Waves in branched hydraulic pipes

The paper deals with the classical problem of axi-symmetric transmission of low amplitude waves through a circular pipe containing a viscous liquid. Exact governing equations are identified and solved, the radial as well as the axial component of the velocity being considered. Attention is drawn to certain fallacies underlying the conventional approach. The parameters required in the formulation of the transfer matrix for a pipe have been evaluated. In order to evaluate the response at the terminal point of a branched system for a sinusoidal input at one of the ends, a general algorithm has been developed.

Humanum : Hans Küngin maailmaneetos-projektin eettiset perusteet

Tutkimuksen tehtävänä on analysoida pitkän linjan katolisen ekumeenikon Hans Küngin uusinta uskontoteologista projektia. Sen perusajatuksen voi tiivistää seuraavasti: Uskonnoille on saatava yhteinen perusetiikka globaalin rauhan tavoittamiseksi. Lähdemateriaali koostuu Küngin 1980-luvulla alkaneen uskontoteologisen kauden tuotannosta. Tutkimusmetodina käytetään argumentatiivisesti painottunutta systemaattista analyysiä. Tarkoituksena on analysoida ja punnita premissejä, joilla Küng perustelee maailmaneetos-projektin tarpeellisuuden. Kolme käsitettä nousevat esiin: uskonto, maailmanrauha ja moraali. Nämä argumentit muodostavat samalla kontekstin, jossa Küngin teologiset perusprinsiipit tulevat esille. Küng käyttää sekä pragmatistista että filosofis-teologista metodia maailmaneetos-projektin perustelemisessa. Argumentatiivisen luonteensa vuoksi tutkielman ominaispiirre on keskustelevuus. Keskustelevuuteen liittyen tutkielmassa painottuu kriittinen näkökulma. Kokonaisanalyysissä hyödynnetään laajalti maailmaneetos-projektiin liittyvää kirjallisuutta ja varteenotettavia puheenvuoroja. Alussa esitellään Uskontojen maailmanparlamentin maailmaneetoksen julistus. Tämän asiakirjaan kohdistuvat kommenttipuheenvuorot muodostavat kontekstin, jonka piirissä Küngin projektiin liittyvää keskustelua usein käydään. Luvussa 2 käsitellään maailmaneetos-projektin ensimmäistä argumenttia, joka voidaan tiivistää seuraavasti: uskonto on välttämätön moraalin lähtökohta. Küngin pragmatistinen argumentti uskonnon puolesta on se, että uskonnot ovat käytännössä osoittautuneet parhaiksi moraalin vaalijoiksi. Küngin filosofis-teologinen argumentti puolestaan muodostuu väitteestä, että uskonto on myös teoreettisessa tarkastelussa ainoa kestävä vaihtoehto moraalin perustelemiselle. Küng perustaa jälkimmäisen argumentaationsa Kant-kritiikkiin. Kantin moraaliteorian tarkempi analyysi kuitenkin paljastaa, että maailmaneetos-projektin teologinen ansatsi on pikemminkin Kantin autonomiakäsitykselle analoginen. Luvussa 3 käsitellään toista argumenttia, joka kuvastuu olettamuksessa: maailmaneetos-projektin varsinainen päämäärä on maailmanrauha. Tällainen piirre viittaa reaalipolitiikkaan globaalissa mittakaavassa. Niistä muodostuu maailmaneetos-projektin pragmatistinen metodi tämän argumentin kohdalla. Maailmanrauha-argumenttia voidaan kuitenkin kritisoida sekä pragmatistiselta että filosofis-teologiselta kannalta. Tästä johtuen Küng itsekin viime kädessä hylkää pragmatismin ja nojaa filosofis-teologiseen argumentaatioon. Sen mukaan maailmanrauha ei voi olla ylin päämäärä, vaan moraali. Luvussa 4 moraalin keskeisyys maailmaneetos-projektissa tulee eksplisiittisesti ilmi. Vaikka Küng kritisoi pragmatistisen argumentaation turvin perinteisiä uskontoteologisia positioita epärealistismista,hän kuitenkin itse esittää filosofis-teologisen mallin totuuskriteeriksi kaikille uskonnoille. Tämän kriteerin eettinen osa on olennaisin ja Küng kutsuu sitä nimellä humanum. Tarkemmassa analyysissa humanum osoittautuu peruskantilaiseksi moraaliksi. Humanum on maailmaneetos-projektia strukturoiva filosofis-teologinen keskipiste. Tästä johtuen maailmaneetos-projekti altistuu kuitenkin uskontorealistiselle kritiikille: sen voidaan nähdä ajavan valistukseen perustuvaa klassista moraali-imperialismia vastoin uskontojen omaa itseymmärrystä. Tämä onkin projektin suurin ongelmakohta ainakin eettiseltä kannalta. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että uskonnon rooli on maailmaneetos-projektissä korkeintaan moraalin käytännöllisenä motivaattorina. Maailmanrauha on sinänsä hyvä päämäärä, mutta vain siksi ja sikäli kuin se on sopusoinnussa Küngin humanistisen moraali-ihanteen kanssa. Küngin argumentaatio on pragmatistista ja hän vetoaa maailmaneetos-projektin argumentoinnissaan realismiin sekä poliittisella että uskontoteologisella tasolla. Tosiasiassa maailmaneetos-projektin voidaan nähdä perustuvan pragmatismin kanssa ristiriidassa oleviin ja siten myös epärealistisiin piilotavoitteisiin uskontojen moraalin länsimaistamisesta. Avainsanat: Globaali etiikka, uskontoteologia, teologinen etiikka, globalisaatio, rauha, Kant, pragmatismi

