Fourier spectral methods for fractional-in-space reaction-diffusion equations

Fractional differential equations are becoming increasingly used as a powerful modelling approach for understanding the many aspects of nonlocality and spatial heterogeneity. However, the numerical approximation of these models is demanding and imposes a number of computational constraints. In this paper, we introduce Fourier spectral methods as an attractive and easy-to-code alternative for the integration of fractional-in-space reaction-diffusion equations described by the fractional Laplacian in bounded rectangular domains ofRn. The main advantages of the proposed schemes is that they yield a fully diagonal representation of the fractional operator, with increased accuracy and efficiency when compared to low-order counterparts, and a completely straightforward extension to two and three spatial dimensions. Our approach is illustrated by solving several problems of practical interest, including the fractional Allen–Cahn, FitzHugh–Nagumo and Gray–Scott models, together with an analysis of the properties of these systems in terms of the fractional power of the underlying Laplacian operator.

Fractional diffusion models of cardiac electrical propagation: Role of structural heterogeneity in dispersion of repolarization

Impulse propagation in biological tissues is known to be modulated by structural heterogeneity. In cardiac muscle, improved understanding on how this heterogeneity influences electrical spread is key to advancing our interpretation of dispersion of repolarization. We propose fractional diffusion models as a novel mathematical description of structurally heterogeneous excitable media, as a means of representing the modulation of the total electric field by the secondary electrical sources associated with tissue inhomogeneities. Our results, analysed against in vivo human recordings and experimental data of different animal species, indicate that structural heterogeneity underlies relevant characteristics of cardiac electrical propagation at tissue level. These include conduction effects on action potential (AP) morphology, the shortening of AP duration along the activation pathway and the progressive modulation by premature beats of spatial patterns of dispersion of repolarization. The proposed approach may also have important implications in other research fields involving excitable complex media.

Functional localization of the human color center by decreased water displacement using diffusion-weighted fMRI

Introduction Decreased water displacement following increased neural activity has been observed using diffusion-weighted functional MRI (DfMRI) at high b-values. The physiological mechanisms underlying the diffusion signal change may be unique from the standard blood oxygenation level-dependent (BOLD) contrast and closer to the source of neural activity. Whether DfMRI reflects neural activity more directly than BOLD outside the primary cerebral regions remains unclear. Methods Colored and achromatic Mondrian visual stimuli were statistically contrasted to functionally localize the human color center Area V4 in neurologically intact adults. Spatial and temporal properties of DfMRI and BOLD activation were examined across regions of the visual cortex. Results At the individual level, DfMRI activation patterns showed greater spatial specificity to V4 than BOLD. The BOLD activation patterns were more prominent in the primary visual cortex than DfMRI, where activation was localized to the ventral temporal lobe. Temporally, the diffusion signal change in V4 and V1 both preceded the corresponding hemodynamic response, however the early diffusion signal change was more evident in V1. Conclusions DfMRI may be of use in imaging applications implementing cognitive subtraction paradigms, and where highly precise individual functional localization is required.

Determination of diffusion parameters and activation energy of diffusion in V3Si phase with A15 crystal structure

Diffusion such is the integrated diffusion coefficient of the phase, the tracer diffusion coefficient of species at different temperatures and the activation energy for diffusion, are determined in V3Si phase with A15 crystal structure. The tracer diffusion coefficient of Si Was found to be negligible compared to the tracer diffusion coefficient of V. The calculated diffusion parameters will help to validate the theoretical analysis of defect structure of the phase, which plays an important role in the superconductivity.

Molecular theory for the effects of specific solute-solvent interaction on the diffusion of a solute particle in a molecular liquid

An understanding of the effect of specific solute-solvent interactions on the diffusion of a solute probe is a long standing problem of physical chemistry. In this paper a microscopic treatment of this effect is presented. The theory takes into account the modification of the solvent structure around the solute due to this specific interaction between them. It is found that for strong, attractive interaction, there is an enhanced coupling between the solute and the solvent dynamic modes (in particular, the density mode), which leads to a significant increase in the friction on the solute. The diffusion coefficient of the solute is found to depend strongly and nonlinearly on the magnitude of the attractive interaction. An interesting observation is that specific solute-solvent interaction can induce a crossover from a sliplike to a sticklike diffusion. In the limit of strong attractive interaction, we recover a dynamic version of the solvent-berg picture. On the other hand, for repulsive interaction, the diffusion coefficient of the solute increases. These results are in qualitative agreement with recent experimental observations.

