Response Dynamics of Recirculation Structures in Coaxial Nonpremixed Swirl-Stabilized Flames Subjected to Acoustic Forcing

This paper reports the time-mean and phase-locked response of nonreacting as well as reacting flow field in a coaxial swirling jet/flame (nonpremixed). Two distinct swirl intensities plus two different central pipe flow rates at each swirl setting are investigated. The maximum response is observed at the 105 Hz mode in the range of excitation frequencies (0-315 Hz). The flow/flame exhibited minimal response beyond 300 Hz. It is seen that the aspect ratio change of inner recirculation zone (IRZ) under nonreacting conditions (at responsive modes) manifests as a corresponding increase in the time-mean flame aspect ratio. This is corroborated by similar to 25% decrease in the IRZ transverse width in both flame and cold flow states. In addition, 105 Hz excited states are found to shed high energy regions (eddies) asymmetrically when compared to dormant 315 Hz pulsing frequency. The kinetic energy (KE) of the flow field is subsequently reduced due to acoustic excitation and a corresponding increase (similar to O (1)) in fluctuation intensity is witnessed. The lower swirl intensity case is found to be more responsive than the high swirl case as in the former flow state the resistance offered by IRZ to incoming acoustic perturbations is lower due to inherently low inertia. Next, the phase-locked analysis of flow and flame structure is employed to further investigate the phase dependence of flow/flame response. It is found that the asymmetric shifting of IRZ mainly results at 270 deg acoustic forcing. The 90 deg phase angle forcing is observed to convect the IRZ farther downstream in both swirl cases as compared to other phase angles. The present work aims primarily at providing a fluid dynamic view point to the observed nonpremixed flame response without considering the confinement effects.

Efficient density matrix renormalization group algorithm to study Y junctions with integer and half-integer spin

An efficient density matrix renormalization group (DMRG) algorithm is presented and applied to Y junctions, systems with three arms of n sites that meet at a central site. The accuracy is comparable to DMRG of chains. As in chains, new sites are always bonded to the most recently added sites and the superblock Hamiltonian contains only new or once renormalized operators. Junctions of up to N = 3n + 1 approximate to 500 sites are studied with antiferromagnetic (AF) Heisenberg exchange J between nearest-neighbor spins S or electron transfer t between nearest neighbors in half-filled Hubbard models. Exchange or electron transfer is exclusively between sites in two sublattices with N-A not equal N-B. The ground state (GS) and spin densities rho(r) = < S-r(z)> at site r are quite different for junctions with S = 1/2, 1, 3/2, and 2. The GS has finite total spin S-G = 2S(S) for even (odd) N and for M-G = S-G in the S-G spin manifold, rho(r) > 0(< 0) at sites of the larger (smaller) sublattice. S = 1/2 junctions have delocalized states and decreasing spin densities with increasing N. S = 1 junctions have four localized S-z = 1/2 states at the end of each arm and centered on the junction, consistent with localized states in S = 1 chains with finite Haldane gap. The GS of S = 3/2 or 2 junctions of up to 500 spins is a spin density wave with increased amplitude at the ends of arms or near the junction. Quantum fluctuations completely suppress AF order in S = 1/2 or 1 junctions, as well as in half-filled Hubbard junctions, but reduce rather than suppress AF order in S = 3/2 or 2 junctions.

Evidence for 3D isotropic long range spin-spin interaction near the ferromagnetic transition in bulk and thin film SrRuO3

In the case of metallic ferromagnets there has always been a controversy, i.e. whether the magnetic interaction is itinerant or localized. For example SrRuO3 is known to be an itinerant ferromagnet where the spin-spin interaction is expected to be mean field in nature. However, it is reported to behave like Ising, Heisenberg or mean field by different groups. Despite several theoretical and experimental studies and the importance of strongly correlated systems, the experimental conclusion regarding the type of spin-spin interaction in SrRuO3 is lacking. To resolve this issue, we have investigated the critical behaviour in the vicinity of the paramagnetic-ferromagnetic phase transition using various techniques on polycrystalline as well as (001) oriented SrRuO3 films. Our analysis reveals that the application of a scaling law in the field-cooled magnetization data extracts the value of the critical exponent only when it is measured at H -> 0. To substantiate the actual nature without any ambiguity, the critical behavior is studied across the phase transition using the modified Arrott plot, Kouvel-Fisher plot and M-H isotherms. The critical analysis yields self-consistent beta, gamma and delta values and the spin interaction follows the long-range mean field model. Further the directional dependence of the critical exponent is studied in thin films and it reveals the isotropic nature. It is elucidated that the different experimental protocols followed by different groups are the reason for the ambiguity in determining the critical exponents in SrRuO3.

