Modeling diffraction in free-space optical interconnects by the mode expansion method

Free-space optical interconnects (FSOIs), made up of dense arrays of vertical-cavity surface-emitting lasers, photodetectors and microlenses can be used for implementing high-speed and high-density communication links, and hence replace the inferior electrical interconnects. A major concern in the design of FSOIs is minimization of the optical channel cross talk arising from laser beam diffraction. In this article we introduce modifications to the mode expansion method of Tanaka et al. [IEEE Trans. Microwave Theory Tech. MTT-20, 749 (1972)] to make it an efficient tool for modelling and design of FSOIs in the presence of diffraction. We demonstrate that our modified mode expansion method has accuracy similar to the exact solution of the Huygens-Kirchhoff diffraction integral in cases of both weak and strong beam clipping, and that it is much more accurate than the existing approximations. The strength of the method is twofold: first, it is applicable in the region of pronounced diffraction (strong beam clipping) where all other approximations fail and, second, unlike the exact-solution method, it can be efficiently used for modelling diffraction on multiple apertures. These features make the mode expansion method useful for design and optimization of free-space architectures containing multiple optical elements inclusive of optical interconnects and optical clock distribution systems. (C) 2003 Optical Society of America.

A comparative study of iterative Chebyshev and Lanczos implementations of the boundary inhomogeneity method for quantum scattering

We have recently developed a scaleable Artificial Boundary Inhomogeneity (ABI) method [Chem. Phys. Lett.366, 390–397 (2002)] based on the utilization of the Lanczos algorithm, and in this work explore an alternative iterative implementation based on the Chebyshev algorithm. Detailed comparisons between the two iterative methods have been made in terms of efficiency as well as convergence behavior. The Lanczos subspace ABI method was also further improved by the use of a simpler three-term backward recursion algorithm to solve the subspace linear system. The two different iterative methods are tested on the model collinear H+H2 reactive state-to-state scattering.

An advanced method for eliminating impacts from frequency deviations in power system signal processing

Frequency deviation is a common problem for power system signal processing. Many power system measurements are carried out in a fixed sampling rate assuming the system operates in its nominal frequency (50 or 60 Hz). However, the actual frequency may deviate from the normal value from time to time due to various reasons such as disturbances and subsequent system transients. Measurement of signals based on a fixed sampling rate may introduce errors under such situations. In order to achieve high precision signal measurement appropriate algorithms need to be employed to reduce the impact from frequency deviation in the power system data acquisition process. This paper proposes an advanced algorithm to enhance Fourier transform for power system signal processing. The algorithm is able to effectively correct frequency deviation under fixed sampling rate. Accurate measurement of power system signals is essential for the secure and reliable operation of power systems. The algorithm is readily applicable to such occasions where signal processing is affected by frequency deviation. Both mathematical proof and numerical simulation are given in this paper to illustrate robustness and effectiveness of the proposed algorithm. Crown Copyright (C) 2003 Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

A novel target-field method for magnetic resonance shim coils: III. Shielded zonal and tesseral coils

This paper continues the development of a new approach for the design of shim and gradient coils, used in magnetic resonance imaging (MRI) applications. A cylindrical primary coil of radius a and length 2L is placed inside a co-axial shield cylinder of radius b. An active shielding strategy is used to create a desired target field at an arbitrarily specified (cylindrical) location within the primary coil, and to annul the field at a certain radius outside the shield. The form of the interior target field may be chosen arbitrarily by the designer, although zonal and tesseral harmonics are typically used in MRI applications. The method presented here designs coil windings on both the primary and shielding cylinders, to produce fields that conform to the specified interior target field and the annulled field exterior to the shield. An additional feature of the method presented here is that the target field inside the primary coil is matched at two different radii, to improve overall accuracy. The method is illustrated by designing several shielded shim coils, for creating higher order tesseral fields located asymmetrically within the coil. The simpler case of pure zonal fields is discussed separately and applied to the design of some higher order shielded coils.

