BEM modeling of saturated porous media susceptible to damage

This paper deals with the numerical analysis of saturated porous media, taking into account the damage phenomena on the solid skeleton. The porous media is taken into poro-elastic framework, in full-saturated condition, based on Biot's Theory. A scalar damage model is assumed for this analysis. An implicit boundary element method (BEM) formulation, based on time-independent fundamental solutions, is developed and implemented to couple the fluid flow and two-dimensional elastostatic problems. The integration over boundary elements is evaluated using a numerical Gauss procedure. A semi-analytical scheme for the case of triangular domain cells is followed to carry out the relevant domain integrals. The non-linear problem is solved by a Newton-Raphson procedure. Numerical examples are presented, in order to validate the implemented formulation and to illustrate its efficacy. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Complexity of inferences in polytree-shaped semi-qualitative probabilistic networks

Semi-qualitative probabilistic networks (SQPNs) merge two important graphical model formalisms: Bayesian networks and qualitative probabilistic networks. They provade a very Complexity of inferences in polytree-shaped semi-qualitative probabilistic networks and qualitative probabilistic networks. They provide a very general modeling framework by allowing the combination of numeric and qualitative assessments over a discrete domain, and can be compactly encoded by exploiting the same factorization of joint probability distributions that are behind the bayesian networks. This paper explores the computational complexity of semi-qualitative probabilistic networks, and takes the polytree-shaped networks as its main target. We show that the inference problem is coNP-Complete for binary polytrees with multiple observed nodes. We also show that interferences can be performed in time linear in the number of nodes if there is a single observed node. Because our proof is construtive, we obtain an efficient linear time algorithm for SQPNs under such assumptions. To the best of our knowledge, this is the first exact polynominal-time algorithm for SQPn. Together these results provide a clear picture of the inferential complexity in polytree-shaped SQPNs.

Modeling the cosmological co-evolution of supermassive black holes and galaxies

In this Thesis, we investigate the cosmological co-evolution of supermassive black holes (BHs), Active Galactic Nuclei (AGN) and their hosting dark matter (DM) halos and galaxies, within the standard CDM scenario. We analyze both analytic, semi-analytic and hybrid techniques and use the most recent observational data available to constrain the assumptions underlying our models. First, we focus on very simple analytic models where the assembly of BHs is directly related to the merger history of DM haloes. For this purpose, we implement the two original analytic models of Wyithe & Loeb 2002 and Wyithe & Loeb 2003, compare their predictions to the AGN luminosity function and clustering data, and discuss possible modifications to the models that improve the match to the observation. Then we study more sophisticated semi-analytic models in which however the baryonic physics is neglected as well. Finally we improve the hybrid simulation of De Lucia & Blaizot 2007, adding new semi-analytical prescriptions to describe the BH mass accretion rate during each merger event and its conversion into radiation, and compare the derived BH scaling relations, fundamental plane and mass function, and the AGN luminosity function with observations. All our results support the following scenario: • The cosmological co-evolution of BHs, AGN and galaxies can be well described within the CDM model. • At redshifts z & 1, the evolution history of DM halo fully determines the overall properties of the BH and AGN populations. The AGN emission is triggered mainly by DM halo major mergers and, on average, AGN shine at their Eddington luminosity. • At redshifts z . 1, BH growth decouples from halo growth. Galaxy major mergers cannot constitute the only trigger to accretion episodes in this phase. • When a static hot halo has formed around a galaxy, a fraction of the hot gas continuously accretes onto the central BH, causing a low-energy “radio” activity at the galactic centre, which prevents significant gas cooling and thus limiting the mass of the central galaxies and quenching the star formation at late time. • The cold gas fraction accreted by BHs at high redshifts seems to be larger than at low redshifts.

