Um método sintético de difusão para aceleração do esquema de fonte de espalhamento em cálculos SN unidimensionais de fonte fixa

O esquema iterativo de fonte de espalhamento (SI) é tradicionalmente aplicado para a convergência da solução numérica de malha fina para problemas de transporte de nêutrons monoenergéticos na formulação de ordenadas discretas com fonte fixa. O esquema SI é muito simples de se implementar sob o ponto de vista computacional; porém, o esquema SI pode apresentar taxa de convergência muito lenta, principalmente para meios difusivos (baixa absorção) com vários livres caminhos médios de extensão. Nesta dissertação descrevemos uma técnica de aceleração baseada na melhoria da estimativa inicial para a distribuição da fonte de espalhamento no interior do domínio de solução. Em outras palavras, usamos como estimativa inicial para o fluxo escalar médio na grade de discretização de malha fina, presentes nos termos da fonte de espalhamento das equações discretizadas SN usadas nas varreduras de transporte, a solução numérica da equação da difusão de nêutrons em grade espacial de malha grossa com condições de contorno especiais, que aproximam as condições de contorno prescritas que são clássicas em cálculos SN, incluindo condições de contorno do tipo vácuo. Para aplicarmos esta solução gerada pela equação da difusão em grade de discretização de malha grossa nas equações discretizadas SN de transporte na grade de discretização de malha fina, primeiro implementamos uma reconstrução espacial dentro de cada nodo de discretização, e então determinamos o fluxo escalar médio em grade de discretização de malha fina para usá-lo nos termos da fonte de espalhamento. Consideramos um número de experimentos numéricos para ilustrar a eficiência oferecida pela presente técnica (DSA) de aceleração sintética de difusão.

Detection of Brillouin scattering temperature signal in Brillouin optical time-domain reflectometer sensing system based on instantaneous frequency measurement technology

We present a simple and practical method for the single-ended distributed fiber temperature measurements using microwave (11-GHz) coherent detection and the instantaneous frequency measurement (IFM) technique to detect spontaneous Brillouin backscattered signal in which a specially designed rf bandpass filter at 11 GHz is used as a frequency discriminator to transform frequency shift to intensity fluctuation. A Brillouin temperature signal can be obtained at 11 GHz over a sensing length of 10 km. The power sensitivity dependence on temperature induced by frequency shift is measured as 2.66%/K. (c) 2007 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Scattering by two degenerate anisotropic modes in square-lattice dielectric photonic crystals

We systematically investigate the square-lattice dielectric photonic crystals that have been used to demonstrate flat slab imaging experimentally. A right-handed Bloch mode is found in the left-handed frequency region by using the plane wave expansion method to analyze the photonic band structure and equifrequency contours. Using the multiple scattering theory, numerical simulations demonstrate that the left-handed mode and the right-handed mode are excited simultaneously by a point source and result in two kinds of transmitted waves. Impacted by the evanescent waves, superposition of these transmitted waves brings on complicated near field distributions such as the so-called imaging and its disappearance.

Detection of Brillouin scattering temperature signal in Brillouin optical time-domain reflectometer sensing system based on instantaneous frequency measurement technology

abstract {We present a simple and practical method for the single-ended distributed fiber temperature measurements using microwave (11-GHz) coherent detection and the instantaneous frequency measurement (IFM) technique to detect spontaneous Brillouin backscattered signal in which a specially designed rf bandpass filter at 11 GHz is used as a frequency discriminator to transform frequency shift to intensity fluctuation. A Brillouin temperature signal can be obtained at 11 GHz over a sensing length of 10 km. The power sensitivity dependence on temperature induced by frequency shift is measured as 2.66%/K. © 2007 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.}

Metallic thin fi lms on stepped surfaces: lateral scattering of quantum well states

