Fast, scalable master equation solution algorithms. III. Direct time propagation accelerated by a diffusion approximation preconditioned iterative solver

In this paper we propose a novel fast and linearly scalable method for solving master equations arising in the context of gas-phase reactive systems, based on an existent stiff ordinary differential equation integrator. The required solution of a linear system involving the Jacobian matrix is achieved using the GMRES iteration preconditioned using the diffusion approximation to the master equation. In this way we avoid the cubic scaling of traditional master equation solution methods and maintain the low temperature robustness of numerical integration. The method is tested using a master equation modelling the formation of propargyl from the reaction of singlet methylene with acetylene, proceeding through long lived isomerizing intermediates. (C) 2003 American Institute of Physics.

Selecting methods to solve multi-well master equations

There are several competing methods commonly used to solve energy grained master equations describing gas-phase reactive systems. When it comes to selecting an appropriate method for any particular problem, there is little guidance in the literature. In this paper we directly compare several variants of spectral and numerical integration methods from the point of view of computer time required to calculate the solution and the range of temperature and pressure conditions under which the methods are successful. The test case used in the comparison is an important reaction in combustion chemistry and incorporates reversible and irreversible bimolecular reaction steps as well as isomerizations between multiple unimolecular species. While the numerical integration of the ODE with a stiff ODE integrator is not the fastest method overall, it is the fastest method applicable to all conditions.

Impaired postural compensation for respiration in people with recurrent low back pain

This study evaluated the degree to which the disturbance to posture from respiration is compensated for in healthy normals and whether this is different in people with recurrent low back pain (LBP), and to compare the changes when respiratory demand is increased. Angular displacement of the lumbar spine and hips, and motion of the centre of pressure (COP), were recorded with high resolution and respiratory phase was recorded from ribcage motion. With subjects standing in a relaxed posture, recordings were made during quiet breathing, while breathing with increased dead-space to induce hypercapnoea, and while subjects voluntarily increased their respiration to match ribcage expansion that was induced in the hypercapnoea condition. The relationship between respiration and the movement parameters was measured from the coherence between breathing and COP and angular motion at the frequency of respiration, and from averages triggered from the respiratory data. Small angular changes in the lumbopelvic and hip angles were evident at the frequency of respiration in both groups. However, in quiet standing, the LBP subjects had a greater displacement of their COP that was associated with respiration than the control subjects. The LBP group had a trend for less hip motion. There were no changes in the movement parameters when respiratory demand increased involuntarily via hypercapnoea, but when respiration increased voluntarily, the amplitude of motion and the displacement of the COP increased in both groups. The present data suggest that the postural compensation to respiration counteracts at least part of the disturbance to posture caused by respiration and that this compensation may be less effective in people with LBP.

Speciation and phylogeography in Caridina indistincta, a complex of freshwater shrimps from Australian heathland streams

The Caridina indistincta complex is a group of closely related atyid shrimps that inhabit coastal freshwater streams throughout north-eastern Australia. Using mitochondrial DNA sequence data (cytochrome oxidase 1, CO1), we (1) inferred the timing of speciation in the C. indistincta group and (2) examined the intraspecific phylogeographic patterns within the group. Assuming a shrimp-specific rate of CO1 evolution, the level of sequence divergence among species suggests that speciation took place during the Miocene epoch. Within one widespread mainland species, phylogeographic patterns suggest strong geographic 'regionalisation' of mtDNA lineages that are most likely of Pleistocene origin. By contrast, another species comprises two highly divergent mtDNA lineages that occur in sympatry. We suggest that although Pleistocene sea-level regressions appear important in generating population-level phylogeographic patterns, these events were largely unimportant in the formation of species in this group.