Do Academic and Private Entrepreneurs differ? An empirical analysis of the Micro-Foundation of Entrepreneurial Orientation

This Doctoral Thesis focuses on the study of individual behaviours as a result of organizational affiliation. The objective is to assess the Entrepreneurial Orientation of individuals proving the existence of a set of antecedents to that measure returning a structural model of its micro-foundation. Relying on the developed measurement model, I address the issue whether some Entrepreneurs experience different behaviours as a result of their academic affiliation, comparing a sample of ‘Academic Entrepreneurs’ to a control sample of ‘Private Entrepreneurs’ affiliated to a matched sample of Academic Spin-offs and Private Start-ups. Building on the Theory of the Planned Behaviour, proposed by Ajzen (1991), I present a model of causal antecedents of Entrepreneurial Orientation on constructs extensively used and validated, both from a theoretical and empirical perspective, in sociological and psychological studies. I focus my investigation on five major domains: (a) Situationally Specific Motivation, (b) Personal Traits and Characteristics, (c) Individual Skills, (d) Perception of the Business Environment and (e) Entrepreneurial Orientation Related Dimensions. I rely on a sample of 200 Entrepreneurs, affiliated to a matched sample of 72 Academic Spin-offs and Private Start-ups. Firms are matched by Industry, Year of Establishment and Localization and they are all located in the Emilia Romagna region, in northern Italy. I’ve gathered data by face to face interviews and used a Structural Equation Modeling technique (Lisrel 8.80, Joreskog, K., & Sorbom, D. 2006) to perform the empirical analysis. The results show that Entrepreneurial Orientation is a multi-dimensional micro-founded construct which can be better represented by a Second-Order Model. The t-tests on the latent means reveal that the Academic Entrepreneurs differ in terms of: Risk taking, Passion, Procedural and Organizational Skills, Perception of the Government, Context and University Supports. The Structural models also reveal that the main differences between the two groups lay in the predicting power of Technical Skills, Perceived Context Support and Perceived University Support in explaining the Entrepreneurial Orientation Related Dimensions.

Statistical Physics and Modeling of Human Mobility

In this thesis, we extend some ideas of statistical physics to describe the properties of human mobility. By using a database containing GPS measures of individual paths (position, velocity and covered space at a spatial scale of 2 Km or a time scale of 30 sec), which includes the 2% of the private vehicles in Italy, we succeed in determining some statistical empirical laws pointing out "universal" characteristics of human mobility. Developing simple stochastic models suggesting possible explanations of the empirical observations, we are able to indicate what are the key quantities and cognitive features that are ruling individuals' mobility. To understand the features of individual dynamics, we have studied different aspects of urban mobility from a physical point of view. We discuss the implications of the Benford's law emerging from the distribution of times elapsed between successive trips. We observe how the daily travel-time budget is related with many aspects of the urban environment, and describe how the daily mobility budget is then spent. We link the scaling properties of individual mobility networks to the inhomogeneous average durations of the activities that are performed, and those of the networks describing people's common use of space with the fractional dimension of the urban territory. We study entropy measures of individual mobility patterns, showing that they carry almost the same information of the related mobility networks, but are also influenced by a hierarchy among the activities performed. We discover that Wardrop's principles are violated as drivers have only incomplete information on traffic state and therefore rely on knowledge on the average travel-times. We propose an assimilation model to solve the intrinsic scattering of GPS data on the street network, permitting the real-time reconstruction of traffic state at a urban scale.

Modeling the spatial dynamics of economic models

The advances that have been characterizing spatial econometrics in recent years are mostly theoretical and have not found an extensive empirical application yet. In this work we aim at supplying a review of the main tools of spatial econometrics and to show an empirical application for one of the most recently introduced estimators. Despite the numerous alternatives that the econometric theory provides for the treatment of spatial (and spatiotemporal) data, empirical analyses are still limited by the lack of availability of the correspondent routines in statistical and econometric software. Spatiotemporal modeling represents one of the most recent developments in spatial econometric theory and the finite sample properties of the estimators that have been proposed are currently being tested in the literature. We provide a comparison between some estimators (a quasi-maximum likelihood, QML, estimator and some GMM-type estimators) for a fixed effects dynamic panel data model under certain conditions, by means of a Monte Carlo simulation analysis. We focus on different settings, which are characterized either by fully stable or quasi-unit root series. We also investigate the extent of the bias that is caused by a non-spatial estimation of a model when the data are characterized by different degrees of spatial dependence. Finally, we provide an empirical application of a QML estimator for a time-space dynamic model which includes a temporal, a spatial and a spatiotemporal lag of the dependent variable. This is done by choosing a relevant and prolific field of analysis, in which spatial econometrics has only found limited space so far, in order to explore the value-added of considering the spatial dimension of the data. In particular, we study the determinants of cropland value in Midwestern U.S.A. in the years 1971-2009, by taking the present value model (PVM) as the theoretical framework of analysis.