A genetic algorithm/method of moments approach to the optimization of an RF coil for MRI applications - Theoretical considerations - Abstract

A Combined Genetic Algorithm and Method of Moments design methods is presented for the design of unusual near-field antennas for use in Magnetic Resonance Imaging systems. The method is successfully applied to the design of an asymmetric coil structure for use at 190MHz and demonstrates excellent radiofrequency field homogeneity.

A practical method of estimating energy expenditure during tennis play

This study aimed to develop a practical method of estimating energy expenditure (EE) during tennis. Twenty-four elite female tennis players first completed a tennis-specific graded test in which five different intensity levels were applied randomly. Each intensity level was intended to simulate a game of singles tennis and comprised six 14 s periods of activity alternated with 20 s of active rest. Oxygen consumption (VO2) and heart rate (HR) were measured continuously and each player's rate of perceived exertion (RPE) was recorded at the end of each intensity level. Rate of energy expenditure (EEVO2) during the test was calculated using the sum of VO2 during play and the 'O-2 debt' during recovery, divided by the duration of the activity. There were significant individual linear relationships between EEVO2 and RPE, EEVO2 and HR, (rgreater than or equal to0.89 rgreater than or equal to0.93; p

Surface diffusion of strongly adsorbing vapors in activated carbon by a differential permeation method

Conventional methods to determine surface diffusion of adsorbed molecules are proven to be inadequate for strongly adsorbing vapors on activated carbon. Knudsen diffusion permeability (B-k) for strongly adsorbing vapors cannot be directly estimated from that of inert gases such as helium. In this paper three models are considered to elucidate the mechanism of surface diffusion in activated carbon. The transport mechanism in all three models is a combination of Knudsen diffusion, viscous flow and surface diffusion. The collision reflection factor f (which is the fraction of molecules undergoing collision to the solid surface over reflection from the surface) of the Knudsen diffusivity is assumed to be a function of loading. It was found to be 1.79 in the limit of zero loading, and decreases as loading increases. The surface diffusion permeability increases sharply at very low pressures and then starts to decrease after it has reached a maximum (B(mum)s) at a threshold pressure. The initial rapid increase in the total permeability is mainly attributed to surface diffusion. Interestingly the B(mum)s for all adsorbates appear at the same volumetric adsorbed phase concentration, suggesting that the volume of adsorbed molecules may play an important role in the surface diffusion mechanism in activated carbon. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A new wavelet-based adaptive method for solving population balance equations

A new wavelet-based adaptive framework for solving population balance equations (PBEs) is proposed in this work. The technique is general, powerful and efficient without the need for prior assumptions about the characteristics of the processes. Because there are steeply varying number densities across a size range, a new strategy is developed to select the optimal order of resolution and the collocation points based on an interpolating wavelet transform (IWT). The proposed technique has been tested for size-independent agglomeration, agglomeration with a linear summation kernel and agglomeration with a nonlinear kernel. In all cases, the predicted and analytical particle size distributions (PSDs) are in excellent agreement. Further work on the solution of the general population balance equations with nucleation, growth and agglomeration and the solution of steady-state population balance equations will be presented in this framework. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Method for determining the shear stress in cylindrical systems

We develop a method for determining the elements of the pressure tensor at a radius r in a cylindrically symmetric system, analogous to the so-called method of planes used in planar systems [B. D. Todd, Denis J. Evans, and Peter J. Daivis, Phys. Rev. E 52, 1627 (1995)]. We demonstrate its application in determining the radial shear stress dependence during molecular dynamics simulations of the forced flow of methane in cylindrical silica mesopores. Such expressions are useful for the examination of constitutive relations in the context of transport in confined systems.