Evidence for 3D isotropic long range spin-spin interaction near the ferromagnetic transition in bulk and thin film SrRuO3

In the case of metallic ferromagnets there has always been a controversy, i.e. whether the magnetic interaction is itinerant or localized. For example SrRuO3 is known to be an itinerant ferromagnet where the spin-spin interaction is expected to be mean field in nature. However, it is reported to behave like Ising, Heisenberg or mean field by different groups. Despite several theoretical and experimental studies and the importance of strongly correlated systems, the experimental conclusion regarding the type of spin-spin interaction in SrRuO3 is lacking. To resolve this issue, we have investigated the critical behaviour in the vicinity of the paramagnetic-ferromagnetic phase transition using various techniques on polycrystalline as well as (001) oriented SrRuO3 films. Our analysis reveals that the application of a scaling law in the field-cooled magnetization data extracts the value of the critical exponent only when it is measured at H -> 0. To substantiate the actual nature without any ambiguity, the critical behavior is studied across the phase transition using the modified Arrott plot, Kouvel-Fisher plot and M-H isotherms. The critical analysis yields self-consistent beta, gamma and delta values and the spin interaction follows the long-range mean field model. Further the directional dependence of the critical exponent is studied in thin films and it reveals the isotropic nature. It is elucidated that the different experimental protocols followed by different groups are the reason for the ambiguity in determining the critical exponents in SrRuO3.

Spin-glass state in nanoparticulate (La0.7Sr0.3MnO3)(1-x) (BaTiO3)(x) solid solutions: Experimental and density-functional studies

We report the transition from robust ferromagnetism to a spin- glass state in nanoparticulate La0.7Sr0.3MnO3 through solid solution with BaTiO3. The field- and temperature-dependent magnetization and the frequency-dependent ac magnetic susceptibility measurements strongly indicate the existence of a spin- glass state in the system, which is further confirmed from memory effect measurements. The breaking of long-range ordering into short-range magnetic domains is further investigated using density-functional calculations. We show that Ti ions remain magnetically inactive due to insufficient electron leakage from La0.7Sr0.3MnO3 to the otherwise unoccupied Ti-d states. This results in the absence of a Mn-Ti-Mn spin exchange interaction and hence the breaking of the long-range ordering. Total-energy calculations suggest that the segregation of nonmagnetic Ti ions leads to the formation of short-range ferromagnetic Mn domains.

Origin of the Spin-Orbital Liquid State in a Nearly J=0 Iridate Ba3ZnIr2O9

We show using detailed magnetic and thermodynamic studies and theoretical calculations that the ground state of Ba3ZnIr2O9 is a realization of a novel spin-orbital liquid state. Our results reveal that Ba3ZnIr2O9 with Ir5+ (5d(4)) ions and strong spin-orbit coupling (SOC) arrives very close to the elusive J = 0 state but each Ir ion still possesses a weak moment. Ab initio density functional calculations indicate that this moment is developed due to superexchange, mediated by a strong intradimer hopping mechanism. While the Ir spins within the structural Ir2O9 dimer are expected to form a spin-orbit singlet state (SOS) with no resultant moment, substantial frustration arising from interdimer exchange interactions induce quantum fluctuations in these possible SOS states favoring a spin-orbital liquid phase down to at least 100 mK.

Development of a spin polarized low energy electron diffraction system

We have designed and constructed a spin polarized low energy electron diffraction system working in the reflected electron pulse counting mode. This system is capable of measuring asymmetries due to spin-orbit and exchange interactions. Photoemission from a strained GaAs/GaAsP super lattice is used as the source of spin polarized electrons. Spin-orbit asymmetry is evaluated for Ir(100) single crystal at various energies. Subsequently, exchange asymmetry has been evaluated on 40 monolayer Fe deposited on Ir(100). This instrument proves to be useful in understanding structure and magnetism at surfaces. (C) 2016 AIP Publishing LLC.