Quantifying and modeling financial market fluctuations

Die Entstehung eines Marktpreises für einen Vermögenswert kann als Superposition der einzelnen Aktionen der Marktteilnehmer aufgefasst werden, die damit kumulativ Angebot und Nachfrage erzeugen. Dies ist in der statistischen Physik mit der Entstehung makroskopischer Eigenschaften vergleichbar, die von mikroskopischen Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Systemkomponenten hervorgerufen werden. Die Verteilung der Preisänderungen an Finanzmärkten unterscheidet sich deutlich von einer Gaußverteilung. Dies führt zu empirischen Besonderheiten des Preisprozesses, zu denen neben dem Skalierungsverhalten nicht-triviale Korrelationsfunktionen und zeitlich gehäufte Volatilität zählen. In der vorliegenden Arbeit liegt der Fokus auf der Analyse von Finanzmarktzeitreihen und den darin enthaltenen Korrelationen. Es wird ein neues Verfahren zur Quantifizierung von Muster-basierten komplexen Korrelationen einer Zeitreihe entwickelt. Mit dieser Methodik werden signifikante Anzeichen dafür gefunden, dass sich typische Verhaltensmuster von Finanzmarktteilnehmern auf kurzen Zeitskalen manifestieren, dass also die Reaktion auf einen gegebenen Preisverlauf nicht rein zufällig ist, sondern vielmehr ähnliche Preisverläufe auch ähnliche Reaktionen hervorrufen. Ausgehend von der Untersuchung der komplexen Korrelationen in Finanzmarktzeitreihen wird die Frage behandelt, welche Eigenschaften sich beim Wechsel von einem positiven Trend zu einem negativen Trend verändern. Eine empirische Quantifizierung mittels Reskalierung liefert das Resultat, dass unabhängig von der betrachteten Zeitskala neue Preisextrema mit einem Anstieg des Transaktionsvolumens und einer Reduktion der Zeitintervalle zwischen Transaktionen einhergehen. Diese Abhängigkeiten weisen Charakteristika auf, die man auch in anderen komplexen Systemen in der Natur und speziell in physikalischen Systemen vorfindet. Über 9 Größenordnungen in der Zeit sind diese Eigenschaften auch unabhängig vom analysierten Markt - Trends, die nur für Sekunden bestehen, zeigen die gleiche Charakteristik wie Trends auf Zeitskalen von Monaten. Dies eröffnet die Möglichkeit, mehr über Finanzmarktblasen und deren Zusammenbrüche zu lernen, da Trends auf kleinen Zeitskalen viel häufiger auftreten. Zusätzlich wird eine Monte Carlo-basierte Simulation des Finanzmarktes analysiert und erweitert, um die empirischen Eigenschaften zu reproduzieren und Einblicke in deren Ursachen zu erhalten, die zum einen in der Finanzmarktmikrostruktur und andererseits in der Risikoaversion der Handelsteilnehmer zu suchen sind. Für die rechenzeitintensiven Verfahren kann mittels Parallelisierung auf einer Graphikkartenarchitektur eine deutliche Rechenzeitreduktion erreicht werden. Um das weite Spektrum an Einsatzbereichen von Graphikkarten zu aufzuzeigen, wird auch ein Standardmodell der statistischen Physik - das Ising-Modell - auf die Graphikkarte mit signifikanten Laufzeitvorteilen portiert. Teilresultate der Arbeit sind publiziert in [PGPS07, PPS08, Pre11, PVPS09b, PVPS09a, PS09, PS10a, SBF+10, BVP10, Pre10, PS10b, PSS10, SBF+11, PB10].

