B-spline neural network based single-carrier frequency domain equalisation for Hammerstein channels

A practical single-carrier (SC) block transmission with frequency domain equalisation (FDE) system can generally be modelled by the Hammerstein system that includes the nonlinear distortion effects of the high power amplifier (HPA) at transmitter. For such Hammerstein channels, the standard SC-FDE scheme no longer works. We propose a novel Bspline neural network based nonlinear SC-FDE scheme for Hammerstein channels. In particular, we model the nonlinear HPA, which represents the complex-valued static nonlinearity of the Hammerstein channel, by two real-valued B-spline neural networks, one for modelling the nonlinear amplitude response of the HPA and the other for the nonlinear phase response of the HPA. We then develop an efficient alternating least squares algorithm for estimating the parameters of the Hammerstein channel, including the channel impulse response coefficients and the parameters of the two B-spline models. Moreover, we also use another real-valued B-spline neural network to model the inversion of the HPA’s nonlinear amplitude response, and the parameters of this inverting B-spline model can be estimated using the standard least squares algorithm based on the pseudo training data obtained as a byproduct of the Hammerstein channel identification. Equalisation of the SC Hammerstein channel can then be accomplished by the usual one-tap linear equalisation in frequency domain as well as the inverse Bspline neural network model obtained in time domain. The effectiveness of our nonlinear SC-FDE scheme for Hammerstein channels is demonstrated in a simulation study.

A moving point approach to model shallow ice sheets: a study case with radially-symmetrical ice sheets

Predicting the evolution of ice sheets requires numerical models able to accurately track the migration of ice sheet continental margins or grounding lines. We introduce a physically based moving point approach for the flow of ice sheets based on the conservation of local masses. This allows the ice sheet margins to be tracked explicitly and the waiting time behaviours to be modelled efficiently. A finite difference moving point scheme is derived and applied in a simplified context (continental radially-symmetrical shallow ice approximation). The scheme, which is inexpensive, is validated by comparing the results with moving-margin exact solutions and steady states. In both cases the scheme is able to track the position of the ice sheet margin with high precision.

A moving-point approach to model shallow ice sheets: a study case with radially symmetrical ice sheets

Predicting the evolution of ice sheets requires numerical models able to accurately track the migration of ice sheet continental margins or grounding lines. We introduce a physically based moving-point approach for the flow of ice sheets based on the conservation of local masses. This allows the ice sheet margins to be tracked explicitly. Our approach is also well suited to capture waiting-time behaviour efficiently. A finite-difference moving-point scheme is derived and applied in a simplified context (continental radially symmetrical shallow ice approximation). The scheme, which is inexpensive, is verified by comparing the results with steady states obtained from an analytic solution and with exact moving-margin transient solutions. In both cases the scheme is able to track the position of the ice sheet margin with high accuracy.

Coda wave attenuation in the Parecis Basin, Amazon Craton, Brazil: sensitivity to basement depth

Small local earthquakes from two aftershock sequences in Porto dos GaA(0)chos, Amazon craton-Brazil, were used to estimate the coda wave attenuation in the frequency band of 1 to 24 Hz. The time-domain coda-decay method of a single backscattering model is employed to estimate frequency dependence of the quality factor (Q (c)) of coda waves modeled usingwhere Q (0) is the coda quality factor at frequency of 1 Hz and eta is the frequency parameter. We also used the independent frequency model approach (Morozov, Geophys J Int, 175:239-252, 2008), based in the temporal attenuation coefficient, chi(f) instead of Q(f), given by the equation for the calculation of the geometrical attenuation (gamma) and effective attenuation Q (c) values have been computed at central frequencies (and band) of 1.5 (1-2), 3.0 (2-4), 6.0 (4-8), 9.0 (6-12), 12 (8-16), and 18 (12-24) Hz for five different datasets selected according to the geotectonic environment as well as the ability to sample shallow or deeper structures, particularly the sediments of the Parecis basin and the crystalline basement of the Amazon craton. For the Parecis basin for the surrounding shield and for the whole region of Porto dos GaA(0)chos Using the independent frequency model, we found: for the cratonic zone, gamma = 0.014 s (-aEuro parts per thousand 1), nu a parts per thousand 1.12; for the basin zone with sediments of similar to 500 m, gamma = 0.031 s (-aEuro parts per thousand 1), nu a parts per thousand 1.27; and for the Parecis basin with sediments of similar to 1,000 m, gamma = 0.047 s (-aEuro parts per thousand 1), nu a parts per thousand 1.42. Analysis of the attenuation factor (Q (c)) for different values of the geometrical spreading parameter (nu) indicated that an increase of nu generally causes an increase in Q (c), both in the basin as well as in the craton. But the differences in the attenuation between different geological environments are maintained for different models of geometrical spreading. It was shown that the energy of coda waves is attenuated more strongly in the sediments, (in the deepest part of the basin), than in the basement, (in the craton). Thus, the coda wave analysis can contribute to studies of geological structures in the upper crust, as the average coda quality factor is dependent on the thickness of sedimentary layer.