Balanced scorecard (BSC): uma vis??o metodol??gica para o acompanhamento de sua implementa????o

A Embrapa, na inten????o de operacionalizar a gest??o dos seus planos estrat??gicos (Plano Diretor da Embrapa ??? PDE e Planos Diretores das Unidades ??? PDUs) desenvolveu a metodologia Mogest para a implementa????o do seu Modelo de Gest??o Estrat??gica (MGE), no ??mbito corporativo e de suas 40 unidades de neg??cio, com base na modifica????o do m??todo Balanced Scorecard ??? BSC, de Kaplan. Posteriormente, ap??s a implementa????o dos MGEs, no per??odo de 1999 at?? os dias atuais, inicia-se e desenvolve-se a fase de acompanhamento por meio da elabora????o do m??todo MGE/Acompanha. Este trabalho aborda, de forma modificada, o uso do diagrama elaborado por Norton, apud Coutinho (2002), para acompanhar/avaliar a implementa????o do BSC para uma organiza????o orientada ?? estrat??gia, inserido no m??todo MGE/Acompanha (2000), elaborado pela Equipe MGE e aplicado em uma das unidades de neg??cio da Embrapa. Os resultados mostraram a efici??ncia do m??todo e proporcionaram a internaliza????o do conceito ???painel de bordo???, desenvolvido no software Oracle BSC (OBSC).

Adapted Gaussian basis sets for atoms from Li through Xe generated with the generator coordinate Hartree-Fock method

Utiliza-se o método coordenada geradora Hartree-Fock para gerar bases Gaussianas adaptadas para os átomos de Li (Z=3) até Xe (Z=54). Neste método, integram-se as equações de Griffin-Hill-Wheeler-Hartree-Fock através da técnica de discretização integral. Comparam-se as funções de ondas geradas neste trabalho com as funções de ondas Roothaan-Hartree-Fock de Clementi e Roetti (1974) e com outros conjuntos de bases relatados na literatura. Para os átomos estudados aqui, os erros em nossas energias totais relativos aos limites numéricos Hartree-Fock são sempre menores que 7,426 milihartree.

Hedge accounting no mercado acionário brasileiro : efeitos na qualidade da informação contábil e disclosure

Este trabalho investiga, no mercado acionário brasileiro, o efeito da contabilidade de hedge na qualidade das informações contábeis divulgadas, no disclosure dos instrumentos financeiros derivativos e na assimetria de informação. Para medir a qualidade da informação contábil, foram utilizadas as métricas de relevância da informação contábil e informatividade dos lucros contábeis. Para a execução deste trabalho, foi constituída uma amostra geral com empresas brasileiras, não financeiras, listadas na Bolsa de Valores de São Paulo, compreendendo as 150 empresas com maior valor de mercado em 01/01/2014. A partir da amostra geral, foram constituídas amostras para a aplicação dos modelos de value relevance, informativeness, disclosure e assimetria de informação. A amostra para relevância contou com 758 observações firmas-anos, para o período de 2008 a 2013. A amostra para informatividade contou com 701 observações firmas-anos, para o período de 2008 a 2013. A amostra para disclosure contou com 100 observações firmas-anos, para o período de 2011 a 2012. A amostra para assimetria de informação contou com 100 observações firmas-anos, para o período de 2011 a 2012. Para as análises dos dados, utilizou-se regressões com errospadrão robustos com abordagem POLS e Efeitos Fixos, aplicadas sobre dados em painel. Complementarmente, para as análises do efeito do hedge accounting sobre o disclosure e assimetria de informação, foi aplicado o método de Propensity Score Matching. As evidências encontradas para a influência da contabilidade de hedge na relevância da informação contábil apontaram uma relação positiva e significante na interação com o LL. Na análise da informatividade dos lucros contábeis, a pesquisa evidenciou uma relação negativa e estatisticamente significante do lucro quando interagido com a variável dummy de hedge accounting. Quanto às evidências encontradas para a influência do hedge accounting sobre o disclosure dos derivativos, verificou-se uma relação positiva e estatisticamente significante da dummy de hedge accounting com o indicador de evidenciação dos derivativos. Em relação às evidências para a assimetria de informação, embora os coeficientes se mostrassem no sentido esperado, os mesmos não foram estatisticamente significativos. Adicionalmente, incorporamse às análises econométricas uma análise descritiva, na amostra geral, da utilização do hedge accounting no Brasil, para o ano de 2013. Dentre as 150 empresas da amostra, 49 empresas utilizaram hedge accounting, onde 41 empresas adotam apenas 1 tipo de hedge. O hedge de fluxo de caixa é o tipo de hedge mais adotado pelas empresas, sendo utilizado por 42 companhias.