Modeling and simulations of nanoparticles in liquid crystalline systems

The aim of this work is to investigate, using extensive Monte Carlo computer simulations, composite materials consisting of liquid crystals doped with nanoparticles. These systems are currently of great interest as they offer the possibility of tuning the properties of liquid crystals used in displays and other devices as well as providing a way of obtaining regularly organized systems of nanoparticles exploiting the molecular organization of the liquid crystal medium. Surprisingly enough, there is however a lack of fundamental knowledge on the properties and phase behavior of these hybrid materials, making the route to their application an essentially empirical one. Here we wish to contribute to the much needed rationalization of these systems studying some basic effects induced by different nanoparticles on a liquid crystal host. We investigate in particular the effects of nanoparticle shape, size and polarity as well as of their affinity to the liquid crystal solvent on the stability of the system, monitoring phase transitions, order and molecular organizations. To do this we have proposed a coarse grained approach where nanoparticles are modelled as a suitably shaped (spherical, rod and disk like) collection of spherical Lennard-Jones beads, while the mesogens are represented with Gay-Berne particles. We find that the addition of apolar nanoparticles of different shape typically lowers the nematic–isotropic transition of a non-polar nematic, with the destabilization being greater for spherical nanoparticles. For polar mesogens we have studied the effect of solvent affinity of the nanoparticles showing that aggregation takes places for low solvation values. Interestingly, if the nanoparticles are polar the aggregates contribute to stabilizing the system, compensating the shape effect. We thus find the overall effects on stability to be a delicate balance of often contrasting contributions pointing to the relevance of simulations studies for understanding these complex systems.

Kinetic modeling and experiments on gas uptake and chemical transformation of organic aerosol in the atmosphere

Aerosolpartikel beeinflussen das Klima durch Streuung und Absorption von Strahlung sowie als Nukleations-Kerne für Wolkentröpfchen und Eiskristalle. Darüber hinaus haben Aerosole einen starken Einfluss auf die Luftverschmutzung und die öffentliche Gesundheit. Gas-Partikel-Wechselwirkunge sind wichtige Prozesse, weil sie die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aerosolen wie Toxizität, Reaktivität, Hygroskopizität und optische Eigenschaften beeinflussen. Durch einen Mangel an experimentellen Daten und universellen Modellformalismen sind jedoch die Mechanismen und die Kinetik der Gasaufnahme und der chemischen Transformation organischer Aerosolpartikel unzureichend erfasst. Sowohl die chemische Transformation als auch die negativen gesundheitlichen Auswirkungen von toxischen und allergenen Aerosolpartikeln, wie Ruß, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Proteine, sind bislang nicht gut verstanden.rn Kinetische Fluss-Modelle für Aerosoloberflächen- und Partikelbulk-Chemie wurden auf Basis des Pöschl-Rudich-Ammann-Formalismus für Gas-Partikel-Wechselwirkungen entwickelt. Zunächst wurde das kinetische Doppelschicht-Oberflächenmodell K2-SURF entwickelt, welches den Abbau von PAK auf Aerosolpartikeln in Gegenwart von Ozon, Stickstoffdioxid, Wasserdampf, Hydroxyl- und