Determination of optimal trajectory under design constraints for a satellite launch vehicle

An optimal pitch steering programme of a solid-fuel satellite launch vehicle to maximize either (1) the injection velocity at a given altitude, or (2) the size of circular orbit, for a given payload is presented. The two-dimensional model includes the rotation of atmosphere with the Earth, the vehicle's lift and drag, variation of thrust with time and altitude, inverse-square gravitational field, and the specified initial vertical take-off. The inequality constraints on the aerodynamic load, control force, and turning rates are also imposed. Using the properties of the central force motion the terminal constraint conditions at coast apogee are transferred to the penultimate stage burnout. Such a transformation converts a time-free problem into a time-fixed one, reduces the number of terminal constraints, improves accuracy, besides demanding less computer memory and time. The adjoint equations are developed in a compact matrix form. The problem is solved on an IBM 360/44 computer using a steepest ascent algorithm. An illustrative analysis of a typical launch vehicle establishes the speed of convergence, and accuracy and applicability of the algorithm.

Kantin käsitys ystävyydestä ja rakkaudesta

Tässä tutkielmassa tarkastellaan Immanuel Kantin käsitystä ideaalista ystävyydestä. Tarkoituksena oli ratkaista sen olemassa olo rakkauden vastavuoroisuuden perusteella. Ystävyys on ollut antiikista lähtien filosofialle merkittävä ongelma. Immanuel Kant käsittelee ystävyyttä kahdessa teoksessaan The Metaphysics of Morals ja Lectures on Ethics. Kantin ystävyyskäsitys sisältää neljä erilaista ystävyyden lajia. Ne ovat tarveystävyys, esteettinen ystävyys, intiimiystävyys ja ideaali ystävyys. Tarveystävyys perustuu hyödyn tavoittelulle. Esteettisellä ystävyydellä tarkoitetaan nautintoja hakevaa ystävyyttä. Intiimiystävyys on luonteen ystävyyttä. Ideaali ystävyys on Kantin käsitys täydellisestä ystävyydestä. Ideaalissa ystävyydessä niin kuin intiimiystävyydessä tärkeintä on keskusteleminen. Rakkauden tasapainon selvittämiseksi tutustuttiin Kantin käsityksiin rakkaudesta. Rakkauden lajeja Kantilta esittelin viisi. Niiden lisäksi onnellisuus oli tunne, joka vaikutti ystävyyden muodostumiseen. Rakkauden lajeja ovat itserakkaus, eros, agape, philia ja amor benevolentiae. Itserakkaus on itsensä rakastamista. Eros on intohimoa korostava rakkauden laji. Se kuuluu avioliittoon, ei ystävyyteen. Agape tunnetaan lähimmäisenrakkautena. Philia eroaa agapesta siten, että se on kiinnostunut joistain rakastettavista piirteistä toisessa yksilössä. Amor benevolentiae on hyväntahtoisuuden osoittamista. Rakkaus, joka ystävien välillä ilmeni vastavuoroisena, vahvistui lajiltaan philiaksi. Vastavuoroisuus ystävien kesken vaatii ajan ja paikan. Vastavuoroisuutta vaikeuttaa epävarmuus siitä. Vastavuoroisuudesta on saatava runsaasti todisteita. Todisteita