Cenários de mudanças climáticas para a América do Sul : impacto no zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) através do seu Quarto Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas Globais (IPCC-AR4), publicado em 2007, atribui as emissões de gases de efeito estufa como a principal causa do aumento médio das temperaturas e alerta para uma elevação entre 1,8 ºC e 6,4 ºC até 2100, podendo modificar assim a aptidão climática para as culturas agrícolas em diversas regiões do planeta. Diante disso, existe a necessidade de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis e limpas de energia, como o etanol. A cana-de-açúcar apresenta-se, portanto, como uma cultura estratégica na produção do etanol. O presente trabalho teve como objetivos: 1) avaliar o desempenho dos Modelos Climáticos Globais (MCGs) do IPCC-AR4 na simulação de dados climáticos de temperatura do ar e precipitação pluviométrica para o período anual e mensal; 2) elaborar o zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar para a América do Sul considerando o clima referência e o futuro para as décadas de 2020, 2050 e 2080 em função do cenário de emissão A1B considerado pessimista e que usa um equilíbrio entre todas as fontes de energia. Para a avaliação do desempenho dos MCGs, foram utilizados dados climáticos médios mensais observados de precipitação e temperatura do ar provenientes do Climatic Research Unit (CRU) e dados simulados oriundos dos 22 MCGs do IPCC (cenário 20c3m) compreendidos entre o período de 1961-1990, além do Multimodel (ensemble) – MM que é a média da combinação dos dados de todos os modelos. O desempenho dos MCGs foi avaliado pelos índices estatísticos: desvio padrão, correlação, raiz quadrada da média do quadrado das diferenças centralizadas e o “bias” dos dados simulados com os observados, que foram representados no diagrama de Taylor. Para a etapa da elaboração do zoneamento agroclimático procedeu-se o cálculo dos balanços hídricos (referência e futuros) da cultura, pelo método de Thornthwaite & Mather (1955). Para o cenário referência, utilizaram-se dados das médias mensais da precipitação e temperatura provenientes do CRU, enquanto que para as projeções futuras, dados provenientes das anomalias do Multimodel (ensemble) – MM para as décadas de 2020, 2050 e 2080, que foram ajustados, obtendo-se assim as projeções futuras para cada período analisado. Baseado nos mapas temáticos reclassificados de deficiência hídrica anual, temperatura média anual, excedente hídrico anual e no índice de satisfação das necessidades de água (ISNA), realizou-se uma sobreposição dessas informações obtendo assim, os mapas finais do zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar. Posteriormente ao zoneamento, realizou-se a análise das transições (ganhos, perdas e persistências) entre as classes de aptidão climática da cultura. Os resultados mostram que o Multimodel (ensemble) – MM para o período mensal apresenta o melhor desempenho entre os modelos analisados. As áreas inaptas correspondem a maior parte da América do Sul e uma expressiva transição entre as classes de aptidão climática da cultura.

The influence of the dispersion method on the electrical properties of vapor-grown carbon nanofiber/epoxy composites

The influence of the dispersion of vapor-grown carbon nanofibers (VGCNF) on the electrical properties of VGCNF/ Epoxy composites has been studied. A homogenous dispersion of the VGCNF does not imply better electrical properties. In fact, it is demonstrated that the most simple of the tested dispersion methods results in higher conductivity, since the presence of well-distributed nanofiber clusters appears to be a key factor for increasing composite conductivity.