Nitrat-Radikalen beschreibt. Kompetitive Adsorption und chemische Transformation der Oberfläche führen zu einer stark nicht-linearen Abhängigkeit der Ozon-Aufnahme bezüglich Gaszusammensetzung. Unter atmosphärischen Bedingungen reicht die chemische Lebensdauer von PAK von wenigen Minuten auf Ruß, über mehrere Stunden auf organischen und anorganischen Feststoffen bis hin zu Tagen auf flüssigen Partikeln. rn Anschließend wurde das kinetische Mehrschichtenmodell KM-SUB entwickelt um die chemische Transformation organischer Aerosolpartikel zu beschreiben. KM-SUB ist in der Lage, Transportprozesse und chemische Reaktionen an der Oberfläche und im Bulk von Aerosol-partikeln explizit aufzulösen. Es erforder im Gegensatz zu früheren Modellen keine vereinfachenden Annahmen über stationäre Zustände und radiale Durchmischung. In Kombination mit Literaturdaten und neuen experimentellen Ergebnissen wurde KM-SUB eingesetzt, um die Effekte von Grenzflächen- und Bulk-Transportprozessen auf die Ozonolyse und Nitrierung von Protein-Makromolekülen, Ölsäure, und verwandten organischen Ver¬bin-dungen aufzuklären. Die in dieser Studie entwickelten kinetischen Modelle sollen als Basis für die Entwicklung eines detaillierten Mechanismus für Aerosolchemie dienen sowie für das Herleiten von vereinfachten, jedoch realistischen Parametrisierungen für großskalige globale Atmosphären- und Klima-Modelle. rn Die in dieser Studie durchgeführten Experimente und Modellrechnungen liefern Beweise für die Bildung langlebiger reaktiver Sauerstoff-Intermediate (ROI) in der heterogenen Reaktion von Ozon mit Aerosolpartikeln. Die chemische Lebensdauer dieser Zwischenformen beträgt mehr als 100 s, deutlich länger als die Oberflächen-Verweilzeit von molekularem O3 (~10-9 s). Die ROIs erklären scheinbare Diskrepanzen zwischen früheren quantenmechanischen Berechnungen und kinetischen Experimenten. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der chemischen Transformation sowie in den negativen Gesundheitseffekten von toxischen und allergenen Feinstaubkomponenten, wie Ruß, PAK und Proteine. ROIs sind vermutlich auch an der Zersetzung von Ozon auf mineralischem Staub und an der Bildung sowie am Wachstum von sekundären organischen Aerosolen beteiligt. Darüber hinaus bilden ROIs eine Verbindung zwischen atmosphärischen und biosphärischen Mehrphasenprozessen (chemische und biologische Alterung).rn Organische Verbindungen können als amorpher Feststoff oder in einem halbfesten Zustand vorliegen, der die Geschwindigkeit von heterogenen Reaktionenen und Mehrphasenprozessen in Aerosolen beeinflusst. Strömungsrohr-Experimente zeigen, dass die Ozonaufnahme und die oxidative Alterung von amorphen Proteinen durch Bulk-Diffusion kinetisch limitiert sind. Die reaktive Gasaufnahme zeigt eine deutliche Zunahme mit zunehmender Luftfeuchte, was durch eine Verringerung der Viskosität zu erklären ist, bedingt durch einen Phasenübergang der amorphen organischen Matrix von einem glasartigen zu einem halbfesten Zustand (feuchtigkeitsinduzierter Phasenübergang). Die chemische Lebensdauer reaktiver Verbindungen in organischen Partikeln kann von Sekunden bis zu Tagen ansteigen, da die Diffusionsrate in der halbfesten Phase bei niedriger Temperatur oder geringer Luftfeuchte um Größenordnungen absinken kann. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen wie halbfeste Phasen die Auswirkung organischeer Aerosole auf Luftqualität, Gesundheit und Klima beeinflussen können. rn