saadaan tavoilla, jotka ystävät ymmärtävät. Ymmärtäminen edellyttää yhteisiä viestintäkeinoja. Kun tarpeeksi toisiinsa luottavat ystävät keskustelevat keskenään, he myös muovaavat toistensa persoonia. Silloin he tekevät toisistaan rakastettavampia. Tutkimukseni perusteella ideaali ystävyys on mahdollinen. Vastavuoroisuus rakkaudessa onnistuu, jos ystävät muokkaavat toisiaan. Ideaali ystävyys on molemminpuolisen kehittymisen tulos, jolloin ystävät tekevät toisistaan itsensä kaltaisia ja pystyvät rakastamaan toista kuin itseään.

Lessons from the Sparse Sensor Network Deployment in Rural India

We discuss the key issues in the deployment of sparse sensor networks. The network monitors several environment parameters and is deployed in a semi-arid region for the benefit of small and marginal farmers. We begin by discussing the problems of an existing unreliable 1 sq km sparse network deployed in a village. The proposed solutions are implemented in a new cluster. The new cluster is a reliable 5 sq km network. Our contributions are two fold. Firstly, we describe a. novel methodology to deploy a sparse reliable data gathering sensor network and evaluate the ``safe distance'' or ``reliable'' distance between nodes using propagation models. Secondly, we address the problem of transporting data from rural aggregation servers to urban data centres. This paper tracks our steps in deploying a sensor network in a village,in India, trying to provide better diagnosis for better crop management. Keywords - Rural, Agriculture, CTRS, Sparse.

Parametrized tests of post-Newtonian theory using Advanced LIGO and Einstein Telescope

General relativity has very specific predictions for the gravitational waveforms from inspiralling compact binaries obtained using the post-Newtonian (PN) approximation. We investigate the extent to which the measurement of the PN coefficients, possible with the second generation gravitational-wave detectors such as the Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) and the third generation gravitational-wave detectors such as the Einstein Telescope (ET), could be used to test post-Newtonian theory and to put bounds on a subclass of parametrized-post-Einstein theories which differ from general relativity in a parametrized sense. We demonstrate this possibility by employing the best inspiralling waveform model for nonspinning compact binaries which is 3.5PN accurate in phase and 3PN in amplitude. Within the class of theories considered, Advanced LIGO can test the theory at 1.5PN and thus the leading tail term. Future observations of stellar mass black hole binaries by ET can test the consistency between the various PN coefficients in the gravitational-wave phasing over the mass range of 11-44M(circle dot). The choice of the lower frequency cutoff is important for testing post-Newtonian theory using the ET. The bias in the test arising from the assumption of nonspinning binaries is indicated.