Toward a High-Resolution Monitoring of Continental Surface Water Extent and Dynamics, at Global Scale: from GIEMS (Global Inundation Extent from Multi-Satellites) to SWOT (Surface Water Ocean Topography)

Up to now, high-resolution mapping of surface water extent from satellites has only been available for a few regions, over limited time periods. The extension of the temporal and spatial coverage was difficult, due to the limitation of the remote sensing technique e.g., the interaction of the radiation with vegetation or cloud for visible observations or the temporal sampling with the synthetic aperture radar (SAR)]. The advantages and the limitations of the various satellite techniques are reviewed. The need to have a global and consistent estimate of the water surfaces over long time periods triggered the development of a multi-satellite methodology to obtain consistent surface water all over the globe, regardless of the environments. The Global Inundation Extent from Multi-satellites (GIEMS) combines the complementary strengths of satellite observations from the visible to the microwave, to produce a low-resolution monthly dataset () of surface water extent and dynamics. Downscaling algorithms are now developed and applied to GIEMS, using high-spatial-resolution information from visible, near-infrared, and synthetic aperture radar (SAR) satellite images, or from digital elevation models. Preliminary products are available down to 500-m spatial resolution. This work bridges the gaps and prepares for the future NASA/CNES Surface Water Ocean Topography (SWOT) mission to be launched in 2020. SWOT will delineate surface water extent estimates and their water storage with an unprecedented spatial resolution and accuracy, thanks to a SAR in an interferometry mode. When available, the SWOT data will be adopted to downscale GIEMS, to produce a long time series of water surfaces at global scale, consistent with the SWOT observations.

All Inorganic Spin-Coated Nanoparticle-Based Capacitive Memory Devices

We demonstrate all inorganic, robust, cost-effective, spin-coated, two-terminal capacitive memory metal-oxide nanoparticle-oxide-semiconductor devices with cadmium telluride nanoparticles sandwiched between aluminum oxide phosphate layers to form the dielectric memory stack. Using a novel high-speed circuit to decouple reading and writing, experimentally measured memory windows, programming voltages, retention times, and endurance are comparable with or better than the two-terminal memory devices realized using other fabrication techniques.

Critical investigation of high performance spin-coated high-kappa titania thin films based MOS capacitor

We report the tunable dielectric constant of titania films with low leakage current density. Titanium dioxide (TiO2) films of three different thicknesses (36, 63 and 91 nm) were deposited by the consecutive steps of solution preparation, spin-coating, drying, and firing at different temperatures. The problem of poor adhesion between Si substrate and TiO2 insulating layer was resolved by using the plasma activation process. The surface roughness was found to increase with increasing thickness and annealing temperature. The electrical investigation was carried out using metal-oxide-semiconductor structure. The flat band voltage (V-FB), oxide trapped charge (Q(ot)), dielectric constant (kappa) and equivalent oxide thicknesses are calculated from capacitance-voltage (C-V) curves. The C-V characteristics indicate a thickness dependent dielectric constant. The dielectric constant increases from 31 to 78 as thickness increases from 36 to 91 nm. In addition to that the dielectric constant was found to be annealing temperature and frequency dependent. The films having thickness 91 nm and annealed at 600 A degrees C shows the low leakage current density. Our study provides a broad insight of the processing parameters towards the use of titania as high-kappa insulating layer, which might be useful in Si and polymer based flexible devices.

Evaluación de tres tipos de dietas (calostro: leche) en terneras holstein friesian bajo crianza artificial

El presente trabajo se realizó en la Empresa Genética Roberto Alvarado (Chiltepe), ubicada en la península de Chiltepe, en el departamento de Managua, con el objetivo de establecer la mejor forma de suministrar dietas liquidas, establecer la asociación entre los niveles de calostro con los comportamientos productivos de terneras bajo crianza artificial. Se emplearon 18 terneras de raza Holstein F., con un promedio de 40 Kg+- 8 kg de peso vivo, las que fueron distribuidas aleatoriamente en tres grupos asignándoles los siguientes tratamientos: T15 litros de leche entera/día (testigo) ; T2: 5 Litros de mezcla de calostro y leche/día (20:80) y T3: 5 Litros de mezcla de calostro y leche/día (40:60). Adicionalmente todos los tratamientos recibieron "adibitum", alimento solido a base de forraje Taiwán picado, heno de pasto estrella, agua y concentrado iniciador. El manejo de las terneras se realizó de manera similar a la utilizada en los centros de crianza de las empresas. Se efectuaron pasajes semanales individuales y se registró el consumo de concentrado. Se realizó análisis bromatológico de las dietas liquidas según metodología A.O.A.C. (1984), así como un análisis económico de las mismas. Al realizar ANDEVA para la variable GMD28, GMD49 y GMD70, se encontró para la primera que no existen diferencias (P<0.05) y para la dos últimas si existen diferencias significativas (P<0.05). El ANDECOVA (mínimo cuadrado realizado para la variable P28, utilizando la covariable PI mostró que no existen diferencias entre las dietas, y diferencias significativas (P<0.05) para la covariable. Para la variable Cons28, utilizando como variable el PI, se encontró diferencias significativas entre las dietas y no significativas para la variable concomitante. Al analizar la variable P49 usando como variable concomitante el P28, mostró diferencias estadísticamente significativas (P<0.05) tanto para las dietas como para la covariable. Para la variable P70, utilizando como covariable P49, se encontró que existen diferencias significativas para las dietas suministradas así como para la variable concomitante. Posteriormente al realizar prueba de separación de medidas con rangos múltiples utilizando test de Duncan, para las variables GMD14, GMD28, GMD49 y GMD70 se encontró el siguiente orden de mérito para las dietas: Calostro: Leche (40:60) a; Calostro: Leche (20:80)a, y Calostro: Leche (0:100) b. El análisis económico mostro que las dietas T3 y T2 tiene costos notablemente inferiores en relación al costo del T1. Estos análisis conllevan a establecer un orden decreciente del efecto de las dietas liquidas sobre la GMD y el PF según el siguiente esquema: T3 (40:60)>T2 (20:80)>T1 (0.100). Encontrando que la dieta más efectiva es la del T3.

