Properties of the stochastic Gross-Pitaevskii equation: finite temperature Ehrenfest relations and the optimal plane wave representation

We present Ehrenfest relations for the high temperature stochastic Gross-Pitaevskii equation description of a trapped Bose gas, including the effect of growth noise and the energy cutoff. A condition for neglecting the cutoff terms in the Ehrenfest relations is found which is more stringent than the usual validity condition of the truncated Wigner or classical field method-that all modes are highly occupied. The condition requires a small overlap of the nonlinear interaction term with the lowest energy single particle state of the noncondensate band, and gives a means to constrain dynamical artefacts arising from the energy cutoff in numerical simulations. We apply the formalism to two simple test problems: (i) simulation of the Kohn mode oscillation for a trapped Bose gas at zero temperature, and (ii) computing the equilibrium properties of a finite temperature Bose gas within the classical field method. The examples indicate ways to control the effects of the cutoff, and that there is an optimal choice of plane wave basis for a given cutoff energy. This basis gives the best reproduction of the single particle spectrum, the condensate fraction and the position and momentum densities.

Observation of crack initiation during hot tearing

While the general mechanisms of hot tearing are understood, i.e. the inability of liquid to feed imposed strain on the mushy material, work continues on improving the understanding of the mechanisms at play. A hot tear test rig that measures the temperature and load imposed on the mushy zone during solidification has been successfully used to study hot tearing. The mould has now been modified to incorporate a window above the hot spot region to allow observation of hot tear formation and growth. Combining information from visual observation with load and temperature data has led to a better understanding of the mechanism of hot tearing. Tests were carried out on an Al-0.5 wt-% Cu alloy. It was found that load development began at about 90% solid and a hot tear formed a short time later, at between 93% and 96% solid. Hot tearing started at a very low load.

Crack depths in desiccating plastic concrete

The depths of cracks in desiccating plastic concrete are estimated by considering the effects of the suction (negative pore pressure) associated with desiccation and applying five failure models derived from fracture, theories combined with theories drawn from geotechnical engineering under the assumption that plastic concrete is a frictional particulate material. The estimated crack depths vary with the depth of desiccation, the suction profile, and a small number of material parameters that depend on the model adopted and are comparatively easy to estimate accurately. Four of the models predict excessively large crack depths. The fifth, however, predicts shallower crack depths that increase with the age of the concrete and are consistent with those of analogous desiccation cracks in coal mine tailings. It thus offers a relatively robust method of estimating the depth of desiccation cracks. Confirmation of this with data for plastic concrete is clearly desirable but not possible at present.

Application of edge-to-edge matching model to understand the in-plane texture of TiSi2 (C49) thin films on (001)(Si) surface

The edge-to-edge matching model, which was originally developed for predicting crystallographic features in diffusional phase transformations in solids, has been used to understand the formation of in-plane textures in TiSi2 (C49) thin films on Si single crystal (001)si surface. The model predicts all the four previously reported orientation relationships between C49 and Si substrate based on the actual atom matching across the interface and the basic crystallographic data only. The model has strong potential to be used to develop new thin film materials. (c) 2006 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Fatigue crack propagation in a sintered 2xxx series aluminium alloy

Many potential applications for sintered aluminium are limited by the poor fatigue properties of the material. In order to increase understanding of the fatigue mechanisms in sintered aluminium, fatigue tests were carried out on a sintered 2xxx series aluminium alloy, AMB-2712. The alloy has a fatigue endurance strength of approximately 145 MPa (R = 0.1). Three regions were identified on the fatigue fracture surfaces. Region I contains the initiation site and transgranular crack propagation. When the size of the cyclic plastic zone ahead of the crack becomes comparable to the grain size, microstructural damage at the crack tip results in a transition to intergranular propagation. Region 2 mainly contains intergranularly fractured material, whilst the final fracture area makes up Region 3, in the form of dimple coalescence and intergranular failure. Transgranular fractographic features observed on fatigued specimens include fissure-type striations, cross-hatched grains, furrowed grains and grains containing step-like features. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sviluppo e applicazione di nuovi criteri per la verifica a fatica multiassiale di componenti strutturali in leghe di acciaio e alluminio