Imaging and modeling of pore scale processes in porous media using X-ray computed tomography and lattice Boltzmann solver

In der Erdöl– und Gasindustrie sind bildgebende Verfahren und Simulationen auf der Porenskala im Begriff Routineanwendungen zu werden. Ihr weiteres Potential lässt sich im Umweltbereich anwenden, wie z.B. für den Transport und Verbleib von Schadstoffen im Untergrund, die Speicherung von Kohlendioxid und dem natürlichen Abbau von Schadstoffen in Böden. Mit der Röntgen-Computertomografie (XCT) steht ein zerstörungsfreies 3D bildgebendes Verfahren zur Verfügung, das auch häufig für die Untersuchung der internen Struktur geologischer Proben herangezogen wird. Das erste Ziel dieser Dissertation war die Implementierung einer Bildverarbeitungstechnik, die die Strahlenaufhärtung der Röntgen-Computertomografie beseitigt und den Segmentierungsprozess dessen Daten vereinfacht. Das zweite Ziel dieser Arbeit untersuchte die kombinierten Effekte von Porenraumcharakteristika, Porentortuosität, sowie die Strömungssimulation und Transportmodellierung in Porenräumen mit der Gitter-Boltzmann-Methode. In einer zylindrischen geologischen Probe war die Position jeder Phase auf Grundlage der Beobachtung durch das Vorhandensein der Strahlenaufhärtung in den rekonstruierten Bildern, das eine radiale Funktion vom Probenrand zum Zentrum darstellt, extrahierbar und die unterschiedlichen Phasen ließen sich automatisch segmentieren. Weiterhin wurden Strahlungsaufhärtungeffekte von beliebig geformten Objekten durch einen Oberflächenanpassungsalgorithmus korrigiert. Die Methode der „least square support vector machine” (LSSVM) ist durch einen modularen Aufbau charakterisiert und ist sehr gut für die Erkennung und Klassifizierung von Mustern geeignet. Aus diesem Grund wurde die Methode der LSSVM als pixelbasierte Klassifikationsmethode implementiert. Dieser Algorithmus ist in der Lage komplexe geologische Proben korrekt zu klassifizieren, benötigt für den Fall aber längere Rechenzeiten, so dass mehrdimensionale Trainingsdatensätze verwendet werden müssen. Die Dynamik von den unmischbaren Phasen Luft und Wasser wird durch eine Kombination von Porenmorphologie und Gitter Boltzmann Methode für Drainage und Imbibition Prozessen in 3D Datensätzen von Böden, die durch synchrotron-basierte XCT gewonnen wurden, untersucht. Obwohl die Porenmorphologie eine einfache Methode ist Kugeln in den verfügbaren Porenraum einzupassen, kann sie dennoch die komplexe kapillare Hysterese als eine Funktion der Wassersättigung erklären. Eine Hysterese ist für den Kapillardruck und die hydraulische Leitfähigkeit beobachtet worden, welche durch die hauptsächlich verbundenen Porennetzwerke und der verfügbaren Porenraumgrößenverteilung verursacht sind. Die hydraulische Konduktivität ist eine Funktion des Wassersättigungslevels und wird mit einer makroskopischen Berechnung empirischer Modelle verglichen. Die Daten stimmen vor allem für hohe Wassersättigungen gut überein. Um die Gegenwart von Krankheitserregern im Grundwasser und Abwässern vorhersagen zu können, wurde in einem Bodenaggregat der Einfluss von Korngröße, Porengeometrie und Fluidflussgeschwindigkeit z.B. mit dem Mikroorganismus Escherichia coli studiert. Die asymmetrischen und langschweifigen Durchbruchskurven, besonders bei höheren Wassersättigungen, wurden durch dispersiven Transport aufgrund des verbundenen Porennetzwerks und durch die Heterogenität des Strömungsfeldes verursacht. Es wurde beobachtet, dass die biokolloidale Verweilzeit eine Funktion des Druckgradienten als auch der Kolloidgröße ist. Unsere Modellierungsergebnisse stimmen sehr gut mit den bereits veröffentlichten Daten überein.

Design of a semi-implantable hearing device for direct acoustic cochlear stimulation

A new hearing therapy based on direct acoustic cochlear stimulation was developed for the treatment of severe to profound mixed hearing loss. The device efficacy was validated in an initial clinical trial with four patients. This semi-implantable investigational device consists of an externally worn audio processor, a percutaneous connector, and an implantable microactuator. The actuator is placed in the mastoid bone, right behind the external auditory canal. It generates vibrations that are directly coupled to the inner ear fluids and that, therefore, bypass the external and the middle ear. The system is able to provide an equivalent sound pressure level of 125 dB over the frequency range between 125 and 8000 Hz. The hermetically sealed actuator is designed to provide maximal output power by keeping its dimensions small enough to enable implantation. A network model is used to simulate the dynamic characteristics of the actuator to adjust its transfer function to the characteristics of the middle ear. The geometry of the different actuator components is optimized using finite-element modeling.