Comparación de parámetros reproductivos bajo inseminación artificial y monta natural en cerdas, (Cofradia, G.E.P.)

Este experimento se realizó en la Granja Experimental Porcina (G.E.P), Cofradía, Masaya, con 82 cerdas del cuarto parto, 30 servidas a través de inseminación artificial (I.A) y 52 cerdas por monta natural (M.N); iniciando en mayo de 1,995 hasta mayo de 1,996 con el objetivo de evaluar los parámetros reproductivos y económicos en ambos sistemas de monta. Los dos grupos de cerdas reproductoras estaban compuestos por las razas LANDRACE, YORKSHIRE y DUROC. Las variables evaluadas fueron: Tasa de concepción (T.C) y tasa de parición (T.P), números de crías por partos (N.C.P), peso vivo promedio del lechón en la camada al nacer (P.V.L.C), relación beneficio-costo (B-C). Los resultados finales comprobados al 5% de significancia estadísticas fueron: T.P en I.A con 56.66% menor que en M.N con 76.92%, en N.C.P para I.A con 7.06, menor que en M.N de 8.725, P.V.L.C en I.A de 1.85 kg, similar a 1.74 kg, en MN. Para la relación B-C en I.A fue de 0.53 córdobas y para M.N de 0.56 córdobas.

Comparación de índices productivos y reproductivos de monta natural e inseminación artificial con semen congelado en cerdos

El presente trabajo de tesis se realizó en la granja experimental porcina MAGFOR-Misión China de la república de Taiwán, ubicada en Cofradía. El estudio consistió en la evaluación de los parámetros reproductivos en grupos de cerdas obtenidos por inseminación artificial y grupos obtenidos a través de la monta natural, también se aborda el tema de la consanguinidad y sus consecuencias como un factor negativo en la fijación de caracteres indeseables, esto sucede en las poblaciones en las que existe una alta homocigosis debido al origen común del material genético (padres emparentados). Las variables evaluadas en el presente trabajo fueron: tamaño de la camada al nacimiento, peso promedio de los lechones al nacimiento, peso promedio de los lechones al destete e intervalo parto parto. para el análisis estadístico se elaboraron tablas de contingencias por cada una de las variables con base en los promedios. Para la variable tamaño de la camada al nacimiento se obtuvo para el tratamiento inseminación artificial un promedio de 9.16 lechones y para la monta natural un promedio de 9.89 lechones al contrastar las medias de los dos tratamientos se obtuvo un valor de t de 0.88 que comparado con el valor tabulado al 5% resulto no significativo al observar el comportamiento de las diferentes razas ,la yorkshire obtuvo los mayores promedios en inseminación el caso especifico de esta habían muy pocos ejemplares 6 . Se trabajo en condiciones normales de producción lo cual pudo influir en estos resultados debido al tamaiio de la muestra en esta raza. Los resultados para la variable peso promedio de los lechones al nacimiento, arrojaron un promedio de 1.76 Kg. para las camadas obtenidas por inseminación artificial y 1.67kg para las obtenidas por el método de monta natural en las observaciones de los promedios por razas, se obtuvo el mayor peso a favor de la raza Landrace con 1.99 Kg. seguido de la raza duroc con 1.85 Kg. en el tratamiento de inseminación artificial, y para la monta natural el menor peso lo obtuvo la raza duroc con 1.44 Kg. y elmayor peso fue también la raza Landrace. la raza Yorkshire mostró un comportamiento similar tanto en inseminacion artificial, como en monta natural. Para la variable peso promedio de los lechones al destete, se obtuvo un peso promedio de 7.39 Kg. para los lechones obtenidos por el método de inseminacion artificial y un peso promedio de 6.71 Kg. en el caso de lechones obtenidos por monta natural al evaluar las razas, la raza Landrace obtuvo el mayor peso al destete con 8.01 Kg. como era de esperar al obtener los mayores promedios en peso al nacimiento esto fue para las camadas obtenidas por inseminacion artificial. en el caso. de los lechones obtenidos mediante la monta natural el mayor peso correspondió a la raza Hampshire pudiendo haber influido el numero de lechones, ya que esta fue la que presento el menor numero la raza Yorkshire tuvo en este caso un comportamiento similar en los dos tratamientos. Para la variable intervalo parto-parto, en el caso de las cerdas servidas por el método de inseminacion artificial presentaron un IPP de 5.52 meses o sea 167 días y las cerdas servidas por monta natural obtuvieron un IPP de5.01 meses o 152 días. En la prueba de hipótesis tanto como el contraste de varianza, los resultados fueron significativos y una diferencia de 15 días vacíos en una hembra eleva los costos de producción de una manera considerable por esta razón un IPP como el de la inseminación artificial solo se justifica en la granja experimental porcina en un numero especifico de cerdas elite y como apoyo al mejoramiento genético del hato porcino de esta así como del hato nacional.