Detection of hantaviruses in Brazilian rodents by SYBR-Green-based real-time RT-PCR

Current knowledge of the pathogenic hantavirus indicates that wild rodents are its primary natural reservoir. Specific primers to detect the presence of viral genomes were developed using an SYBR-Green-based real-time RT-PCR protocol. One hundred sixty-four rodents native to the Atlantic Forest biome were captured in So Paulo State, Brazil, and their tissues were tested. The presence of hantavirus RNA was detected in sixteen rodents: three specimens of Akodon montensis, three of Akodon cursor, two of Necromys lasiurus, one of Juliomys sp., one of Thaptomys nigrita, five of Oligoryzomys nigripes, and one of Oryzomys sp. This SYBR Green real-time RT-PCR method for detection of hantavirus may be useful for surveying hantaviruses in Brazil.

Numerical solution of the eXtended Pom-Pom model for viscoelastic free surface flows

In this paper we present a finite difference method for solving two-dimensional viscoelastic unsteady free surface flows governed by the single equation version of the eXtended Pom-Pom (XPP) model. The momentum equations are solved by a projection method which uncouples the velocity and pressure fields. We are interested in low Reynolds number flows and, to enhance the stability of the numerical method, an implicit technique for computing the pressure condition on the free surface is employed. This strategy is invoked to solve the governing equations within a Marker-and-Cell type approach while simultaneously calculating the correct normal stress condition on the free surface. The numerical code is validated by performing mesh refinement on a two-dimensional channel flow. Numerical results include an investigation of the influence of the parameters of the XPP equation on the extrudate swelling ratio and the simulation of the Barus effect for XPP fluids. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evaluation of a bounded high order upwind scheme for 3D incompressible free surface flow computations

fit the context of normalized variable formulation (NVF) of Leonard and total variation diminishing (TVD) constraints of Harten. this paper presents an extension of it previous work by the authors for solving unsteady incompressible flow problems. The main contributions of the paper are threefold. First, it presents the results of the development and implementation of a bounded high order upwind adaptative QUICKEST scheme in the 3D robust code (Freeflow), for the numerical solution of the full incompressible Navier-Stokes equations. Second, it reports numerical simulation results for 1D hock tube problem, 2D impinging jet and 2D/3D broken clam flows. Furthermore, these results are compared with existing analytical and experimental data. And third, it presents the application of the numerical method for solving 3D free surface flow problems. (C) 2007 IMACS. Published by Elsevier B.V. All rights reserved,

Numerical solution of the PTT constitutive equation for unsteady three-dimensional free surface flows

This work deals with the development of a numerical technique for simulating three-dimensional viscoelastic free surface flows using the PTT (Phan-Thien-Tanner) nonlinear constitutive equation. In particular, we are interested in flows possessing moving free surfaces. The equations describing the numerical technique are solved by the finite difference method on a staggered grid. The fluid is modelled by a Marker-and-Cell type method and an accurate representation of the fluid surface is employed. The full free surface stress conditions are considered. The PTT equation is solved by a high order method, which requires the calculation of the extra-stress tensor on the mesh contours. To validate the numerical technique developed in this work flow predictions for fully developed pipe flow are compared with an analytic solution from the literature. Then, results of complex free surface flows using the FIT equation such as the transient extrudate swell problem and a jet flowing onto a rigid plate are presented. An investigation of the effects of the parameters epsilon and xi on the extrudate swell and jet buckling problems is reported. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Numerical Solution of the Upper-Convected Maxwell Model for Three-Dimensional Free Surface Flows

