusion (e.g., a chemical reaction) undergoing this bifurcation is governed by the complex Ginzburg-Landau equation, one of the best-studied generic models for pattern formation, where besides uniform oscillations, spiral waves, coherent structures and turbulence are found. The presence of time delay terms in this equation changes the pattern formation scenario, and different kind of travelling waves have been reported. In particular, we study the complex Ginzburg-Landau equation that contains local and global time-delay feedback terms. We focus our attention on plane wave solutions in this model. The first novel result is the derivation of the plane wave solution in the presence of time-delay feedback with global and local contributions. The second and more important result of this study consists of a linear stability analysis of plane waves in that model. Evaluation of the eigenvalue equation does not show stabilisation of plane waves for the parameters studied. We discuss these results and compare to results of other models.

Nonlinear dynamics of eucaryotic pyruvate dehydrogenase multienzyme complex: Decarboxylation rate, oscillations, and multiplicity

Pyruvate conversion to acetyl-CoA by the pyruvate dehydrogenase (PDH) multienzyme complex is known as a key node in affecting the metabolic fluxes of animal cell culture. However, its possible role in causing possible nonlinear dynamic behavior such as oscillations and multiplicity of animal cells has received little attention. In this work, the kinetic and dynamic behavior of PDH of eucaryotic cells has been analyzed by using both in vitro and simplified in vivo models. With the in vitro model the overall reaction rate (v(1)) of PDH is shown to be a nonlinear function of pyruvate concentration, leading to oscillations under certain conditions. All enzyme components affect v, and the nonlinearity of PDH significantly, the protein X and the core enzyme dihydrolipoamide acyltransferase (E2) being mostly predominant. By considering the synthesis rates of pyruvate and PDH components the in vitro model is expanded to emulate in vivo conditions. Analysis using the in vivo model reveals another interesting kinetic feature of the PDH system, namely, multiple steady states. Depending on the pyruvate and enzyme levels or the operation mode, either a steady state with high pyruvate decarboxylation rate or a steady state with significantly lower decarboxylation rate can be achieved under otherwise identical conditions. In general, the more efficient steady state is associated with a lower pyruvate concentration. A possible time delay in the substrate supply and enzyme synthesis can also affect the steady state to be achieved and lead's to oscillations under certain conditions. Overall, the predictions of multiplicity for the PDH system agree qualitatively well with recent experimental observations in animal cell cultures. The model analysis gives some hints for improving pyruavte metabolism in animal cell culture.