Stability of a Random Diffusion with Linear Drift

We consider a Linear system with Markovian switching which is perturbed by Gaussian type noise, If the linear system is mean square stable then we show that under certain conditions the perturbed system is also stable, We also shaw that under certain conditions the linear system with Markovian switching can be stabilized by such noisy perturbation.

Interdiffusion and Growth of the Superconductor Nb3Sn in Nb/Cu(Sn) Diffusion Couples

The confusion over the growth rate of the Nb3Sn superconductor compound following the bronze technique is addressed. Furthermore, a possible explanation for the corrugated structure of the product phase in the multifilamentary structure is discussed. Kirkendall marker experiments are conducted to study the relative mobilities of the species, which also explains the reason for finding pores in the product phase layer. The movement of the markers after interdiffusion reflects that Sn is the faster diffusing species. Furthermore, different concentrations of Sn in the bronze alloy are considered to study the effect of Sn content on the growth rate. Based on the parabolic growth constant at different temperatures, the activation energy for the growth is determined.

Preliminary investigations into the use of a functionalised polymer to reduce diffusion in Fricke gel dosimeters

Purpose A modification of the existing PVA-​FX hydrogel has been made to investigate the use of a functionalised polymer in a Fricke gel dosimetry system to decrease Fe3+ diffusion. Methods The chelating agent, xylenol orange, was chem. bonded to the gelling agent, polyvinyl alc. (PVA) to create xylenol orange functionalised PVA (XO-​PVA)​. A gel was created from the XO-​PVA (20​% w​/v) with ferrous sulfate (0.4 mM) and sulfuric acid (50 mM)​. Results This resulted in an optical d. dose sensitivity of 0.014 Gy-​1, an auto-​oxidn. rate of 0.0005 h-​1, and a diffusion rate of 0.129 mm2 h-​1; an 8​% redn. compared to the original PVA-​FX gel, which in practical terms adds approx. 1 h to the time span between irradn. and accurate read-​out. Conclusions Because this initial method of chem. bonding xylenol orange to polyvinyl alc. has inherently low conversion, the improvement on existing gel systems is minimal when compared to the drawbacks. More efficient methods of functionalising polyvinyl alc. with xylenol orange must be developed for this system to gain clin. relevance.

Structure informationnelle et constructions du kabyle : Etude de trois types de phrase dans le cadre de la grammaire constructionnelle

Information structure and Kabyle constructions Three sentence types in the Construction Grammar framework The study examines three Kabyle sentence types and their variants. These sentence types have been chosen because they code the same state of affairs but have different syntactic structures. The sentence types are Dislocated sentence, Cleft sentence, and Canonical sentence. I argue first that a proper description of these sentence types should include information structure and, second, that a description which takes into account information structure is possible in the Construction Grammar framework. The study thus constitutes a testing ground for Construction Grammar for its applicability to a less known language. It constitutes a testing ground notably because the differentiation between the three types of sentences cannot be done without information structure categories and, consequently, these categories must be integrated also in the grammatical description. The information structure analysis is based on the model outlined by Knud Lambrecht. In that model, information structure is considered as a component of sentence grammar that assures the pragmatically correct sentence forms. The work starts by an examination of the three sentence types and the analyses that have been done in André Martinet s functional grammar framework. This introduces the sentence types chosen as the object of study and discusses the difficulties related to their analysis. After a presentation of the state of the art, including earlier and more recent models, the principles and notions of Construction Grammar and of Lambrecht s model are introduced and explicated. The information structure analysis is presented in three chapters, each treating one of the three sentence types. The analyses are based on spoken language data and elicitation. Prosody is included in the study when a syntactic structure seems to code two different focus structures. In such cases, it is pertinent to investigate whether these are coded by prosody. The final chapter presents the constructions that have been established and the problems encountered in analysing them. It also discusses the impact of the study on the theories used and on the theory of syntax in general.

La contextualisation du discours radiophonique par des moyens prosodiques. L’exemple de cinq grands philosophes français du XXe siècle