La presente Tesi ha per oggetto lo sviluppo e la validazione di nuovi criteri per la verifica a fatica multiassiale di componenti strutturali metallici . In particolare, i nuovi criteri formulati risultano applicabili a componenti metallici, soggetti ad un’ampia gamma di configurazioni di carico: carichi multiassiali variabili nel tempo, in modo ciclico e random, per alto e basso/medio numero di cicli di carico. Tali criteri costituiscono un utile strumento nell’ambito della valutazione della resistenza/vita a fatica di elementi strutturali metallici, essendo di semplice implementazione, e richiedendo tempi di calcolo piuttosto modesti. Nel primo Capitolo vengono presentate le problematiche relative alla fatica multiassiale, introducendo alcuni aspetti teorici utili a descrivere il meccanismo di danneggiamento a fatica (propagazione della fessura e frattura finale) di componenti strutturali metallici soggetti a carichi variabili nel tempo. Vengono poi presentati i diversi approcci disponibili in letteratura per la verifica a fatica multiassiale di tali componenti, con particolare attenzione all'approccio del piano critico. Infine, vengono definite le grandezze ingegneristiche correlate al piano critico, utilizzate nella progettazione a fatica in presenza di carichi multiassiali ciclici per alto e basso/medio numero di cicli di carico. Il secondo Capitolo è dedicato allo sviluppo di un nuovo criterio per la valutazione della resistenza a fatica di elementi strutturali metallici soggetti a carichi multiassiali ciclici e alto numero di cicli. Il criterio risulta basato sull'approccio del piano critico ed è formulato in termini di tensioni. Lo sviluppo del criterio viene affrontato intervenendo in modo significativo su una precedente formulazione proposta da Carpinteri e collaboratori nel 2011. In particolare, il primo intervento riguarda la determinazione della giacitura del piano critico: nuove espressioni dell'angolo che lega la giacitura del piano critico a quella del piano di frattura vengono implementate nell'algoritmo del criterio. Il secondo intervento è relativo alla definizione dell'ampiezza della tensione tangenziale e un nuovo metodo, noto come Prismatic Hull (PH) method (di Araújo e collaboratori), viene implementato nell'algoritmo. L'affidabilità del criterio viene poi verificata impiegando numerosi dati di prove sperimentali disponibili in letteratura. Nel terzo Capitolo viene proposto un criterio di nuova formulazione per la valutazione della vita a fatica di elementi strutturali metallici soggetti a carichi multiassiali ciclici e basso/medio numero di cicli. Il criterio risulta basato sull'approccio del piano critico, ed è formulato in termini di deformazioni. In particolare, la formulazione proposta trae spunto, come impostazione generale, dal criterio di fatica multiassiale in regime di alto numero di cicli discusso nel secondo Capitolo. Poiché in presenza di deformazioni plastiche significative (come quelle caratterizzanti la fatica per basso/medio numero di cicli di carico) è necessario conoscere il valore del coefficiente efficace di Poisson del materiale, vengono impiegate tre differenti strategie. In particolare, tale coefficiente viene calcolato sia per via analitica, che per via numerica, che impiegando un valore costante frequentemente adottato in letteratura. Successivamente, per validarne l'affidabilità vengono impiegati numerosi dati di prove sperimentali disponibili in letteratura; i risultati numerici sono ottenuti al variare del valore del coefficiente efficace di Poisson. Inoltre, al fine di considerare i significativi gradienti tensionali che si verificano in presenza di discontinuità geometriche, come gli intagli, il criterio viene anche esteso al caso dei componenti strutturali intagliati. Il criterio, riformulato implementando il concetto del volume di controllo proposto da Lazzarin e collaboratori, viene utilizzato per stimare la vita a fatica di provini con un severo intaglio a V, realizzati in lega di titanio grado 5. Il quarto Capitolo è rivolto allo sviluppo di un nuovo criterio per la valutazione del danno a fatica di elementi strutturali metallici soggetti a carichi multiassiali random e alto numero di cicli. Il criterio risulta basato sull'approccio del piano critico ed è formulato nel dominio della frequenza. Lo sviluppo del criterio viene affrontato intervenendo in modo significativo su una precedente formulazione proposta da Carpinteri e collaboratori nel 2014. In particolare, l’intervento riguarda la determinazione della giacitura del piano critico, e nuove espressioni dell'angolo che lega la giacitura del piano critico con quella del piano di frattura vengono implementate nell'algoritmo del criterio. Infine, l’affidabilità del criterio viene verificata impiegando numerosi dati di prove sperimentali disponibili in letteratura.