This work presents a finite difference technique for simulating three-dimensional free surface flows governed by the Upper-Convected Maxwell (UCM) constitutive equation. A Marker-and-Cell approach is employed to represent the fluid free surface and formulations for calculating the non-Newtonian stress tensor on solid boundaries are developed. The complete free surface stress conditions are employed. The momentum equation is solved by an implicit technique while the UCM constitutive equation is integrated by the explicit Euler method. The resulting equations are solved by the finite difference method on a 3D-staggered grid. By using an exact solution for fully developed flow inside a pipe, validation and convergence results are provided. Numerical results include the simulation of the transient extrudate swell and the comparison between jet buckling of UCM and Newtonian fluids.

Fermion perturbations in string theory black holes

In this paper we study fermion perturbations in four-dimensional black holes of string theory, obtained either from a non-extreme configuration of three intersecting five-branes with a boost along the common string or from a non-extreme intersecting system of two two-branes and two five-branes. The Dirac equation for the massless neutrino field, after conformal re-scaling of the metric, is written as a wave equation suitable to study the time evolution of the perturbation. We perform a numerical integration of the evolution equation, and with the aid of Prony fitting of the time-domain profile, we calculate the complex frequencies that dominate the quasinormal ringing stage, and also determine these quantities by the semi-analytical sixth-order WKB method. We also find numerically the decay factor of fermion fields at very late times, and show that the falloff is identical to those showing for massless fields in other four-dimensional black hole spacetimes.

Stabilizing Nonstationary Electrochemical Time Series

Electrochemical systems are ideal working-horses for studying oscillatory dynamics. Experimentally obtained time series, however, are usually associated with a spontaneous drift in some uncontrollable parameter that triggers transitions among different oscillatory patterns, despite the fact that all controllable parameters are kept constant. Herein we present an empirical method to stabilize experimental potential time series. The method consists of applying a negative galvanodynamic sweep to compensate the spontaneous drift and was tested for the oscillatory electro-oxidation of methanol on platinum. For a wide range of applied currents, the base system presents spontaneous transitions from quasi-harmonic to mixed mode oscillations. Temporal patterns were stabilized by galvanodynamic sweeps at different rates. The procedure resulted in a considerable increase in the number of oscillatory cycles from 5 to 20 times, depending on the specific temporal pattern. The spontaneous drift has been associated with uncompensated oscillations, in which the coverage of some adsorbed species are not reestablished after one cycle; i.e., there is a net accumulation and/or depletion of adsorbed species during oscillations. We interpreted the rate of the galvanodynamic sweep in terms of the time scales of the poisoning processes that underlies the uncompensated oscillations and thus the spontaneous slow drift.

Análise dinâmica de solos submetidos à ação simultânea das três componentes da excitação na base rochosa

Durante a análise sísmica de estruturas complexas, o modelo matemático empregado deveria incluir não só as distribuicões irregulares de massas e de rigidezes senão também à natureza tridimensional da ecitação sísmica. Na prática, o elevado número de graus de liberdade involucrado limita este tipo de análise à disponibilidade de grandes computadoras. Este trabalho apresenta um procedimento simplificado, para avaliar a amplificação do movimento sísmico em camadas de solos. Sua aplicação permitiria estabelecer critérios a partir dos quais avalia-se a necessidade de utilizar modelos de interação solo-estrutura mais complexos que os utilizados habitualmente. O procedimento proposto possui as seguientes características : A- Movimento rígido da rocha definido em termos de três componentes ortagonais. Direção de propagação vertical. B- A ecuação constitutiva do solo inclui as características de não linearidade, plasticidade, dependência da história da carga, dissipação de energia e variação de volume. C- O perfil de solos é dicretizado mediante um sistema de massas concentradas. Utiliza-se uma formulação incremental das equações de movimento com integração directa no domínio do tempo. As propriedades pseudo-elásticas do solo são avaliadas em cada intervalo de integração, em função do estado de tensões resultante da acção simultânea das três componentes da excitação. O correcto funcionamento do procedimento proposto é verificado mediante análises unidimensionais (excitação horizontal) incluindo estudos comparativos com as soluções apresentadas por diversos autores. Similarmente apresentam-se análises tridimensionais (acção simultânea das três componentes da excitação considerando registros sísmicos reais. Analisa-se a influência que possui a dimensão da análise (uma análise tridimensional frente a três análises unidimensionais) na resposta de camadas de solos submetidos a diferentes níveis de exçitação; isto é, a limitação do Princípio de Superposisão de Efeitos.