Kantin käsitys ystävyydestä ja rakkaudesta

Tässä tutkielmassa tarkastellaan Immanuel Kantin käsitystä ideaalista ystävyydestä. Tarkoituksena oli ratkaista sen olemassa olo rakkauden vastavuoroisuuden perusteella. Ystävyys on ollut antiikista lähtien filosofialle merkittävä ongelma. Immanuel Kant käsittelee ystävyyttä kahdessa teoksessaan The Metaphysics of Morals ja Lectures on Ethics. Kantin ystävyyskäsitys sisältää neljä erilaista ystävyyden lajia. Ne ovat tarveystävyys, esteettinen ystävyys, intiimiystävyys ja ideaali ystävyys. Tarveystävyys perustuu hyödyn tavoittelulle. Esteettisellä ystävyydellä tarkoitetaan nautintoja hakevaa ystävyyttä. Intiimiystävyys on luonteen ystävyyttä. Ideaali ystävyys on Kantin käsitys täydellisestä ystävyydestä. Ideaalissa ystävyydessä niin kuin intiimiystävyydessä tärkeintä on keskusteleminen. Rakkauden tasapainon selvittämiseksi tutustuttiin Kantin käsityksiin rakkaudesta. Rakkauden lajeja Kantilta esittelin viisi. Niiden lisäksi onnellisuus oli tunne, joka vaikutti ystävyyden muodostumiseen. Rakkauden lajeja ovat itserakkaus, eros, agape, philia ja amor benevolentiae. Itserakkaus on itsensä rakastamista. Eros on intohimoa korostava rakkauden laji. Se kuuluu avioliittoon, ei ystävyyteen. Agape tunnetaan lähimmäisenrakkautena. Philia eroaa agapesta siten, että se on kiinnostunut joistain rakastettavista piirteistä toisessa yksilössä. Amor benevolentiae on hyväntahtoisuuden osoittamista. Rakkaus, joka ystävien välillä ilmeni vastavuoroisena, vahvistui lajiltaan philiaksi. Vastavuoroisuus ystävien kesken vaatii ajan ja paikan. Vastavuoroisuutta vaikeuttaa epävarmuus siitä. Vastavuoroisuudesta on saatava runsaasti todisteita. Todisteita saadaan tavoilla, jotka ystävät ymmärtävät. Ymmärtäminen edellyttää yhteisiä viestintäkeinoja. Kun tarpeeksi toisiinsa luottavat ystävät keskustelevat keskenään, he myös muovaavat toistensa persoonia. Silloin he tekevät toisistaan rakastettavampia. Tutkimukseni perusteella ideaali ystävyys on mahdollinen. Vastavuoroisuus rakkaudessa onnistuu, jos ystävät muokkaavat toisiaan. Ideaali ystävyys on molemminpuolisen kehittymisen tulos, jolloin ystävät tekevät toisistaan itsensä kaltaisia ja pystyvät rakastamaan toista kuin itseään.

Valistus suomalaisessa kirjakulttuurissa 1700-luvulla

The dissertation discusses the history of the book and the Enlightenment in Finland by studying the reception and diffusion of eighteenth-century books and by approaching the discourse on the Enlightenment in Finnish source material. The methods used relate to historian Robert Darnton s studies on eighteenth-century print culture and his analyses of the relations between print culture and society. The study is based on diverse eighteenth-century sources: books, pamphlets and dissertations, bibliographies, book auction protocols, parliamentary documents, estate inventory deeds, newspapers, letters, lectures, memoirs and commonplace books. By the end of the eighteenth century, book production had increased and secular literature had begun to challenge the dominance of religious literature. The books of the Enlightenment belonged to the new literature that found its way into Finnish book collections previously dominated by religious literature. Enlightenment literature is not a set selection of books but rather diverse works from different genres. Thus the study introduces a variety of printed material, from philosophical tracts and textbooks to novels and pornography. In the case of books of the Enlightenment, the works of French Voltaire and German Christian Wolff were among the most widely read and circulated books in Finland. First and foremost, the Enlightenment was an era of intellectual debate. These debates carried strong criticism of the prevailing systems of thought. Enlightenment ideas challenged the Lutheran society of Sweden and especially its sense of conformity. Contemporaries saw many of the books of the Enlightenment as vessels of new ideas and criticism. Furthermore, this kind of print material was interpreted as being dangerous for uneducated readers. Belonging to a certain estate and social class had a major impact on individuals reading habits and their acquisition of books. One specific social group stands out in the Finnish source material: the officers at the Sveaborg naval fortress possessed and distributed Enlightenment books more than the members of any other social class. Other essential social groups were scholars, the nobility and the clergy, who took part in debates concerning the ideas and benefits of the Enlightenment. In the Finnish debates at the time, the concept of Enlightenment involved three primary notions. Firstly, it referred to the French philosophers, les philosophes, and to their works as well as to the social changes that took place during the French revolution. It also carried the idea of philosophical light or the light of reason, in a sense similar to Immanuel Kant s writings. Most importantly, it referred to a belief in progress and to a trust in true knowledge that would supercede ignorance and fanaticism. Hence, it is impossible to speak about the Enlightenment era in the Swedish realm without such concepts as reason, benefit or progress. These concepts likewise marked the books of the Enlightenment in eighteenth-century Finland.