Are Ichthyosporea animals or fungi? Bayesian phylogenetic analysis of elongation factor 1α of Ichthyophonus irregularis

Ichthyosporea is a recently recognized group of morphologically simple eukaryotes, many of which cause disease in aquatic organisms. Ribosomal RNA sequence analyses place Ichthyosporea near the divergence of the animal and fungal lineages, but do not allow resolution of its exact phylogenetic position. Some of the best evidence for a specific grouping of animals and fungi (Opisthokonta) has come from elongation factor 1alpha, not only phylogenetic analysis of sequences but also the presence or absence of short insertions and deletions. We sequenced the EF-1alpha gene from the ichthyosporean parasite Ichthyophonus irregularis and determined its phylogenetic position using neighbor-joining, parsimony and Bayesian methods. We also sequenced EF-1alpha genes from four chytrids to provide broader representation within fungi. Sequence analyses and the presence of a characteristic 12 amino acid insertion strongly indicate that I. irregularis is a member of Opisthokonta, but do not resolve whether I. irregularis is a specific relative of animals or of fungi. However, the EF-1alpha of I. irregularis exhibits a two amino acid deletion heretofore reported only among fungi. (C) 2003 Elsevier Science (USA). All rights reserved.

Effect of lifter design on drying performance in rotary dryers

Lifter use in dryers improves mass transfer by increasing the amount of surface area available for transfer and also by increasing the velocity of gas over the particle surface. An even cross-sectional distribution of particles in a dryer improves the efficiency of operation by ensuring that evaporation from falling particles is taking place for the maximum fraction of the rotation period of the drier. Studies on lifter design to improve the cross-sectional particle distribution were performed on angled lifters. A single lifter was used and the mass-transfer rate examined as a function of angular lifter displacement. Analysis of the mass transfer characteristics of single lifters allowed performance comparisons and recommendations for lifter design.

Expression analysis of four Pinus radiata male cone promoters in the heterologous host Arabidopsis

Four male cone-specific promoters were isolated from the genome of Pinus radiata D. Don, fused to the beta-glucuronidase (GUS) reporter gene and analysed in the heterologous host Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. The temporal and spatial activities of the promoters PrCHS1, PrLTP2, PrMC2 and PrMALE1 during seven anther developmental stages are described in detail. The two promoters PrMC2 and PrMALE1 confer an identical GUS expression pattern on Arabidopsis anthers. DNA sequence analysis of the PrMC2 and PrMALE1 promoters revealed an 88% sequence identity over 276 bp and divergence further upstream (