BEM-ESTAR SUBJETIVO E AUTOEFICÁCIA EM DEPENDENTES DE COCAÍNA/CRACK

Este estudo teve por objetivo identificar e descrever associações entre bem-estar subjetivo, construto formado por satisfação geral com a vida e afetos positivos e negativos,e autoeficáciapara abstinência de drogas em dependentes de cocaína/crack em processo de abstinência. Utilizou, para avaliar as variáveis, as Escalas de Afetos Positivos e Negativos, de Satisfação Geral com a Vida, de Autoeficácia para Abstinência de Drogas, de Avaliação para Mudança da Universidade de Rhode Island e um questionário de dados sócio-demográficos e socioculturais. Participaram 70 homens, dependentes de cocaína/crack, jovens e de baixa escolaridade.Eram pessoas de rendimentos de até três salários mínimos (63%), que foram internadas mais de uma vez (65%), autodeclaradas abstinentes no momento da coleta dos dados. Os participantes possuíam níveis médiosde autoeficácia para abstinência de drogas, níveis baixos de bem-estar subjetivo, e estavam satisfeitos com suas vidas. Cálculos de correlação de Pearson revelaram que não há associação entre bem-estar subjetivoe autoeficácia para abstinência de drogas, entre prontidão para mudança no consumo de drogas e bem-estar subjetivo, nem entre prontidão para mudança no consumo de drogas eautoeficácia para abstinência de drogas. Resultados de análise de variância revelaram que não houve diferençasnos níveis de bem-estar subjetivo entreos diferentes os agrupamentos de prontidão para mudanças nem entre as médias de autoeficácia para abstinência de drogas entre os diferentes agrupamentos de prontidão para mudanças no consumo de drogas. A discussão abordou os resultados diante do fato de a internação dos participantes ter sido involuntária ou voluntária, do tempo de internação, do seu estágio de prontidão para mudar seu comportamento de consumo de drogas e das características de seu grupo de abstinência diante da literatura da área. Finalmente, apontou, em conclusão, limitações e agenda de pesquisa futura.

Transition in homogeneously heated inclined plane parallel shear flows

The transition of internally heated inclined plane parallel shear flows is examined numerically for the case of finite values of the Prandtl number Pr. We show that as the strength of the homogeneously distributed heat source is increased the basic flow loses stability to two-dimensional perturbations of the transverse roll type in a Hopf bifurcation for the vertical orientation of the fluid layer, whereas perturbations of the longitudinal roll type are most dangerous for a wide range of the value of the angle of inclination. In the case of the horizontal inclination transverse roll and longitudinal roll perturbations share the responsibility for the prime instability. Following the linear stability analysis for the general inclination of the fluid layer our attention is focused on a numerical study of the finite amplitude secondary travelling-wave solutions (TW) that develop from the perturbations of the transverse roll type for the vertical inclination of the fluid layer. The stability of the secondary TW against three-dimensional perturbations is also examined and our study shows that for Pr=0.71 the secondary instability sets in as a quasi-periodic mode, while for Pr=7 it is phase-locked to the secondary TW. The present study complements and extends the recent study by Nagata and Generalis (2002) in the case of vertical inclination for Pr=0.