Head-on infall of two compact objects: Third post-Newtonian energy flux

Head-on infall of two compact objects with arbitrary mass ratio is investigated using the multipolar post-Minkowskian approximation method. At the third post-Newtonian order the energy flux, in addition to the instantaneous contributions, also includes hereditary contributions consisting of the gravitational-wave tails, tails-of-tails, and the tail-squared terms. The results are given both for infall from infinity and also for infall from a finite distance. These analytical expressions should be useful for the comparison with the high accuracy numerical relativity results within the limit in which post-Newtonian approximations are valid.

Padé approach to potential transients: Part 1. Electron transfer without and with coupling to first-order homogeneous reactions at planar electrodes

Potential transients are obtained by using “Padé approximants” (an accurate approximation procedure valid globally — not just perturbatively) for all amplitudes of concentration polarization and current densities. This is done for several mechanistic schemes under constant current conditions. We invert the non-linear current-potential relationship in the form (using the Lagrange or the Ramanujan method) of power series appropriate to the two extremes, namely near reversible and near irreversible. Transforming both into the Pad́e expressions, we construct the potential-time profile by retaining whichever is the more accurate of the two. The effectiveness of this method is demonstrated through illustrations which include couplings of homogeneous chemical reactions to the electron-transfer step.

An Analysis of the Concept of Citizenship: Legal, Political and Social Dimensions

The thesis aims at analyzing concept of citizenship in political philosophy. The concept of citizenship is a complex one: it does not have a definitive explication, but it nevertheless is a very important category in contemporary world. Citizenship is a powerful ideal, and often the way a person is treated depends on whether he or she has the status of a citizen. Citizenship includes protection of a person’s rights both at home and abroad. It entails legal, political and social dimension: the legal status as a full member of society, the recognition of that status by fellow citizens and acting as a member of society. The thesis discusses these three dimensions. Its objective is to show how all of them, despite being insufficient in some aspects, reach something important about the concept. The main sources of the thesis are Civic Republicanism by Iseult Honohan (Routledge 2002), Republicanism by Philip Pettit (Clarendon Press 1997), and Taking Rights Seriously by Ronald Dworkin (1997). In addition, the historical part of the thesis relies mainly on the works of Aristotle, Immanuel Kant, Adam Smith, Quentin Skinner, James Pocock and James Tully. The writings of Will Kymlicka, John Rawls, Chantal Mouffe, and Shane Phelan are referred to in the presentation and critique of the liberal tradition of thought. Hannah Arendt and Seyla Benhabib’s analysis of Arendt’s philosophy both address the problematic relations between human rights and nation-states as the main guarantors of rights. The chapter on group rights relies on Peter Jones’ account of corporate and collective rights, after which I continue to Seumas Miller’s essay on the (liberal) account of group rights and their relation to the concept of citizenship. Republicanism and Political Theory (2002) edited by Cécile Laborde and John Maynor is also references. David Miller and Maurizio Viroli represent the more “rooted” version of republicanism. The thesis argues that the full concept of citizenship should be seen as containing legal, political and social dimensions. The concept can be viewed from all of these three angles. The first means that citizenship is connected with certain rights, like the right to vote or stand for election, the right to property and so on. In most societies, the law guarantees these rights to every citizen. Then there is also the social dimension, which can be said to be as important as the legal one: the recognition of equality and identities of others. Finally, there is the political dimension, meaning the importance of citizens’ participation in the society, which is discussed in connection with the contemporary account of republicanism. All these issues are discussed from the point of view of groups demanding for group-specific rights and equal recognition. The challenge with these three aspects of citizenship is, however, that they are difficult to discuss under one heading. Different theories or discourses of citizenship each approach the subject from different starting points, which make reconciling them sometimes hard. The fundamental questions theories try to answer may differ radically depending on the theory. Nevertheless, in order to get the whole image of what the citizenship discourses are about all the aspects deserve to be taken into account.