Análise dinâmica de vigas assimétricas em curva com parede fina e aberta submetidas a ação de carga móveis

Fundamentalmente, o presente trabalho faz uma análise elástica linear de pontes ou vigas curvas assimétricas de seção transversal aberta e de parede fina, com propriedades físicas, geométricas e raio de curvatura constantes ao longo do eixo baricêntrico. Para tanto, utilizaram-se as equações diferenciais de VLASOV considerando o acoplamento entre as deformações nas direções vertical, transversal, axial de torcão nal. Na solução do sistema de quatro equações com derivadas parciais foi utilizado um apropriado método numérico de integração (Diferenças Finitas Centrais). A análise divide-se, basicamente, em dois tipos: análise DINÂMICA e ESTATICA. Ambas são utilizadas também na determinação do coeficiente de impacto (C.M.D.). A primeira refere-se tanto na determinação das características dinâmicas básicas (frequências naturais e respectivos modos de vibração), como também na determinação da resposta dinâmica da viga, em tensões e deformações, para cargas móveis arbitrárias. Vigas com qualquer combinação das condições de contorno, incluindo bordos rotulados e engastados nas três direções de flexão e na torção, são consideradas. 0s resultados da análise teórica, obtidos pela aplicação de programas computacionais implementados em microcomputador (análise estática) e no computador B-6700 (análise dinâmica), são comparados tanto com os da bibliografia técnica como também com resultados experimentais, apresentando boa correlação.

Isquemia silenciosa e arritmias ventriculares são preditores independentes de evenos no pós-infarto do miocárdio de baixo risco

pós-infarto agudo do miocárdio (IAM) têm mostrado baixo valor preditivo positivo quando estudados isoladamente. A possibilidade da Eletrocardiografia Dinâmica de 24 horas (ECGD) fornecer dados referentes a isquemia silenciosa (IS), arritmias ventriculares e modulação autonômica do coração pelo estudo da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC), levou o autor a empregar este método em pacientes acometidos de IAM com o objetivo de avaliar se estas três variáveis estariam relacionadas a presença de eventos desfavoráveis em evolução a médio prazo. Material e Métodos – Foram selecionados 91 pacientes acometidos de um primeiro IAM não-complicado e realizados exames de ECGD de 24 h por dois dias consecutivos, antes da alta hospitalar. Os parâmetros pesquisados nos exames foram: isquemia silenciosa, identificação e quantificação de arritmias ventriculares e determinação dos índices de VFC pelos métodos do domínio do tempo e do mapa de retorno tridimensional. Foram considerados como desfechos: re-infarto, angina instável, taquicardia ventricular sustentada e morte. Resultados – No seguimento médio de 27,7 meses (DP=15,45), 23 (25%) dos pacientes apresentaram eventos, sendo nove fatais. Os eventos foram mais freqüentes entre os pacientes que apresentaram extra-sístoles ventriculares ≥10/hora (p=0,01) e também naqueles com IS (p=0,02). Em modelo de análise multifatorial, a presença de dislipidemia elevou o valor preditivo positivo dessas variáveis. Nenhum dos índices de VFC esteve significativamente relacionado ao surgimento de eventos. Conclusões – Em pacientes pós-IAM de baixo risco, a presença de arritmias ventriculares freqüentes ou de isquemia silenciosa está relacionada a um prognóstico desfavorável. O estudo da VFC não mostrou utilidade na estratificação de risco destes pacientes.