Variabilidade genética em famílias de meios-irmãos de cafeeiro robusta

O cultivo do café é uma das atividades do agronegócio de maior importância socioeconômica dentre as diferentes atividades ligadas ao comércio agrícola mundial. Uma das maiores contribuições da genética quantitativa para o melhoramento genético é a possibilidade de prever ganhos genéticos. Quando diferentes critérios de seleção são considerados, a predição de ganhos referentes a cada critério tem grande importância, pois indica os melhoristas sobre como utilizar o material genético disponível, visando obter o máximo de ganhos possível para as características de interesse. O presente trabalho foi instalado em julho de 2004, na Fazenda Experimental de Bananal do Norte, conduzida pelo Incaper, no distrito de Pacotuba, município de Cachoeiro de Itapemirim, região Sul do Estado, com o objetivo de selecionar as melhores plantas entre e dentro de progênies de meios- irmãos de Coffea canephora, por meio de diferentes critérios de seleção. Foram realizadas análises de variância individuais e conjuntas para 26 progênies de meios- irmãos Coffea canephora. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com quatro testemunhas adicionais com quatro repetições e parcela composta por cinco plantas, com o espaçamento de 3,0 m x 1,2 m. Neste trabalho, considerou-se os dados das últimas cinco colheitas. As características mensuradas foram: florescimento, maturação, tamanho do grão, peso, porte, vigor, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, escala geral, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro. Todas as análises estatísticas foram realizadas com o aplicativo computacional em genética e estatística (GENES). Foram estimados os ganhos de seleção em função da porcentagem de seleção de 20% entre e dentro, sendo as mesmas mantidas para todas as características. Todas as características foram submetidas a seleção no sentido positivo, exceto para florescimento, porte, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro, para obter decréscimo em suas médias originais. Os critérios de seleção estudados foram: seleção convencional entre e dentro das famílias, índice de seleção combinada, seleção massal e seleção massal estratificada. Esta dissertação é composta por dois capítulos, em que foram realizadas análises biométricas, como a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos. Na maioria das características estudadas, verificaram-se diferenças significativas (P<0,05) para genótipos que, associados aos coeficientes de variação genotípicos e também ao coeficiente de determinação genotípico e à relação CVg/CVe, indicam a existência de variabilidade genética nos materiais genéticos para a maioria das características e condições favoráveis para obtenção de ganhos genéticos pela seleção. Essas características também foram correlacionadas. Os dados foram submetidos às análises de variância e multivariada, aplicando-se a técnica de agrupamento e UPGMA, teste de médias e estudo de correlações. Na técnica de agrupamento, foi utilizada a distância generalizada de Mahalanobis como medida de dissimilaridade, e na delimitação dos grupos, o método de Tocher. Foi encontrada diversidade genética para as características associadas à qualidade fisiológica, mobilização de reserva das sementes, dimensões e biomassa das plântulas. Quatro grupos de genótipos puderam ser formados. Peso de massa seca de sementes, redução de reserva de sementes e peso de massa seca de plântulas estão positivamente correlacionados entre si, enquanto a redução de reserva das sementes e a eficiência na conversão dessas reservas em plântulas estão negativamente correlacionadas. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que todas as características apresentaram níveis diferenciados de variabilidade genética e os critérios de seleção utilizados mostraram-se eficientes para o melhoramento, no qual o índice de seleção combinada é o critério de seleção que apresentou os melhores resultados em termos de ganhos, sendo indicado como critério mais apropriado para o melhoramento genético da população estudada. Nos estudos de correlações, em 70% dos casos, a correlação fenotípica foi superior à genotípica, mostrando maior influência dos fatores ambientais em relação aos genotípicos e condições propícias ao melhoramento dos diferentes caracteres. No estudo de divergência genética, observou-se que pelo agrupamento de genótipos, pela técnica de Tocher, indicou que os genótipos foram distribuídos em três grupos.

Avaliação oculomotora em pacientes com disfunção vestibular periférica

OBJETIVO: Verificar se os parâmetros dos movimentos sacádicos fixos e randomizados, do rastreio pendular e do nistagmo optocinético na vectonistagmografia digital podem apresentar alterações em pacientes com hipótese diagnóstica de disfunção vestibular periférica. MÉTODO: Foram avaliados 60 pacientes, de ambos os sexos, com tontura de origem vestibular periférica e idade entre 12 e 82 anos. Os achados foram comparados com um padrão de normalidade para os parâmetros dos movimentos oculares estudados. RESULTADOS: Os movimentos sacádicos fixos estavam alterados em 100% dos casos quanto à latência e em 35% quanto à velocidade; os randomizados estavam alterados em 100% quanto à latência, em 78,3% quanto à precisão e 1,7% quanto à velocidade; o rastreio pendular apresentou alteração do ganho nas freqüências de 0,1Hz em 15%, 0,2Hz em 21,7% e 0,4Hz em 13,3%; o nistagmo optocinético apresentou alteração da velocidade angular da componente lenta em 1,7% e do ganho em 5%. CONCLUSÕES: A latência e a velocidade dos movimentos sacádicos fixos; a latência, a precisão e a velocidade dos movimentos randomizados; o ganho do rastreio pendular; a velocidade angular da componente lenta e o ganho do nistagmo optocinético na vectonistagmografia digital podem apresentar alterações em pacientes com hipótese diagnóstica de disfunção vestibular periférica.