"Radiodiskurssin kontekstualisointi prosodisin keinoin. Esimerkkinä viisi suurta ranskalaista 1900-luvun filosofia" Väitöskirja käsittelee puheen kontekstualisointia prosodisin keinoin. Toisin sanottuna työssä käsitellään sitä, miten puheen prosodiset piirteet (kuten sävelkulku, intensiteetti, tauot, kesto ja rytmi) ohjaavat puheen tulkintaa vanhastaan enemmän tutkittujen sana- ja lausemerkitysten ohella. Työssä keskitytään seitsemään prosodisesti merkittyyn kuvioon, jotka koostuvat yhden tai usean parametrin silmiinpistävistä muutoksista. Ilmiöitä käsitellään sekä niiden akustisten muotojen että tyypillisten esiintymisyhteyksien ja diskursiivisten tehtävien näkökulmasta. Aineisto koostuu radio-ohjelmista, joissa puhuu viisi suurta ranskalaista 1900-luvun filosofia: Gaston Bachelard, Albert Camus, Michel Foucault, Maurice Merleau-Ponty ja Jean-Paul Sartre. Ohjelmat on lähetetty eri radiokanavilla Ranskassa vuosina 1948–1973. Väitöskirjan tulokset osoittavat, että prosodisesti merkityt kuviot ovat moniulotteisia puheen ilmiöitä, joilla on keskeinen rooli sanotun kontekstualisoinnissa: ne voivat esimerkiksi nostaa tai laskea sanotun informaatioarvoa, ilmaista puhujan voimakasta tai heikkoa sitoutumista sanomaansa, ilmaista rakenteellisen kokonaisuuden jatkumista tai päättymistä, jne. Väitöskirja sisältää myös kontrastiivisia osia, joissa ilmiöitä verrataan erääseen klassisessa pianomusiikissa esiintyvään melodiseen kuvioon sekä erääseen suomen kielen prosodiseen ilmiöön. Tulokset viittaavat siihen, että tietynlaista melodista kuviota käytetään samankaltaisena jäsentämiskeinona sekä puheessa että klassisessa musiikissa. Lisäksi tulokset antavat viitteitä siitä, että tiettyjä melodisia muotoja käytetään samankaltaisten implikaatioiden luomiseen kahdessa niinkin erilaisessa kielessä kuin suomessa ja ranskassa. Yksi väitöskirjan osa käsittelee pisteen ja pilkun prosodista merkitsemistä puheessa. Tulosten mukaan pisteellä ja pilkulla on kummallakin oma suullinen prototyyppinsä: piste merkitään tyypillisesti sävelkulun laskulla ja tauolla, ja pilkku puolestaan sävelkulun nousulla ja tauolla. Merkittävimmät tulokset koskevat kuitenkin tapauksia, joissa välimerkki tulkitaan prosodisesti epätyypillisellä tavalla: sekä pisteellä että pilkulla vaikuttaisi olevan useita eri suullisia vastaavuuksia, ja välimerkkien tehtävät voivat muotoutua hyvin erilaisiksi niiden prosodisesta tulkinnasta riippuen.

Pour une éthique du traducteur poéticien

This doctoral thesis starts with a comprehensive introduction seeking to anchor the problematics of the ethics of the poetician translator (a translator of literary and similar texts) in a theoretical framework drawing on moral philosophy. This introductory section is followed by six published papers (four journal articles and two papers from conference proceedings), forming the main body of the thesis, which progressively develop a possible application of this theoretical framework. Starting from the acknowledgement that one of the ethical stakes in translation is constructed around the relation to the foreign and to the other , the translation process is scrutinized through the prism of the philosophies of Dialogue , focusing on how the translating actors relate to their task. The central notions around which philosophies of Dialogue are built are introduced and applied to translation. The question of intersubjective relations, addressed from a philosophical perspective, is developed with the help of the works of Martin Buber, Gabriel Marcel, Emmanuel Levinas and Paul Ric ur. The introductory section presents and explicates the thought of each of these philosophers and extracts the concepts that are then developed in the articles and conference papers collected here. Each paper concentrates on the notions of one of the philosophers referred to above and places these notions in perspective with other philosophies of Dialogue. All the papers contribute to explicating the relationship between the multiple philosophical notions that address the problematics of alterity and the condition of the translator. The work as a whole leads to the idea that the task of the poetician translator is not only to translate a text properly but above all to rouse and increase the desire of linguistic communities to live together.