Disfunção autonômica e doença vascular periférica em pacientes com diabete melito tipo 2

A disfunção autonômica está associada com aumento da mortalidade em pacientes diabéticos, especialmente naqueles com doença cardiovascular. Neuropatia periférica, mau controle glicêmico, dislipidemia e hipertensão são alguns dos fatores de risco para o desenvolvimento de doença vascular periférica (DVP) nestes pacientes. O objetivo deste estudo foi avaliar os fatores de risco associados com a presença de DVP em pacientes com DM tipo 2. Um estudo transversal foi realizado em 84 pacientes com DM tipo 2 ( 39 homens, idade média de 64,9 ± 7,5 anos). Os pacientes foram submetidos a uma avaliação clínica e laboratorial. A presença de DVP foi definida, utilizando-se um um aparelho manual de ultrasom com doppler (índice perna-braço < 0,9). A atividade autonômica foi avaliada através da análise da variabilidade da freqüência cardíaca (HRV) por métodos no domínio do tempo e da freqüência (análise espectral), e pelo mapa de retorno tridimensional durante o período do dia e da noite. Para a análise da HRV, um eletrocardiograma de 24 horas foi gravado e as fitas analisadas em um analisador de Holter Mars 8000 (Marquete). A potência espectral foi quantificada pela área em duas bandas de freqüência: 0,04-0,15 Hz – baixa freqüência (BF), 0,015-0,5 Hz – alta freqüência (AF). A razão BF/AF foi calculada em cada paciente. O mapa de retorno tridimensional foi construído através de um modelo matemático onde foram analisados os intervalos RR versus a diferença entre os intervalos RR adjacentes versus o número de contagens verificadas, e quantificado por três índices refletindo a modulação simpática (P1) e vagal (P2 e P3). DVP estava presente em 30 (36%) pacientes. Na análise univariada, pacientes com DVP apresentaram índices que refletem a modulação autonômica (análise espectral) diminuídos quando comparados aos pacientes sem DVP, respectivamente: BF = 0,19 ± 0,07 m/s2 vs. 0,29 ± 0,11 m/s2 P = 0,0001; BF/AF = 1,98 ± 0,9 m/s2 vs. 3,35 ± 1,83 m/s2 p = 0,001. Além disso, o índice que reflete a atividade simpática no mapa de retorno tridimensional (P1), foi mais baixo em pacientes com DVP (61,7 ± 9,4 vs. 66,8 ± 9,7 unidades arbitrárias, P = 0,04) durante a noite, refletindo maior ativação simpática neste período. Estes pacientes também apresentavam uma maior duração do diabetes (20 ± 8,1 vs. 15,3 ± 6,7 anos, P = 0,006), níveis de pressão arterial sistólica (154 ± 20 vs. 145 ± 20 mmHg, P = 0,04), razão cintura-quadril ( 0,98 ± 0,09 vs.0,92 ± 0,08, P = 0,01), e níveis de HbA1c mais elevados (7,7 ± 1,6 vs. 6,9 ± 1,7 %, P = 0,04), bem como valores de triglicerídeos ( 259 ± 94 vs. 230 ± 196 mg/dl, P= 0,03) e de excreção urinária de albumina ( 685,5 ± 1359,9 vs. 188,2 ± 591,1 μ/min, P = 0,02) superiores aos dos pacientes sem DVP.. Nos pacientes com DVP observou-se uma presença aumentada de nefropatia diabética (73,3% vs. 29,6% P = 0,0001), de retinopatia (73,3% vs. 44,4% P = 0,02) e neuropatia periférica (705 vs. 35,1% P = 0,006). Os grupos não diferiram quanto à idade, índice de massa corporal, tabagismo e presença de doença arterial coronariana. Na análise logística multivariada, a DVP permaneceu associada com a disfunção autonômica, mesmo após ter sido controlada pela pressão arterial sistólica, duração do DM, HbA1c, triglicerídeos e excreção urinária de albumina. Concluindo, pacientes com DVP e DM tipo 2 apresentam índices que refletem a modulação autonômica diminuídos, o que pode representar um fator de risco adicional para o aumento da mortalidade nestes pacientes.