Fighting climate change in the air: lessons from the EU directive on global aviation

The European Union's (EU) decision to include aviation into the Emissions Trade Scheme was heatedly contested. Countries around the world, but mainly the Brazil, Russia, India, China and South Africa group (BRICS) and the US, denounced the EU's initiate as illegal and unilateral. Following a decade of frustrated negotiations at the International Civil Aviation Organization (ICAO), this paper interrogates why such measure, in principle climate-friendly, inspired so much global resentment. I argue that concerns with competitiveness and risks of legal inconsistency are important, but insufficient elements to explain the core of the conflict. The paper suggests that the EU was strongly criticized because third countries perceived this action as an imposed solution, which fostered an environment of distrust. Therefore, I claim that the problem has more to do with a normative divide than with a substantive divergence on what should be done regarding aviation emissions. My analysis is informed by the present literature on the links between trade and climate change, but gives particular weight to first-hand information through interviews with key stakeholders. The paper is divided in three parts. First, it presents the scope of the EU directive in historical perspective. Second, it explores the EU's measure through three different angles: legal, economical and political. The final part explores some possible solutions to overcome these divergences.

Voxel-based registration of simulated and real patient CBCT data for accurate dental implant pose estimation

The success of dental implant-supported prosthesis is directly linked to the accuracy obtained during implant’s pose estimation (position and orientation). Although traditional impression techniques and recent digital acquisition methods are acceptably accurate, a simultaneously fast, accurate and operator-independent methodology is still lacking. Hereto, an image-based framework is proposed to estimate the patient-specific implant’s pose using cone-beam computed tomography (CBCT) and prior knowledge of implanted model. The pose estimation is accomplished in a threestep approach: (1) a region-of-interest is extracted from the CBCT data using 2 operator-defined points at the implant’s main axis; (2) a simulated CBCT volume of the known implanted model is generated through Feldkamp-Davis-Kress reconstruction and coarsely aligned to the defined axis; and (3) a voxel-based rigid registration is performed to optimally align both patient and simulated CBCT data, extracting the implant’s pose from the optimal transformation. Three experiments were performed to evaluate the framework: (1) an in silico study using 48 implants distributed through 12 tridimensional synthetic mandibular models; (2) an in vitro study using an artificial mandible with 2 dental implants acquired with an i-CAT system; and (3) two clinical case studies. The results shown positional errors of 67±34μm and 108μm, and angular misfits of 0.15±0.08º and 1.4º, for experiment 1 and 2, respectively. Moreover, in experiment 3, visual assessment of clinical data results shown a coherent alignment of the reference implant. Overall, a novel image-based framework for implants’ pose estimation from CBCT data was proposed, showing accurate results in agreement with dental prosthesis modelling requirements.

Synthesis and Coordination Chemistry of a New N-4-Polydentate Class of Pyridyl-Functionalized Scorpionate Ligands: Complexes of Fe-II, Zn-II, V-IV, Pd-II and Use for Heterobimetallic Systems