Les noms mythologiques du Banquet de Platon en traduction

Tutkielman aihe on mytologisten nimien kääntäminen Platonin Pitojen kuudessa käännöksessä (ranska, englanti, saksa, suomi, ruotsi, viro). Lähtökohtana oli selvittää, mikä käännösstrategia heijastaa selkeimmin Platonin periaatetta, jonka mukaan etymologia kuvaa nimen tarkoitteen luonnetta. Käännöksiä tarkastellaan kontrastiivisen analyysin keinoin. Käännösten mytologisia nimiä sisältäviä otteita analysoidaan ja vertaillaan sekä keskenään että alkutekstin kanssa. Tarkoituksena on selvittää, miten ja missä nimien merkitys välittyy käännösten lukijoille. Tutkielmassa käsitellään myös nimiin liittyviä käännösongelmia sekä syitä erilaisiin strategiavalintoihin. Tähän pyritään esittelemällä kääntäjien ja asiantuntijoiden näkemyksiä nimien kääntämisestä. Tiedot perustuvat sähköpostitse ja suullisesti tehtyihin haastatteluihin. Aiheen valinta johtuu siitä, että haluttiin osoittaa, miten paljon mytologisten nimien kääntäminen tai kääntämättä jättäminen voi vaikuttaa käännösten ymmärrettävyyteen ja helppolukuisuuteen. Kääntäjät ja asiantuntijat eivät kuitenkaan usein tiedosta tätä ongelmaa vaan lähestyvät nimiä pääasiassa kahdella vastakkaisella tavalla, joko kääntämällä ta transkriboimalla. Heidän näkemyksensä asiasta ovat hyvin erilaisia ja ristiriitaisia, eikä kompromissia ei ole syntynyt. Teoreettinen viitekehys on käännösteoreettinen. Ensin määritellään käännösstrategiat, joita nimien kääntämisessä käytetään - yleensä ja tutkituissa käännöksissä. Käsitteiden jaottelun peruslähtökohtana on se, missä määrin strategia paljastaa käännösyksikön merkityksen. Käännösanalyysin tueksi esittellään antiikin etymologian ja personifikaation käyttöä. Käännösosuudessa analysoidaan käännöksiä ja niitä verrataan alkuteksteihin. Kontrastiivisen analyysin avulla osoitetaan, että Pitojen mytologiset nimet eivät ole erisnimiä ja selvitetään, missä määrin niitä käsitellään käännöksissä yleis- ja missä määrin erisniminä. Käännösanalyysissä tutkitaan käännösratkaisuja ja nimien ja niihin perustuvien sanaleikkien merkityksen välittymistä juoksevassa tekstissä. Perusoletus oli se, että nimien kääntäminen on ongelmallista. Haluttiin selvittää, missä määrin niiden sisältämä informaatio välittyy lukijalle käännöksissä. Analyysi osoittaa, että kääntäminen välittää tehokkaimmin nimien merkityksen. Se on kuitenkin vaikeaa, koska nimillä ei ole vastineita, jotka kattaisivat niiden semanttiset, filosofiset ja kulttuuriset konnotaatiot. Nimet tuottavat ongelmia myös informaatiotiheyden kannalta. Jos ne käännetään, osa konnotaatioista jää välittämättä. Jos ne transkriboidaan, ne jäävät opaakeiksi. Tekstin koherenssi rikkoutuu, jos samat nimet milloin transkriboidaan, milloin käännetään. Jos nimien johdoksiin perustuvat sanaleikit käännetään mutta mytologiset nimet transkriboidaan, yhteys katoaa. Lopuksi tarkastellaan strategianvalinnan syitä, joita ovat nykyaikaistetun lähtötekstin vaikutus, eri käännöstraditiot, kääntäjien mieltymykset, filosofiset teoriat sekä kohdeyleisö. Kääntäjän on mietittävä, mikä on lukijalle tarkoituksenmukaista. Analyysin mukaan transkriboidut nimet ovat usein opaakkeja ja tekevät tekstistä vaikeaselkoisen. Analyysin selkein tulos lienee se, että nimien merkityksen eksplisitointi juoksevassa tekstissä ilmentää parhaiten niiden tärkeää etymologiaa. Tämä havainto voisi ehkä saada kääntäjät ja asiantuntijat pohtimaan ratkaisujaan ja johtaa kompromisseihin, joissa merkitys ja muut aspektit yritettäisiin välittää yhdessä. Tutkimus voi lisäksi valaista Platonin etymologian käyttöä sekä personifikaatiota, jota on tutkittu vähän. Avainsanat: Platon, Pidot, Erisnimet, Kääntäminen, Etymologia, Kontrastiivinen analyysi

Nés sous de bons auspices? Etude qualitative de facteurs contribuant à l'acquisition du bilinguisme par les enfants d'un couple mixte