Establecimiento de técnica de extracción de semen en gallos criollos e inseminación artificial en gallinas criollas en Nejapa - Managua

La inseminación artificial es una técnica que fue desarrollada en la década de los años treinta utilizando el método descrito por Buno\VS y Quinn (1937), consistía en practicarle masajes abdominales y en la cloaca tanto al ave macho como a la hembra Este trabajo de investigación que tiene por título: Establecimiento de técnicas de extracción de semen en gallos criollos e inseminación artificial en gallinas criollas, fue investigado con los tines de realizar la técnica inseminación artificial en gallinas criollas que no se utiliza en nuestro país, y también comprobar que esta tiene resultado positivo. En la investigación se trabajo con 10 gallinas y 2 gallos en donde se divide dos tratamientos: 1er tratamiento monta natural que se utilizaron 5 gallinas y un gallo, 2do tratamiento Inseminación artificial que se utilizaron 5 gallinas y un gallo Los cuales fueron seleccionados con Jónne parámetros establecidos En el tratamiento en la monta natural las gallinas estaban en manejo tradicional y la alimenticio ad-libitum y copulacion natural de gallo. Mientras que en 2do tratamiento para el gallo de la inseminación se le realizo un adiestramiento durante 6 meses para lograr la obtención de semen puro posteriormente inseminar a las gallinas destinadas para el 2do tratamiento. En los resultados de la variable de incubación de cada tratamiento se valoró la diferencia de los tratamiento empleados, mostrando que en el tratamiento 1 por la monta natural (T1 M.N) fue de margen inferior de 75%, donde para el tratamiento 2 de inseminación artificial (T2 LA) un margen de superioridad reflejado en 83% Se encontró un Chi­ cuadrado de 1.7562 no significativo al5% con 1 grado de libertad,-- (filas-uno)*(columnas-1) -­ entendiéndose que las diferencias observadas en el porcentaje de huevos nacidos de cada grupo de tratamiento, así como el porcentaje de huevos no nacidos de cada grupo de tratamiento están en el rango posible de diferencias atribuibles a la casualidad propias de unidades experimentales biológicas empleando un nivel de significación del 5 % También se rellejo el porcentaje de huevos incubables fue para(T1 M.N) 35% y ("12 LA) 31%, para mortalidad embrionaria se determino un 32%(T1 M.N)y el 20% para elpara(T2I.A). En elcomportamiento reproductivo se constato que para (T1 M.N) un margen de 28- 15 huevos y para (T2 LA) un margen de 24- 13 huevos. Concluyendo que la técnica de inseminación attiticial se puede realizar, y puede ser beneficiosa, pero a niveles industriales o en aves de razas debido a que los costos son significativamente costosos no siendo viable para los pequeños productores de gallinas de patio