The new potentially N-4-multidentate pyridyl-functionalized scorpionates 4-((tris-2,2,2-(pyrazol-1-ypethoxy)methyl)pyridine (TpmPy, (1)) and 4-((tris-2,2,2-(3-phenylpyrazol-1-yl)ethoxy)methyl)pyridine (TpmPy(Ph), (2)) have been synthesized and their coordination behavior toward Fe-II, Ni-II, Zn-II, Cu-II, Pd-II, and V-III centers has been studied. Reaction of (1) with Fe(BF4)(2)center dot 6H(2)O yields [Fe(TpmPy)(2)](BF4)(2) (3), that, in the solid state, shows the sandwich structure with trihapto ligand coordination via the pyrazolyl arms, and is completely low spin (LS) until 400 K. Reactions of 2 equiv of (1) or (2) with Zn-II or Ni-II chlorides give the corresponding metal complexes with general formula [MCl2(TpmPy*)(2)] (M = Zn, Ni; TpmPy* = TpmPy, TpmPy(Ph)) (4-7) where the ligand is able to coordinate through either the pyrazolyl rings (in case of [Ni(TpmPy)(2)Cl-2 (5)) or the pyridyl-side (for [ZnCl2(TpmPy)(2)] (4), [ZnCl2(TpmPy(Ph))(2)] (6) and [NiCl2(TpmPy(Ph))(2)] (7)). The reaction of (1) with VCl3 gives [VOCl2(TpmPy)] (8) that shows the N-3-pyrazolyl coordination-mode. Moreover, (1) and react with cis-[PdCl2(CH3CN)(2)] to give the disubstituted complexes [PdCl2(TprnPy)(2)] (9) and [PdCl2(TpmPy(Ph))(2)] (10), respectively, bearing the scorpionate coordinated via the pyridyl group. Compounds (9) and (10) react with Fe(BF4)(2) to give the heterobimetallic Pd/Fe systems [PdCl2(mu-TpmPy)(2)-Fe](BF4)(2) (11) and [PdCl2(mu-TpmPy(Ph))(2)Fe-2(H2O)(6)]BF4)(4) (13), respectively. Compound (11) can also be formed from reaction of (3) with cis-[PdCl2(CH3CN)(2)], while reaction of (3) with Cu(NO3)(2).2.5H(2)O generates [Fe(mu-TpmPy)(2)-Cu(NO3)(2)](BF4)(2) (12), confirming the multidentate ability of the new chelating ligands. The X-ray diffraction analyses of compounds (1), (3), (4), (5), and (9) are also reported.

Termografia: uma ferramenta de apoio ao diagnóstico de avarias

Desde que saiu do secretismo militar, nas últimas décadas do século passado, a termografia infravermelha, tem vindo a ampliar a sua aplicação em todas as áreas. A experiência de obtenção de assinaturas térmicas de equipamentos militares e de toda a actividade militar, foram transpostas para outras áreas de actividade e com elas todas as ferramentas de análise. O desenvolvimento e vulgarização da informática e a concorrência entre marcas, com a consequente diminuição de custos, facilitou a sua divulgação. Na manutenção preventiva, quando correctamente utilizada, a termografia infravermelha, é um excelente auxiliar, tendo a vantagem de ser uma ferramenta segura, versátil, de não contacto e que proporciona grande rapidez de observação. No presente trabalho é passado em revisão o estado da arte no campo específico do tema da dissertação e foram estudados os princípios da termografia. Foram realizados três trabalhos de campo, traduzidos por outras tantas inspecções termográficas em empresas metolomecânicas e foram recolhidas imagens de exterior do edifício do ISEL e do parque de estacionamento. Foram ainda realizados ensaios de laboratório sobre desalinhamento angular onde foram obtidas imagens termográficas da fase de arranque até ao aquecimento do modelo com os veios alinhados a duas rotações distintas e com dois desalinhamentos angulares diferentes. Foi ainda executado um terceiro ensaio com os veis desalinhados, para confirmação de valores. Face aos resultados, o natural desenvolvimento deste trabalho aponta para a continuação dos ensaios neste campo de forma a confirmar os valores obtidos e estabelecer factores de correcção para diferentes condições de desalinhamento e temperatura ambiente.

Coexistence of Universal and Topological Anomalous Hall Effects in Metal CrO2 Thin Films in the Dirty Limit

The scaling exponent of 1.6 between anomalous Hall and longitudinal conductivity, characteristic of the universal Hall mechanism in dirty-metal ferromagnets, emerges from a series of CrO2 films as we systematically increase structural disorder. Magnetic disorder in CrO2 increases with temperature and this drives a separate topological Hall mechanism. We find that these terms are controlled discretely by structural and magnetic defect populations, and their coexistence leads to apparent divergence from exponent 1.6, suggesting that the universal term is more prevalent than previously realized.