Pro gradu- tutkielmassani tarkastelen suomi-ranska kaksikielisyyden kehittymistä perheissä, joissa vanhemmilla on eri äidinkieli. Työni tavoitteena on ollut tutkia kuinka eri ympäristötekijät vaikuttavat kaksikielisyyden omaksumiseen ja miten perheiden erilainen panostus vähemmistökielen, ts. kielen joka ei esiinny ympäristössä, oppimiseen näkyy saavutetuissa tuloksissa. Tutkimukseeni osallistui 13 perhettä, joilla on 10-12 vuotiaita, ranskaa ja suomea päivittäin käyttäviä lapsia. Lapsia oli yhteensä 18. Voidakseni tarkastella myös kieliympäristön vaikutusta oppimiseen valittiin perheistä kuusi Suomesta ja seitsemän Ranskasta sekä Sveitsin ranskankieliseltä alueelta. Tutkimusmenetelmiini kuului vanhempien haastattelu perheen sosiolingvististen tekijöiden selville saamiseksi ja lasten kanssa keskustelu suullisen kielitaidon arvioimiseksi. Pääpaino kielitaidon arvioinnissa oli kuitenkin kirjallisella tekstillä, jonka lapset tuottivat molemmilla kielillä tekstittömän kirjan kuvien perusteella. Teksteistä suoritettiin virheanalyysit, joissa eri virheet jaettiin ortografisiin, semanttisiin ja kieliopillisiin virheisiin. Jokaiselle lapselle lasketiin myös keskiarvo, joka osoitti kuinka monta sanaa tekstissä oli jokaista virhettä kohti. Näiden keskiarvojen pohjalta tutkittiin yhteneväisyyksiä virhemäärien sekä perheiden sosiolingvististen tekijöiden kesken. Yhteenvedossa verrattiin myös tuloksia teoriaosassa esitettyihin kielitieteilijöiden tarjoamiin periaatteisiin. Tutkielman perusteella voidaan todeta, että ympäristön vaikutus näytetään usein aliarvioitaneen kaksikielisyyttä koskevissa teoksissa. Hyvään kielitaitoon vähemmistökielessä tarvitaan enemmän kuin yksi kieli - yksi henkilö menetelmä, jossa vanhemmat puhuvat lapselle omaa äidinkieltään. Hyviksi vahvistuskeinoiksi havaittiin varsinkin kaksikielinen koulu sekä useat vierailut toisen vanhemman kotimaahan. Varsinkin perheen nuorimpien lasten vähemmistökielen oppimiseen tulisi panostaa sillä näillä on syntymästään asti mahdollisuus käyttää enemmistökieltä myös vanhempien sisarusten kanssa. Kieliympäristön vaikutuksesta havaittiin, että Suomessa asuvat lapset hallitsivat yleisesti ottaen paremmin vähemmistökielensä kuin Ranskassa asuvat. Tähän pidettiin syynä ranskalais-suomalaisen koulun positiivista vaikutusta kielen oppimiselle sekä ranskankielen arvostettua asemaa Suomessa. Avainsanat: Kaksikielisyys, kieltenoppiminen, bilinguisme, acquisition des langues, couple mixte

Natural convection from a vertical cone in a porous medium due to the combined effects of heat and mass diffusion with non-uniform wall temperature/concentration or heat/mass flux and suction/injection

An analysis has been carried out to study the non-Darcy natural convention flow of Newtonian fluids on a vertical cone embedded in a saturated porous medium with power-law variation of the wall temperature/concentration or heat/mass flux and suction/injection with the streamwise distance x. Both non-similar and self-similar solutions have been obtained. The effects of non-Darcy parameter, ratio of the buoyancy forces due to mass and heat diffusion, variation of wall temperature/concentration or heat/mass flux and suction/injection on the Nusselt and Sherwood numbers have been studied.

Comparison of the indirect haemagglutination and gel diffusion test for serotyping Haemophilus parasuis

The aim of this study was to compare the use of indirect haemagglutination (IHA) and gel diffusion (GD) tests for serotyping Haemophilus parasuis by the Kielstein-Rapp-Gabrielson scheme. All 15 serovar reference strains, 72 Australian field isolates, nine Chinese field isolates, and seven isolates from seven experimentally infected pigs were evaluated with both tests. With the IHA test, 14 of the 15 reference strains were correctly serotyped – with serovar 10 failing to give a titre with serovar 10 antiserum. In the GD test, 13 reference strains were correctly serotyped – with antigen from serovars 7 and 8 failing to react with any antiserum. The IHA methodology serotyped a total of 45 of 81 field isolates while the GD methodology serotyped a total of 48 isolates. For 29 isolates, the GD and IHA methods gave discordant results. It was concluded that the IHA is a good additional test for the serotyping of H. parasuis by the KRG scheme if the GD methodology fails to provide a result or shows unusual cross-reactions.