Can one electrochemically measure the statistical morphology of a rough electrode

We have developed a theory for an electrochemical way of measuring the statistical properties of a nonfractally rough electrode. We obtained the expression for the current transient on a rough electrode which shows three times regions: short and long time limits and the transition region between them. The expressions for these time ranges are exploited to extract morphological information about the surface roughness. In the short and long time regimes, we extract information regarding various morphological features like the roughness factor, average roughness, curvature, correlation length, dimensionality of roughness, and polynomial approximation for the correlation function. The formulas for the surface structure factors (the measure of surface roughness) of rough surfaces in terms of measured reversible and diffusion-limited current transients are also obtained. Finally, we explore the feasibility of making such measurements.

Effect of surface roughness on diffusion-limited charge transfer

A theory is developed for diffusion-limited charge transfer on a non-fractally rough electrode. The perturbation expressions are obtained for concentration, current density and measured diffusion-limited current for arbitrary one- and two-dimensional surface profiles. The random surface model is employed for a rough electrode\electrolyte interface. In this model the gross geometrical property of an electrochemically active rough surface - the surface structure factor-is related to the average electrode current, current density and concentration. Under short and long time regimes, various morphological features of the rough electrodes, i.e. excess area (related to roughness slope), curvature, correlation length, etc. are related to the (average) current transients. A two-point Pade approximant is used to develop an all time average current expression in terms of partial morphological features of the rough surface. The inverse problem of predicting the surface structure factor from the observed transients is also described. Finally, the effect of surface roughness is studied for specific surface statistics, namely a Gaussian correlation function. It is shown how the surface roughness enhances the overall diffusion-limited charge transfer current.

Experimental and Numerical Studies in a Compact Trapped Vortex Combustor: Stability Assessment and Augmentation

Fundamental studies on a compact trapped vortex combustor indicate that cavity injection strategies play a major role on flame stability. Detailed experiments indicate that blow-out occurs for a certain range of cavity air flow velocities. An unsteady RANS-based reacting flow simulation tool has been utilized to study the basic dynamics of cavity vortex for various flow conditions. The phenomenon of flame blow-out at certain intermediate cavity air velocities is explained on the basis of transition from a cavity-stabilized mode to an opposed flow stagnation mode. A novel strategy is proposed for achieving flame stability at all conditions. This involves using a flow guide vane in the path of the main flow to direct a portion of the main flow into the cavity. This seems to result in a desirable dual vortex structure, i.e., a small clockwise vortex behind the vane and large counterclockwise vortex in the cavity. Experimental results show stable flame at all flow conditions with the flow guide vane, and pressure drop is estimated to be within acceptable limits. Cold flow simulations show self-similar velocity profiles for a range of main inlet velocities, and high reverse velocity ratios (-0.3) are observed. Such a high-velocity ratio in the reverse flow shear layer profile leads to enhanced production of turbulence imperative to compact combustors. Reacting flow simulations show even higher reverse velocity ratios (above -0.7) due to flow acceleration. The flame is observed to be stable, even though minor shear layer oscillations are present in the form of vortex shedding. Self-similarity is also observed in reacting flow temperature profiles at combustor exit over the entire range of the mainstream velocity. This indicates that the present configuration holds a promise of delivering robust performance invariant of the flow operating conditions.