As conceções e as práticas dos gestores de topo na escola pública e privada : convergências e divergências

O papel crucial da escola na sociedade e o exercício da atividade profissional como docente, com um olhar atento sobre o traçar das políticas educativas, motivou a elaboração deste trabalho de investigação, que tem como objeto de estudo os papéis desempenhados pelos diretores das escolas estatais e não estatais e como objetivos específicos estudar o impacto da legislação emanada pela tutela, nas escolas públicas e privadas e analisar as convergências e divergências nas conceções e práticas dos seus diretores. As dimensões analíticas exploradas no estudo abrangem as conceções gestionárias dos diretores quanto aos modelos de gestão, às práticas de autonomia, ao serviço educativo e à prestação de contas. Este trabalho de natureza qualitativa foca o olhar sobre um grupo restrito de atores educativos que foram escolhidos devido ao papel que desempenham na organização educativa e porque a publicação do Decreto- Lei 75/ 2008 de 22 de abril, trouxe alterações à escola pública. A tradição de direção colegial que vigorava nas organizações educativas estatais foi quebrada. O presidente do conselho diretivo é doravante substituído pelo diretor que passa a delegar competências, a designar equipas e a prestar contas à tutela e comunidade educativa à semelhança do diretor da escola privada. O estudo de caso apresentado foi realizado em três escolas públicas e em três colégios privados com recurso a entrevistas semiestruturadas e à análise documental. As conclusões deste trabalho remetem para a existência de muitos pontos de convergência entre a opinião dos diretores da escola pública e privada. As temáticas relativas à autonomia, escolha do pessoal docente e prestação de contas, são olhadas pela mesma perspetiva. A autonomia é vista como “uma miragem”; uma “terra prometida” (Lima e Afonso, 1995). A prestação de contas é exigida aos diretores do ensino estatal e do privado através de instrumentos próximos. As principais divergências situam-se ao nível do menor interesse demonstrado, por parte da direção da escola privada, pela oferta de cursos profissionais e pelo menor investimento em estratégias para a prevenção do abandono escolar, que é considerado pouco significativo na escola não estatal. A defesa da escolha de escola e da modalidade de cheque ensino são outros dos pontos que marcam a divergência entre estes diretores. Abstract: This investigative paper - whose objective is the study of the role of the school directors, both State and non-state, and the impact of legislation on both State and private schools, as well as the analysis of the convergent and divergent conceptions and practices of these directors – is motivated by the crucial role played by schools in our society and by the professional activity of the teacher, with an attentive look at the educational practices. The analytical dimension explored in this study includes the various concepts of management of the school director as models of management, as well as practices in self-sufficiency, budget control and educational service to the community. This study has a qualitative nature and focuses on a small group of individuals who were chosen for the role they play in the whole educational structure, considering that the Decree nº 75/2008, published on April the 22nd, determined alterations to the public school system. The traditional method of control of the public school system has, henceforth, been changed. The headmaster is now substituted by a director who delegates his functions, makes up work teams and elaborates the school budget which is presented to the respective governmental ministry and the community, much like as what happens in private schools. The present study encompasses three public schools and three private schools, the methods of study being semi-structured interviews as well as the consultation of documentation. The conclusions point to many convergent opinions of the school directors of both the public and the private sector. The school directors of both public and private schools used in this study share the same opinion as to the factors involved in the selection of teachers, the elaboration of the school budget and the implementation of self-sufficiency policies. These self-sufficiency policies are seen as a “mirage” or a “promised land” (Lima and Afonso, 1995). The school budget and its management practices are implemented in both public and private schools through similar instruments. The principal differences are noted on smaller, less interesting points, on the part of the direction of the private schools, and result from the elaboration of professional courses and minor investment in the strategies, oriented to the prevention of school drop-outs, which is considered of little significance in the private school sector. The other factors of divergence result from the right to choose the type of school desired and the type of teaching implemented.