Quantum well states of Ag films grown on stepped Au(111) surfaces are shown to undergo lateral scattering, in analogy with surface states of vicinal Ag(111). Applying angle resolved photoemission spectroscopy we observe quantum well bands with zone-folding and gap openings driven by surface/interface step lattice scattering. Experiments performed on a curved Au(111) substrate allow us to determine a subtle terrace-size effect, i.e., a fine step-density-dependent upward shift of quantum well bands. This energy shift is explained as mainly due to the periodically stepped crystal potential offset at the interface side of the film. Finally, the surface state of the stepped Ag film is analyzed with both photoemission and scanning tunneling microscopy. We observe that the stepped film interface also affects the surface state energy, which exhibits a larger terrace-size effect compared to surface states of bulk vicinal Ag(111) crystals

Simulações de problemas inversos com aplicações em engenharia nuclear usando técnicas de transporte de partículas neutras monoenergéticas na formulação unidimensional de ordenadas discretas

Neste trabalho, três técnicas para resolver numericamente problemas inversos de transporte de partículas neutras a uma velocidade para aplicações em engenharia nuclear são desenvolvidas. É fato conhecido que problemas diretos estacionários e monoenergéticos de transporte são caracterizados por estimar o fluxo de partículas como uma função-distribuição das variáveis independentes de espaço e de direção de movimento, quando os parâmetros materiais (seções de choque macroscópicas), a geometria, e o fluxo incidente nos contornos do domínio (condições de contorno), bem como a distribuição de fonte interior são conhecidos. Por outro lado, problemas inversos, neste trabalho, buscam estimativas para o fluxo incidente no contorno, ou a fonte interior, ou frações vazio em barras homogêneas. O modelo matemático usado tanto para os problemas diretos como para os problemas inversos é a equação de transporte independente do tempo, a uma velocidade, em geometria unidimensional e com o espalhamento linearmente anisotrópico na formulação de ordenadas discretas (SN). Nos problemas inversos de valor de contorno, dado o fluxo emergente em um extremo da barra, medido por um detector de nêutrons, por exemplo, buscamos uma estimativa precisa para o fluxo incidente no extremo oposto. Por outro lado, nos problemas inversos SN de fonte interior, buscamos uma estimativa precisa para a fonte armazenada no interior do domínio para fins de blindagem, sendo dado o fluxo emergente no contorno da barra. Além disso, nos problemas inversos SN de fração de vazio, dado o fluxo emergente em uma fronteira da barra devido ao fluxo incidente prescrito no extremo oposto, procuramos por uma estimativa precisa da fração de vazio no interior da barra, no contexto de ensaios não-destrutivos para aplicações na indústria. O código computacional desenvolvido neste trabalho apresenta o método espectronodal de malha grossa spectral Greens function (SGF) para os problemas diretos SN em geometria unidimensional para gerar soluções numéricas precisas para os três problemas inversos SN descritos acima. Para os problemas inversos SN de valor de contorno e de fonte interior, usamos a propriedade da proporcionalidade da fuga de partículas; ademais, para os problemas inversos SN de fração de vazio, oferecemos a técnica a qual nos referimos como o método físico da bissecção. Apresentamos resultados numéricos para ilustrar a precisão das três técnicas, conforme descrito nesta tese.

Métodos espectronodais para cálculos de transporte de partículas neutras com fonte fixa na formulação de ordenadas discretas e multigrupo de energia

Um método espectronodal é desenvolvido para problemas de transporte de partículas neutras de fonte fixa, multigrupo de energia em geometria cartesiana na formulação de ordenadas discretas (SN). Para geometria unidimensional o método espectronodal multigrupo denomina-se método spectral Greens function (SGF) com o esquema de inversão nodal (NBI) que converge solução numérica para problemas SN multigrupo em geometria unidimensional, que são completamente livre de erros de truncamento espacial para ordem L de anisotropia de espalhamento desde que L < N. Para geometria X; Y o método espectronodal multigrupo baseia-se em integrações transversais das equações SN no interior dos nodos de discretização espacial, separadamente nas direções coordenadas x e y. Já que os termos de fuga transversal são aproximados por constantes, o método nodal resultante denomina-se SGF-constant nodal (SGF-CN), que é aplicado a problemas SN multigrupo de fonte fixa em geometria X; Y com espalhamento isotrópico. Resultados numéricos são apresentados para ilustrar a eficiência dos códigos SGF e SGF-CN e a precisão das soluções numéricas convergidas em cálculos de malha grossa.