Analysis and Prediction of Transient Opacity Spikes Using Dimensional Modeling

Dimensional modeling, GT-Power in particular, has been used for two related purposes-to quantify and understand the inaccuracies of transient engine flow estimates that cause transient smoke spikes and to improve empirical models of opacity or particulate matter used for engine calibration. It has been proposed by dimensional modeling that exhaust gas recirculation flow rate was significantly underestimated and volumetric efficiency was overestimated by the electronic control module during the turbocharger lag period of an electronically controlled heavy duty diesel engine. Factoring in cylinder-to-cylinder variation, it has been shown that the electronic control module estimated fuel-Oxygen ratio was lower than actual by up to 35% during the turbocharger lag period but within 2% of actual elsewhere, thus hindering fuel-Oxygen ratio limit-based smoke control. The dimensional modeling of transient flow was enabled with a new method of simulating transient data in which the manifold pressures and exhaust gas recirculation system flow resistance, characterized as a function of exhaust gas recirculation valve position at each measured transient data point, were replicated by quasi-static or transient simulation to predict engine flows. Dimensional modeling was also used to transform the engine operating parameter model input space to a more fundamental lower dimensional space so that a nearest neighbor approach could be used to predict smoke emissions. This new approach, intended for engine calibration and control modeling, was termed the "nonparametric reduced dimensionality" approach. It was used to predict federal test procedure cumulative particulate matter within 7% of measured value, based solely on steady-state training data. Very little correlation between the model inputs in the transformed space was observed as compared to the engine operating parameter space. This more uniform, smaller, shrunken model input space might explain how the nonparametric reduced dimensionality approach model could successfully predict federal test procedure emissions when roughly 40% of all transient points were classified as outliers as per the steady-state training data.

CP-MLR Directed QSAR Studies on the Antimycobacterial Activity of Functionalised Alkenols - Topological Descriptors in Modeling the Activity

The antimycobacterial activity of nitro/ acetamido alkenol derivatives and chloro/ amino alkenol derivatives has been analyzed through combinatorial protocol in multiple linear regression (CP-MLR) using different topological descriptors obtained from Dragon software. Among the topological descriptor classes considered in the study, the activity is correlated with simple topological descriptors (TOPO) and more complex 2D autocorrelation descriptors (2DAUTO). In model building the descriptors from other classes, that is, empirical, constitutional, molecular walk counts, modified Burden eigenvalues and Galvez topological charge indices have made secondary contribution in association with TOPO and / or 2DAUTO classes. The structure-activity correlations obtained with the TOPO descriptors suggest that less branched and saturated structural templates would be better for the activity. For both the series of compounds, in 2DAUTO the activity has been correlated to the descriptors having mass, volume and/ or polarizability as weighting component. In these two series of compounds, however, the regression coefficients of the descriptors have opposite arithmetic signs with respect to one another. Outwardly these two series of compounds appear very similar. But in terms of activity they belong to different segments of descriptor-activity profiles. This difference in the activity of these two series of compounds may be mainly due to the spacing difference between the C1 (also C6) substituents and rest of the functional groups in them.

Near-infrared digital photography to estimate snow correlation length for microwave emission modeling

The study is based on experimental work conducted in alpine snow. We made microwave radiometric and near-infrared reflectance measurements of snow slabs under different experimental conditions. We used an empirical relation to link near-infrared reflectance of snow to the specific surface area (SSA), and converted the SSA into the correlation length. From the measurements of snow radiances at 21 and 35 GHz , we derived the microwave scattering coefficient by inverting two coupled radiative transfer models (the sandwich and six-flux model). The correlation lengths found are in the same range as those determined in the literature using cold laboratory work. The technique shows great potential in the determination of the snow correlation length under field conditions.

Relations between the attentional blink and aspects of psychometric intelligence: A fixed-links modeling approach

The attentional blink phenomenon (AB) represents impaired identification of the second of two targets presented in rapid succession within a stream of stimuli. Despite the well-known association between attentional processes and psychometric intelligence (PI), evidence for a relationship between AB and PI is highly inconsistent. Theory and empirical findings suggest AB to be multifaceted. Hence, relations between AB and PI may be blurred when AB is measured as a single process. Furthermore, different aspects of PI might be differentially related to AB. The present study explored the relationship between processes underlying AB and general PI as well as specific aspects of PI (Reasoning, Speed, Memory, and Creativity) in 201 female students. Fixed-links modeling revealed three processes underlying AB: (1) a U-shaped process positively related to Speed and negatively related to Memory but unrelated to Reasoning, Creativity, and general PI, (2) an increasing process positively related to Reasoning, Speed, Memory, and general PI but not to Creativity, and (3) a decreasing process positively related to general PI and Memory but not to other aspects of PI. Our findings demonstrate that dissociating processes underlying AB and considering specific aspects of PI is required to understand the relationship between AB and PI.